Особенности движения юпитера кратко

Обновлено: 05.07.2024

Юпитер – это пятая по удаленности от Солнца планета (пятая планета Солнечной системы).

Юпитер относится к газовым гигантам и назван в честь верховного древнеримского бога, аналога древнегреческому Зевсу.

У Юпитера на данный моменты обнаружены 79 естественных спутников.

Соседями Юпитера являются Сатурн и Марс, который отделен от гиганта поясом астероидов.

Наиболее признанная модель строения Юпитера предполагает, что он состоит из атмосферы, слоя металлического водорода и каменного ядра.

Форма магнитного поля у Юпитера сильно сплюснута и напоминает диск.

Орбита Юпитера

Среднее расстояние от Юпитера до Солнца 778,57 миллиона километров (5,2 астрономической единицы).

Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 740,574 миллиона километров (4,95 астрономической единицы).

Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 816,521 миллиона километров (5,458 астрономической единицы).

Средняя скорость движения Юпитера по орбите составляет около 13,07 километра в секунду.

Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 11,86 земных лет.

Год на планете составляет 398,88 юпитерианских суток.

Расстояние от Юпитера до Земли варьируется в пределах от 588 до 967 миллионов километров.

Направление вращения Юпитера соответствует направлению вращения всех (кроме Венеры и Урана) планет Солнечной системы.

3D-модель Юпитера

Физические характеристики Юпитера

Юпитер – первая по размеру планета в Солнечной системе.

Верхний уровень непрозрачных облаков Юпитера характеризуется давлением в 1 атмосферу и температурой -107 °C; на глубине 146 километров – 22 атмосферы, +153 °C.

Средний радиус Юпитера составляет 69 911 ± 6 километров, то есть около 11 радиусов Земли.

Площадь поверхности Юпитера составляет 62,1796 миллиарда квадратных километров.

Средняя плотность Юпитера составляет 1,326 грамм на кубический сантиметр.

Ускорение свободного падения на Юпитера равно 24,79 метра на секунду в квадрате (2,535 g).

Масса Юпитера равна 1,8986 х 10 27 килограмм, что составляет около 317,8 масс Земли.

Сравнительные размеры Юпитера и Земли

Атмосфера Юпитера

Атмосферное давление Юпитера составляет от 20 до 220 килопаскалей.

Двумя основными компонентами атмосферы Юпитера являются молекулярный водород (около 89,8 ± 2%) и гелий (10,2 ± 2%).

В атмосфере Юпитера можно выделить экзосферу, термосферу, стратосферу, тропопаузу, тропосферу.

В термосфере Юпитер теряет с излучением значительную часть своего тепла, здесь формируются полярные сияния и ионосфера.

Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 километров в час.

Юпитер демонстрирует яркие и устойчивые полярные сияния вокруг обоих полюсов.

Исследование Юпитера

В 1660-х годах Джованни Кассини обнаружил на Юпитере полосы и пятна.

Интересные факты о Юпитере

В 1970-х годах американский астроном Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака.

Большое красное пятно – это уникальный долгоживущий и самый гигантский ураган Солнечной системы. Его текущий диаметр 15 000 x 30 000 километров (для сравнения, диаметр Земли составляет около 12 700 километров).

Точный химический состав внутренних слоев Юпитера невозможно определить современными методами наблюдений.

В областях Юпитера, на которые падают тени от его крупных спутников, температура поверхности повышается, а не понижается, как можно было бы ожидать.

Спутники | Кольца | Исследование | Фотографии

Юпитер очаровал наблюдателей еще 400 лет назад, когда его удалось разглядеть в первые телескопы. Это прекрасный газовый гигант с закрученными облаками, загадочным пятном, семейством спутников и множеством особенностей.

Больше всего впечатляют его масштабы. По показателям массы, объема и площади планета занимает почетное первое место в Солнечной системе. О его существовании знали еще древние люди, поэтому Юпитер отметился во многих культурах.

Интересные факты о планете Юпитер

Упоминания о Юпитере начинаются еще в 7-8 вв. до н.э. Получил имя в честь верховного божества в пантеоне (у греков – Зевс). В Месопотамии это был Мардук, а у германских племен – Тор.

