Юпитер

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

Юпитер пятая 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. Уникальные особенности сделала ее одним из самых интересных для наблюдений объектов Солнечной системы.

История открытия и исследования

Наблюдения за газовым гигантом проводились еще с древних времен. Шумеры называли планету «белая звезда». Астрономы древнего Китая подробно описали движение планеты, а инки наблюдали за спутниками, 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 газового гиганта стали в XX веке после появления межпланетных станций и космических телескопов. Примечательно, что все космические аппараты, запускаемые к нему, принадлежат NASA. Первые снимки планеты, полученные в высоком разрешении, произвели межпланетные аппараты серии Вояджер. Первый орбитальный спутник, космический аппарат Галилео, помог установить состав юпитерианской атмосферы и динамику процессов внутри нее, а также получить новые сведения о естественных спутниках газового исполина. 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 его уникальной чертой является количество спутников. На данный момент изучено 79 из них, но, по данным исследователей, общее число юпитерианских лун 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 древнегреческого бога-громовержца. 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 объекты медленно образовывались из пыли и протопланетных обломков, газовый гигант быстро разрастался до своих огромных размеров. За счет своей интенсивной аккреции планетарный исполин препятствовал проникновению дополнительного материала для построения всей звездной системы, чем объясняется малый размер объектов внутри ее.

Орбита и радиус

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

Двигаясь со средней орбитальной скоростью 13 км/с, он совершает оборот по своей 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 второго по размерам объекта 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.

Строение Юпитера

• Атмосфера, имеющая трехслойное строение: внешний чисто водородный слой, далее водородно-гелиевый (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 юпитерианской газовой оболочке 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 газовой оболочки 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 гиганте 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.

В юпитерианской атмосфере периодически проходят алмазные дожди. Драгоценные углеродные осадки выпадают из паров метана во время разряда молнии под воздействием высокой температуры и давления, царящих в верхних слоях атмосферы.

Рельеф

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

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 теоретически возможна жизнь, т.к. под ледяным панцирем может быть кислород.

Ио, как и ее планетарный хозяин, 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.

Ганимед – крупнейший спутник Юпитера и всей Солнечной системы. Он состоит из минеральных солей кремниевых кислот и льда, а также обладает собственной магнитосферой и тонкой атмосферой. Также Ганимед больше самой маленькой планеты Солнечной системы (5262 км против 4879 км).

Каллисто – второй по величине спутник гиганта. 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.

Планета Юпитер интересные факты

• Ни один космический аппарат не может работать вблизи орбиты исполина из-за мощных радиационных поясов.
• Своим мощным гравитационным полем он защищает планеты внутренней группы, в том числе Землю, от прилетающих извне комет и астероидов.
• Чтобы наглядно сравнить размеры Земли и пятой планеты, положите рядом с пятикопеечной монетой баскетбольный мяч.
• Теоретически, человек массой в 80 кг на юпитерианской поверхности  будет весить 192 кг. Это связано с тем, что гравитация на газовом гиганте в 2,4 раза больше земной.
• Если бы в момент формирования ему удалось бы нарастить массу в 80 раз больше нынешней, в Солнечной системе возникла бы вторая звезда. Она классифицировалась бы как коричневый карлик.
• Самая большая планета Солнечной системы излучает самые мощные радиоволны. Их можно уловить даже коротковолновыми антеннами на Земле. Они трансформируются в довольно необычный аудиосигнал, который некоторые принимают за сигналы от пришельцев.
• Средняя продолжительность полета до газового гиганта составляет 5 лет. АМС «Новые горизонты» быстрее всех других зондов преодолела расстояние до юпитерианской орбиты. Для этого ей понадобилось чуть больше года.