Атмосфера юпитера – все о космосе

Атмосфера Юпитера

По своему составу атмосфера Юпитера близка к Солнцу, планету еще называют «несостоявшейся звездой», но её масса слишком мала для возникновения термоядерных реакций, обеспечивающих энергию светил.

Химический состав

14-кадровая анимация показывает циркуляцию атмосферы Юпитера

Большая часть объема – 89% – приходится на водород, гелий составляет 10%, а последний процент поделили между собой водяной пар, метан, ацетилен, аммиак, сероводород и фосфор. Планета состоит из тех веществ, что и ее газовая оболочка – здесь не существует четкого разграничения поверхности и атмосферы.

На определенном уровне, под действием колоссального давления, водород переходит в жидкое состояние и образует глобальный океан. При наблюдениях с Земли мы обозреваем только верхний слой атмосферы. Оранжевый оттенок ей придают соединения серы и фосфора.

Вариации в насыщенности цвета облаков подтверждают различия в составе атмосферы.

Слои атмосферы

Разбивка атмосферных слоев происходит по показателям температуры и давления. На уровне поверхности, где давление равняется 1 бар, находится тропосфера. Именно здесь движущиеся потоки воздуха образуют зоны и пояса, температура держится на уровне -110 градусов по Цельсию.

С продвижением вверх, температурные показатели увеличиваются и в термосфере достигают 725 градусов, а давление падает. В этой зоне возникает яркое полярное сияние, заметное с Земли.

Циркуляция воздушных масс

Движение атмосферы Юпитера определяется двумя факторами: высокой скоростью вращения вокруг оси, которая составляет 10 часов, и восходящими потоками, возникающими при отдаче внутреннего тепла.

Чередующиеся полосы зон и поясов выстраиваются параллельно экватору. Местные ветра изменяют скорость и направление с увеличением широты.

На экваторе воздушные массы движутся со скоростью до 140 м/с и совершают суточный оборот на 5 минут быстрее, чем умеренные области. У полюсов ветра стихают.

Зоны возникают благодаря восходящим потокам. Здесь наблюдается увеличение давления, а светлую окраску облакам придают застывшие кристаллы аммиака.

Температурные показания зон – ниже, а видимая поверхность – выше, чем у поясов, которые представляют собой нисходящие потоки. Темный цвет нижнего слоя облаков формируют коричневые кристаллы гидросульфида аммония.

Движение во всех полосах устойчиво и не меняет свое направление. При соприкосновении зон и поясов возникает сильная турбулентность, рождающая мощные вихри.

Большое Красное Пятно (БКП)

Обработанный снимок Большого Красного Пятна на Юпитере

На протяжении 300 лет астрономы наблюдают уникальное явление – ураган, превосходящий по размеру Землю. Окраинные зоны Большого Красного Пятна создают хаотичное завихрение облаков, но ближе к центру движение замедляется. Температура образования ниже, чем у других областей.

Оно движется со скоростью 360 км/ч против часовой стрелки, полный оборот вокруг планеты совершает за 6 суток. За столетие границы антициклона уменьшились вдвое. Замечено БКП было в 1665 году Дж.

Кассини, но момент его возникновения не установлен, так что возраст урагана может быть больше, чем принято считать.

Исследования

Юпитер, снимок зонда Вояджер-1

Первым аппаратом, который посетил Юпитер, стал «Пионер-10» в 1971 году. Он передал снимки планеты и спутников, измерил показатели магнитного поля. Аппаратура зонда обнаружила значительное излучение внутреннего тепла Юпитера. Полет «Вояджера — 1» дал несколько тысяч качественных снимков газового гиганта, сведения о верхних областях атмосферы.

Наибольший вклад в изучение Юпитера внесла миссия «Галилео», продолжавшаяся 8 лет. Спуск аппарата предоставил сведения о внутренних слоях атмосферы.

Были найдены «сухие» области, где содержание воды меньше обычного в 100 раз, «горячие пятна», образованные тонким участком облаков, проведен анализ химических составляющих.

Лучшие снимки планеты выполнил «Кассини», благодаря им составлена подробная карта.

Факты и тайны

Наблюдения за Юпитером ведутся с древних времен, но он по-прежнему полон загадок. Самая значительная по размерам планета Солнечной системы не зря получила имя верховного бога Рима. Ее масса в 2 раза больше, чем всех остальных планет, сложенных вместе.

Газовый гигант вращается вокруг оси быстрее всех, имеет самое мощное магнитное поле, его грандиозный ураган БКП наблюдается с Земли, а молнии могут достигать 1000 км.

Цвет и природа длительного антициклона не имеют объяснения, как и многие факты, известные о Юпитере.

Одной из постоянных тем дискуссий является возможность появления жизни в атмосфере планеты. Мощнейшие электрические разряды и умеренные температурные показатели могут способствовать формированию сложных органических соединений под плотным слоем облаков, но жидкое состояние поверхности и минимальное содержание воды исключают наличие известных жизненных форм.

