Юпітер - п'ята планета від Сонця, і найбільша в Сонячній системі. Юпітер в 2 рази масивніше, ніж всі інші планети Сонячної системи разом узяті. Поряд з Сатурном. Уран і Нептун. Юпітер класифікується як газовий гігант.
Планета була відома астрономам з глибокої давнини, знайшла своє відображення в міфології і релігійних віруваннях багатьох культур. У вавилонській культурі планета називлась Мулубаббар, тобто «зірка-сонце». Греки спочатку іменували його «Фаетонт» - сяючий, блискучий, пізніше - Зевс. Римляни дали цій планеті назву на честь римського бога Юпітера.
Юпітер складається переважно з водню і гелію. Швидше за все, в центрі планети є кам'яне ядро з більш важких елементів під високим тиском. Через швидке обертання форма Юпітера - сплюснутий сфероїд (він володіє значною опуклістю навколо екватора). Зовнішня атмосфера планети явно розділена на кілька витягнутих смуг уздовж широт, і це призводить до бурям і штормів уздовж їх взаємодіючих кордонів. Помітний результат цього - Велика Червона Пляма. гігантський шторм, який відомий з XVII століття. За даними апарату, що спускається «Галілео», тиск і температура при поглибленні в атмосферу швидко ростуть. Юпітер має потужну магнітосферою.
Супутникова система Юпітера складається, принаймні, з 63 місяців. включаючи 4 великі місяця, звані також «галилеевой», які були виявлені Галілео Галілеєм в 1610 році. Супутник Юпітера Ганімед має діаметр перевершує діаметр Меркурія. Під поверхнею Європи виявлений глобальний океан, а Іо відомий тим, що на ньому діють найпотужніші в Сонячній системі вулкани. У Юпітера є слабкі планетарні кільця.
Юпітер досліджувався вісьмома автоматичними міжпланетними станціями НАСА. Найбільше значення мали дослідження за допомогою апаратів «Піонер» і «Вояджер», і пізніше «Галілео». Останнім апаратом, який відвідав Юпітер, був зонд «Нові горизонти», що прямує до Плутона.
При спостереженні Юпітера в телескоп з 40-кратним збільшенням його кутові розміри відповідають розмірам Місяця, що спостерігається неозброєним оком. Телескоп з апертурою від 150 мм покаже Велика Червона Пляма і подробиці в поясах Юпітера. Мале червона пляма можна помітити в телескоп від 250 мм з ПСЗ-камерою. Один повний оборот планета робить за 9 год. 55 хв. Це обертання дозволяє побачити спостерігачеві всю планету за одну ніч.
Фізичні характеристики
орбітальні характеристики
Юпітер єдина планета, у якій центр мас з Сонцем знаходиться поза Сонця і відстоїть від нього приблизно на 7% сонячного радіуса. Середня відстань між Юпітером і Сонцем становить 778 мільйонів кілометрів (5,2 а.о.) а період обертання становить 11,86 року. Юпітер і Сатурн знаходяться майже в точній резонансі 2: 5. Оскільки ексцентриситет орбіти Юпітера 0.048, то різниця відстані до Сонця в перигелії і афелії становить 75 мільйонів кілометрів.
параметри планети
Юпітер - найбільша планета Сонячної системи. Його екваторіальний радіус дорівнює 71,4 тис. Км, що в 11,2 рази перевищує радіус Землі.
Маса Юпітера більш ніж в 2 рази перевищує сумарну масу всіх інших планет сонячної системи, в 318 разів - масу Землі і всього в 1000 разів менша за масу Сонця. Якби Юпітер був приблизно в 70 разів масивніше, він міг би стати зіркою. Щільність Юпітера приблизно дорівнює щільності Сонця і значно поступається щільності Землі. Екваторіальна площину планети близька до площини її орбіти, тому на Юпітері не буває змін пір року.
Юпітер обертається навколо своєї осі, причому не як тверде тіло: кутова швидкість обертання зменшується від екватора до полюсів. На екваторі добу тривають близько 9 год 50 хв. Юпітер обертається швидше, ніж будь-яка інша планета Сонячної системи. Внаслідок швидкого обертання, полярне стиснення Юпітера дуже помітно: полярний радіус менше екваторіального на 4,6 тис. Км (т. Е. На 6,5%).
