Магнитное поле юпитера кратко

Обновлено: 05.07.2024

Первая карта магнитного поля Юпитера на разных глубинах находится создана, и это разрушает всё что мы уже знали: это действительно странно и не похоже ни на что, что когда-либо видели планетарные ученые.

Уже было известно что внешнее магнитное поле газового гиганта было странной загадкой.Диаметр Юпитера более чем в 11 раз больше, чем у Земли, но его магнитное поле в 20 000 раз сильнее .И уже это невероятно странно.

Юнона, вращающаяся вокруг полюсов Юпитера, позволяет беспрецедентный доступ к динамике этого странного магнитного поля, делая гораздо более близкие наблюдения, чем это было возможно.Ученые использовали данные из восьми Юнонских орбит для беспрепятственного отображения магнитного поля на глубинах 10 000 километров и обнаружили, что оно намного непонятнее чем они ожидали.

Магнитное поле Земли преимущественно диполярно, как если бы у него был магнит стержня, проходящий через центр планеты, с полюсами магнита на полюсах планеты, выходящими из Южного полюса и возвращающимися на Север. Существуют также недиполярные компоненты, равномерно распределенные по всему полушарию.Если бы вы могли это увидеть, это выглядело бы примерно так.

Но Юпитер абсолютно другой.Вместо этого поле появляется из широкой части северного полушария, вновь входящего в южный полюс - и высококонцентрированной области к югу от экватора, что ученые называют Большим синим пятном. В другом месте поле намного слабее.

Главный сюрприз заключался в том, что поле Юпитера настолько просто в одном полушарии и невероятно сложно в другом. Ни одна из существующих моделей не предсказывала такое. В другом странном открытии исследователи обнаружили, что недипольная часть магнитного поля почти полностью сосредоточена в северном полушарии. Все это совершенно уникально.Это указывает на то, что что-то неизвестное происходит в нутри Юпитера.

М агнитные поля генерируются проводящими жидкостями внутри планеты. В сочетании с вращением планеты они генерируют магнетизм. Это называется планетарным динамо . На Земле динамо работает в толстой однородной оболочке.Исследователи полагают, что их обнаружение указывает на то, что Юпитер этого не делает. Одна из предложенных ими моделей состоит в том, что ядро Юпитера не является сплошным шаром льда и скалы, а из слякоти камней и фрагментов льда частично растворяется в жидком металлическом водороде.Это может создать слои, динамика которых порождает асимметричное магнитное поле.

Другим объяснением может быть дождь гелия, который может дестабилизировать поле, хотя, как отмечали исследователи, это вряд ли будет учитывать асимметрию полушария.В общей сложности Юнона планирует сделать 34 орбиты Юпитера .Команда планирует использовать будущие наблюдения, чтобы попытаться решить эту невероятную захватывающую загадку!

визуализация эффекта

В 1973 году вблизи шестой планеты впервые пролетел космический аппарат – межпланетный зонд Пионер-10. Он смог детально исследовать магнитосферу газового гиганта и подтвердить предположения ученых. Всего на орбите гиганта и вблизи его смогло побывать 8 межпланетных станций, но наиболее точную картину его поля смог дать зонд Юнона, пролетавший над планетой в 2016 году.

Магнитное поле Юпитера отличает его от всех остальных планет Солнечной системы. Потоки электромагнитных частиц выходят из точки в северном полушарии и возвращаются в области экватора. По сути, у Юпитера нет северного магнитного полюса, а южный расположен в области Большого синего пятна. За счет того, что потоки не возникают вблизи географических полюсов, мощность магнитосферы Гиганта распределена крайне неравномерно.

Объяснить причину такое искривления поля газового гиганта пока невозможно. Считается, что смещению полюсов с полярных областей способствовала окружающая ядро мантия гиганта, состоящая из жидкого металлического водорода. Она движется сразу в нескольких направлениях и взаимодействует с горными породами внутри планеты, за счет чего и возникает такой необычный для остальных тел Солнечной системы динамо-эффект.