Источник: http://SpaceGid.com/atmosfera-yupitera-2.html

Атмосфера Юпитера

Солнечная система > Система ЮпитерЮпитер > Атмосфера Юпитера

Перед вами крупный план Большого Красного Пятна, снятый аппаратом Вояджер

Атмосфера газового гиганта и есть вся планета, так как у него отсутствует твердая кора. Это сплошная водородная и гелиевая масса с примесями других газов и воздуха.

Атмосферный состав

Перед вами огромное скопление водорода (90%). Оставшиеся 10% – гелий, а также небольшое количество метана, аммиака, серы и паров воды.

Структура атмосферы Юпитера

Если продвигаться от внешних слоев к внутренним, то ощущается рост температуры и давления. Именно поэтому газы делятся на слои. В глубине, водород трансформируется из газа в жидкость, а также может стать металлическим.

Атмосферные слоя

Ученые подсчитали, что на атмосферной поверхности давление равняется одному бару, что соответствует ситуации на земной поверхности. Дальше идет тропосфера (50 км). Она представлена аммиаком, гидросульфидом аммония и водой, образующими привлекательные и заметные красные и белые линии. Белые (более холодные) называют зонами (газ поднимается), а красные – поясами (газы падают).

Чаще всего эти области разделены ветровыми потоками, но иногда замерзшие облачные структуры накладываются на красные полосы и затмевают их на определенный срок. Ученым даже удалось зафиксировать периодическое стирание южной полосы, а вот северная не меняется. На динамику влияют также плотные водяные облака. Если подняться выше, то ощущается резкое падение температуры: от -160°C до -100°C.

График зависимости давления и температуры от глубины атмосферы

Дальше идет стратосфера (320 км), содержащая углеводородные дымки. Здесь температура может держаться на -100°C. Стратосфера напоминает тропосферу, так как нагревается от солнечных лучей и внутреннего тепла планеты. Чем выше температура, тем больше скорость движения. Слой заканчивается на точке, где давление превышает земное в тысячу раз.

Выше нее расположена термосфера (1000 км над поверхностью) с температурой в 725°C. Именно здесь на полюсах и происходят полярные сияния. Кроме того, термосфера способна создавать слабое свечение, которое не позволяет ночному небу полностью погрузиться во мрак. Слой нагревается частичками из магнитосферы, а также Солнцем.

На самой верхушке находится экзосфера, в которой частички газа распространяются в комическое пространство. У нее нет четкого разделения.

Большое Красное Пятно

Благодаря красным и белым полосам, Юпитер поражает своей красотой. Выдающейся особенностью выступает Большое Красное Пятно. Его обнаружили еще в 1600-х годах. Она представляет собою сильнейшую бурю, расположенную в южной стороне от экваториальной линии. Эти ураганы можно заметить в телескопы.

Большое красное Юпитера. Фотография сделана космическим аппаратом Вояджер

На вращение у циклона уходит 6 дней. Он настолько огромен, что туда легко поместится две Земли. Правда, последние исследования говорят, что он может сокращаться.

Так как Пятно холоднее, чем полоса, то должно находиться выше в атмосфере. Пока нет точных данных о причине появления красного света.

Напряжение магнитного поля

Пройдя треть пути к планете, водород становится металлическим, из-за чего вырабатываются электрические заряды. Это и помогает контролировать сильное магнитное поле. Юпитер очень быстро вращается (раз в 9.9 часов), поэтому без труда подпитывает поле электричеством.

Магнитное поле Юпитера в 20 раз превосходит земное. Более того, радиолюбители могут услышать электромагнитные бури. Порой эти сигналы даже сильнее солнечных.

Источник: http://v-kosmose.com/atmosfera-yupitera/

Юпитер – все о космосе

Пятая от Солнца и самая большая планета Солнечной системы. Юпитер, названный в честь царя римских Богов, господствует и среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своём великолепии. Он более чем в два раза тяжелее, чем все другие планеты вместе взятые, и в 318 раз тяжелее Земли. Юпитер благоволит наблюдателям.

Диск планеты достаточно велик для того, чтобы обладатели даже скромных телескопов смогли различать в его атмосфере простейшие структуры облаков. А Галилеевы спутники были бы видны невооружённым глазом, если бы их не затмевало сияние божественного хозяина. Юпитер на небе уступает в яркости только Солнцу, Луне, Венере и изредка Марсу.

В противостояниях блеск планеты почти достигает -3.

Уже пять АМС побывали у этой гигантской планеты. Это американские аппараты «Пионер 10», «Пионер 11», «Вояджер 1», «Вояджер 2» и «Галилео». Последний на рубеже тысячелетий все еще кружился возле Юпитера, собирая важнейшие научные сведения.

Общие сведения

Бог Юпитер — древнеримский двойник древнегреческого громовержца Зевса. Юпитер отдалён о т Солнца на 778,3 млн. км (5,2 а.е.), его экваториальный диаметр — 143 тыс. км, что в 11 раз превышает земной.

Юпитер представляет собой гигантский газовый шар, диаметр которого в десять раз превышает диаметр Земли, составляя одну десятую диаметра Солнца.