Все, що ми можемо спостерігати на Юпітері - це хмари верхнього шару атмосфери. Гігантська планета складається переважно з газу і не має звичної нам твердої поверхні.
Юпітер виділяє в 2-3 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. Це може пояснюватися поступовим стисненням планети, опусканням гелію і більш важких елементів або процесами радіоактивного розпаду в надрах планети.
внутрішня будова
Юпітер складається, в основному, з водню і гелію. Під хмарами знаходиться шар глибиною 7-25 тис. Км, в якому водень поступово змінює свій стан від газу до рідини зі збільшенням тиску і температури (до 6000 ° C). Чіткої межі, яка відділяє газоподібний водень від рідкого, мабуть, не існує. Це повинно виглядати як безперервне кипіння глобального водневого океану.
На малюнку показана модель внутрішньої структури Юпітера: кам'янисте ядро, оточене товстим шаром металевого водню
Під рідким воднем знаходиться шар рідкого металевого водню завтовшки, згідно з теоретичними моделям, близько 30-50 тис. Км. Рідкий металевий водень формується при тиску в кілька мільйонів атмосфер. Протони і електрони в ньому існують окремо і він є хорошим провідником електрики. Потужні електроструму, що виникають в шарі металевого водню, породжують гігантське магнітне поле Юпітера.
Вчені вважають, що Юпітер має тверде кам'яне ядро, що складається з важких елементів (важчих, ніж гелій). Його розміри - 15-30 тис. Км в діаметрі, ядро володіє високою щільністю. За теоретичними розрахунками, температура на кордоні ядра планети - близько 30 000 ° K [1]. а тиск - 30-100 млн. атмосфер.
Вимірювання, зроблені як із Землі, так і зондами, дозволили виявити, що виділяється Юпітером енергія, в основному вигляді інфрачервоного випромінювання, приблизно в 1,5 рази більше одержуваної ним від Сонця. Звідси ясно, що Юпітер володіє значним запасом теплової енергії, що утворився в процесі стиснення матерії при утворенні планети. В цілому вважається, що в юпитерианских надрах усе ще дуже жарко - близько 30 000 К. [2]
Атмосфера Юпітера складається з водню (81% за кількістю атомів і 75% по масі) і гелію (18% за кількістю атомів і 24% по масі). На частку інших речовин припадає не більше 1%. В атмосфері присутні метан. водяна пара. аміак; є також сліди органічних сполук, етану. сірководню. неону. кисню. фосфіну. сірки. Зовнішні шари атмосфери містять кристали замороженого аміаку.
Хмари, що знаходяться на різній висоті, мають свій колір. Найвищі з них червоні, трохи нижче знаходяться білі, ще нижче коричневі, а в самому нижньому шарі - синюваті.
Температура зовнішнього шару хмар - близько -130 ° C, проте швидко росте з глибиною. За даними апарату, що спускається «Галілео», на глибині 130 км температура дорівнює +150 ° C, тиск - 24 атмосфери. Тиск у верхньої межі хмарного шару - близько 1 атм, т. Е. Як у поверхні Землі. «Галілео» виявив «теплі плями» уздовж екватора. Мабуть, в цих місцях шар зовнішніх хмар тонкий, і можна бачити більш теплі внутрішні області.
Швидкість вітрів на Юпітері може перевищувати 600 км / ч. Циркуляція атмосфери визначається двома основними факторами. По-перше, обертання Юпітера в екваторіальних і полярних областях неоднаково, тому атмосферні структури витягуються в смуги, що оперізують планету. По-друге, є температурна циркуляція за рахунок тепла, що виділяється з надр. На відміну від Землі (де циркуляція атмосфери відбувається за рахунок різниці сонячного нагріву в екваторіальних і полярних областях) на Юпітері вплив сонячної радіації на температурну циркуляцію незначно.