изображение взаимодействия

Сравнение магнитного поля Юпитера с Землей и другими планетами

Геомагнитное поле представляет собой диполь. Точки полюсов лишь немного смещены относительно полюсов географических. Таким образом, Земля представляет собой полосовой магнит, с осью, обращенной в направлении с севера на юг. Юпитерианский же магнит условно изогнут под прямым углом, за счет чего потоки поля распределены неравномерно, а их точки входа и выхода сильно отклонены от полюсов планеты. Кроме того, магнитное поле Юпитера в десять раз сильнее в сравнении с полем Земли.

Дипольной магнитосферой также обладают другие твердотельные объекты Солнечной системы: Меркурий, Венера и Марс. При этом у последнего оно крайне не устойчиво и динамо-эффект практически отсутствует. Также такой эффект характерен для Сатурна, где магнитные полюса совпадают с географическими. Уран и Нептун характеризуются хаотичной, квадрупольной магнитосферой — они имеют по два северных и по два южных магнитных полюса.

Чтобы детально изучить магнитосферу Юпитера миссию космического аппарата Юнона продлили до 2021 года. Ученые надеются найти ответ на вопрос, что же стало причиной такого необыкновенного смещения электромагнитных потоков. Кроме того, изучение юпитерианского магнетизма внесет ясность в состав и строение внутренней части гиганта.

Внутреннее магнитное поле Юпитера генерируется электрическим током, текущим во внешнем ядре планеты, которое состоит из металлического водорода. Вулканические извержения на спутнике Юпитера Ио выбрасывают большой объём оксида серы в космос, формируя крупный газовый тор вокруг планеты. Силы магнитного поля Юпитера заставляют тор вращаться с той же угловой скоростью и в том же направлении что и планета. Тор пополняет магнитное поле планеты плазмой, которая в процесcе вращения растягивается в блиноподобную структуру, известную как магнитный диск. В сущности, магнитосфера Юпитера формируется плазмой Ио и её собственным вращением в куда большей степени, чем солнечным ветром, в отличие от Земной. Мощные токи, протекающие в магнитосфере, служат причиной устойчивых полярных сияний вокруг планетарных полюсов и заметных колебаний в радиоизлучении, что значит, что Юпитер может в некоторых отношениях рассматриваться в качестве очень слабого радиопульсара. Полярные сияния Юпитера наблюдались почти во всех частях электромагнитного спектра, включая инфракрасную, видимую, ультрафиолетовую и мягкую рентгеновскую.

Воздействие магнитосферы захватывает в ловушку и ускоряет частицы, создавая интенсивные радиационные пояса наподобие земных поясов Ван Аллена, но в тысячи раз более мощных. Взаимодействие энергетических частиц с поверхностью крупнейших спутников Юпитера заметно сказывается на их химическом составе и физических характеристиках. Воздействие этих частиц сказывается и на движении пыли и каменных обломков внутри незначительной кольцевой планетарной системы Юпитера. Радиационные пояса представляют серьёзную опасность для космических кораблей и потенциальных пилотируемых экспедиций.

Содержание

Структура

Юпитерианская магнитосфера — это сложная структура, включающая в себя головную ударную волну, магнитный переходной слой, магнитопаузу, хвост магнитосферы, магнитный диск и прочие компоненты. Магнитное поле вокруг Юпитера создаётся за счёт целого ряда явлений, например за счёт жидкостной циркуляции в ядре планеты (внутреннее поле), электрическим током в плазме, окружающей Юпитер, и токами, текущими на границе планетарной магнитосферы. Магнитосфера погружена в плазму солнечного ветра, несущую с собой межпланетное магнитное поле. [10]

