|
Юпитер - пятая планета от Солнца, крупнейшая в Солнечной системе. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном Юпитер классифицируется как газовый гигант. Планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: месопотамской, вавилонской, греческой и других. Современное название Юпитера происходит от имени древнеримского верховного бога-громовержца. Ряд атмосферных явлений на Юпитере - такие, как штормы, молнии, полярные сияния, - имеют масштабы, на порядки превосходящие земные. Примечательным образованием в атмосфере является Большое красное пятно - гигантский шторм, известный с XVII века.
Юпитер имеет, по крайней мере, 63 спутника, самые крупные из которых - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто - были открыты Галилео Галилеем в 1610 году. Их можно наблюдать в простейший телескоп или бинокль.
Исследования Юпитера проводятся при помощи наземных и орбитальных телескопов; с 1970-х годов к планете было отправлено восемь межпланетных аппаратов НАСА: «Пионеры», «Вояджеры», «Галилео» и другие.
Во время великих противостояний (одно из которых происходило в сентябре 2010 года) Юпитер виден невооружённым глазом как самый яркий объект на ночном небосклоне после Луны и Венеры. Диск и спутники Юпитера являются популярным объектом наблюдения для астрономов-любителей, сделавших ряд открытий (например, кометы Шумейкеров-Леви, которая столкнулась с Юпитером в 1994 году, или исчезновения Южного экваториального пояса Юпитера в 2010 году)
Период вращения вокруг оси - 9 часов 55 минут. Каждая точка экватора движется со скоростью 45 тысяч километров в час. Из-за действия центробежных сил Юпитер заметно сплющен (коэффициент сжатия больше 6%).
На данный момент наибольшее признание получила следующая модель внутреннего строения Юпитера: под облаками - слой смеси водорода и гелия толщиной около 21 тыс. км с плавным переходом от газообразной к жидкой фазе, затем - слой жидкого и металлического водорода глубиной 30-50 тыс. км. Внутри может находиться твёрдое ядро диаметром около 20 тыс. км.
Юпитер обладает собственным источником тепла, связанным с радиоактивным распадом вещества и энергией, высвобождающейся в результате сжатия.
Если бы он нагревался только Солнцем, температура верхних слоев была бы равной 100 К, измерения же дают 140 К. В тепловом режиме Юпитера большую роль играют потоки внутренней энергии из центра планеты. Юпитер излучает больше энергии, чем получает от Солнца.
Температура в атмосфере не растёт монотонно. В ней, как и на Земле, можно выделить экзосферу, термосферу, стратосферу, тропопаузу, тропосферу. В самых верхних слоях температура велика; по мере продвижения вглубь давление растёт, а температура падает до тропопаузы; начиная с тропопаузы, и температура, и давление растут по мере продвижения вглубь. В отличие от Земли, на Юпитере нет мезосферы и соответствующей ей мезопаузы.
В тропосфере Юпитера происходит довольно много интересных процессов: именно здесь планета теряет излучением значительную часть своего тепла, именно здесь формируются полярные сияния, именно тут формируется ионосфера. За её верхнюю границу взят уровень давления в 1 нбар. Наблюдаемая температура термосферы 800-1000 К, и на данный момент этот фактический материал до сих пор не получил объяснения в рамках современных моделей, так как в них температура не должна быть выше примерно 400 К. Охлаждение Юпитера тоже нетривиальный процесс: трёхатомный ион водорода(H3+), кроме Юпитера найденный только на Земле, вызывает сильную эмиссию в средней инфракрасной части спектра на длинах волн между 3 и 5 нм.
Согласно непосредственным измерениям спускаемого аппарата, верхний уровень непрозрачных облаков характеризовался давлением в 1 атмосферу и температурой −107 °C; на глубине 146 км - 22 атмосферы, +153 °C. Также «Галилео» обнаружил «тёплые пятна» вдоль экватора. По-видимому, в этих местах слой внешних облаков тонок, и можно видеть более тёплые внутренние области.
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 может выглядеть примерно как непрерывное кипение глобального водородного океана.
Атмосфера Юпитера состоит на 89% из водорода и на 11% из гелия, и напоминает по химическому составу Солнце. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора и серы. В атмосфере Юпитера определены также аммиак и ацетилен.
У Юпитера, также, как и у всех планет-гигантов, нашли кольцо. Магнитное поле Юпитера значительно более сильное, чем земное. Возможно, генерация мощного магнитного поля Юпитера связана с быстрым вращением центральных областей планеты, содержащих металлический водород и проводящих ток. Потоки заряженных частиц вызывают полярное сияние в атмосфере.