Его масса равна 0,1% массы Солнца, а химический состав (по числу молекул) очень близок к составу Солнца: 90% водорода (находящегося на Юпитере в молекулярной форме) и 10% гелия. Вокруг своей оси он, в среднем, обращается за 10 часов.

Причём, так как Юпитер не является твёрдым шаром, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области, как это наблюдается у Солнца и других газовых планет. По той же причине Юпитер заметно сжат у полюсов. Ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Следовательно, на Юпитере нет смены времён года.

Среди следовых газов наиболее существенны водяной пар, метан и аммиак. Под слоем облаков нет никакой твёрдой поверхности. Вместо этого ниже внешних слоёв наблюдается (при увеличении давления с глубиной) постепенный переход от газа к жидкости. Затем следует резкий переход к металлической жидкости, в которой атомы лишены электронов.

В самом центре, возможно, имеется маленькое ядро, остоящее из твёрдых пород и льда. Наличие источника внутренней энергии (тепло, выделившееся в результате гравитационного коллапса при образовании Юпитера) позволяет планете излучать в 1,5 — 2 раза больше тепла, чем она получает от Солнца.

Читайте также:  Миссия к сатурну: кассини-гюйгенс - все о космосе

При визуальных наблюдениях диск Юпитера кажется пересечённым чередующимися светлыми зонами и тёмными поясами. Согласно данным, полученным четырьмя космическими зондами, пролетевшими мимо Юпитера в 1973 — 1981 гг. («Пионер-10 и -11, «Вояж-1 и -2, и АМС «Галилео, внутри этих полос наблюдается очень сложная система потоков.

В каждом полушарии имеется пять или шесть таких полос, по направлению совпадающих с ветровыми течениями.

В строении своем Юпитер имеет сходство с небольшой звездой Внутреннее давление в его недрах может достигать 100 миллионов атмосфер. Магнитное поле Юпитера огромно, даже в сравнении с величиной самой планеты — оно простирается на миллионы километров. Если магнитосфера его была бы видима, она имела бы при рассмотрении с Земли угловой размер равный лунному.

Относительно долговечными деталями планеты являются белые или цветные овалы. Наиболее известная и самая заметная из таких деталей Большое красное пятно, которое наблюдается уже около 300 лет. Происхождение этой детали точно не известно. Согласно одной из распространённых теорий утверждается, что она является огромным антициклоном.

Цветные облака находятся в самых высоких слоях Юпитера (их глубина составляет около 0,1-0,3% радиуса планеты). Происхождение их окраски тоже остаётся тайной, хотя, по-видимому, можно утверждать, что она связана со следовыми составляющими атмосферы и свидетельствует о происходящих в ней сложных химических процессах.

Цвет облаков коррелирует с высотой: синие структуры — самые глубокие, над ними лежат коричневые, затем белые.

Красные структуры — самые высокие. Зонд с АМС «Галилео» в 1995 г. парашютировал сквозь верхние слои атмосферы Юпитера, передавая данные относительно состава и физических условий среды. Наземные наблюдения места вхождения зонда показали, что оно, по-видимому, было относительно свободно от облаков.

Этим можно объяснить, почему не было получено почти никаких подтверждений существования ожидаемых трёх слоёв облаков (состоящих на самых больших высотах из кристаллов аммиака, гидросульфида аммония в середине, а внизу — из водяных и ледяных кристаллов). Скорость ветра, достигающая 530 км/час, оказалась даже больше, чем ожидалось.

В то же время содержание гелия составило только около половины ожидаемого. Вероятное объяснение этого явления — увеличение концентрации гелия к центру планеты.

Сопровождаемый своими спутниками и огромной сложной атмосферой, Юпитер обращается вокруг Солнца почти за 12 лет, являясь ближайшей к нему планетой-гигантом. Атмосфера его изобилует молниями и гигантскими вихрями, такими, как Большое Красное Пятно.

Со своей системой спутников Юпитер подобен миниатюрной Солнечной системе, но хотя Юпитер и похож по своему химическому составу на звёзды, он не сияет, подобно Солнцу. Масса Юпитера составляет только одну восьмидесятую долю от необходимой для образования звезды.

Меньшее значение массы не позволяет недрам Юпитера разогреться до нужной температуры.

Зонд обнаружил также интенсивный радиационный пояс. Предположение о существовании слабого кольца вокруг Юпитера было впервые высказано на основании данных, полученных «Пионером-11» в 1974 г. После проведенного «Вояджером» непосредственного фотографирования это предположение подтвердилось.

Основная часть кольца лежит на расстоянии 1,72 — 1,81 радиуса от центра планеты. Исходя из характеристик кольца можно допустить, что оно состоит, главным образом, из частиц микронных размеров.

Постоянным источником пополнения кольца могут быть движущиеся по орбите объекты размером с булыжник, постоянно бомбардируемые быстрыми частицами.

Однако Юпитер и без того сильно влияет на небесные тела Солнечной системы. Некоторые спутники Юпитера, вероятно, являются астероидами, захваченными гравитационным притяжением гиганта.

Пути неосторожно приблизившихся малых планет и комет по тем же причинам искажаются, что иногда приводит к катастрофическим последствиям.

Кометы-неудачники могут быть выброшены Юпитером из Солнечной системы, либо пойманы им в смертельную ловушку, как это случилось с кометой Шумейкера-Леви-9 в 1994-м году.

В настоящее время известно шестнадцать естественных спутников, вращающихся вокруг Юпитера. Они разделяются на четыре группы.

По круговым орбитам в экваториальной плоскости движутся четыре маленьких внутренних спутника (Метида, Адрастея, Амальтея и Теба) и четыре больших галилеевых спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто).

Третья группа (Леда, Гималия, Лиситея и Элара) — маленькие спутники на круговых орбитах, наклонённых под углом 25° — 29° к экваториальной плоскости и лежащих на расстоянии 11 — 12 млн. км от Юпитера.

Внешняя группа (Ананке, Карме, Пасифе и Синопе) — маленькие спутники с обратным движением по орбитам. Эти орбиты являются относительно вытянутыми эллипсами с существенным наклонением к экваториальной плоскости и лежат на расстоянии 21 — 24 млн. км от Юпитера. Четыре галилеевых спутника и их движения по орбите можно легко увидеть в маленький телескоп или бинокль.

История открытий

Юпитер — одна из планет, видимых невооруженным глазом, и путь её по ночному небу был наблюдаем тысячи лет.

В 1610-м году, итальянский астроном Галилео Галилей обнаружил четыре самых больших спутника планеты: Ио, Европу, Ганимед, и Каллисто, известные также как Галилеевы спутники. Это было одно из самых ранних астрономических открытий, сделанных с телескопом.

Оно сыграло свою роль, добавив уверенности сторонникам гелиоцентрической системы мира. В те далёкие дни борьба мировоззрений была очень остра.

В течение последующих лет, с улучшением телескопов, становились известными и размер планеты, и существование Большого Красного Пятна, которое представлялось, по началу, островом в гигантском море на поверхности Юпитера.

Земная астрономия всегда продолжала совершенствоваться, мы достигли истинного понимания некоторых «поверхностных» явлений (изменений в расположении деталей, их размеров, цвете), считая их уже атмосферными, а не относящимися к вовсе несуществующей твёрдой поверхности.

С приходом радиоастрономии в науку (а именно в 1955-м году), мы обнаружили, что Юпитер — источник устойчивого высокочастотного радиошума, указывающего на электрическую деятельность гиганта. Юпитер изучается во всех длинах волн. Внизу Вы видите сравнение снимков Юпитера в тепловых и видимых лучах.

Радиоизлучение Юпитера, обнаруженное в 1955г., послужило первым признаком наличия у него сильного магнитного поля, которое в 4000 раз сильнее земного. Следовательно, магнитосфера Юпитера в 100 раз больше земной.

Закручивание электронов вокруг силовых линий порождает радиоизлучение, причём задержанные около планеты электроны дают синхротронное излучение в диапазоне дециметровых волн. Декаметровое излучение, наблюдаемое только от некоторых областей планеты, связано с взаимодействием ионосферы Юпитера со спутником Ио, орбита которого проходит внутри огромного плазменного тора.

Это взаимодействие порождает также полярные сияния. Обнаруженное «Вояджерами» излучение в километровых длинах волн возникает в высоких широтах планеты и в плазменном торе.

В марте 1972-го года была запущена АМС «Пионер 10», для наблюдения пояса астероидов и Юпитера. Долетев до Юпитера в декабре 1973-го года, «Пионер 10» обнаружил интенсивное излучение, исходящее от Юпитера, огромное магнитное поле, предполагающее наличие проводящей ток жидкости в недрах планеты.

Годом позже, однотипный космический аппарат «Пионер 11», пролетал Юпитер на своём пути к Сатурну и передал даже более подробные изображения гигантской планеты. Изучая данные, полученные этим аппаратом, учёные впервые заподозрили наличие у Юпитера колец.

31 марта 1997-го года был выключен космический аппарат «Пионер 10», который ещё в 1973-м году первым преодолел пояс астероидов и достиг Юпитера.

В 1983-м году он пересёк орбиту Нептуна — самой далекой на тот год планеты от Солнца — и направился к границам Солнечной системы. Находящееся в исправности оборудование «Пионера 10» питалось энергией распада помещённых на спутник радиоактивных веществ.

Теперь этот источник иссяк. «Пионер 10» был выключен с расстояния в 9 световых часов, через 25 лет после запуска.

В августе и сентябре 1977-го года, были запущенны два «Вояджера» для изучения внешней части Солнечной системы.

«Вояджеры» побывали возле Юпитера в 1979-м году, подарив нам поразительные, красивые изображения царя планет, обнаружив тысячи деталей, до тех пор неизвестные.

«Вояджеры» поведали нам, что процессы в атмосфере Юпитера — несоизмеримо более грандиозные подобия тех же явлений земной атмосферы. «Вояджеры» подтвердили догадки о кольцах планеты. Юпитер — третья планета, у которой открыли кольца.