Внутреннее магнитное поле

Большая часть юпитерианского магнитного поля, подобно земному, генерируется внутренним динамо, поддерживаемым циркуляцией электропроводной жидкости во внешнем ядре. Но в то время как земное ядро состоит из расплавленного железа и никеля, ядро Юпитера состоит из металлического водорода [4] . Подобно земному, юпитерианское магнитное поле представляет собой главным образом диполь, с северным и южным магнитными полюсами на противоположных концах магнитной оси [3] . Однако на Юпитере северный и южный магнитные полюса диполя лежат в одноимённых полушариях планеты, тогда как в случае Земли, напротив, северный магнитный полюс диполя расположен в южном полушарии, а южный — в северном [11] [note 1] . Магнитное поле Юпитера содержит и более высокие мультипольные компоненты — квадрупольную, октупольную и т. д., но они как минимум на порядок слабее дипольной компоненты [3] .

Размер и форма

Внутреннее магнитное поле Юпитера создаёт препятствие на пути солнечного ветра, потока ионизированных частиц, истекающих из верхней солнечной атмосферы, мешая потокам ионов достигать атмосферы Юпитера, отклоняя их от планеты и создавая своего рода полость в солнечном ветре, называемую магнитосферой, которая состоит из плазмы, отличающейся от плазмы солнечного ветра [6] . Юпитерианская магнитосфера настолько велика, что если в ней разместить Солнце даже с его видимой короной, то там всё равно останется достаточно пространства [12] . Если бы её можно было наблюдать с Земли, она бы занимала на небе пространство в пять с лишним раз большее полной луны, несмотря на то, что Юпитер находится более чем в 1700 раз дальше Луны [12] .

Как и в случае с земной магнитосферой, граница, разделяющая более плотную и холодную плазму солнечного ветра от более горячей и менее плотной в магнитосфере Юпитера, называется магнитопаузой [6] . Растояние между магнитопаузой и центром планеты составляет от 45 до 100 R_J (где R_J = 71 492 км — радиус Юпитера) на подсолнечной точке — нефиксированной точке на поверхности планеты, где Солнце будет находиться непосредственно над наблюдателем [6] . Положение магнитопаузы зависит от давления, оказываемого солнечным ветром, которое, в свою очередь, зависит от уровня солнечной активности [13] . Перед магнитопаузой (на расстоянии от 80 до 130 R_J от центра планеты) находится головная ударная волна, волнообразное возмущение в солнечном ветре, вызываемое его столкновением с магнитосферой [14] [15] . Область между магнитопаузой и головной ударной волной именуется магнитным переходным слоем, или магнитослоем [6] .

Схематическое преставление магнитосферы, где плазмосфера (7) обращена к тору из плазмы и магнитослою.

Форма магнитосферы Юпитера, описанная выше, поддерживается 1) нейтральным токовым слоем (также известным как магнитохвостовой ток), который течёт в направлении вращения Юпитера через хвостовой плазменный слой, 2) потоками плазмы внутри хвоста, текущими против вращения Юпитера на внешней границе хвоста магнитосферы, и 3) магнитопаузными токами (или токами Чапмана — Ферраро), которые текут против вращения планеты на дневной стороне магнитопаузы [11] . Эти токи создают магнитное поле, которое обнуляет (компенсирует) внутреннее поле Юпитера за пределами магнитосферы [16] . Они также активно взаимодействуют с солнечным ветром [11] .

Традиционно магнитосферу Юпитера делят на три части: внутреннюю, среднюю и внешнею магнитосферу. Внутренняя лежит на расстоянии до 10 R_J от центра планеты. Магнитное поле внутри неё представляет собой преимущественно диполь, потому что вклад от токов, проходящих через экваториальный плазменный слой, здесь весьма незначителен. В средней (между 10 и 40 R_J ) и внешней (далее 40 R_J ) магнитосфере магнитное поле отклоняется от дипольной структуры и серьёзно возмущается воздействием плазменного слоя (см. ниже раздел Магнитный диск) [6] .