Конвективні потоки, що виносять внутрішнє тепло до поверхні, зовні виявляються у вигляді світлих зон і темних поясів. В області світлих зон відзначається підвищений тиск, відповідне висхідним потокам. Хмари, що утворюють зони, розташовуються на більш високому рівні (приблизно на 20 км), а їх світле забарвлення пояснюється, мабуть, підвищеною концентрацією яскраво-білих кристалів аміаку. Розташовані нижче темні хмари поясів складаються приблизно з червоно-коричневих кристалів гідросульфіду амонію і мають більш високу температуру. Ці структури представляють області спадних потоків. Зони і пояси мають різну швидкість руху в напрямку обертання Юпітера. Період обертання коливається на кілька хвилин в залежності від широти. Це призводить до існування стійких зональних течій чи вітрів, що постійно дмуть паралельно екватору в одному напрямку. Швидкості в цій глобальній системі досягають від 50 до 150 м / с і вище. На кордонах поясів і зон спостерігається сильна турбулентність, яка призводить до утворення численних вихрових структур. Найбільш відомим таким утворенням є Велика червона пляма. спостерігається на поверхні Юпітера протягом останніх 300 років.
В атмосфері Юпітера спостерігаються блискавки, потужність яких на три порядки перевищує земні, а також полярні сяйва. Крім того, орбітальним телескопом «Чандра» виявлено джерело пульсуючого рентгенівського випромінювання (названий Великим рентгенівським плямою), причини якого представляють поки загадку.
Велика червона пляма
Велика червона пляма в ненатуральних кольорах (фото Вояджера-1)
Велика червона пляма - овальне утворення змінюються розмірів, розташоване в південній тропічній зоні. В даний час воно має розміри 15 × 30 тис. Км (значно більше розмірів Землі), а 100 років тому спостерігачі відзначали в 2 рази більші розміри. Іноді воно буває не дуже чітко видимим. Велика червона пляма - це унікальний долгоживущий гігантський ураган (антициклон), речовина в якому обертається проти годинникової стрілки і здійснює повний оборот за 6 земних діб. Воно характеризується висхідними течіями в атмосфері. Хмари в ньому розташовані вище, а температура їх нижче, ніж в сусідніх областях.
Магнітне поле і магнітосфера
Юпітер володіє могутнім магнітним полем; вісь диполя нахилена до осі обертання на 10 °. Напруженість поля на рівні видимої поверхні хмар дорівнює 14 Е біля північного полюса і 10,7 Е біля південного. Його полярність зворотна полярності земного магнітного поля.
Схема магнітного поля Юпітера
Існування магнітного поля пояснюється наявністю в надрах Юпітера металевого водню, який, будучи хорошим провідником, що обертається з великою швидкістю, створює магнітні поля.
Юпітер оточений потужної магнітосферою. яка на денній стороні тягнеться до відстані в 50-100 радіусів планети, а на нічній стороні простягається за орбіту Сатурна. Прискорені в магнітосфері Юпітера електрони досягають Землі. Якби магнітосферу Юпітера можна було б бачити з поверхні Землі, то її кутові розміри перевищували б розміри Місяця.
Магнітосфера формується переважно за рахунок потоків заряджених частинок, які виносяться магнітним полем планети з плазмового тора навколо орбіти Іо. супутника Юпітера. Джерелом частинок є вулкани Іо. Магнітосфера формується також за рахунок частинок сонячного вітру.
Юпітер володіє потужними радіаційними поясами. При зближенні з Юпітером «Галілео» отримав дозу радіації, в 25 разів перевищує смертельну дозу для людини. Радіовипромінювання радіаційного поясу Юпітера вперше було виявлено в 1955. радіовипромінювання носить синхротронного характер.
Юпітер оточений іоносферою протяжністю 3000 км.
Подібно полярних сяйв на Землі, полярні сяйва на Юпітері обумовлені стеканием заряджених частинок вздовж ліній магнітного поля в атмосферу в районі північного і південного полюсів планети. Однак магнітне поле Юпітера дуже велике, тому викинуте з вулканічного супутника Іо іонізованних речовина, вловлює магнітним полем Юпітера, створює сяйва в тисячу разів інтенсивніше, ніж полярні сяйва на Землі.
Супутники і кільця
Великі супутники Юпітера і їх поверхні
Затемнення сонця супутником Іо на поверхні Юпітера
У Юпітера є слабкі кільця. виявлені під час проходження повз Юпітер "Вояджера-1» в 1979. Кільця оточують планету перпендикулярно екватору, знаходяться на висоті 55 000 км від атмосфери. Існує два основних кільця і одне дуже тонке внутрішнє, з характерною оранжевим забарвленням. Товщина кілець, схоже, не перевищує декількох кілометрів. Самі кільця складаються в основному з пилу і дрібних фрагментів, погано відбивають сонячні промені, а тому вони погано помітні. З Землі кільця можуть бути помічені при спостереженні в інфрачервоному діапазоні. За результатами досліджень «Галілео» був зроблений висновок, що джерелом поповнення кілець є невеликі супутники Юпітера.
Вивчення Юпітера космічними апаратами
Юпітер вивчався виключно апаратами НАСА.
У 1973 і 1974 повз Юпітер пройшли «Піонер-10» і «Піонер-11» на відстані (від хмар) 132 тис. Км і 43 тис. Км відповідно. Апарати передали кілька сот знімків (невисокого дозволу) планети і галілеєвих супутників, вперше виміряли основні параметри магнітного поля і магнітосфери Юпітера.
У 1979 році біля Юпітера пролетіли «Вояджери» (на відстані 207 тис. Км і 570 тис. Км).
Анімація обертання Юпітера, створена за фотографіями з Вояджера-1
Вперше були отримані знімки високої роздільної здатності планети і її супутників (всього було передано близько 33 тис. Фотографій), були виявлені кільця Юпітера; апарати також передали велику кількість інших цінних даних, включаючи відомості про хімічний склад атмосфери, дані по магнітосфері і т. д.
Життя на Юпітері
В даний час наявність життя на Юпітері представляється малоймовірним з огляду на низьку концентрації води в атмосфері і відсутності твердої поверхні. У 1970-х роках американський астроном Карл Саган висловлювався з приводу можливості існування в верхніх шарах атмосфери Юпітера життя на основі аміаку [4]. Слід зазначити, що навіть на невеликій глибині в юпитерианской атмосфері температура і щільність досить високі і можливість принаймні хімічної еволюції виключати не можна, оскільки швидкість і ймовірність протікання хімічних реакцій сприяють цьому. Однак можливе існування на Юпітері і водно-вуглеводної життя: в містить хмари з водяної пари шарі атмосфери температура і тиск також вельми сприятливі.
Комета Шумейкеров-Леві
Слід від одного з уламків комети
Дивитися що таке "Маса Юпітера" в інших словниках:
Європа (супутник Юпітера) - Європа супутник Юпітера Європа в натуральних кольорах (знімок «Галілео») Історія відкриття Першовідкривач Галілео Галілей Дата відкриття 1610 год ... Вікіпедія
Іо (супутник Юпітера) - Іо Знімок «Галілео» Орбітальні характеристики Велика піввісь (радіус) 422 тис. Км Ексцентриситет (витягнутість) 0,004 (близька до кругової) Період обертання 1,77 дня ... Вікіпедія
Каллісто (супутник Юпітера) - Каллісто Знімок «Галілео» Орбітальні характеристики Велика піввісь (радіус) 1,88 млн. Км Ексцентриситет (витягнутість) 0,007 (близька до кругової) Період обертання 16,69 дня На ... Вікіпедія
- Ганімед (супутник). Джессі Рассел. Ця книга буде виготовлена в відповідності з Вашим замовленням за технологією Print-on-Demand. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Ганімед (грец.) - сьомий супутник Юпітера ... Детальніше Купити за 1125 руб
- Каллісто (супутник). Джессі Рассел. Ця книга буде виготовлена в відповідності з Вашим замовленням за технологією Print-on-Demand. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! Каллісто - супутник Юпітера, названий на честь ... Детальніше Купити за 998 руб