Выполняет осевой оборот всего за 9 часов и 55 минут. Из-за стремительного вращения происходит сплющивание на полюсах и расширение экваториальной линии.

С позиции земного наблюдения его движение кажется невероятно медленным.

Верхний атмосферный слой делится на облачные пояса и зоны. Представлены кристаллами аммиака, серы и их смеси.

На снимках запечатлено Большое Красное Пятно – масштабный шторм, не прекращающийся уже 350 лет. Он настолько огромен, что способен поглотить три Земли.

Под атмосферным слоем скрываются слои газообразного и жидкого водорода, а также ядро изо льда, камня и металлов.

Среди спутников наибольшими выступают Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Первый в диаметре охватывает 5268 км, что больше Меркурия.

Кольца тонкие и представлены пылевыми частичками, выбрасываемые лунами во время столкновения с кометами или астероидами. Начинаются с удаленности в 92000 км и простираются на 225000 км от Юпитера. Толщина – 2000-12500 км.

Это аппараты Пионеры-10 и 11, Вояджеры-1 и 2, Галилео, Кассини, Уиллис и Новые Горизонты. Будущие могут сосредоточиться на спутниках.

Размер, масса и орбита

Масса – 1.8981 x 10 27 кг, объем – 1.43128 x 10 15 км 3 , площадь поверхности – 6.1419 x 10 10 км 2 , а средняя окружность достигает 4.39264 x 10 5 км. Чтобы вы понимали, по диаметру планета в 11 раз крупнее нашей и 2.5 раз массивнее всех солнечных планет.

Физические характеристики Юпитера

Это газовый гигант, поэтому его плотность – 1.326 г/см 3 (меньше ¼ земной). Низкая плотность – подсказка для исследователей, что объект представлен газами, но все еще продолжаются споры о составе ядра.

Планета отдалена от Солнца в среднем на 778 299 000 км, но эта дистанция может меняться от 740 550 000 км до 816 040 000 км. На проход орбитального пути уходит 11.8618 лет, то есть один год длится 4332.59 дней.

Орбита и вращение Юпитера

Эксцентриситет
Перигелий	7,405·10 8 км (4,950 а. е.)
Афелий	8,165·10 8 км (5,458 а. е.)
Большая полуось	7,785·10 8 км (5,204 а. е.)

Но у Юпитера наблюдается одно из самых быстрых осевых вращений – 9 часов, 55 минут и 30 секунд. Из-за этого в солнечных днях год занимает 10475.8.

Состав и поверхность

Внутреннее строение Юпитера

Заметны также следы метана, водного пара, кремния, аммиака и бензола. В небольших количествах можно отыскать сероводород, углерод, неон, этан, кислород, серу и фосфин.

Внутренняя часть вмещает плотные материалы, поэтому состоит из водорода (71%), гелия (24%) и прочих элементов (5%). Ядро – плотная смесь из металлического водорода в жидком состоянии с гелием и внешний слой из молекулярного водорода. Считают, что ядро может быть скалистым, но точных данных нет.

О наличие ядра заговорили в 1997 году, когда вычислили гравитацию. Данные намекали, что оно может достигать 12-45 земных масс и охватывать 4-14% массы Юпитера. Присутствие ядра также подкрепляется планетарными моделями, которые говорят, что планеты нуждались в скалистом или ледяном сердечнике. Но конвекционные токи, а также раскаленный жидкий водород могли сократить размер ядра.

Чем ближе к ядру, тем выше температурные показатели и давление. Полагают, что на поверхности мы отметим 67°С и 10 бар, в фазовом переходе – 9700°С и 200 ГПа, а возле ядра – 35700°С и 3000-4500 ГПа.

Спутники

Сейчас мы знаем, что рядом с планетой существует семья из 79 спутников (на 2019 год). Четыре из них самые крупные и именуются галилейскими, потому что были обнаружены Галилео Галилеем: Ио (сплошные активные вулканы), Европа (массивный подповерхностный океан), Ганимед (крупнейший спутник в системе) и Каллисто (подземный океан и старые поверхностные материалы).