Роль Ио

В результате нескольких процессов, среди которых главную роль играют диффузия и обменная неустойчивость, плазма медленно покидает окрестности планеты [19] . Когда плазма удаляется от Юпитера, радиальные токи, протекающие сквозь неё, постепенно увеличивают свою скорость, поддерживая коротацию [6] . Эти радиальные токи также служат источником азимутальной компоненты магнитного поля, которая в результате прогибается назад относительно направления вращения [21] . Концентрация частиц в плазме уменьшается с 2000 см −3 в торе Ио до примерно 0,2 см −3 на расстоянии в 35 R_J [22] . В средней магнитосфере, на расстоянии более чем в 20 R_J от Юпитера, коротация постепенно прекращается, и плазма вращается медленнее, чем планета [6] . В конечном счёте, на расстоянии в более чем 40 R_J (во внешней магнитосфере) плазма окончательно покидает магнитное поле и уходит в межпланетное пространство через хвост магнитосферы [23] . Двигаясь наружу, холодная и плотная плазма меняется местами с горячей разреженной плазмой (с температурой в 20 кэВ (200 млн K) или выше), двигающейся из внешней магнитосферы [22] . Эта плазма, приближаясь к Юпитеру и сжимаясь, адиабатически нагревается [24] , формируя радиационные пояса во внутренней магнитосфере [7] .

Магнитный диск

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.

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. 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

Статьи

Даже сейчас, многим ученым, философам и простым людям не дает покоя вопрос о существовании внеземной жизни или целых инопланетных цивилизаций. Этому вопросу посвящают многие фильмы и книги.

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Она относится к газовым гигантам. Этот космический объект привлекает внимание астрономов: к нему регулярно летают космические аппараты, присылающие на Землю все больше информации. Узнать больше об этой планете будет интересно каждому любителю звездного неба.

Общие сведения о Юпитере

Юпитер – это пятая планета от Солнца. В настоящее время известно 79 его спутников. Это небесное тело состоит из ядра, нескольких слоев и плотной атмосферы. Его магнитное поле напоминает плоский диск. Интересно, что у Юпитера есть кольца, их видно только с близкого расстояния.

Планета хорошо заметна на ночном небе. Она очень яркая из-за способности поверхности хорошо отражать солнечные лучи. Низкая плотность Юпитера подсказывает исследователям, что основную его массу составляют газы. Однако вопрос о составе ядра остается нерешенным.

Юпитер и Земля значительно отличаются друг от друга по своей структуре. Ввиду малой плотности и большого объема пятую от Солнца планету относят к газовым гигантам.

Происхождение названия

Название планеты происходит от имени римского бога Юпитера. Это бог неба, дневного света, грозы и одновременно отец всех богов.

Как образовался Юпитер

Размер

Радиус Юпитера – около 70 тыс. км. Диаметр Юпитера – около 139,8 тыс. км. Столь значительные размеры объясняются тем, что он первым начал формироваться вблизи Солнца. Из-за этого будущая планета сконцентрировала значительные количества газообразного вещества, находящегося вокруг главной звезды.

Масса Юпитера более чем в два раза превышает все остальные небесные тела Солнечной системы (без Солнца), включая кометы и астероиды. Площадь Юпитера превышает 62 млрд. км 2 .

Возраст планеты

Возраст Солнечной системы – примерно 4,6 млрд. лет. Применение методов изотопного анализа позволило установить время возникновения планеты. Ядро Юпитера сформировалось примерно через миллион лет после того, как образовалось Солнце.

Цвет планеты

Фото показывают нам Юпитер с пятнами и полосами белого, красного, коричневого, оранжевого и желтого оттенков. Цвет планеты постоянно изменяется, поскольку здесь все время образуются атмосферные вихри, быстро меняются погодные условия.

Во время штормов происходит перенос серы, углеводорода, фосфора и других веществ. Этот процесс создает пятна разного цвета. Они помогают более подробно изучить атмосферные явления, происходящие на планете.

