Юпитер

Планета Юпитер – крупнейший газовый гигант и самая большая планета Солнечной системы. Его масса превышает массу всех остальных объектов нашей системы вместе взятых. Поэтому недаром Юпитер был назван в честь самого верховного бога древнеримского пантеона.

Юпитер пятая по удаленности планета Солнечной системы. На его поверхности постоянно бушуют гигантские ураганы, один из которых по диаметру превышает размеры Земли. Еще одним рекордом планеты является число ее спутников, из которых открыты на сегодняшний момент только 79. Уникальность Юпитера сделала его одним из самых интересных для наблюдений объектов Солнечной системы.

Фото Юпитера
Фото юпитера 21.04.2014 сделанное Hubble’s Wide Field Camera 3 (WFC3).

История открытия и исследования Юпитера

Наблюдения за Юпитером проводились еще с древних времен. Шумеры называли планету «белая звезда». Астрономы древнего Китая подробно описали движение планеты, а инки наблюдали за спутниками Юпитера, называя его «амбаром». Римляне же назвали планету в честь верховного божества и отца всех древнеримских богов.

Впервые увидел планету в телескоп Галилео Галилей. Он же открыл 4 самых крупных спутника Юпитера. Наблюдения за планетой и ее спутниками также помогли средневековым астрономам вычислить примерную скорость света.

Активно изучать Юпитер стали в XX веке после появления межпланетных станций и космических телескопов. Примечательно, что все космические аппараты, запускаемые к газовому гиганту, принадлежат NASA. Первые снимки планеты, полученные в высоком разрешении, произвели межпланетные аппараты серии Вояджер. Первый орбитальный спутник Юпитера, космический аппарат Галилео, помог установить состав атмосферы и динамику процессов внутри нее, а также получить новые сведения о спутниках планеты. Межпланетная станция Юнона, запущенная в 2011 году, занимается изучение полюсов Юпитера. В ближайшем будущем планируется запуск американо-европейской и российско-европейской межпланетных миссий  с целью изучения пятой от Солнца планеты и ее многочисленных спутников.

Общие сведения о Юпитере

Размер планеты поистине впечатляет. Диаметр Юпитера больше земного почти в 11 раз и составляет 140 тыс. км. Масса газового гиганта – 1,9*1027, что больше суммарной массы всех остальных планет, спутников и астероидов Солнечной системы. Площадь поверхности Юпитера  равняется 6,22*1010 кв.км. Чтобы осознать все величие гиганта стоит понимать, что только в Большом красном пятне в его атмосфере может поместиться 2 таких же планеты, как Земля.

Другой уникальной чертой Юпитера является количество его спутников. На данный момент изучено 79 из них, но, по данным исследователей, общее число лун Юпитера не менее ста. Все они названы в честь героев древнеримских и древнегреческих мифов, связанных с самым могущественным богом на пантеоне. К примеру, Ио и Европа – спутники, названные в честь возлюбленных Зевса-Юпитера. Помимо спутников планета имеет систему планетарных колец, названную Кольца Юпитера.

Крупнейшая планета Солнечной системой является еще и самой старой. Ядро Юпитера сформировалось в течение миллиона лет после образования нашей системы. Пока твердотельные планеты медленно образовывались из пыли и протопланетных обломков, газовый гигант быстро разрастался до своих огромных размеров. За счет своей интенсивной аккреции Юпитер препятствовал проникновению дополнительного материала для построения всей звездной системы, чем объясняется малый размер планет внутри ее.

Орбита и радиус

Среднее расстояние от Юпитера до центральной звезды нашей системы составляет 780 млн. км. Орбитальный путь планеты не отличается высокой эксцентричностью – 0,049.

Двигаясь со средней орбитальной скоростью 13 км/с, Юпитер совершает оборот по орбите за 11,9 лет. При этом для него не характерна смена времен года – наклон оси вращения к орбите составляет всего 3,1°. Вокруг своей оси Юпитер вращается с очень большой скоростью и  совершает полный оборот за 9 ч 55 мин. Сутки на планете считаются самыми короткими во всей Солнечной системе.

Физические характеристики

Основные параметры пятой планеты Солнечной системы:

  • Средний радиус Юпитера – 69,9 тыс. км.
  • Масса – 1,9*1027 кг.
  • Среднее значение плотности – 1,33 г/куб. см, что приблизительно равно плотности Солнца.
  • Ускорение свободного падения на экваторе – 24,8 м/с2. Это означает, что гравитация Юпитера почти в 2,5 раза больше земной.

На данный момент строение Юпитера описывается следующим образом:

  • Атмосфера, имеющая трехслойное строение: внешний чисто водородный слой, водородно-гелиевый слой (соотношение газов 9:1) и нижний слой аммиачных и водяных облаков.
  • Водородная мантия глубиной до 50 тыс. км.
  • Твердое ядро с массой, превышающей в 10 раз земную.