Поверхность четырех основных спутников Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто

Есть еще группа Амальтеи, где присутствует 4 спутника с диаметром меньше 200 км. Они удалены на 200000 км, а орбитальный наклон составляет 0.5 градусов. Это Метис, Адрастея, Амальтея и Фива.

Также остается целая куча нерегулярных лун, уступающих по размеру и обладающих более эксцентричными орбитальными проходами. Они делятся на семьи, которые сходятся по размерам, составу и орбите.

Атмосфера и температура

Можно заметить на северных и южных полюсах знакомые нам полярные сияния. Но на Юпитере их интенсивность намного выше, и они редко прекращаются. Это великолепное шоу формируется мощным излучением, магнитным полем и выбросами вулканов Ио.

Структура атмосферы Юпитера

Отмечают и удивительные погодные условия. Ветер ускоряется до 100 м/с и способен разогнаться на 620 км/ч. Всего за несколько часов может появиться масштабный шторм, охватывающий в диаметре тысячи км. Большое Красное пятно обнаружили еще в 1600-х гг., и оно продолжает функционировать, но сокращается.

Планета скрыта за облаками аммиака и гидросульфата аммония. Они занимают позицию в тропопаузе, а эти территории называются тропическими районами. Слой способен простираться на 50 км. Может быть и слой из водных облаков, на что намекают вспышки молний, которые по мощности в 1000 раз превосходят наши.

История изучения

Из-за своей масштабности планету можно было отыскать в небе без приборов, поэтому о существовании знали давно. Первые упоминания появились в Вавилоне в 7-8 веке до н.э. Птолемей во 2-м веке создал свою геоцентрическую модель, где вывел орбитальный период вокруг нас – 4332.38 дней. Этой моделью в 499 году воспользовался математик Ариабхата, и получил результат в 4332.2722 дней.

В 1610 году Галилео Галилей использовал свой инструмент и впервые сумел рассмотреть газового гиганта. Рядом с ним заметил 4 крупнейших спутника. Это был важный момент, так как свидетельствовал в пользу гелиоцентрической модели.

Галилео указывает на небо в Венеции

Новым телескопом в 1660-х гг. пользовался Кассини, который хотел изучить пятна и яркие полосы на планете. Он обнаружил, что перед нами приплюснутый сфероид. В 1690-м ему удалось определить период вращения и дифференциальное вращение атмосферы. Детали Большого Красного Пятна впервые изобразил Генрих Швабе в 1831 году.

Радиотелескопический обзор стартовал в 1950-х гг. Первые сигналы уловили в 1955-м году. Это были всплески радиоволн, соответствующих планетарному вращению, что позволило вычислить скорость.

ИК-снимок Юпитера аппаратом SOFIA

Позже исследователи сумели вывести три разновидности сигналов: декаметрические, дециметровые и тепловые излучения. Первые меняются вместе с вращением и основываются на контакте Ио с планетарным магнитным полем. Дециметровые появляются из торообразного экваториального пояса и создаются циклонными излучениями электронов. А вот последнее формируется атмосферным теплом.

Юпитер - самая крупная планета Солнечной системы. Расположена она на пятой орбите от Солнца.
Относится к категории газовых гигантов и в полной мере оправдывает правильность такой классификации.

Юпитер получил своё название в честь древнего верховного бога-громовержца. Вероятно, из-за того, что известна планета была с давних времён и иногда встречалась в мифологии.

Характеристика планеты Юпитер

Масса и размер.
Если сопоставить размеры Юпитера и Земли - можно понять, насколько сильно они отличаются. Юпитер превосходит по радиусу нашу планету более чем в 11 раз.
При этом масса Юпитера больше массы Земли в 318 раз! И это ещё сказывается маленькая плотность гиганта (уступает земной почти в 5 раз).