Атмосфера

Атмосфера Юпитера состоит из нескольких слоев.

Тропосфера

Тропосфера имеет толщину около 50 км. Водяной пар, гидросульфит аммония и аммиак образуют в ней белые и красные линии. В белых зонах газ поднимается, а в красных – опускается. Эти области могут разделяться потоками ветра. В верхних слоях тропосферы температура достигает –160° по Цельсию.

Стратосфера

Стратосфера имеет толщину около 320 км. Она состоит из углеводородной дымки. Температура в стратосфере достигает –100 °С. Эта область атмосферы нагревается как от солнечных лучей, так и от внутреннего тепла планеты. По мере повышения температуры возрастает скорость движения атмосферной оболочки.

Термосфера и экзосфера

Температура термосферы может достигать 725 °С. Она создает очень слабое свечение, благодаря которому планета ночью не погружается полностью во тьму. Источник тепла – Солнце и частички магнитосферы.

На северном и южном полюсе наблюдаются полярные сияния. Их интенсивность намного больше земных. Они формируются благодаря наличию магнитного поля планеты, мощного излучения, а также вулканическими выбросами на спутнике Ио.

В экзосфере молекулы газов постепенно уходят в космическое пространство. Четких границ этой части атмосферы нет.

Состав

В основном атмосферная оболочка гиганта состоит из водорода и гелия. В незначительном количестве присутствует метан, аммиак, сера и водяной пар.

Радиационные пояса

Из-за огромного давления внутри Юпитера водород находится в жидком состоянии. Электроны хорошо проводят электричество, а дополнительное воздействие быстрого вращения планеты порождает очень мощное магнитное поле. Оно притягивает ионизированные частицы, содержащиеся в солнечном ветре и генерируемые спутниками. Часть из них является причиной возникновения полярных сияний, а часть формирует радиационные пояса планеты.

Радиационные пояса Юпитера очень мощные. Поток электронов опасен для космических аппаратов, так как он может серьезно повредить аппаратуру.

Физические характеристики Юпитера

Главные физические характеристики планеты:

полярное сжатие – 0,06487;
радиус по экватору – 71,492 тыс. км;
средний радиус – 69,911 тыс. км;
площадь поверхности – 62,2 млрд. км 2 ;
объем – 1430 трлн. км 3 ;
масса – 1,89∙10 24 т;
плотность – 1,33 г/см;
ускорение свободного падения (на экваторе) – 24,8 м/с 2 ;
вторая космическая скорость – 59,5 км/с;
скорость вращения на экваторе 45300 км/ч
период вращения вокруг оси (продолжительность суток) 9 ч 55 мин;
наклон оси вращения относительно плоскости эклиптики 3,1°;
продолжительность года – 12 лет.

Интересный факт: у Юпитера есть кольца. Они достаточно тонкие, поэтому ученые долго не могли их обнаружить. Выделяют внутреннее кольцо, главное кольцо и внешние кольца.

Температура планеты Юпитер

Каждый слой имеет различную температуру воздуха. В связи с повышенным уровнем радиации ученые могут только предполагать, насколько нагреты те или иные участки.

Наиболее нагрето ядро – примерно в 6 раз больше, чем у Земли. Вокруг него находится металлический водород. В таком состоянии это вещество из-за высочайшего давления в центре планеты. Для астрономов это пока недоступная область. Возможная температура оболочки вокруг ядра – от 6 до 21 тыс. градусов. Это предположение строилось на том, что для перехода твердого водорода в жидкий требуются высокие температурные показатели. Однако из-за чрезвычайно высокого давления металлический водород может существовать и при указанных выше условиях.

Температура на Юпитере отрицательная и достигает -170°C. В нижних слоях она выше на 20 – 25°. В стратосфере температурные показатели повышаются и на высоте 1000 км достигают уже 600 °С.