Достоверно химический состав планеты определить на данный момент невозможно. Известно то, что основными его компонентами являются водород и гелий, преходящие их газообразного состояния в жидкое. Кроме них атмосфера планеты содержит множество простых веществ и инертные газы. Характерную окраску Юпитеру придают соединения фосфора и серы.

Атмосфера и климат

Водородно-гелиевая атмосфера плавно переходит в жидкую водородную мантию, не имея очерченной нижней границы.

Для нижнего слоя юпитерианской атмосферы – тропосферы – характерна сложная структура облаков.  Верхние облака состоят из аммиачного льда и сульфида аммония, далее идет плотный слой водяных облаков. Температура в тропосфере снижается с ростом высоты от 340 до 110К. Стратосфера постепенно разогревается до 200К, а максимальное значение температур(1000К) регистрируется в термосфере. Среднюю температуру Юпитера невозможно посчитать из-за отсутствия целостной поверхности. Его атмосфера граничит с кипящим океаном жидкого водорода. Ядро планеты прогревается до 35 тысяч градусов по Цельсию, что выше температуры Солнца.

Давление на Юпитере имеет тенденцию к уменьшению по мере отдаления от водородного океана. На нижнем уровне тропосферы оно достигает 10 бар, тогда так в термосфере давление снижается до 1 нанобара.

На Юпитере нет хорошей погоды. Тепловая энергия, идущая из ядра, превращает атмосферу  планету в один огромный вихрь. Юпитерианские ветра достигают скорости 2160 км/ч. Самым известным ураганов в атмосфере планеты является Большое красное пятно. Он продолжается уже больше 300 лет, а его площадь на данный момент составляет 40*13 тыс. км. При этом скорость воздушных потоков достигает более 500м/с. Сопровождают юпитерианские вихри  молнии протяженностью в несколько тысяч километров и мощностью в разы больше земных.

фото Большого красного пятна Юпитера
фото Большого красного пятна Юпитера

Рельеф Юпитера

Поверхность Юпитера – не совсем верное понятие. Водородно-гелиевая атмосфера плавно переходит в мантию, представляющую собой океан металлического водорода. Мантия продолжается на глубину 45 тыс. км., а далее следует ядро, в десятки раз тяжелее Земли и в несколько раз горячее Солнца.

Кольца Юпитера

Кольца Юпитера слабые и состоят из пыли, образующейся при столкновении спутников.

Кольцевая система имеет следующее строение:

  • кольцо-гало, представляющее собой толстый слой пыли;
  • тонкое и яркое Главное кольцо;
  • 2 внешних «паутинных» кольца.

Главное и гало-кольца образовались из пыли от спутников Метида и Адрастея, а паутинные кольца Юпитера сформировались благодаря Альматеи и Фиве.

По предположительным данным, существует еще одно тонкое и слабое кольцо рядом со спутников Гималаи, возникшее после его столкновения с более мелким спутником.

Спутники Юпитера

Всего у планеты имеется более сотни спутников, открыты из которых только 79. Они подразделяются на внутренние, число которых 8, и внешние (на данный момент 71). Самые крупные юпитерианские луны объединены в группу под названием галилеевские, т.к. они были открыты еще Галилео Галилеем. В эту группу входят Европа, Ио, Ганимед и Каллисто.

Европа представляет собой огромный подледный океан. На этом спутнике теоритически возможна жизнь, т.к. под ледяным панцирем может быть кислород.

Ио, как и Юпитер, не имеет четко выраженной поверхности. Этот спутник залит лавой из двух мощнейших вулканов. От этого он приобрел желтую окраску с пятнами бурого, коричневого и красного цветов.

изображение спутников Юпитера
изображение спутников Юпитера

Ганимед – крупнейший спутник не только Юпитера, но и всей Солнечной системы. Он состоит из минеральных солей кремниевых кислот и льда, а также обладает собственной магнитосферой и тонкой атмосферой.

Каллисто – второй по величине спутник Юпитера. Его поверхность состоит из силикатов, льда и органических соединений. Атмосфера представлена двуокисью углерода с незначительными примесями других газов. Каллисто изрыт крупными ударными кратерами, что придало ему характерный рельеф.

Интересные факты про Юпитер

  • Юпитер — самая быстрая планета нашей системы. Полный оборот вокруг оси длится менее 10 часов. Это происходит благодаря его мощнейшему магнитному полю.
  • Ни один космический аппарат не может работать вблизи Юпитера из-за мощных радиационных поясов.
  • Теоритически, человек массой в 80 кг на Юпитере будет весить 192 кг. Это связано с тем, что гравитация на газовом гиганте в 2,4 раза больше земной.
  • Ганимед больше самой маленькой планеты Солнечной системы (5262 км против 4879 км).
Ссылка на основную публикацию