Юпитер имеет массу 1,8986·1027 кг. Однако эта цифра вряд ли позволит по-настоящему понять, какова масса планеты. Для того чтобы представить себе столь огромную величину, рассмотрим ряд примеров. Если сравнить массу Земли с массой Юпитера, то масса последнего окажется больше в 318 раз. Сложив массы всех планет нашей Солнечной системы и умножив их на два, можно получить массу исследуемой нами планеты. Столь тяжелая планета едва выдерживает собственный вес. Если Юпитер станет еще тяжелее, то нижние слои просто начнут продавливаться верхними.
Почему же дополнительный вес заставит нижние слои сживаться? Все дело в гравитации. Вокруг Юпитера нет таких газов, как гелий и водород, иначе планета смогла бы их собрать. Поэтому для того, чтобы сделать массу Юпитера еще больше, нужно увеличить площадь его скал. Это возможно засчет астероидов. Если силу притяжения планеты сделать еще больше, Юпитер сможет притянуть астероиды, которые будут воздействовать на его диаметр, делая планету плотнее. Высокая плотность означает и высокое притяжение, что сожмет Юпитер. Для того чтобы планета действительно начала сжиматься, ее масса должна увеличиться в 3-4 раза относительно нынешней. Однако этого, скорее всего, никогда не произойдет, ведь вся наша Солнечная система не может предложить столько твердых пород.
Что будет, если сжатие уже началось? Различные псевдоученые говорили, что планета способна к внутренней термоядерной реакции. Таким образом, она может превратиться в звезду в течение короткого промежутка времени. Не стоит этому верить. Для того чтобы началась такая реакция, нужно значительно увеличить массу планеты. Для начала ядерной реакции нужно большое количество топлива, высокая температура и сжатие гравитационного характера. Что касается топлива, то Юпитер обладает им в полной мере. Здесь большие запасы водорода, однако плотность и температура “подводят”. При таких условиях термоядерная реакция начаться не может. Ученые подсчитали, что для запуска цепной реакции требуется увеличить массу планеты в 50-80 раз. Как было доказано ранее, Юпитер не может стать звездой по причине нехватки материалов.
Ученые даже сделали вывод, что Юпитер — максимальный прогресс планет, неспособных на ядерную реакцию и переход в состояние звезд. Правда, впоследствии оказалось, что эта теория не совсем верна. Теперь наши знания о Вселенной стали еще глубже. Профессор Шон Раймонд из Колорадо, занимающийся астрофизическими исследованиями, считает, что если планета имеет газообразную основу и достигает 15 масс Юпитера, в ее ядре образуется давление, которое способно стать причиной реакции дейтерия. Тем не менее, это утверждение вряд ли относится к планетам. Оно очень актуально для бурых карликов.
lfly.ru
Солнечная система > Система Юпитер > Юпитер > Масса Юпитера
Масса Юпитера составляет 1,8986·1027 кг. Очень тяжело полностью осознать число такой величины. Чтобы помочь в этом, сделаем несколько сравнений. Если взять массу Земли 318 раз, то, как раз получим массу Юпитера. Юпитер в два с половиной раза тяжелее, чем все остальные планеты Солнечной системы, вместе взятые. Юпитер настолько тяжел, что если его массу еще увеличить, то он начнет сжиматься.
Сравнение массы Юпитера и Земли
Как дополнительная масса может послужить причиной сжимания планеты? Гравитационное сжатие. Учитывая то, что вокруг Юпитера больше нет водорода или гелия в газообразной форме, которые он мог бы собрать, увеличение массы будет происходить путем приращения скалистых тел, таких как астероиды.
Увеличившееся притяжение Юпитера будет притягивать дополнительные скалистые тела, плотнее сжимая диаметр планеты и увеличивая ее плотность. Если плотность увеличится, то увеличится и притяжение, которое будет сжимать планету. По оценкам ученых Юпитер должен накопить массу в 3-4 раза больше нынешней, чтобы сжатие началось. Поскольку в нашей Солнечной системе нет столько материала, то можно поспорить, что Юпитер никогда не начнет сжиматься.
Сравнение массы Юпитера и Солнца
Но что, если он уже начал? В течение десятилетий ходили слухи, что Юпитер может поддерживать термоядерную реакцию и стать звездой в любое мгновение. Все это мусор и псевдонаука. Массы Юпитера и даже близко не достаточно для устойчивой термоядерной реакции. Эта реакция требует высокой температуры, сильного гравитационного сжатия и топливо. У Юпитера нужного топлива в избытке. У него есть огромные запасы водорода, но планета слишком холодная и имеет плотность меньшую, чем нужно для устойчивой термоядерной реакции. Ученые оценивают, что Юпитеру нужно в 50-80 раз больше нынешней массы, чтобы реакция стала цепной. Как указывалось выше, Юпитеру не хватит материала, чтобы стать звездой.
В свое время ученые полагали, что Юпитер – самое большее, чем планета может стать без цепной ядерной реакции и без того, чтобы стать звездой. Они поняли ошибочность этой теории, когда технологии расширили их представление о Вселенной. Согласно доктору Шону Реймонду (Dr. Sean Raymond), исследователю Центра астрофизики и космической астрономии (CASA) университета Колорадо, в условиях газообразных планет, как только они достигают массы, приблизительно в 15 раз превышающую массу Юпитера, то получаем давление в ядре, достаточное для запуска реакции дейтерия, но это скорее относится к коричневым (бурым) карликам, чем к планетам.