Строение и состав.
Ядро планеты, что весьма интересно, является каменным. Его диаметр около 20 тысяч километров.
Затем следует слой металлического водорода, имеющий вдвое больший диаметр, нежели ядро. Температура этого слоя колеблется от 6 до 20 тысяч градусов.
Следующий слой составляет субстанция из водорода, гелия, аммиака, воды и другого. Её толщина также около 20 тысяч километров. Что интересно, у поверхности этот слой имеет газообразную форму, но потом постепенно переходит в жидкую.
Ну и последний, внешний слой - состоит, по большей части, из водорода. Также есть некоторая часть гелия и чуть меньше - других элементов. Этот слой газообразный.

Орбита и вращение.
Скорость движения Юпитера по орбите не очень велика. Полный оборот вокруг центральной звезды планета совершает почти за 12 лет.
А вот скорость вращения вокруг своей оси, наоборот, высока. И даже более - самая высокая среди всех планет системы. Оборот занимает чуть меньше 10 часов.

Про планету Юпитер

В атмосфере Юпитера происходят ярко выраженные явления: молнии, штормы и другие. Они имеют куда большие масштабы, нежели на нашей планете.

Температура.
Несмотря на удалённость от Солнца, температуры на планете весьма высокие.
В атмосферы - примерно от -110 °C до +1000 °C. Ну а с уменьшением расстояния до центра планеты, растёт и температура.
Но происходит это вовсе не равномерно. Особенно для его атмосферы - изменение температуры в разных её слоях происходит довольно неожиданным образом. Пока что не удаётся объяснить все такие изменения.

Интересное о планете Юпитер

- Из-за быстрого вращения вокруг своей оси, Юпитер немного вытянут в высоту. Так, экваториальный его радиус превосходит полярный почти на 5 тысяч километров (71,5 тысяч км и 66,8 тысяч км соответственно).

- Диаметр Юпитера максимально приближен к пределу для планет подобного типа строения. При теоретическом дальнейшем увеличении планеты - она стала бы сжиматься, а её диаметром при этом оставался бы почти неизменным. Таким, который она имеет и сейчас.
Такое сжатие привело бы к появлению новой Звезды.

- В атмосфере Юпитера находится гигантский непрекращающийся ураган - так называемое Красное пятно Юпитера (из-за его цвета при наблюдении). Размеры этого пятна превышает несколько диаметров Земли! 15 на 30 тысяч километров - примерно таковы его размеры (и это он ещё уменьшился в 2 раза за последние 100 лет).

- Планета имеет 3 очень тонких и незаметных кольца.

- На Юпитере идут дожди из алмазов.

- Юпитер имеет самое большое количество спутников среди всех планет Солнечной системы - 67.
На одном из этих спутников, Европе, находится глобальный океан, достигающий глубины 90 километров. Объём воды в этом океане больше объёма океанов Земли (хотя по размерам спутник заметно уступает Земле). Возможно, в этом океане есть живые организмы.

Сатурн
Планета Сатурн известна не только своей системой колец, но и низкой средней плотностью. Удивительно, но даже обыкновенная вода имеет плотность выше, нежели Сатурн!

Нептун
Планета Нептун окрашена в синий цвет, но она не состоит изо льда, как можно подумать. Окрас свой она приобретает из-за большого количества метана в атмосфере.

Юпитер

Яркий Юпитер прекрасно виден с Земли. С древних времен Юпитер привлекал внимание землян и становился объектом поклонения. Свое название планета носит еще с древнеримских времен, жители которого так называли Верховного Бога, бога дневного света и грозы (интересный факт, грозы на Юпитере, действительно, бушуют очень сильные). Юпитер планета, краткое описание. В астрономии его очень почитали, да и на сегодняшний день очень уважают, считая, что Юпитер приносит достаток и удачу. Вот такой он, астрологический благодетель.

Общее описание

Если, теоретически, взять массу всех остальных планет в нашей Солнечной системе, то масса газового гиганта Юпитер будет больше в 2,47 раза. Уступая своим размером только Солнцу, по удаленности от него занимает пятое место, соседствуя с Сатурном и Марсом.

Среднее расстояние до центра Солнца составляет приблизительно 778 миллионов километров.
Экваториальный радиус больше земного в одиннадцать раз и составляет 71400 км.