Погода на Юпитере

Погоду на Юпитере можно назвать экстремальной. Здесь постоянно образуются сильные штормы, ураганы. Скорость ветра может достигать 600 км/ч. Вихри появляются в конкретной точке внезапно. Положение штормов изменяется также очень быстро, в течение нескольких часов.

Существуют также участки, в которых потоки воздуха опускаются. Они окрашены в темно-коричневый цвет и именуются поясами. Белые участки называются зонами. Их цвет обусловлен особенностями состава газов.

Состав и строение поверхности

Юпитер состоит главным образом из газообразного и жидкого вещества. Строение Юпитера типично для газовых гигантов.

Внешний слой – это атмосфера. Внутренняя часть состоит из водорода, ядра и других химических веществ. Ядро, по-видимому, это смесь из твердого металлического водорода с гелием. О наличии этой части планеты стало известно только в конце 1990-х годов. До этого астрономы иначе представляли себе внутреннее строение планеты: они допускали, что в недрах происходят процессы радиоактивного распада. Предполагается, что ядро может быть тяжелее Земли в 12 – 45 раз и составлять от 4 до 14% всей планетарной массы.

Ближе к ядру возрастает давление и температура. В самом ядре она может достигать 35700 °С. Давление в самом центре планеты достигает невероятных 4500 ГПа.

Орбита Юпитера

Главнейшие орбитальные характеристики Юпитера:

расстояние до Солнца в перигелии – 740,5 млн. км;
расстояние до Солнца в афелии – 816,5 млн. км;
большая полуось Юпитера составляет 778,5 млн. км;
эксцентриситет – 0,0487;
средняя скорость вращения по орбите – 13 км/с.

Большое красное пятно

Это интересная особенность планеты. Пятно является мощным антициклоном. Темно-красный цвет происходит от частиц серы и аммиака, которые, в свою очередь, поступают из глубин атмосферы. От контакта с лучами Солнца они то темнеют, то светлеют.

В настоящий момент неизвестно, постоянное ли это пятно или временное. Известно, что впервые его открыли астрономы в 1600-х гг. Оно сокращается в размере, хотя и не исчезает. Предположительно, что через 20 лет оно станет практически круглым, а в один день, возможно, просто исчезнет.

Красное пятно располагается в верхних слоях атмосферы. Его край обращается со скоростью примерно 360 км/ч. Размеры пятна – 12 тыс. км х 24 тыс. км. Оно возвышается примерно на 8 км над облаками.

Спутники Юпитера

Ганимед

Ганимед – крупнейший спутник Юпитера. Его радиус составляет 2634 км, а площадь поверхности – 87 млн. км 2 . Весит он в 40 раз меньше Земли. Сила притяжения на его поверхности почти в 7 раз меньше земной. Спутник вращается вокруг Юпитера в среднем на расстоянии 1 млн. 70 тыс. км (третий по удаленности). Примечательно, что масса Ганимеда составляет 45% такого же показателя Меркурия. Один оборот вокруг Юпитера спутник совершает примерно за неделю.

Ганимед был открыт Галилеем в 1610 г. Назван в честь мифического сына троянского царя Троса – Ганимеда, который, будучи похищенным орлом Зевса, сделался на Олимпе виночерпием. За это ему была дарована вечная молодость и бессмертие.

Вероятно, этот спутник был сформирован из аккреционного диска либо из туманности, состоявшей из пыли и газа. Она некоторое время окружала Юпитер после образования гиганта. Спутник образовался ближе к планете: в этом месте туманность была более плотной.

Ганимед состоит из скальных пород и замерзшей воды. В составе льда может находиться аммиак. Точный состав твердых пород неизвестен. Спектральный анализ показал наличие на Ганимеде таких веществ:

двуокиси углерода;
двуокиси серы;
дициана;
серной кислоты;
органических соединений;
сульфата магния и натрия.