Как вы видите, масса Юпитера – это нечто потрясающее по сравнению с массой Земли, этой рыбешки в мире акул. Ученые обнаружили несколько сот газовых гигантов, больших, чем юпитер, во время изучения ночного неба. Кто знает, что ждет нас в будущем, когда технологии телескопов улучшатся.
Положение и движение Юпитера
Строение Юпитера
Поверхность Юпитера
o-kosmose.net
Газовый гигант является пятой планетой Солнечной системы, если вести отсчет от светила. Масса Юпитера делает его самым крупным объектом из всех, что вращаются вокруг нашей звезды.
Это небесное тело - так называемый гигант. Оно содержит более 2/3 планетарного вещества всей нашей системы. Масса Юпитера больше земной в 318 раз. В объеме же эта планета превышает нашу в 1300 раз. Даже та ее часть, которую можно видеть с Земли, больше площади нашей голубой "малышки" в 120 раз. Газовый гигант - водородный шар, по химическому составу очень близкий к звезде.
Масса Юпитера (в кг) настолько огромна, что представить ее просто невозможно. Выражается она таким образом: 1,8986х10 в 27 степени кг. Планета эта настолько велика, что намного превосходит массой все остальные тела вместе взятые (исключая Солнце) в нашей звездной системе.
Структура планеты многослойна, однако сложно говорить о конкретных параметрах. Можно рассуждать лишь об одной возможной модели. Атмосферой планеты считается слой, начинающийся от верхней части облачного и простирающийся на глубину порядка 1000 километров. На нижней грани атмосферного слоя давление до 150 тысяч атмосфер. Температура планеты на этой границе около 2000 К.
Ниже этой области находится газо-жидкий слой водорода. Этот пласт характеризуется переходом газообразного вещества в жидкость по мере углубления. Наука в настоящее время не может описать данный процесс с точки зрения физики. Известно, что при температуре, превышающей 33 К, водород существует только в виде газа. Однако Юпитер полностью разрушает эту аксиому.
В нижней части слоя водорода давление равно 700000 атмосфер, температура же увеличивается до 6500 К. Ниже располагается океан жидкого водорода без малейших частиц газа. Под этим пластом находится ионизированный, распавшийся на атомы водород. Это и есть причина сильного магнитного поля планеты.
Масса Юпитера известна, но вот о массе его ядра сложно говорить определенно. Ученые считают, что она может быть больше земной в 5 или 15 раз. Имеет оно температуру в 25000-30000 градусов при давлении в 70 млн атмосфер.
Красный оттенок некоторых облаков планеты указывает на то, что Юпитер включает в себя не только водород, но и сложные соединения. В атмосфере планеты содержится метан, аммиак и даже частички водяного пара. Кроме того, были выявлены следы этана, фосфина, угарного газа, пропана, ацетилена. Из этих веществ сложно выделить одно, которое и является причиной оригинального цвета облаков. Это с одинаковой вероятностью могут быть соединения серы, органических веществ или же фосфора.
Более светлые и темные полосы, расположенные параллельно экватору планеты - разнонаправленные атмосферные течения. Их скорость может развиваться до 100 метров в секунду. Граница течений богата огромными завихрениями. Самое впечатляющее из них - Большое красное Пятно. Этот вихрь бушует более 300 лет и имеет размеры 15х30 тысяч км. Время возникновения урагана неизвестно. Предположительно, что свирепствует он уже тысячи лет. Полный оборот вокруг своей оси ураган совершает за неделю. Атмосфера Юпитера богата схожими вихрями, имеющими, однако, гораздо меньшие размеры и живущими не дольше двух лет.
Юпитер - планета, масса которой намного больше земной. Кроме того, он полон сюрпризов и уникальных явлений. Так, на нем существуют полярные сияния, радиошумы, пылевые бури. Мельчайшие частички, получившие электрический заряд от солнечного ветра, имеют любопытную динамику: являясь средним между микро-и макротелами, они почти одинаково реагируют на электромагнитное и гравитационное поля. Из этих частичек и состоит кольцо, окружающее планету. Открыто оно было в 1979 году. Радиус основной части - 129 тысяч км. Ширина кольца всего 30 км. Кроме того, его структура очень разрежена, поэтому может отразить всего тысячные доли процента от того света, что попадает на него. Наблюдать кольцо с Земли нет возможности - настолько оно тонкое. Кроме того, оно все время развернуто тонким ребром к нашей планете благодаря незначительному наклону оси вращения планеты-гиганта к плоскости орбиты.
Масса и радиус Юпитера вкупе с его химическим составом позволяю3т планете иметь гигантское магнитное поле. Его напряженность сильно превышает земное. Магнитосфера простирается далеко в космос, на расстояние порядка 650 млн км, выходя даже за орбиту Сатурна. Однако в сторону Солнца данное расстояние меньше в 40 раз. Таким образом, даже на таких огромных расстояниях, Солнце "не дает спуску" своим планетам. Такое "поведение" магнитосферы делает ее совершенно непохожей на сферу.
Как ни странно предполагать такое, все же может случиться, что Юпитер станет звездой. Один из ученых выдвинул такую гипотезу, придя к выводу, что этот гигант имеет источник ядерной энергии.
При этом мы отлично знаем, что ни одна планета в принципе не может иметь собственного источника. Несмотря на то, что они видны на небосводе, это происходит благодаря отраженному солнечному свету. Тогда как Юпитер излучает намного больше энергии, чем приносит ему Солнце.
Некоторые ученые считают, что примерно через 3 млрд лет масса Юпитера будет равна солнечной. И тогда случится глобальный катаклизм: Солнечная система в том виде, в котором она известна сегодня, перестанет существовать.
fb.ru
Солнечная система > Система Юпитер > Юпитер > Размеры Юпитера
Размеры Юпитера впечатляют! Самая большая планета в Солнечной системе, газовый гигант Юпитер примерно в 318 раз массивнее Земли. Если бы все другие планеты Солнечной системы объединить в одну «супер планету», размер Юпитера все равно был бы в два с половиной раза больше.
Сравнение массы и размеров Юпитера и Земли
Юпитер имеет средний радиус 43,440.7 миль (69911 километров), около одной десятой того, что имеет Солнце. Однако, из-за его быстрого вращения - он совершает один оборот за 9,8 часов – форма планеты Юпитер становится выпуклой на экваторе, где диаметр составляет 88846 миль (142984 км). В противоположность этому, диаметр на полюсах только 83082 мили (133708 км). Это растянутая форма известна как сплющенный сфероид.
Сравнительные размеры Юпитера и других объектов
Длина экватора Юпитера составляет 272 946 мили (439 264 км), что в 10 раз превышает расстояние вокруг центральной линии Земли.
Поскольку Юпитер полностью состоит из газов, его поверхность считается равномерной. Таким образом, ему не хватает верхней и нижней точек – гор и долин.
Известный как газовый гигант, Юпитер состоит в основном из водорода и гелия. Он весит 1,9 х 1027 килограммов. Хотя он значительно более массивней, чем Земля, это лишь пятая по плотности планета в 1326 г/см3, так как Юпитер сделан из газа, а не из скал.
Объем Юпитера - 1.431.281.810.739.360 кубических километров, что в 1 321 раз больше, чем Земля.
Площадь поверхности этой огромной планеты - 23713907537 квадратных мили или 6.1419x1010 квадратных километров, в 120 раз больше, чем наша планета.
Структура Юпитера напоминает Солнце, но его размер должен быть в 75 раз больше, чтобы запустить процесс синтеза водорода, который питает звезду. Теперь вы знаете, каковы истинные размеры Юпитера.
Положение и движение Юпитера
Строение Юпитера
Поверхность Юпитера
o-kosmose.net
Подробно:
© Владимир Каланов,сайт "Знания-сила".
Юпитер фото АМС Вояджер-2
Сравнение Юпитера с Землёй
Юпитер является пятой по расстоянию от Солнца планетой Солнечной системы. Он удалён от Солнца в среднем на 778,3 млн. км (минимально – на 740,9, максимально – на 815,7 млн. км).
Когда говорят о Юпитере, то среди прилагательных, пожалуй, чаще других мы слышим слова «огромный», «громадный», «гигантский». И это не случайно. Хотя всё в мире относительно, расстояния в сотни миллионов и миллиарды километров человеку кажутся действительно огромными. Ведь на Земле самое большое расстояние – это длина линии экватора. Если кто-то захотел бы проехать строго вдоль этой линии, никуда не отклоняясь, то, вернувшись в исходный пункт путешествия, он проделал бы путь, почти точно равный 40 тысячам километров. Правда, такой путь возможен только теоретически, т.к. на этом пути встретились бы океаны, моря́, озёра, горы, непроходимые джунгли и другие препятствия. Мы не говорим уже о том, что на поверхности Земли никакой такой линии экватора не видно. А теперь сравним две величины: 40 тыс. км и 449 тыс. км. вторая величина – это длина экватора планеты Юпитер. Путь вдоль экватора этой планеты вообще немыслим, т.к. передвигаться пришлось бы не по твёрдому грунту и не по воде, а по газу.
Планета Юпитер представляет собой газообразное небесное тело со сложной внутренней структурой. На планеты земной группы (Меркурий, Венера, Марс) Юпитер почти совсем не похож. По размерам и массе Юпитер является самой крупной планетой Солнечной системы. Объём Юпитера в 1310 раз больше объёма Земли, а масса – в 318 раз больше земной. И это при том, что средняя плотность вещества Юпитера (1,3 г/см³) в четыре с лишним раза меньше плотности Земли! Исследователи считают, что если бы масса Юпитера была в несколько десятков раз больше, то он мог бы стать звездой. В этом случае сила сжатия внутри планеты оказалась бы достаточной, чтобы недра её разогре́лись до такой температуры, при которой начинаются ядерные реакции.
Но Юпитеру выпала «судьба» остаться навсегда планетой и светить не своим собственным светом, а отражать свет Солнца. Юпитер ярко сияет в ночном небе, не заметить его даже невооруженным глазом просто невозможно. Ярче Юпитера среди планет только Венера, но ею мы можем любоваться только вблизи горизонта во время восхода или захода Солнца. В ночном небе Венера отсутствует.
Сила тяготения на поверхности Юпитера в 2,3 раза больше, чем на Земле (ускорение свободного падения на экваторе (g) 24,79 м/с²). Огромная планета делает оборот вокруг своей оси всего за 10 часов. Это самый короткий период вращения, который имеют планеты Солнечной системы. Поскольку поверхность Юпитера газообра́зна, разные области его поверхности имеют разные скорости вращения: в экваториальном поясе период вращения составляет 9 часов 50 мин., а в средних и высоких широтах – 9 часов 56 мин.
Вследствие большой скорости вращения и небольшой средней плотности вещества Юпитер имеет заметное сжатие по линии полюсо́в: диаметр планеты у полюсо́в равен 134700 км, а по экватору – 143000 км, т.е. сжатие по полюса́м составляет 8300 км.