Запущенный в октябре 1989-го года с основной задачей изучения Юпитера, космический аппарат «Галилео» вернулся к Земле 8 декабря 1990-го года для совершения обычного гравитационного манёвра.

После он направился к астероиду Гаспра, потом повстречался с другим астероидом — Идой, откуда уже попал в систему Юпитера. «Галилео» был нацелен на самые разнообразные исследования как самой планеты, так и её спутников.

В 1995-м году от аппарата отделился специальный зонд, предназначенный для изучения атмосферы Юпитера.

Образование Юпитера

Юпитер хранит ключи от многих тайн Солнечной системы. Около 4, 5 млрд. лет тому назад, когда Солнечная система формировалась из вращающегося облака газов и пыли, ядро Юпитера, вероятно, зарождалось из льда и камней общей массой, превышающей в 15 раз земную.

Давление солнечного света выталкивало атомы лёгких газов (водорода и гелия) из внутренней по отношению к орбите Юпитера части Солнечной системы, а притяжение больших ледяных ядер нашего гиганта и зарождавшегося по соседству Сатурна постаралось собрать эти атомы возле себя. Из гелия и водорода, в основном, и состоит атмосфера Юпитера сегодня. Юпитер «оброс» самой большой атмосферой среди всех планет, так как центральное внутреннее ядро его раньше достигло необходимой массы. Лик Юпитера, который мы видим, — это верхние слои его атмосферы.

Читайте также:  Биография николя лакайля - все о космосе

Химический состав, физические условия и строение Юпитера

Если не считать его ядра, Юпитер на 90% — водород и на 10% — гелий по количеству атомов, и в соотношении 3 к 1-му — по массе. В атмосфере обнаружены метан, вода, аммиак и многие другие вещества. В ядре планеты преобладающими являются тяжёлые элементы, в основном, вода. Огромная атмосфера Юпитера создаёт и огромное давление.

Оно увеличивается при приближении к центру планеты. В таких экстремальных условиях газы в атмосфере находятся в необычных состояниях. Находящийся достаточно глубоко водород под давлением атмосферы, возможно, сформировал слой в жидком металлическом состоянии. Это — и не океан, и не атмосфера.

Такой слой водорода должен иметь свойства, которые не укладываются в наше привычное понимание.

В отличие от простого газообразного водорода, жидкий металлический водород способен проводить электрический ток. Устойчивый радиошум и сильное магнитное поле Юпитера излучаются как раз этим слоем металлической жидкости.

При удалении от ядра планеты, когда мы можем без сомнения считать, что речь идёт об атмосфере, мы увидим, что газы ведут себя более знакомым образом, перемещаясь в общих планетных циркуляциях, управляемых изначально вращением планеты. Полагают, что Юпитер имеет три слоя облаков в своей атмосфере. Наверху — облака из оледеневшего аммиака.

Под ними — облака кристаллов сероводорода аммония, а в самом низком слое — собираются водяной лёд и, возможно, жидкая вода.

Атмосферам Юпитера и других газовых планет свойственны ветры больших скоростей, дующие в пределах широких полос, параллельных экватору планеты. В смежных полосах на Юпитере ветра направлены в противоположные стороны. Эти полосы различимы даже в небольшой телескоп.

Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км в час. Изучение атмосферы позволило сказать, что ветры эти также существуют в более низких её слоях, вплоть до тысячи километров от внешних облаков.

Из этого сделан вывод, что они управляются не энергией излучения Солнца, а внутренним теплом планеты, в то время как на Земле все происходит наоборот.

В атмосфере Юпитера возникают чудовищные бури и вихри, одним из которых и является Большое Красное Пятно, замеченное с Земли более 300 лет назад. Большое Красное Пятно (БКП) — овал размером 12 000 на 25 000 км, т.е. это достаточно большая область для того, чтобы вместить в себя две Земли.

Исследования, проведённые в ИК-диапазоне,¬и визуальные наблюдения движений в самом вихре указывают на то, что он — область высокого давления, т.е. антициклон. Облака Пятна расположены значительно выше и более холодны, чем облака вокруг. Схожие структуры обнаружены на Сатурне и Нептуне.

До сих пор неизвестно, как они могут существовать так долго.

Как возникают такие красочные явления — также неизвестно, но учёные полагают, что они обусловлены потоками разогретых газов из недр планеты. Цвета потоков и прочих облаков, вероятно, вызваны их химическим составом.

Например, хотя количество углерода в атмосфере Юпитера очень невелико, атомы этого вещества легко объединяются с атомами водорода и кислорода, образуя целый ряд газов, таких, как угарный, метан и другие органические соединения, вносящие разнообразие цветов.

Оранжевые и коричневые цвета в облаках Юпитера могут быть соотнесены с органическими соединениями, включающими в себя серу и фосфор.

Кольца Юпитера

Из-за препятствий, создаваемых атмосферой и магнитным полем планеты, частицы колец вряд ли остаются в них долго. Вероятность того, что наблюдаемое теперь кольцо — остаток некогда более внушительного, — невелика.

Слишком много времени прошло с тех пор, как возникла планета. Это значит, что кольца должны непрерывно пополняться.

Небольшие спутники Метис и Адрастея, чьи орбиты лежат в пределах колец, — очевидные источники таких пополнений.

Магнитосфера

Юпитер имеет огромное магнитное поле, значительно превышающее по напряжённости Земное. Магнитосфера Юпитера простирается на 650 млн. км за орбиту Сатурна! Но в направлении Солнца оно почти в 40 раз меньше. Даже на таком расстоянии от себя Солнце показывает, кто, на самом-то деле, в доме хозяин. Таким образом, форма магнитосферы Юпитера, как и других планет, далека от сферической.

Спутники Юпитера лежат в области влияния поля, и это, возможно, объясняет относительно недавно открытую вулканическую деятельность Ио.

Напомним, что магнитное поле захватывает заряженные частицы, летящие от Солнца (этот поток называют солнечным ветром), образуя радиационные пояса. Присутствие в таких областях незащищённого специальными средствами живого существа было бы для последнего губительным.

Для космических аппаратов такая обстановка создаёт большие проблемы. Магнитное поле мешает работать приборам, и само по себе, и захваченными им частицами. С этим часто сталкиваются в настоящее время. Поле Юпитера очень сильно.

«Галилео», при изучении атмосферы планеты, обнаружил радиационный пояс, приблизительно в 10 раз мощнее земного, между кольцом Юпитера и самыми верхними атмосферными слоями.

http://www.zvezdi-oriona.ru

Источник: https://www.vseocosmose.ru/?p=387

Планета Юпитер

Главная / Солнечная система / 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.

Строение Юпитера

Современная наука полагает, что масса ядра Юпитера на данный момент составляет 10 масс Земли или 4% от общей массы планеты, а размер – 1,5 ее диаметра. Оно каменистое, со следами льда.

Состав атмосферы Юпитера на 89,8% состоит из водорода (H2) и на 10% из гелия (Не). Менее 1% составляют метан, аммоний, этан, вода и другие компоненты. Под этой короной, планеты-гиганта имеется 3 слоя облаков. Верхний слой – оледеневший аммиак с давлением около 1 атм.

, в среднем слое – кристаллы метана и аммония, а нижний слой состоит из водяного льда или мельчайших жидких капель воды. Оранжевый цвет атмосфере Юпитера придает соединение серы и фосфора. Оно содержит ацетилен и аммиак, поэтому такой состав атмосферы, губителен для людей.
Полосы, которые тянуться вдоль экватора Юпитера, известны всем уже давно.

Но никто пока не мог толком объяснить их происхождение. Основной теорией, была теория конвекции – опускание более холодных газов к поверхности, и подъему более нагретых. Но в 2010 году, было выдвинуто предположение, о влиянии спутников (лун) Юпитера, на формирование полос.

Якобы они, своим притяжением сформировали некие «столбы» веществ, которые тоже вращаются и просматриваются как полосы. Теория подтверждена в лабораторных условиях, экспериментальным путем и теперь представляется наиболее вероятно.

Пожалуй, самым загадочным и длительным наблюдением, описанным в характеристиках планеты, можно считать знаменитое Большое Красное Пятно на Юпитере.

Его открыл Роберт Гук в 1664 году, следовательно, за ним наблюдают уже почти 350 лет. Это огромное образование, постоянно меняющееся в размерах.

Скорее всего, это долгоживущий, гигантский атмосферный вихрь, его размеры 15х30 тыс. км, для сравнения – диаметр Земли составляет около 12,6 тыс. км.

Магнитное поле Юпитера

Магнитное поле Юпитера настолько огромно, что выходит даже за орбиту Сатурна и составляет около 650 000 000 км. Оно превышает земное почти в 12 раз, а наклон магнитной оси, составляет 11° относительно оси вращения.

Металлический водород, присутствующий в недрах планеты и объясняет наличие столь мощного магнитного поля. Он является отличным проводником и, вращаясь с огромной скоростью, образует магнитные поля. На Юпитере, как и на Земле, тоже имеются 2 магнитных инвертированных полюса.

Но стрелка компаса на газообразном гиганте всегда показывает на юг.

Спутники Юпитера

На сегодняшний день, в описании Юпитера можно встретить около 70 спутников, хотя предположительно их около сотни. Первые и самые большие спутники Юпитера – Ио, Европу, Ганимед и Каллисто – открыл Галилео Галилей еще в 1610 году.

Больше всего внимания ученых приковывает к себе спутник Европа. По возможности наличия существования жизни, он следует за спутником Сатурна – Энцелада и занимает второе место. Они полагают, что на нем может быть жизнь.

Читайте также:  Загадочные белые карлики - все о космосе

Прежде всего, из-за наличия глубокого (до 90 км) подледного океана, объем которого превосходит даже земной океан! Ганимед, просто самый большой спутник в солнечной системе. Пока, интерес к его строению и характеристикам, является минимальным. Ио – вулканически активный спутник, большая часть его поверхности покрыта вулканами и залита лавой.

Предположительно, на спутнике Каллисто, тоже есть океан. Скорей всего он находится под поверхностью, о чем свидетельствует его магнитное поле. Плотность галиеевых спутников, определятся их удаленностью от планеты.

Например: плотность самого удаленно из крупных спутников – Каллисто p = 1,83 г/см³, далее по мере приближения, плотность возрастает: у Ганимеда p = 1,94 г/см³, у Европы p = 2,99 г/см³, у Ио p = 3,53 г/см³. Все большие спутники, всегда обращены к Юпитеру одной стороной и вращаются синхронно.

Остальные были открыты значительно позднее. Некоторые из них вращаются в обратную сторону, в сравнении с большинством и представляют собой некие тела-метеориты, различной формы.

Характеристики Юпитера

• Масса: 1,9*1027 кг (в 318 раз больше массы Земли) • Диаметр на экваторе: 142984 км (в 11,3 раза больше диаметра Земли) • Диаметр на полюсе: 133708 км • Наклон оси: 3,1° • Плотность: 1,33 г/см3 • Температура верхних слоев: около –160 °C • Период обращения вокруг оси (сутки): 9,93 ч • Расстояние от Солнца (среднее): 5,203 а. е. или 778 млн. км • Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 11,86 лет • Скорость вращения по орбите: 13,1 км/с • Эксцентриситет орбиты: e = 0,049 • Наклон орбиты к эклиптике: i = 1° • Ускорение свободного падения: 24,8 м/c2

• Спутники: есть 70шт

Источник: http://kosmos-gid.ru/solar_system/jupiter/

10 невероятных фактов о Юпитере

В римской мифологии Юпитер был верховным богом, повелителем молний и грома. Планета Юпитер – не только самая большая в Солнечной системе, но и одна из самых таинственных, многие загадки которой учёные не могут разгадать и сегодня.

В нашем обзоре десятка интереснейших фактов о «газовом гиганте», который является пятой планетой от Солнца.

1. Юпитер мог бы быть звездой

Галилей – человек, который открыл Юпитер.

В 1610 году Галилей открыл Юпитер и его четыре основных спутника: Европу, Ио, Каллисто и Ганимед, которые сегодня известны как “галилеевы спутники”.

Это был первый раз в истории, когда люди наблюдали какое-либо иное небесное тело в Солнечной системе, помимо Луны.

Также открытие Галилея обеспечило отличную поддержку для польского астронома Николая Коперника и его теории, что Земля не является центром Вселенной. 

Масса самой большой планеты в Солнечной системе в два раза больше массы остальной части остальных тел в Солнечной системе, вместе взятых (не считая Солнца). Атмосфера Юпитера очень похожа на звезду и состоит в основном из водорода и гелия.

Ученые считают, что если бы Юпитер был примерно в 80 раз больше, то он бы превратился в звезду. Сейчас же это по сути миниатюрная солнечная система со своими 4 огромными спутниками и 63 более мелкими.

Юпитер настолько массивен, что он в 1300 раз больше Земли.

2. Большое Красное Пятно

Большое Красное Пятно на Юпитере.

Великолепные полосы на Юпитере (которые, наверняка, видел каждый человек) вызваны постоянными сильными ветрами, которые дуют со скоростью до 650 километров в час.

Зоны белых облаков в верхних слоях атмосферы состоят из замерзшего и кристаллизировавшегося аммиака.

Темные облака, которые содержат другие химические вещества, находятся в средних слоях атмосферы, а синие облака наблюдаются на самых глубоких видимых слоях атмосферы. 

Больше всего на Юпитере выделяется гигантский супер-шторм под названием Большое красное пятно, который бушует уже 300 лет.

Вращающееся против часовой стрелки Большое красное пятно в три с лишним раза больше диаметра Земли. Ветер в его центре развивает скорость до 450 километров в час.

Большое красное пятно постоянно меняется в размерах, а иногда даже кажется, что оно исчезает, но вновь после этого возвращается.

3. Невероятное магнитное поле Юпитера

Магнитное поле Юпитера.

Из-за магнитного поля, которое почти в 20 тысяч раз сильнее, чем у Земли, Юпитер можно считать настоящим “магнитным королем” нашей планетарной системы.

Юпитер улавливает и притягивает к себе электрически заряженные частицы, которые непрерывно бомбардируют систему, с уровнем радиации в 1000 раз больше, чем фатальный уровень для человека.

Это излучение настолько интенсивное, что может повредить даже наиболее сильно экранированным космическим аппаратам НАСА, таким как зонд Galileo.

Юпитер имеет магнитосферу, которая простирается на ошеломляющие 1 – 3 миллиона километров в направлении Солнца, а также тянется, как хвост, за газовым гигантом, летящим по орбите вокруг Солнца, на… 1 миллиард километров.

4. Бешеный волчок

Бешеный волчок.

Юпитер, несмотря на свои гигантские размеры, совершает полный оборот вокруг своей оси меньше, чем за 10 часов (по сравнению с 24 часами в случае Земли). Будучи газообразной планетой, Юпитер не вращается как твердая планета, подобная Земле.

