Юпитер. Загадочный газовый гигант
Юпитер является самым интересным объектом Солнечной системы. Этот гигантский газовый шар в тысячу раз больше Земли по объёму и примерно в триста раз по массе. Скорее всего, он не имеет твёрдой поверхности. Являясь самым массивным телом в нашей системе после Солнца, Юпитер оказывает на другие планеты и астероиды наибольшее воздействие.
Являясь самым ярким объектом на ночном небе после Луны и Венеры, Юпитер с древних времён привлекал к себе внимание людей. Во многих культурах Юпитер становился объектом религиозного поклонения. У древних арабов и евреев до появления монотеистического мировоззрения Юпитер ассоциировался с божеством удачи – Гадди. Китайский и индуистский пантеоны также имеют божеств, связанных с Юпитером. Собственно, само название «Юпитер» означает верховное божество древнеримской мифологии. Согласно представлениям астрологов, Юпитер является «королём планет» и символизирует мощь и удачу.
Но, оставим мистику и рассмотрим Юпитер с точки зрения науки. Необходимо сказать, что мало какое небесное тело вызывало столько энтузиазма у исследователей и открывало такое большое количество ранее неизвестных и значительных явлений, как Юпитер.Собственно, Юпитер был первой планетой, у которой были обнаружены спутники.
Несмотря на свои огромные размеры, Юпитер очень быстро вращается. За неполных 10 часов он совершает полный оборот вокруг своей оси. Такая огромная скорость вращения создаёт в атмосфере Юпитера колоссальные ветры и штормы. В ней бушуют ураганы, сверкают молнии, и, возможно, идут дожди из сконцентрированного газа, из которого и состоит атмосфера. Масштаб штормов Юпитера таков, что размеры вихрей и циклонов превосходят в диаметре размеры Земли, а их время существования измеряется не неделями, как у нас, а годами и десятилетиями.
Погодные явления в атмосфере Юпитера настолько грандиозны, что имеют имена собственные. Более трёхсот лет в южном полушарии Юпитера наблюдается гигантский ураган – так называемое Большое красное пятно. Его размеры в несколько раз превышают размеры Земли. Помимо этого урагана существуют несколько других, с меньшими размерами. Один из них называется Малое красное пятно, другой – Белый овал. Во всех этих ураганах происходят разряды молний, по мощности в десятки тысяч раз превышающих земные.Облака Юпитера
Юпитер – единственная планета Солнечной системы, которая сама излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Чудовищная сила гравитационного сжатия выделяет гигантское количество тепла, а высокая скорость вращения, приводящая к наэлектризованности атмосферы, создаёт вокруг Юпитера мощную магнитосферу и радиационные пояса. Абсолютно все космические аппараты, посылаемые к Юпитеру, получили гигантские дозы радиации, в десятки раз превышающие смертельные дозы для человека.
Огромная масса Юпитера делает его главной причиной появления комет на нашем небосклоне. Гравитационное воздействие Юпитера «вырывает» кометы из области их постоянного обитания – так называемого «Облака Оорта»; кометы устремляются к Солнцу, и отнюдь не все возвращаются обратно в Облако. Некоторые кометы притягиваются Солнцем и падают на него, однако, большинство из них заканчивает свой путь в атмосфере Юпитера.Внутреннее строение
Подобный сценарий ещё 30 лет назад казался невероятным, однако, наблюдение в 1994 году гибели кометы Шумейкера-Леви в атмосфере Юпитера стало первым доказательством этой теории. В дальнейшем, за примерно 20 лет было зафиксировано около пяти случаев гибели планет в атмосфере Юпитера. Таким образом, число уничтоженных Юпитером комет за всё время его существования превышает несколько миллионов! И кто знает, возможно, появление на Земле воды, и, соответственно, жизни, было вызвано падением на неё гигантской кометы, вырванной Юпитером из её «сна» в Облаке Оорта. Как тут не удивиться прозорливости древних, давших Юпитеру имя верховного божества…падение кометы Шумайхера-Леви
Каждый из четырёх галилеевых спутников Юпитера представляют собой уникальное явление, более нигде в нашей системе не повторяющееся. На поверхности спутника Ио имеется множество активных вулканов, извержения которых не раз наблюдалось с космических аппаратов, исследовавших окрестности Юпитера. Европа полностью покрыта тонким слоем льда, под которым располагается гигантский океан, глубиной около сотни километров. Ганимед является самым большим спутником в Солнечной система вообще. А Каллисто обладает сильным магнитным полем, настолько сильным, что оно искажает магнитное поле Юпитера в его окрестностях. Учёные всерьёз рассматривают возможность примитивной жизни в океанах, находящихся на Европе и Каллисто. Все галилеевы спутники всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной, как Луна обращена к Земле.Земля по сравнению с Большоим красным пятном