Орбита планеты Юпитер эллиптическая и полный оборот вокруг Солнца он совершает примерно за 12 земных лет. Сутки длятся всего девять часов и пятьдесят шесть минут, это еще один рекорд, Юпитер считается самой быстрой планетой, по вращению вокруг своей оси. Наклон оси вращения составляет 3,13 градуса, поэтому на планете климат не меняется.

Строение и атмосфера Юпитера

Предположительно, планета состоит из ядра, содержащего каменистые породы и различные металлы, находящиеся в расплавленном состоянии.
Следом идет металлический водород, затем смесь гелия и молекулярного водорода.
Температура на Юпитере в верхнем атмосферном слое доходит до минус 145 градусов по Цельсию, в ядре 35700 градуса по Цельсию.

Почему все данные неточны? У ученых пока нет точных данных, но на основании измерений гравитации, есть большие основания считать, что лишен ядра Юпитер. Поверхность планеты, опять предположительно, состоит изо льда и воды, в виде капель. Потом облака из кристаллов аммония, следом обледеневший аммиак.
Как видите, твердой поверхности у планеты нет, впрочем, как и у всех газовых гигантов.

И уже дальше пошла атмосфера.
Верхний слой — термосфера, водород.
Слой стратосферы — гелий, порядком 10% и остальное водород.
Тропосфера, самая близкая к центру, облака из смеси водорода, гидросульфита аммония, воды, аммиака, гелия. Газообразное состояние меняется на жидкое примерно на высоте 900 — 1000 км. Верхние облака из аммиака мы и можем наблюдать на поверхности Юпитера.
На наблюдаемой поверхности планеты видят разные по цвету полосы, такую разницу объясняют наличием соединениями серы, углерода, аммиака и фосфора.

В атмосфере Юпитера проходят очень впечатляющие процессы. Непрекращающиеся бури, всегда с грозами. Длина отдельных молний может достичь больше тысячи километров. Вихри — циклоны и антициклоны — обыденные явления на планете, где ветра набирают скорость больше 600 км в час. Причем на экваторе ветер двигается по ходу вращения планеты, а на полюсах уже в обратном направлении.
Самый известный вихрь, это Большое Красное Пятно. Его размеры так огромны, что с легкостью вместило бы три планеты, размером с Землю. Представляете масштабы всей планеты?

Загадок на планете Юпитер еще много, одна из них — горячие пятна, расположенные преимущественно в экваториальном поясе, и достигают десяти тысяч километров в размере. Хотя по своей форме и они круглые, но вихрями их не считают.

Вокруг Юпитера имеется и магнитосфера. Магнитное поле имеет сильно сплющенную форму, как диск. Ось магнитного поля наклонена, по отношению оси вращения, примерно на 10 градусов.
Радиационные пояса, созданные магнитным полем, по своей мощности превосходят земные почти в сорок тысяч раз.
А также как, и на Земле, на полюсах Юпитера можно наблюдать за полярными сияниями, только здесь они постоянны.

Более подробно атмосферу Юпитера мы рассмотрим в следующей статье, поскольку писать о ней можно долго и много.

Планета Юпитер и спутник Ио

Спутники и кольца

Подразделяются на две группы: внешние и внутренние
Восемь внутренних спутников вращаются по круговым орбитам, в экваториальной плоскости Юпитера.

Наиболее изученными являются спутники, которые были открыты Галилем: Европа, Каллисто, Ганимед и Ио. Они же являются самыми крупными и их прекрасно видно даже в бинокль. Вращаются достаточно на далеком расстоянии от Юпитера.

Изучение спутников с помощью космических аппаратов началось в 1973 году и продолжается и по сегодняшний день.

Ганимед — крупнейший спутник планет в нашей системе, превышает своим размером планету Меркурий. Его диаметр — 5262 километра. Имеет рельеф, похожий на лунный. — второй по величине, его диаметр 4820 километров, поверхность имеет большое количество кратеров. Всегда повернут одной стороной к Юпитеру. Самый удаленный спутник — расстояние от Юпитера 1883000 км. Полный оборот совершает за 16 суток. — примечателен тем, что на его поверхности находится примерно четыреста вулканов и большинство из них действующие. Фонтаны достигают 200 километров в высоту. Диаметр — 3642 километра.
Европа — диаметр всего 1138 км. Интересна тем, что на ней может находиться вода в жидком состоянии, что вкупе с положительной температурой, делает возможным зарождение жизни. Однако большой минус — нахождение Европы в поясе радиации Юпитера.