Вместо этого, он вращается немного быстрее на экваторе, чем в полярных районах (со средней скоростью в 50 000 километров в час или в 27 раз быстрее, чем Земля). Поэтому сутки на Юпитере длятся 9 часов и 56 минут на обоих полюсах и 9 часов и 50 минут в районе экватора планеты-гиганта.

Это чрезвычайно быстрое вращение приводит к тому, что Юпитер более выпуклый на экваторе и сплющенный на полюсах.

5. Юпитер – крупнейшее радио в Солнечной системе

Радио Солнечной системы.

Еще одна область, в которой выделяется Юпитер, это “взрывы” мощных природных радиоволн, которые производит эта планета, создавая жуткие шумы при приеме радиопередач коротковолновыми радиостанциями на Земле.

Эти выбросы радиоволн естественным образом генерируются благодаря неустойчивой плазме в магнитосфере газового гиганта.

Когда их впервые открыли земные ученые, то эти радиоволны вызвали настоящий переполох, поскольку их посчитали переговорами инопланетян. 

Большинство астрофизиков предполагают, что ионизированные газы верхних слоев атмосферы Юпитера и его магнитные полюса иногда действуют как очень сильный радио-лазер, производя настолько интенсивное излучение, что газовый гигант довольно часто затмевает даже солнце в качестве источника радиоволн. Ученые считают, что сила этого явления каким-то образом связана с вулканическим спутником Ио.

6. Кольца Юпитера

Кольца Юпитера.

Ученые НАСА были удивлены, когда в 1979 году космический аппарат Voyager-1 обнаружил три кольца вокруг экватора Юпитера. Эти кольца гораздо слабее , чем кольца Сатурна и их попросту не было видно с Земли.

Главное кольцо составляет около 30 километров в толщину и 6 000 километров в ширину, а плоское внутреннее кольцо-облако, которое называются “Кольцо-гало”, в толщину составляет около 20 000 км. И Главное кольцо и Гало состоят из мелких темных частиц.

Третье кольцо, также известное как “Паутинное”, в действительности представляет собой три кольца, состоящие из микроскопических обломков трех спутников Юпитера – Адрастеи, Фив и Амальтеи.

7. Защитник планет

Юпитер – защитник планет.

Поскольку Юпитер является самым большим небесным телом в Солнечной системе (кроме самого Солнца), его гравитационные силы, возможно, помогли в формировании буквально всей остальной части Солнечной системы. Согласно данным исследования, опубликованного в журнале Nature, Юпитер, возможно, “оттеснил” Уран и Нептун на современные орбиты этих планет.

А согласно статье, опубликованной в журнале Science, Юпитер, наряду с Сатурном, возможно, также “отложил” огромное количество мусора на внутренних планетах во время ранней истории Солнечной системы.
Также ученые теперь почти уверены, что газовый гигант сдерживает некоторые астероиды, “не пуская” их к Земле.

Текущие данные показывают, что гравитационное поле Юпитера оказывает сильное влияние на многие астероиды.

8. У гиганта Юпитера и маленькой Земли ядро одинакового размера

Маленькое ядро большой планеты.

Ученые предполагают, что внутреннее ядро Юпитера в 10 раз меньше, чем вся планета Земля А состоит оно скорее всего из жидкого металлического водорода.

Диаметр Земли составляет чуть менее 13000 километров, поэтому ядро Юпитера должно быть чуть менее 1300 км в поперечнике.

Это делает его размер сопоставимым с размером ядра Земли, которое, как полагают, составляет около 1200 километров в диаметре.

9. Атмосфера Юпитера: мечта для химика и кошмар для всех остальных

Атмосфера Юпитера – химический склад.

Состав атмосферы Юпитера в основном представляет собой смесь из 89,2 процентов молекулярного водорода и 10,2 процентов гелия.

Остальная часть атмосферы состоит из следовых количеств аммиака, дейтерида водорода, метана, этана, воды, аммиачного льда, замерзшей воды и аммиачных гидро-сульфидных аэрозолей.

Из-за магнитного поля в 20 000 раз более сильного, чем у Земли, огромный газовый гигант имеет плотное внутреннее ядро из (в настоящее время) неизвестного состава, которое полностью окружено толстым слоем обогащенного гелия и жидкого металлического водорода.

10. Спутник Юпитера Каллисто – небесное тело с наибольшим количеством кратеров

Кратеры, кратеры, кратеры….

Каллисто – самый дальний из четырех “галилеевых спутников”, который вращается вокруг газового гиганта примерно за неделю. Поскольку его орбита лежит за пределами радиационного пояса Юпитера, Каллисто менее страдает от приливных воздействий, чем любой других галилеевый спутник. 

Диаметр Каллисто составляет 5000 километров, т. е. этот спутник по размеру примерно равен планете Меркурий. После Ганимеда и Титана, Каллисто является третьим по величине спутником в Солнечной системе (Ио — четвертый, а Луна — пятый). Средняя температура на поверхности Каллисто составляет -139 градусов по Цельсию. А необычен Каллисто тем, что его поверхность буквально испещрена кратерами.

Источник

Источник: https://vseonauke.com/1442506274669857399/10-neveroyatnyh-faktov-o-yupitere/

Ссылка на основную публикацию