Экватор Юпитера наклонен всего на 3° к его орбите, поэтому на планете не бывает смены времен года. Юпитерианский год длится почти 12 земных лет. Юпитер несётся по орбите вокруг Солнца со скоростью 13,07 км/с. Но если мы сравним эту скорость с орбитальной скоростью планет, расположенных ближе к Солнцу, то Юпитер покажется нам просто небесным тихохо́дом. Судите сами: орбитальная скорость Марса – 24,12 км/с, Земли – 29,79, Венеры – 35,03, а Меркурия – 47,87 км/с.
При наблюдении в телескоп исследователь видит густые облака́, но эти облака́ не похожи на земные, они не являются водяным паром, а представляют собой слой газа, из которого состоит планета. В телескопе Юпитер виден желтоватым. На поверхности планеты видны широкие полосы газа, движущиеся параллельно экватору. По краям этих полос заметны признаки вихревого движения газа. Характерной особенностью поверхности Юпитера является наличие светлых округлых пятен среди облаков. Эти пятна были открыты ещё в первой половине XVII века. Как установлено, они являются гигантскими вихрями, господствующими на поверхности Юпитера. Такие атмосферные вихри существуют на этой планете от нескольких недель до нескольких месяцев, а некоторые могут бушевать десятки лет. Они возникают, исчезают или сливаются с другими вихрями. Например, два вихря, известные под названием Белые Овалы, поперечником в 10 тысяч километров каждый, за которыми велось наблюдение в течение более 60 лет, в 1998 году слились в один гигантский вихрь.
Большое Красное Пятно
Наибольший интерес среди поверхностных объектов на Юпитере представляет так называемое Большое Красное Пятно, обнаруженное в 1664 году французским астрономом Джан Доменико Кассини. Большое Красное Пятно находится в южной части планеты и за три с половиной века почти не переместилось и мало изменило свои размеры и форму. А размеры этого «родимого пятна́» Юпитера колоссальны: 12000 км по широте и 48000 км по долготе. Розоватый цвет этого Пятна периодически меняется, то усиливая яркость, то становясь более блеклым.
Существующее предположение о том, что Большое Красное Пятно является огромным облаком или местом, где бушует суперви́хрь или мощный циклон, может вызвать у кого-то сомнения. В самом деле, очень трудно понять, как облако или область вихрей может сохранять свои размеры и форму, а также место своего расположения на протяжении многих столетий. Впрочем, наши понятия и представления определяются земными условиями, а на Юпитере условия совершенно другие. По последним данным, Большое Красное Пятно – это огромный вихрь, который вращается вокруг своей оси с периодом в 6 земных суток.
А вот какую гипотезу высказал в 1950 году американский учёный Э. Великовский. Он считает, что Большое Красное Пятно осталось на поверхности Юпитера после столкновения планеты в далёком прошлом с каким-то крупным небесным телом, в результате чего от Юпитера отделилась некоторая часть его вещества. Эта часть вещества не исчезла в глубинах космоса, а заняла место между орбитами Меркурия и Земли и превратилась в нашу космическую соседку Венеру. Правда, перед тем как выбрать себе место потеплее, будущая Венера изрядно поблужда́ла по просторам Солнечной системы.
Подтверждение своей гипотезе Э. Великовский нашёл, по его мнению, самое надёжное. В основу доказательства правильности гипотезы он всерьёз положил древнегреческий миф об Афине-Палладе, которая, как известно, родилась из головы Зевса. Наверняка эта красивая гипотеза не могла бы возникнуть, если бы её автор знал, что у Юпитера твёрдое вещество находится только в его ядре, на глубине не менее 60 тысяч км от поверхности. Оторвать же от планеты какой-то объём газа и унести его в космос представляется крайне проблематичным. Ну, а какое отношение к астрономической науке имеет бог-громовержец Зевс, мы и не спрашиваем, потому что знаем – никакого.
На Юпитере видны и другие вихревые образования, например, Белое Пятно, поперечник которого составляет около 15000 км. это второе по размерам вихревое образование, которое из-за неподвижности или малой подвижности выглядит как пятно.
Изменение положения поясов и зон на Юпитере
Пояса и зоны могут внезапно изменить своё положение, но обычно со временем они восстанавливаются. В мае 2010 года Большой южный экваториальный пояс почти пропал. Причина однозначно не ясна. По одной гипотезе время от времени происходит обволакивание и скрытие от обзора светлыми облаками тёмных, находящихся ниже, по другой - происходят химические изменения в газовых потоках.
Полосы облаков, расположенные параллельно экватору, выглядят светлее или темнее в зависимости от того, воздействию каких потоков атмосферы они подвержены в каждый данный момент – нисходящих холодных (температура около минус 154°C) или восходящих тёплых (температура около минус 147°C ). Принято называть: белые полосы – зонами, а тёмные – пояса́ми.
Наблюдения показывают, что относительная скорость участков, находящихся в соседних зонах-по́лосах, иногда может доходить до 300 км/ч. В этих случаях легко заметить на краях полос закручивающиеся буруны, свидетельствующие о быстром турбулентном движении газа. В зависимости от газового состава облаков их цвет может меняться от синевато-белесого и белого до све́тло-коричневого и красноватого.
© Владимир Каланов,"Знания-сила"
znaniya-sila.narod.ru
| Улучшенное изображение Юпитера на базе снимков Вояджера-1 | |
| 816 520 800 км(5.458104 а.е.) | |
| 740 573 600 км(4.950429 а.е.) | |
| 778 547 200 км(5.204267 а.е.) | |
| 0,048775 | |
| 4 331,572 дней | |
| 398,88 дней | |
| 13,07 км/с (средн.) | |
| 6,09° (относительно солнечного экватора) | |
| 100,492° | |
| 275,066° | |
| 63 | |
| 0,00648 | |
| 71 492 ± 4 км | |
| 66 854 ± 10 км | |
| 6,21796×1010 км² | |
| 1,43128×1015 км³ | |
| 1,8986×1027 кг | |
| 1,326 г/см³ | |
| 24,79 м/с² | |
| 59,5 км/с | |
| 12,6 км/с или 45 300 км/ч | |
| 9,925 часов | |
| 3,13° | |
| 17 ч 52 мин 14 с268,057° | |
| 64,496° | |
| 0,343 (Бонд)0,52 (геом.альбедо) | |
Юпи́тер — пятая планета от Солнца, и крупнейшая в Солнечной системе. Юпитер в 2 раза массивней, чем все остальные планеты Солнечной системы вместе взятые. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант.
Планета была известна астрономам с глубокой древности, нашла своё отражение в мифологии и религиозных верованиях многих культур. В вавилонской культуре планета назывлась Мулубаббар, то есть «звезда-солнце». Греки первоначально именовали его «Фаэтонт» — сияющий, блестящий, позже — Зевс. Римляне дали этой планете название в честь римского бога Юпитера.
Юпитер состоит преимущественно из водорода и гелия. Скорее всего, в центре планеты имеется каменное ядро из более тяжёлых элементов под высоким давлением. Из-за быстрого вращения форма Юпитера — сплюснутый сфероид (он обладает значительной выпуклостью вокруг экватора). Внешняя атмосфера планеты явно разделена на несколько вытянутых полос вдоль широт, и это приводит к бурям и штормам вдоль их взаимодействующих границ. Заметный результат этого — Большое Красное Пятно, гигантский шторм, который известен с XVII века. По данным спускаемого аппарата «Галилео», давление и температура при углублении в атмосферу быстро растут. Юпитер обладает мощной магнитосферой.
Спутниковая система Юпитера состоит, по крайней мере, из 63 лун, включая 4 большие луны, называемые также «галилеевыми», которые были обнаружены Галилео Галилеем в 1610 году. Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр превосходящий диаметр Меркурия. Под поверхностью Европы обнаружен глобальный океан, а Ио известен тем, что на нём действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы. У Юпитера имеются слабые планетарные кольца.
Юпитер исследовался восемью автоматическими межпланетными станциями НАСА. Наибольшее значение имели исследования с помощью аппаратов «Пионер» и «Вояджер», и позднее «Галилео». Последним аппаратом, посетившим Юпитер, был зонд «Новые горизонты», направляющийся к Плутону.
При наблюдениях с Земли, во время противостояния, Юпитер может достигать видимой звёздной величины в −2.8, это делает его третьим ярчайшим объектом на ночном небе после Луны и Венеры (однако в определённые моменты Марс может ненадолго превышать по яркости Юпитер). В другое время видимая величина падает до −1.6.
Противостояния Юпитера с 1951 г. по 2070 г.
| 1951 | 2 октября | 3,94 |
| 1963 | 8 октября | 3,95 |
| 1975 | 13 октября | 3,95 |
| 1987 | 18 октября | 3,96 |
| 1999 | 23 октября | 3,96 |
| 2010 | 21 сентября | 3,95 |
| 2022 | 26 сентября | 3,95 |
| 2034 | 1 октября | 3,95 |
| 2046 | 6 октября | 3,95 |
| 2058 | 11 октября | 3,95 |
| 2070 | 16 октября | 3,95 |
При наблюдении Юпитера в телескоп с 40-кратным увеличением его угловые размеры соответствуют размерам Луны, наблюдаемой невооружённым глазом. Телескоп с апертурой от 150 мм покажет Большое Красное Пятно и подробности в поясах Юпитера. Малое красное пятно можно заметить в телескоп от 250 мм с ПСЗ-камерой. Один полный оборот планета совершает за 9 ч. 55 мин. Это вращение позволяет увидеть наблюдателю всю планету за одну ночь.
Юпитер единственная планета, у которой центр масс с Солнцем находится вне Солнца и отстоит от него примерно на 7% солнечного радиуса. Среднее расстояние между Юпитером и Солнцем составляет 778 миллионов километров (5,2 а.е.) а период обращения составляет 11,86 года. Юпитер и Сатурн находятся почти в точном резонансе 2:5. Поскольку эксцентриситет орбиты Юпитера 0.048, то разность расстояния до Солнца в перигелии и афелии составляет 75 миллионов километров.
Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли.
Масса Юпитера более чем в 2 раза превышает суммарную массу всех остальных планет солнечной системы, в 318 раз — массу Земли и всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Если бы Юпитер был примерно в 70 раз массивнее, он мог бы стать звездой. Плотность Юпитера примерно равна плотности Солнца и значительно уступает плотности Земли. Экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, поэтому на Юпитере не бывает смен времён года.
Юпитер вращается вокруг своей оси, причём не как твёрдое тело: угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. На экваторе сутки длятся около 9 ч 50 мин. Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 4,6 тыс. км (т. е. на 6,5 %).
Всё, что мы можем наблюдать на Юпитере — это облака верхнего слоя атмосферы. Гигантская планета состоит преимущественно из газа и не имеет привычной нам твёрдой поверхности.
Юпитер выделяет в 2—3 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Это может объясняться постепенным сжатием планеты, опусканием гелия и более тяжёлых элементов или процессами радиоактивного распада в недрах планеты.
Юпитер состоит, в основном, из водорода и гелия. Под облаками находится слой глубиной 7-25 тыс. км, в котором водород постепенно изменяет своё состояние от газа к жидкости с увеличением давления и температуры (до 6000 °C). Чёткой границы, отделяющей газообразный водород от жидкого, по-видимому, не существует. Это должно выглядеть как непрерывное кипение глобального водородного океана.
На рисунке показана модель внутренней структуры Юпитера: каменистое ядро, окружённое толстым слоем металического водорода
Под жидким водородом находится слой жидкого металлического водорода толщиной, согласно теоретическим моделям, около 30-50 тыс. км. Жидкий металлический водород формируется при давлении в несколько миллионов атмосфер. Протоны и электроны в нём существуют раздельно и он является хорошим проводником электричества. Мощные электротоки, возникающие в слое металлического водорода, порождают гигантское магнитное поле Юпитера.
Учёные полагают, что Юпитер имеет твёрдое каменное ядро, состоящее из тяжёлых элементов (более тяжёлых, чем гелий). Его размеры — 15-30 тыс. км в диаметре, ядро обладает высокой плотностью. По теоретическим расчётам, температура на границе ядра планеты — порядка 30 000°K [1], а давление — 30-100 млн. атмосфер.
Измерения, сделанные как с Земли, так и зондами, позволили обнаружить, что выделяемая Юпитером энергия, в основном виде инфракрасного излучения, приблизительно в 1,5 раза больше получаемой им от Солнца. Отсюда ясно, что Юпитер обладает значительным запасом тепловой энергии, образовавшимся в процессе сжатия материи при образовании планеты. В целом считается, что в юпитерианских недрах всё ещё очень жарко — около 30 000 К.[2]
Атмосфера Юпитера состоит из водорода (81 % по числу атомов и 75 % по массе) и гелия (18 % по числу атомов и 24 % по массе). На долю остальных веществ приходится не более 1 %. В атмосфере присутствуют метан, водяной пар, аммиак; имеются также следы органических соединений, этана, сероводорода, неона, кислорода, фосфина, серы. Внешние слои атмосферы содержат кристаллы замороженного аммиака.
Облака, находящиеся на разной высоте, имеют свой цвет. Самые высокие из них красные, чуть пониже находятся белые, ещё ниже коричневые, а в самом нижнем слое — синеватые.
Красноватые вариации цвета Юпитера могут объясняться наличием соединений фосфора, серы и углерода. Поскольку цвет может сильно варьироваться, следовательно, химический состав атмосферы также различен в разных местах. Например, имеются «сухие» и «мокрые» области с разным содержанием водяного пара.
Температура внешнего слоя облаков — около −130 °C, однако быстро растёт с глубиной. По данным спускаемого аппарата «Галилео», на глубине 130 км температура равна +150 °C, давление — 24 атмосферы. Давление у верхней границы облачного слоя — около 1 атм, т. е. как у поверхности Земли. «Галилео» обнаружил «тёплые пятна» вдоль экватора. По-видимому, в этих местах слой внешних облаков тонок, и можно видеть более тёплые внутренние области.
Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч. Циркуляция атмосферы определяется двумя основными факторами. Во-первых, вращение Юпитера в экваториальных и полярных областях неодинаково, поэтому атмосферные структуры вытягиваются в полосы, опоясывающие планету. Во-вторых, имеется температурная циркуляция за счёт тепла, выделяющегося из недр. В отличие от Земли (где циркуляция атмосферы происходит за счёт разницы солнечного нагрева в экваториальных и полярных областях) на Юпитере воздействие солнечной радиации на температурную циркуляцию незначительно.
Конвективные потоки, выносящие внутреннее тепло к поверхности, внешне проявляются в виде светлых зон и тёмных поясов. В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам. Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне (примерно на 20 км), а их светлая окраска объясняется, видимо, повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Располагающиеся ниже тёмные облака поясов состоят предположительно из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония и имеют более высокую температуру. Эти структуры представляют области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера. Период обращения колеблется на несколько минут в зависимости от широты. Это приводит к существованию устойчивых зональных течений или ветров, постоянно дующих параллельно экватору в одном направлении. Скорости в этой глобальной системе достигают от 50 до 150 м/с и выше. На границах поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводит к образованию многочисленных вихревых структур. Наиболее известным таким образованием является Большое красное пятно, наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение последних 300 лет.
В атмосфере Юпитера наблюдаются молнии, мощность которых на три порядка превышает земные, а также полярные сияния. Кроме того, орбитальным телескопом «Чандра» обнаружен источник пульсирующего рентгеновского излучения (названный Большим рентгеновским пятном), причины которого представляют пока загадку.
Большое красное пятно — овальное образование изменяющихся размеров, расположенное в южной тропической зоне. В настоящее время оно имеет размеры 15×30 тыс. км (значительно больше размеров Земли), а 100 лет назад наблюдатели отмечали в 2 раза большие размеры. Иногда оно бывает не очень чётко видимым. Большое красное пятно — это уникальный долгоживущий гигантский ураган (антициклон), вещество в котором вращается против часовой стрелки и совершает полный оборот за 6 земных суток. Оно характеризуется восходящими течениями в атмосфере. Облака в нём расположены выше, а температура их ниже, чем в соседних областях.
Юпитер обладает мощным магнитным полем; ось диполя наклонена к оси вращения на 10°. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 Э у северного полюса и 10,7 Э у южного. Его полярность обратна полярности земного магнитного поля.
Схема магнитного поля Юпитера
Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, будучи хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создаёт магнитные поля.
Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне тянется до расстояния в 50-100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Ускоренные в магнитосфере Юпитера электроны достигают Земли. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны.
Магнитосфера формируется преимущественно за счёт потоков заряженных частиц, которые выносятся магнитным полем планеты из плазменного тора вокруг орбиты Ио, спутника Юпитера. Источником частиц являются вулканы Ио. Магнитосфера формируется также за счёт частиц солнечного ветра.
Юпитер обладает мощными радиационными поясами. При сближении с Юпитером «Галилео» получил дозу радиации, в 25 раз превышающую смертельную дозу для человека. Радиоизлучение радиационного пояса Юпитера впервые было обнаружено в 1955. Радиоизлучение носит синхротронный характер.
Юпитер окружён ионосферой протяжённостью 3000 км.
Подобно полярным сияниям на Земле, полярные сияния на Юпитере обусловлены стеканием заряженных частиц вдоль линий магнитного поля в атмосферу в районе северного и южного полюсов планеты. Однако магнитное поле Юпитера очень велико, поэтому выброшенное с вулканического спутника Ио ионизованное вещество, улавливаемое магнитным полем Юпитера, создаёт сияния в тысячу раз интенсивнее, чем полярные сияния на Земле.
Крупные спутники Юпитера и их поверхности
По данным на декабрь 2005 года, у Юпитера известно 63 спутника — максимальное значение для Солнечной системы. По оценкам, спутников может быть не менее сотни. Четыре самых крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты ещё в 1610 г. Галилео Галилеем. Наибольший интерес представляет Европа, обладающая глобальным океаном, в котором не исключено наличие жизни. Ио интересен наличием мощных действующих вулканов. Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. Остальные спутники намного меньше и представляют собой скалистые тела неправильной формы. Среди них есть обращающиеся в обратную сторону.
Затмение солнца спутником Ио на поверхности Юпитера
У Юпитера имеются слабые кольца, обнаруженные во время прохождения мимо Юпитера «Вояджера-1» в 1979. Кольца окружают планету перпендикулярно экватору, находятся на высоте 55 000 км от атмосферы. Существует два основных кольца и одно очень тонкое внутреннее, с характерной оранжевой окраской. Толщина колец, похоже, не превышает нескольких километров. Сами кольца состоят в основном из пыли и мелких фрагментов, плохо отражающих солнечные лучи, а потому они плохо различимы. С Земли кольца могут быть замечены при наблюдении в инфракрасном диапазоне. По результатам исследований «Галилео» был сделан вывод, что источником пополнения колец являются небольшие спутники Юпитера.
Юпитер изучался исключительно аппаратами НАСА.
В 1973 и 1974 мимо Юпитера прошли «Пионер-10» и «Пионер-11» на расстоянии (от облаков) 132 тыс. км и 43 тыс. км соответственно. Аппараты передали несколько сот снимков (невысокого разрешения) планеты и галилеевых спутников, впервые измерили основные параметры магнитного поля и магнитосферы Юпитера.
В 1979 году около Юпитера пролетели «Вояджеры» (на расстоянии 207 тыс. км и 570 тыс. км).
Анимация вращения Юпитера, созданная по фотографиям с Вояджера-1Впервые были получены снимки высокого разрешения планеты и её спутников (всего было передано около 33 тыс. фотографий), были обнаружены кольца Юпитера; аппараты также передали большое количество других ценных данных, включая сведения о химическом составе атмосферы, данные по магнитосфере и т. д.
В 1992 году мимо планеты прошёл «Улисс» на расстоянии 900 тыс. км. Аппарат провёл измерения магнитосферы Юпитера («Улисс» предназначен для изучения Солнца и не имеет фотокамер).
С 1995 года по 2003 год на орбите Юпитера находился «Галилео». С помощью этой миссии было получено множество новых данных. В частности, спускаемый аппарат впервые изучил атмосферу газовой планеты изнутри. Множество снимков с высоким разрешением и данные других измерений позволили подробно изучить динамику атмосферных процессов Юпитера, а также сделать новые открытия, касающиеся его спутников. Главная антенна «Галилео» не раскрылась, вследствие чего поток данных составил лишь 1 % от потенциально возможного (тем не менее, все основные цели миссии были достигнуты).
В 2000 году мимо Юпитера пролетел «Кассини». Он сделал ряд фотографий планеты с рекордным (для масштабных снимков) разрешением и получил новые данные о плазменном торе Ио. По снимкам «Кассини» были составлены самые подробные на сегодняшний день цветные «карты» Юпитера, на которых размер самых мелких деталей составляет 120 км. Кроме того, был поставлен уникальный эксперимент по измерению магнитного поля планеты одновременно с двух точек («Кассини» и «Галилео»).
28 февраля 2007 года по пути к Плутону в окрестностях Юпитера совершил гравитационный манёвр аппарат «Новые горизонты». Проведена съёмка планеты и спутников (см. некоторые снимки), данные в объёме 33 гигабайт переданы на Землю, получены новые сведения.[3]
На 2010 год запланирован запуск аппарата «Юнона», который должен выйти на орбиту Юпитера и провести детальные исследования планеты.
В 2010-х годах планируется осуществление межпланетной миссии по изучению галилеевых спутников.
В настоящее время наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным ввиду низкой концентрации воды в атмосфере и отсутствия твёрдой поверхности. В 1970-х годах американский астроном Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака [4]. Следует отметить, что даже на небольшой глубине в юпитерианской атмосфере температура и плотность достаточно высоки и возможность по крайней мере химической эволюции исключать нельзя, поскольку скорость и вероятность протекания химических реакций благоприятствуют этому. Однако возможно существование на Юпитере и водно-углеводородной жизни: в содержащем облака из водяного пара слое атмосферы температура и давление также весьма благоприятны.
След от одного из обломков кометы
В июле 1992 года к Юпитеру приблизилась комета. Она прошла на расстоянии около 15 тысяч километров от верхней границы облаков и мощное гравитационное воздействие планеты-гиганта разорвало её ядро на 17 больших частей. Этот кометный рой был обнаружен на обсерватории Маунт-Паломар супругами Кэролайн и Юджином Шумейкерами и астрономом-любителем Дэвидом Леви. В 1994 году, при следующем сближении с Юпитером, все обломки кометы врезались в атмосферу планеты с огромной скоростью — около 64 километров в секунду. Этот грандиозный космический катаклизм наблюдался как с Земли, так и с помощью космических средств, в частности, с помощью Космического телескопа «Хаббл», инфракрасного спутника IUE и межпланетной космической станции «Галилео». Падение ядер сопровождалось интересными атмосферными эффектами, например, полярными сияниями, чёрными пятнами в местах падения ядер кометы, климатическими изменениями.
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru
Мозаика Юпитера состоящая из 27 снимков
Глядя на небесное тело, состоящее из твердых пород и имеющее четко очерченную поверхность, легко оценить его габариты.
Облачный слой Юпитера, снимок Вояджера
Но как определить размеры газового шара, в котором химические элементы меняют структуру от твердой до газообразной, кипя, извергаясь и испаряясь на границах фазовых переходов? Юпитер – это газовая планета и то, что мы принимаем за его видимые границы, на самом деле – плотные облака, образовавшиеся в верхних слоях планеты. Какие процессы протекают под ними, наблюдать с Земли невозможно, и остается только предполагать на основании тех или иных исследовательских данных. Поэтому, когда определяют размеры Юпитера, то очерчивают его контур по видимой границе облаков.
Приблизительное сравнение размеров планет и Солнца
По диаметру этот газовый гигант примерно в 11,2 раза больше и в 318 раз тяжелее Земли. Его размеры поражают воображение. Если собрать все другие планеты и сложить в одну, то образованное тело все равно будет в 2,5 раза меньше газового гиганта.
Композитное изображения фрагментов кометы и Юпитера
Обладая мощным гравитационным полем, этот небесный монстр притягивает к себе пролетающие мимо объекты. Так в 1992 году комета, оказавшаяся недалеко от Юпитера (примерно в 15 тыс. км), развалилась на отдельные фрагменты, упавшие впоследствии в его атмосферу. Не будь газового гиганта, закрывающего своим гравитационным «зонтиком» часть космического пространства, до Земли долетало бы значительно большее количество небесных тел, несущих угрозу жизни.
Сравнение размеров Юпитера и Земли
Охарактеризовать габариты этой планеты можно экваториальным и полярным радиусом, которые составляют 71 492 км и 66 854 км соответственно. Юпитер несколько деформирован с полюсов, что объясняется высокой скоростью вращения, благодаря которой, он совершает оборот вокруг своей оси за 9,925 часа. Возникают центробежные силы, растягивающие небесное тело тем сильнее, чем расстояние дальше от оси вращения и ближе к экваториальной плоскости. В результате Юпитер обрел форму, известную как сплющенный сфероид.
Сравнение Земли и Юпитера
Для упрощения математических расчетов газовый гигант часто представляют в виде шара диаметром 139 822 км. Площадь условной поверхности планеты равна 6,21796х10*10 км2, что в 122 раза больше, чем у Земли. Чтобы оценить грандиозность масштабов Юпитера, нужно всего лишь обратить внимание на знаменитое Красное пятно, вокруг которого было сломано и продолжает ломаться множество научных копий. Предполагается, что длина этого уникального атмосферного образования составляет от 24 до 40 тыс. км, в то время как средний радиус Земли – всего 6371 км. Получается, что в таком пятне могут «утонуть» две-три такие планеты, как наша.
Сравнение Юпитера и Сатурна. Масштаб не соблюден.
Вряд ли наш газовый гигант настолько уникален, что не имеет более крупных собратьев в других звездных системах и галактиках. Теория предполагает наличие в космическом пространстве горячих «юпитеров» – планет по составу и размерам, похожим на планету Солнечной системы, но только имеющим температуру поверхности от 1000 до 3000 К. Такие небесные тела расположены ближе к своей звезде, а потому более нагреты. Кстати, если бы Юпитер находился в подобных условиях, то имел бы размеры в разы большие, чем сейчас.
Самая большая из известных планет
Время от времени астрономы сообщают об открытии экзопланет, среди которых встречаются горячие газовые гиганты. Но пока только один из них оказался больше Юпитера по размерам (в 1,8 раза), но уступает ему в массе (в 1,09 раза). Эта планета, расположенная в созвездии Геркулеса, получила наименование TrES-4. Было еще несколько сообщений об открытии крупных газовых гигантов, но ученые пока не сошлись во мнениях об истинности полученных авторами данных. Дело в том, что подобные наблюдения ведутся на пределе возможностей современной техники, а значит, не исключается большое количество ошибок.Вы только оцените огромную атмосферу Юпитера!
comments powered by HyperComments
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Просмотров записи: 5194
spacegid.com
|
|
|
|
|
|