В настоящее время у Юпитера известно 39 спутников. Четыре из них отличаются большими размерами и массой. Они движутся почти по круговым орбитам в плоскости экватора планеты.
Один из галилеевых спутников Юпитера - Каллисто. Вблизи Каллисто меняется магнитное поле Юпитера. Предполагается, что под поверхностью находятся океаны соленой воды, обладающие большой электропроводностью.
Размеры спутников Юпитера Ио и Европы сравнимы с размерами Луны. «Небесная яичница» Ио - один из первых спутников Юпитера, открытых в 1610 году Галилеем. Назван спутник в честь возлюбленной Зевса из древнегреческого мифа, которую ревнивая Гера превратила в корову. Султаны вулканического происхождения взметаются ввысь на сотни километров.
На Ио обнаружено 20 действующих вулканов, извергающих султаны высотой до 300 км. Юпитер в небе Ио имеет диаметр около 20°.
Основной выбрасываемый вулканами газ - диоксид серы, замерзающий затем на поверхности Ио в виде белого твердого вещества. Некоторое количество диоксида серы улетает космос и образует кольцо, опоясывающее Юпитер. Оранжевый цвет поверхности Ио объясняется отложениями серы и сконденсировавшегося сернистого газа. На Ио зарегистрирована атмосфера в 10 миллионов раз разреженнее, чем на Земле. Но эта атмосфера плотнее, чем на Меркурии.
Орбита спутника находится в своеобразном торе из ионов кислорода и серы. Расчёты показывают, что Ио разогревается за счёт огромных приливных воздействий от Юпитера, Европы и Ганимеда.
Спутник Юпитера - Европа названа Галилеем в честь Европы из древнегреческой мифологии. Радиус Европы 1569 км. Она покрыта ледяной коркой. По-видимому, под ледяной коркой толщиной в 100 километров существует водный океан, который покрывает силикатное ядро. Предполагают, что под ледниковой поверхностью Европы находится океан воды. Тёмные образования на поверхности Европы называются лентикулами. Лентикулы («веснушки») на Европе. Именно здесь предполагают наличие воды. Трещины на поверхности Европы образуются под действием приливных сил.
Самый большой спутник в системе Юпитера и вообще в Солнечной системе назвали в честь Ганимеда - сына троянского царя, похищенного Зевсом. Радиус спутника 2631 км. По своему диаметру он превосходит Меркурий.
Cпутник Каллисто, названный в честь превращенной в медведицу нимфы, - третий по величине после Ганимеда и Титана. Его диаметр - 4800 км, примерно равен диаметру Меркурия. Система концентрических трещин Валгалла имеет диаметр более 3000 км. Как круги на воде разбежались трещины по поверхности спутника после удара гигантского метеорита. Также, как и у Ганимеда, светлые кратеры - это более поздние образования на поверхности спутника. Особое внимание привлекает Валгалла, напоминающая бассейн Калорис на Меркурии.
В июле 1992 года к Юпитеру приблизилась комета Шумейкеров - Леви. Она прошла на расстоянии около 15 тысяч километров от верхней границы облаков, и мощное гравитационное воздействие планеты-гиганта разорвало её ядро на 17 больших частей. Этот кометный рой был обнаружен на обсерватории Маунт-Паломар супругами Кэролин и Юджином Шумейкерами и астрономом-любителем Дэвидом Леви. В 1994 году, при следующем сближении с Юпитером, все обломки кометы врезались в атмосферу планеты с огромной скоростью - около 64 километров в секунду. Этот грандиозный космический катаклизм наблюдался как с Земли, так и с помощью космических средств, в частности, с помощью космического телескопа «Хаббл», инфракрасного спутника IUE и межпланетной космической станции «Галилео». Падение ядер сопровождалось вспышками излучения в широком спектральном диапазоне, генерацией газовых выбросов и формированием долгоживущих вихрей, изменением радиационных поясов Юпитера и появлением полярных сияний, ослаблением яркости плазменного тора Ио в крайнем ультрафиолетовом диапазоне.
Также наблюдаются, в том числе астрономами-любителями, падения других небесных тел. Например, 20 августа 2010 года в 18:21:56 по международному времени произошла вспышка над облачным покровом Юпитера, которую обнаружил японский астроном-любитель Масаюки Татикава из префектуры Кумамото на сделанной им видеозаписи. На следующий день после объявления о данном событии нашлось подтверждение от независимого наблюдателя Аоки Казуо (Aoki Kazuo) - любителя астрономии из Токио. Предположительно, это могло быть падение астероида или кометы в атмосферу планеты-гиганта.
Источник
|