Юпитер всегда привлекал к себе внимание жителей Земли. Практически все исследования Солнечной системы дальше Марса обязательно включали пролёт космических аппаратов вблизи Юпитера: начиная от аппаратов серии «Пионер» и заканчивая новейшими станциями программы «Новые рубежи». Каждая серия исследований открывает всё новые и новые границы познания, и кто знает, что будет открыто в ближайшее время…
Интересные факты о Юпитере
1. Юпитер — пятая планета от нашего Солнца и находится между Марсом и Сатурном. Если вы думаете, что Земля большая, то это просто ничто по сравнению с Юпитером, который является самой большой планетой нашей Солнечной системы. Если говорить об объеме, то в Юпитер поместятся 1300 таких планет, как Земля. Гравитация на этом «гиганте» в 2.5 раза больше, чем на Земле. Если бы кто-нибудь весом в 100 кг стоял на поверхности Юпитера, то там он весил бы 250 кг. Масса Юпитера в 317 раз больше массы Земли, а также в 2.5 раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых.2. Юпитером звали верховного бога в римской мифологии. Юпитер был сыном Сатурна, а также братом Плутона и Нептуна. Верховный бог был женат на Юноне, однако он имел связи и с другими женщинами, от которых у него были дети. 4 самых больших спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, и Каллисто) названы в честь одних из любовников бога Юпитера.Космический аппарат Кассини
3. Это были «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1», «Вояджер-2», «Галилео», «Улисс», «Кассини» и «Новые горизонты». Первым аппаратом, посетившим Юпитер, был «Пионер-10». Из наиболее поздних исследований следует выделить зонд «Юнона», запущенный в 2011 г., предполагается, что он долетит до Юпитера в 2016 г.Юпитер — самый яркий объект около центра картинки
4. Когда смотришь на ночное небо, планета Юпитер — третий по яркости объект. Самыми яркими объектами нашей Солнечной системы являются Венера и Луна. Однако Юпитер светит даже ярче, чем самая яркая звезда на небосклоне — Сириус. В хороший бинокль или маленький телескоп можно увидеть белый диск Юпитера, а также его 4 ярких спутника.5. У Юпитера самое сильное магнитное поле в нашей Солнечной системе. Оно в 14 раз больше, чем на Земле. Некоторые астрономы считают, что такое поле создается движением металлического водорода внутри планеты. Юпитер — сильный радиоисточник, что может сильно повредить любой космический аппарат, подлетевший слишком близко к «Гигантской планете».6. Несмотря на свою массу, Юпитер является самой быстрой планетой Солнечной системы. Для полного вращения планете достаточно 10 часов. Однако для того, чтобы полностью облететь Солнце Юпитер затрачивает 12 лет. Быстрое вращение Юпитера происходит из-за магнитного поля, а также радиации вокруг планеты.7. У Юпитера 4 кольца. Самое главное из них — оставленное после столкновения метеоритов с 4-мя спутниками (Фива, Метида, Адрастея и Альматея). В отличие от колец Сатурна, в кольцах Юпитера не найден лед. Недавно ученые открыли еще одно кольцо, расположенное ближе всего к планете. Его назвали Гало.8. Бури на Юпитере и Земле чем-то похожи. На Юпитере бури обычно долго не длятся, примерно 3–4 дня. Однако есть и исключения — месяцы. Ураганы на Юпитере всегда сопровождаются молниями и гораздо сильнее, чем штормы на Земле. Сильные ураганы случаются каждые 15–17 лет, их скорость составляет 150 м/с.Галилеевские спутники Юпитера
9. Юпитер имеет 63 спутника. 4 массивных спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто), названых «галилеевыми» спутниками, были открыты в 1610 г. Галилео Галилеем. Ганимед является самым большим спутником, от края до края — 5262 км, что делает его больше, чем планета Меркурий. Этот ледяной спутник облетает вокруг Юпитера за 7 дней. Еще одним интересным спутником является Ио, на котором расположены свирепые вулканы, озера лавы и огромные кальдеры. Горы на Ио достигают 16 км. Этот спутник находится к Юпитеру ближе, чем Луна к нам. Интересный факт: большинство спутников Юпитера имеют в диаметре не больше 10 км.10. В 1665 г. астроном Джованни Кассини первый обнаружил Большое красное пятно на Юпитере. Пятно выглядит как гигантский ураган-антициклон и столетие назад было длиной 40 000 км. Однако в настоящее время его размеры уменьшились наполовину. Большое Красное Пятно на планете Юпитер — это самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе. По его длине могли бы разместиться 3 планеты размером с Землю. Он вращается против часовой стрелки со скоростью около 435 км/ч.
———————————————————————
использован материал сайтов:
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник
Гравитация на юпитере. Сила тяжести на других планетах Солнечной системы
Популярные материалы
Today’s:
Гравитация на юпитере. Сила тяжести на других планетах Солнечной системы
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Физические условия на поверхности планет Солнечной системы были и остаются в центре внимания астрономии. Определение силы тяжести с необходимой точностью выполняются для планирования и совершения разнообразных межпланетных миссий и применяются в проектах по освоению соседних с Землёй, планет. Необходимо точно представлять себе, какая именно сила будет воздействовать на людей со стороны планеты, чтобы вычислить вес космонавтов. Это поможет при нахождении технических решений для будущих экспедиций, например, при конструировании скафандров.
Объект исследования: сила тяжести планет Солнечной системы
Цель исследования: найти вес человека на планетах Солнечной системы.
Методы исследования: сбор и анализ информации по теме с использованием различных литературных источников.
Планеты нашей Солнечной системы представляли живой интерес для физиков и астрономов с самого момента их обнаружения на обширном космическом пространстве. При их детальном изучении в течение долгого времени было установлено, что все планеты различны по своему весу и размеру, составу поверхности, физическим и химическим свойствам, а в особенности по величине силы тяжести.
Что же такое сила тяжести? Согласно определению Большой Российской энциклопедии, «сила тяжести – это сила, действующая на любое физическое тело, находящиеся вблизи поверхности источника притяжения (астрономического тела)». Она складывается из гравитационного притяжения планеты и центробежной силы, возникающей при вращении. Как уже было сказано выше, сила тяжести на разных планетах отличается. Итак, между любой парой тел во Вселенной действует сила притяжения. Этот вывод сделан на основе расчетов Ньютона, что выявил закон всемирного тяготения, согласно которому все материальные тела притягивают друг друга, однако сила притяжения не зависит от физических и химических свойств тела . Этот закон объясняет механическое устройство Солнечной системы, с ее помощью можно рассчитать космическую скорость. Например, для того, чтобы покинуть Землю, (имеется в виду преодолеть ее гравитационное притяжение), тело должно иметь скорость 11,2 км/с. Рассмотрим показатели силы тяжести на других планетах подробнее, для наглядности сравнив их с показателями на Земле.
Рельеф Юпитера. Планета Юпитер
Пятой и самой большой планетой в солнечной системе, известной с древнейших времен, является Юпитер. Газовый гигант получил имя в честь древнеримского бога Юпитера, аналогичному Зевсу-громовержцу у греков. Юпитер находится за поясом астероидов и почти полностью состоит из газов, преимущественно – водорода и гелия. Масса Юпитера настолько огромна (М = 1,9∙1027 кг), что почти в 2,5 раза превышает массу всех вместе взятых планет солнечной системы. Вокруг оси, Юпитер вращается со скоростью 9 часов 55 минут, а орбитальная скорость равна 13 км/с. Сидерический период (период вращения по своей орбите) составляет 11,87 лет.
По степени освещенности, не считая Солнце, Юпитер уступает только Венере, поэтому является прекрасным объектом для наблюдений. Он светится белым светом с альбедо 0, 52. При хорошей погоде, даже в простейший телескоп, можно разглядеть не только саму планету, но и четыре крупнейших спутника.
Формирование Солнца и остальных планет началось миллиарды лет назад из общего газопылевого облака. Так вот Юпитеру досталось 2/3 массы от массы всех планет в солнечной системе. Но, так как планета легче самой маленькой звезды в 80 раз, термоядерные реакции так и не начались. Однако планета выделяет в 1,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Собственный источник тепла, связан в первую очередь с радиоактивными распадами энергии и вещества, которое высвобождается в процессе сжатия. Все дело в то, что Юпитер не твердое тело, а газообразная планета. Поэтому скорость вращения на разных широтах неодинакова. У полюсов, планета имеет сильное сжатие, из-за быстрого вращения вокруг оси. Скорость ветров превышает 600км/ч.
Поверхность Юпитера
Юпитер – это газовый гигант, который на 90% состоит из водорода и на 9,99% из гелия и нескольких других микроэлементов. Газообразный характер планеты делает невозможным существование на ней твердой поверхности. Ученые разработали способ, как определить, где же находится поверхность Юпитера . Она определяется в том месте, где атмосферное давление составляет 1 бар, что равнозначно давлению на поверхности Земли.
Графическое отображение поверхности Юпитера
Таким образом, поверхность находится в верхней части атмосферы, где визуально различимы верхушки облаков из замерзшего аммиака. Если бы космолёт пролетел чуть дальше вглубь планеты, то он бы сперва достиг более плотных облаков аммиака, а потом – облаков водяного пара. Еще глубже были бы плотные слои, представляющие собой смесь гелия и водорода, а в конце космический корабль попал бы прямо в ядро планеты. Ученые предполагают, что в центре Юпитера находится мощное ядро, состоящее из металлического водорода и гелия, а температура здесь около 36,000 градусов по шкале Кельвина. Таким образом, космическому кораблю негде было бы приземлиться на Юпитере.
Впрочем, даже достичь поверхности планеты или спуститься ниже было бы проблематично. Атмосфера Юпитера очень сурова. Планета постоянно покрыта слоем облаков, состоящих из кристаллов аммиака (некоторые могут содержать еще и гидросульфид аммония). Облака находятся в тропопаузе и разделяются на светлые зоны и тёмные пояса. На границе этих областей возникают ужасающе сильные бури. На Юпитере ветра, которые дуют со скоростью выше 360 км/ч, вполне обычное явление. Вся атмосфера регулярно насыщается ионизированными частицами, которые выбрасывают вулканы, спутника Юпитера. В отдельных участках атмосферы постоянно бьют молнии. Наконец, не забудьте про мощнейшее атмосферное давление. На глубине всего лишь несколько километров ниже признанной поверхности планеты любой космолёт был бы расплющен давлением, которое превосходит Земное больше чем на 1000%.
Юпитер – не единственная планета, существование поверхности на которой является предметом обсуждения. Другие газовые гиганты в этом плане тоже под вопросом. Одна из теорий предполагает, что все планеты должны были образоваться из протозвездного пылевого облака и достичь определенной плотности. Считается, что газовые гиганты сформировались раньше других и, следовательно, смогли первыми собрать вокруг себя оболочки из самых легких газов, таких как водород и гелий. Теория приводит к выводу, что ядро и твердая поверхность Юпитера оказались выброшены в атмосферу, а затем и в космос в результате конвективного движения материи. Это и объясняет, почему на Юпитере нет твердой поверхности, где космический корабль мог бы приземлиться.
Радиус Юпитера. Общие сведения
Планета Юпитер, Jupiter — крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по порядку от Солнца. Расстояние Юпитера от Солнца изменяется от 4,95 до 5,45 а. е. (740 — 814 млн. км), среднее расстояние 5,203 а. е. (778 млн. км). Расстояние между планетой Юпитер и Землёй колеблется от 588 до 967 млн. км (видимые угловые размеры Юпитера при этом изменяются от 50″ до 30″). Эксцентриситет орбиты 0,0484, наклон плоскости орбиты к эклиптике 1°18’17»; экватор Юпитера наклонён к плоскости его орбиты на 3°5′, то есть ось вращения Юпитера почти перпендикулярна плоскости орбиты.
Период обращения Юпитера вокруг Солнца 11,862 года. Средняя скорость по орбите 13,06 км/с. Видимая звёздная величина Юпитера в среднем противостоянии около 2,3 m (уступает в блеске только Венере и Марсу во время великого противостояния). Значение приэкваториального радиуса71400км до уровня верхней границы облачного слоя (давление атмосферы 100 кПа), сжатие0,0647. Масса Юпитера 1,899 . 10 27 кг (317,8 земной), уточнённое значение отношения массы Солнца к массе Юпитера 1047,346 + 0,004, средняя плотность 1330 кг/м 3 , ускорение свободного падения на экваторе за вычетом центробежного (равного 2,25 м/с 2 ) 23,5 м/с 2 (2,4 земного), первая космическая скорость на Юпитере 43,6 км/с, вторая — 61,7 км/с. Газовая оболочка Юпитера изменяет период обращения от зоны к зоне (так называемое дифференциальное вращение). Период обращения тропической зоны атмосферы 9 ч 50 мин 30 с, полярных зон на 5 мин 11 с медленнее. Определение периода вращения по модуляции декаметрового и дециметрового излучения , связанной с вращением силовых линий магнитного поля Юпитера, даёт значение 9ч 55мин 29,7с.
Источник