Внешние спутники вращаются под разными углами по эллиптическим орбитам, а большинство еще и в противоположном направлении от движения Юпитера.
Представляют в своем большинстве крупные астероиды, которые притянул Юпитер. Самый большой, имеющий диаметр 170 километров, это Гималия. Радиусы их орбит доходят до десятков миллионов километров.

Юпитер, Ганимед

Исследования Юпитера

Планета Юпитер для детей

Самый большой газовый гигант в Солнечной системе — Юпитер планета. Краткое описание для детей может содержать общие сведения.

По своим размерам Юпитер так огромен, что большего него только Солнце.
По удалению от Солнца занимает пятое место. Назвали его так в честь древнеримского Верховного бога.
Планета известна землянам с древних времен, а первые спутники открыл Галилео Галилей, в 1610 году. Это Европа, Ио, Ганимед и Каллисто. Всего же у Юпитера больше 60 спутников.
Есть у Юпитера и система колец, но она не такая большая, как у Сатурна или Урана.

У Юпитера короткие сутки всего околоземных 10 часов, а год длится 12 лет. Но из-за того, что ось всего на 3 градуса наклонена, смены времен года нет.
На планете нет твердой поверхности.

Атмосфера состоит из водорода и гелия, и именно её видно в телескопы. Облака имеют разнообразную окраску, от красного до белого цвета.

На планете всегда бушуют грозы и бури, которые длятся по нескольку месяцев, а некоторые и больше. Молнии достигают размеров в тысячи километров. Ветер дует очень сильно, его скорость доходит до 600 км в час.

Планета до конца еще не изучена, и открытий предстоит много.
Продолжение следует.

Юпи́тер — пятая планета от Солнца, и крупнейшая в Солнечной системе. Юпитер вдвое массивней, чем все остальные планеты Солнечной системы вместе взятые. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант.

Планета была известна людям с глубокой древности, нашла своё отражение в мифологии и религиозных верованиях многих культур.

Содержание

Наблюдение

При наблюдениях с Земли, во время противостояния, Юпитер может достигать видимой звёздной величины в −2,94, это делает его третьим ярчайшим объектом на ночном небе после Луны и Венеры . В другое время видимая величина падает до −1,6.

При наблюдении Юпитера в 80-миллиметровый телескоп можно различить ряд деталей: темные и светлые пятна, выступы и углубления в краях полос. 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 ПЗС-камерой. Один полный оборот планета совершает за 9 ч. 55 мин. Это вращение позволяет увидеть наблюдателю всю планету за одну ночь.

Противостояния Юпитера с 1951 г. по 2070 г.

Год	Дата	Расстояние, а.е.
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

Физические характеристики

Орбитальные характеристики

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. Поскольку эксцентриситет орбиты Юпитера 0.048, то разность расстояния до Солнца в перигелии и афелии составляет 75 миллионов километров.

Юпитер и Сатурн находятся почти в точном резонансе 2:5.

Параметры планеты

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 60 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 (то есть 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.

Большинство из известных на настоящее время экзопланет сопоставимы по массе и размерам с Юпитером, поэтому его масса (M_J) и радиус (R_J) широко используются в качестве удобных единиц измерения для указания их параметров.

Внутреннее строение

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.

Модель внутренней структуры Юпитера: каменистое ядро, окружённое толстым слоем металлического 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 в 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. [1]

Атмосфера

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.

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.

Большое красное пятно

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.

Магнитное поле и магнитосфера

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.

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 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.

Спутники и кольца

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.

Название и история изучения

Изучение Юпитера космическими аппаратами

Юпитер изучался исключительно аппаратами НАСА.

Впервые 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 2010-х годах планируется осуществление межпланетной миссии по изучению галилеевых спутников.

Жизнь на Юпитере

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.

Комета Шумейкеров-Леви

Читайте также: