Радиус орбиты юпитера вокруг солнца

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 &plusmn 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 &plusmn 2%) и гелий (10,2 &plusmn 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

4.14. Юпитер

• Юпитер (газовый гигант) – пятая планета Солнечной системы. • Экваториальный радиус: 71492 ± 4 км, полярный радиус: 66854 ± 10 км. • Масса: 1,8986 × 10 27 кг или 317.8 массы Земли. • Средняя плотность: 1.326 г/см³. • Сферическое альбедо Юпитера равно 0,54. Поток внутреннего тепла на единицу площади «поверхности» Юпитера примерно равен потоку, получаемому от Солнца. В этом отношении Юпитер ближе к звёздам, чем к планетам земной группы. Однако источником внутренней энергии Юпитера, очевидно, не являются ядерные реакции. Излучается запас энергии, накопленной при гравитационном сжатии планеты.

Среднее расстояние Юпитера от Солнца составляет 778,55 млн. км (5.204 а. е.). Эксцентриситет орбиты равен e = 0,04877. Период обращения вокруг Солнца равен 11.859 года (4331,572 суток); средняя орбитальная скорость – 13.07 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 1.305°. Наклон оси вращения: 3,13°. Поскольку экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, то на Юпитере не бывает смен времён года. Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы, причём угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. Период вращения равен 9,925 часов. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 6,5%.

Your browser does not support the video tag.

Юпитер обладает наибольшей среди планет Солнечной системы атмосферой, которая простирается на глубину более 5000 км. Поскольку Юпитер не имеет твёрдой поверхности, внутренняя граница атмосферы соответствует глубине, на которой давление равно 10 бар (т. е. примерно 10 атм).

Облачный покров Юпитера

Атмосфера Юпитера в основном состоит из молекулярного водорода H₂ (примерно 90%) и гелия He (около 10%). Атмосфера содержит также простые молекулярные соединения: воду, метан, сероводород, аммиак, и фосфин и др. Обнаружены также следы простейших углеводородов – этана, бензола и других соединений. Атмосфера имеет ярко выраженную полосатую структуру, состоящую из светлых зон и тёмных поясов, которые являются результатом проявления конвективных потоков, выносящих внутреннее тепло к поверхности. В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам. Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне, а их светлая окраска объясняется, видимо, повышенной концентрацией аммиака NH₃ и гидросульфида аммония NH₄HS.

Большое Красное Пятно

Располагающиеся ниже тёмные облака поясов предположительно содержат соединения фосфора и серы, а также некоторые простейшие углеводороды. Эти, в обычных условиях бесцветные, соединения в результате воздействия УФ излучения Солнца приобретают тёмную окраску. Облака тёмные поясов имеют более высокую температуру, чем светлых зон и представляют собой области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера.

Юпитер в ИК диапазоне

На границах поясов и зон, где наблюдается сильная турбулентность, возникают вихревые структуры, наиболее ярким примером которых является Большое Красное Пятно (БКП) – гигантский циклон в атмосфере Юпитера, существующий уже более 350 лет. Газ в БКП вращается против часовой стрелки с периодом оборота около 6 земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч. Ярко-оранжевый цвет пятна, видимо, связан с наличием серы и фосфора в атмосфере. Длина БКП составляет около 30 тыс. км в длину, ширина – 13 тыс. км (существенно больше Земли). Размеры пятна постоянно изменяются, причём наблюдается тенденция к его уменьшению, поскольку 100 лет назад БКП было примерно в 2 раза больше. Пятно перемещается параллельно экватору планеты.

4.14.4. Внутреннее строение

Внутреннее строение Юпитера

В настоящее время предполагается, что в центре Юпитера находится твёрдое ядро, затем следует слой жидкого металлического водорода с небольшой примесью гелия, и внешний слой, состоящий, в основном, из молекулярного водорода. Несмотря на общую, в целом сформированную концепцию, она содержит, тем не менее, ещё много неопределённых и неясных деталей. Для описания ядра чаще всего используется модель каменной сердцевины планеты, однако ни свойства вещества при экстремальных давлениях и температурах, достигаемых в ядре (не менее 3000–4500 ГПа и 36000 К), ни его детальный состав неизвестны. Наличие твёрдого ядра массой от 12 до 45 масс Земли (или 3–15% массы Юпитера) следует из измерений гравитационного поля Юпитера. Кроме этого, твёрдый (ледяной или каменный) зародыш прото-Юпитера для последующей аккреции лёгких водорода и гелия является необходимым элементом в современных моделях происхождения планетных систем (см. раздел 4.6). Ядро окружено слоем металлического водорода с примесью конденсированных в капли гелия и неона. Эта оболочка простирается примерно на 78% радиуса планеты. Для достижения состояния жидкого металлического водорода необходимы (по оценкам) давление не менее 200 ГПа и температура около 10000 К. Выше слоя металлического водорода лежит оболочка, состоящая из газожидкого (находящегося в сверхкритическом состоянии) водорода с примесью гелия. Верхняя часть этой оболочки плавно переходит во внешний слой – атмосферу Юпитера. В рамках этой простой трёхслойной модели чёткой границы между основными слоями не существует, однако и области фазовых переходов имеют малую толщину. Следовательно, можно предположить, что почти все процессы локализованы, что и позволяет рассматривать каждый слой по отдельности.

Your browser does not support the video tag.

Внутреннее строение Юпитера

4.14.5. Магнитосфера

Схема магнитосферы Юпитера

Полярные сияния в УФ диапазоне

Юпитер обладает мощным магнитным полем. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 эрстед у северного полюса и 10,7 эрстед у южного. Ось диполя наклонена к оси вращения на 10°, а полярность обратна полярности земного магнитного поля. Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, являясь хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создаёт магнитные поля. Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне простирается на расстояние 50–100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны. По сравнению с магнитосферой Земли магнитосфера Юпитера обладает не только большими размерами и мощностью, но и несколько иной формой, а также, наряду с дипольной, обладает ярко выраженными квадрупольной и октупольной составляющими. Форма магнитосферы Юпитера обусловлена двумя дополнительными факторами, отсутствующими в случае Земли, – быстрое вращение Юпитера и наличие близкого и мощного источника магнитосферной плазмы – спутника Юпитера Ио.

Плазменный тор Ио

Юпитер в радиодиапазоне

Благодаря вулканической активности Ио, находящаяся на расстоянии всего около 4.9R_J от верхнего слоя планеты, ежесекундно поставляет в магнитосферу Юпитера до 1 тонны нейтрального газа, богатого серой, двуокисью серы, кислородом, натрием. Этот газ частично ионизируется и образует вблизи орбиты Ио плазменный тор. В результате совместного действия быстрого вращения и внутримагнитосферного образования плазмы создаётся дополнительный источник магнитного поля – магнитодиск Юпитера. Плазма концентрируется в сердцевине магнитосферы в низкоширотной области, формируя магнитодиск – тонкий токовый слой, величина азимутального тока в котором убывает пропорционально расстоянию от планеты. Полный ток в магнитодиске достигает величины около 100 млн. ампер. Электроны, движущиеся в радиационных поясах Юпитера, являются источником мощного некогерентного синхротронного излучения магнитосферы в радиодиапазоне.

4.14.6. Общая характеристика спутников и колец Юпитера

Кольца и внутренние спутники Юпитера