Предполагается, что спутник состоит из железистого ядра, мантии и слоя льда. Ядро, вероятно, имеет радиус от 700 до 900 км, внешний слой льда – 800 – 1000 км. Остальная часть приходится на силикатную мантию. На поверхности обнаруживаются кратеры, канавчатые участки, полярные шапки.

Каллисто

Это второй по размеру спутник Юпитера, наиболее удаленный от него и третий по размерам среди спутников во всей Солнечной системе. Назван в честь любовницы Зевса – персонажа древнегреческой мифологии.

Период обращения Каллисто вокруг оси равен времени, за которое спутник делает оборот вокруг Юпитера. Следовательно, он всегда обращен к планете одной стороной. Радиус 2410 км почти равен такому же показателю у Меркурия. Площадь поверхности – 73 млн. км 2 . Масса спутника – примерно 10 20 тонн, а объем – 59 млрд. км 3 . На Каллисто сила притяжения в 8 раз меньше земной. Наклона оси нет.

Предположительно, Каллисто образовался в результате аккреции из облака пыли и газа. Под поверхностью находится океан из жидкой воды толщиной приблизительно в 100 км. Вероятно, здесь может присутствовать внеземная жизнь. Каллисто может служить для человечества удобной космической базой для изучения планет-гигантов, поскольку этот спутник находится вне зоны действия радиационных поясов.

Интересный факт: количество спутников Юпитера может меняться. Некоторые кометы, притягиваемые планетой, могут становиться ее временными лунами.

Европа

Это наименьший из галилеевых спутников, обнаруженных в 1610 г. Радиус Европы около 1560 км, площадь поверхности – свыше 30 млн. км 2 . Объем спутника – около 16 млрд. км 3 . Ускорение свободного падения в экваториальной области составляет примерно 1,3 м/с 2 . Как и Каллисто, повернут к Юпитеру одной стороной. Среднее расстояние до планеты – примерно 665 тыс. км.

Поверхность спутника ледяная и является самой гладкой во всей Солнечной системе. И хотя на Европе мало кратеров, зато здесь можно увидеть большое количество трещин. Лед на поверхности сравнительно молодой. Температура поверхности достигает –190 °С. Уровень радиации на Европе очень высок – свыше 5 Зв в сутки. Такая доза за это время способна вызвать у человека тяжелую лучевую болезнь.

Под поверхностью спутника может существовать океан. Многие астрономы считают, что водоем мог бы сформироваться под воздействием тепла, вырабатываемого приливами. Версия о радиоактивном распаде как источнике тепла не выдерживает критики, так как нагрев вследствие этого явно недостаточный.

Спектрографические наблюдения обнаружили на Европе наличие разреженной атмосферы, состоящей из молекул кислорода. Источником кислорода является разложение молекулы воды на атомы водорода и кислорода под воздействием солнечного излучения и радиации. Водород в условиях низкого тяготения быстро улетучивается в межпланетное пространство. Атмосферное давление на Европе не больше одной миллионной доли паскаля.

Спутник рассматривается как одно из мест в Солнечной системе, где может быть внеземная жизнь. Вероятно, что она может существовать в океане, находящемся под поверхностью. В настоящее время признаков жизни на Европе не обнаружено. Спутник находится в зоне воздействия мощных радиационных поясов Юпитера. Космонавт, который рискнет прогуляться по поверхности Европы, получит смертельную дозу радиации в течение нескольких часов.

Это самый близкий к Юпитеру спутник со средним расстоянием от планеты примерно в 420 тыс. км. Масса его около 9∙10 19 тонн, а объем – приблизительно 25 млрд. км 3 . Сила тяжести на поверхности равна приблизительно 1,8 м/с 2 . Как Каллисто или Европа, повернут к Юпитеру всегда одной стороной. Его период обращения вокруг планеты – примерно 1,75 дня. Название спутник получил в честь мифологического персонажа Ио – жрицы Геры. С диаметром в 3 тыс. 642 км является четвертым по величине спутником в Солнечной системе.

Читайте также: