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*10 27 , что больше суммарной массы всех остальных планет, спутников и астероидов Солнечной системы. Площадь поверхности Юпитера равняется 6,22*10 10 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*10 27 кг.
- Среднее значение плотности – 1,33 г/куб. см, что приблизительно равно плотности Солнца.
- Ускорение свободного падения на экваторе – 24,8 м/с 2 . 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.
Источник
Планета Юпитер
Общие сведения о Юпитере
Юпитер – это пятая по удаленности от Солнца планета (пятая планета Солнечной системы).
Юпитер относится к газовым гигантам и назван в честь верховного древнеримского бога, аналога древнегреческому Зевсу.
У Юпитера на данный моменты обнаружены 79 естественных спутников.
Юпитер известен людям с древних времен. В месопотамской культуре планета называлась «Белая звезда». Подробное описание 12-летнего цикла движения Юпитера было дано китайскими астрономами, называвшими планету «Звезда года». Греки именовали его «Звезда Зевса».
Соседями Юпитера являются Сатурн и Марс, который отделен от гиганта поясом астероидов.
Наиболее признанная модель строения Юпитера предполагает, что он состоит из атмосферы, слоя металлического водорода и каменного ядра.
Форма магнитного поля у Юпитера сильно сплюснута и напоминает диск.
Юпитер обладает мощными радиационными поясами. Космический аппарат «Galileo» при облете гиганта получил дозу радиации, превышающую смертельный для человека уровень в 25 раз.
У Юпитера есть слабые кольца, обнаруженные во время прохождения «Voyager-1» мимо планеты в 1979 году.
Орбита Юпитера
Среднее расстояние от Юпитера до Солнца 778,57 миллиона километров (5,2 астрономической единицы).
Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 740,574 миллиона километров (4,95 астрономической единицы).
Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 816,521 миллиона километров (5,458 астрономической единицы).
Средняя скорость движения Юпитера по орбите составляет около 13,07 километра в секунду.
Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 11,86 земных лет.
Год на планете составляет 398,88 юпитерианских суток.
Расстояние от Юпитера до Земли варьируется в пределах от 588 до 967 миллионов километров.
Направление вращения Юпитера соответствует направлению вращения всех (кроме Венеры и Урана) планет Солнечной системы.
3D-модель Юпитера
Физические характеристики Юпитера
Юпитер – первая по размеру планета в Солнечной системе.
Верхний уровень непрозрачных облаков Юпитера характеризуется давлением в 1 атмосферу и температурой -107 °C; на глубине 146 километров – 22 атмосферы, +153 °C.
Средний радиус Юпитера составляет 69 911 ± 6 километров, то есть около 11 радиусов Земли.
Площадь поверхности Юпитера составляет 62,1796 миллиарда квадратных километров.
Средняя плотность Юпитера составляет 1,326 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Юпитера равно 24,79 метра на секунду в квадрате (2,535 g).
Масса Юпитера равна 1,8986 х 10 27 килограмм, что составляет около 317,8 масс Земли.
Сравнительные размеры Юпитера и Земли
Атмосфера Юпитера
Атмосферное давление Юпитера составляет от 20 до 220 килопаскалей.
Двумя основными компонентами атмосферы Юпитера являются молекулярный водород (около 89,8 ± 2%) и гелий (10,2 ± 2%).
В атмосфере Юпитера можно выделить экзосферу, термосферу, стратосферу, тропопаузу, тропосферу.
В термосфере Юпитер теряет с излучением значительную часть своего тепла, здесь формируются полярные сияния и ионосфера.
Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 километров в час.
Юпитер демонстрирует яркие и устойчивые полярные сияния вокруг обоих полюсов.
Исследование Юпитера
В начале XVII века Галилео Галилей изучал Юпитер с помощью телескопа и открыл четыре крупнейших спутника гиганта: Ганимед, Ио, Каллисто и Европа. Сегодня эти луны известны как «Галилеевы спутники».
В 1660-х годах Джованни Кассини обнаружил на Юпитере полосы и пятна.
Первым окружение Юпитера посетил зонд NASA «Pioneer 10».
Систему Юпитера посетили семь аппаратов пролетной траектории («Pioneer 10», «Pioneer 11», «Voyager-1», «Voyager-2», «Ulysses», «Cassini», «New Horizons») и два орбитальных («Galileo» и «Juno»).
Активно проводятся исследования Юпитера как с помощью наземных, так и с помощью космических телескопов, в частности телескопа «Hubble».
Интересные факты о Юпитере
В 1970-х годах американский астроном Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака.
Большое красное пятно – это уникальный долгоживущий и самый гигантский ураган Солнечной системы. Его текущий диаметр 15 000 x 30 000 километров (для сравнения, диаметр Земли составляет около 12 700 километров).
Точный химический состав внутренних слоев Юпитера невозможно определить современными методами наблюдений.
В областях Юпитера, на которые падают тени от его крупных спутников, температура поверхности повышается, а не понижается, как можно было бы ожидать.
Спутники Юпитера, названия которых заканчиваются на букву «е» (Карме, Синопе, Ананке, Пасифе и другие), обращаются вокруг планеты в обратном (ретроградном) направлении.
Источник
Планета Юпитер
Спутники | Кольца | Исследование | Фотографии
Юпитер очаровал наблюдателей еще 400 лет назад, когда его удалось разглядеть в первые телескопы. Это прекрасный газовый гигант с закрученными облаками, загадочным пятном, семейством спутников и множеством особенностей.
Больше всего впечатляют его масштабы. По показателям массы, объема и площади планета занимает почетное первое место в Солнечной системе. О его существовании знали еще древние люди, поэтому Юпитер отметился во многих культурах.
Интересные факты о планете Юпитер
- По уровню яркости планету опережают Солнце, Луна и Венера. Входит в пятерку планет, которые можно найти без использования инструментов.
- Упоминания о Юпитере начинаются еще в 7-8 вв. до н.э. Получил имя в честь верховного божества в пантеоне (у греков – Зевс). В Месопотамии это был Мардук, а у германских племен – Тор.
- Выполняет осевой оборот всего за 9 часов и 55 минут. Из-за стремительного вращения происходит сплющивание на полюсах и расширение экваториальной линии.
- С позиции земного наблюдения его движение кажется невероятно медленным.
- Верхний атмосферный слой делится на облачные пояса и зоны. Представлены кристаллами аммиака, серы и их смеси.
- На снимках запечатлено Большое Красное Пятно – масштабный шторм, не прекращающийся уже 350 лет. Он настолько огромен, что способен поглотить три Земли.
- Под атмосферным слоем скрываются слои газообразного и жидкого водорода, а также ядро изо льда, камня и металлов.
- Среди спутников наибольшими выступают Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Первый в диаметре охватывает 5268 км, что больше Меркурия.
- Кольца тонкие и представлены пылевыми частичками, выбрасываемые лунами во время столкновения с кометами или астероидами. Начинаются с удаленности в 92000 км и простираются на 225000 км от Юпитера. Толщина – 2000-12500 км.
- Это аппараты Пионеры-10 и 11, Вояджеры-1 и 2, Галилео, Кассини, Уиллис и Новые Горизонты. Будущие могут сосредоточиться на спутниках.
Размер, масса и орбита
Масса – 1.8981 x 10 27 кг, объем – 1.43128 x 10 15 км 3 , площадь поверхности – 6.1419 x 10 10 км 2 , а средняя окружность достигает 4.39264 x 10 5 км. Чтобы вы понимали, по диаметру планета в 11 раз крупнее нашей и 2.5 раз массивнее всех солнечных планет.
Физические характеристики Юпитера
| Полярное сжатие | 0,06487 |
|---|---|
| Экваториальный |
радиус
падения на экваторе
вращения
северного полюса
268,057°
0,52 (геом. альбедо)
