Планета Юпитер

---

Планета Юпитер – космический объект колоссального размера. Эту планету часто сравнивают со звездами типа коричневый карлик.

Общие сведения

Юпитер массивный газовый гигант. Яркая точка на небе, с красноватым оттенком сопровождает Землю уже давно, поэтому она оставила след в культуре множества народов.
Масса гиганта намного больше общей массы всей материи в солнечной системе, кроме Солнца. Юпитер – находится на 5 орбите от Солнца. Кроме большого размера у планеты есть множество других особенностей. Совсем недавно учёные узнали, что у Юпитера тоже есть кольца. Не такие внушительные и яркие как у Сатурна, но они есть.

Физические характеристики

Юпитер обладает интересным сочетание физических свойств. Форма планеты не шар, а эллипсоид. Средний диаметр 139 822 км. Четкую границу атмосферы определить у газового гиганта сложно, примерная площадь планеты ровна 62,18 млрд кв. км.
Основа состава – газ, поэтому и средняя плотность невысокая — 1,33 гр/куб.см. Масса, которую рассчитали исследователи равна — 1,8986⋅10*27 кг. В верхних слоях атмосферы температура крайне низкая -110 С. Если углубиться на 146 км, давление значительно вырастает, температура тоже повышается до 156 С.

Параметр	Величина
Полярный диаметр	133 708 км
Экваториальный диаметр	142 984 км
Площадь поверхности	6,21796⋅10*10 км² 121,9 земных
Масса	1,8986⋅10*27 кг 317,8 земных
Объём	1,43128⋅10*15 км³ 1321,3 земных
Средняя плотность	1,326 г/см³
Ускорение свободного падения на экваторе	24,79 м/с²
Первая космическая скорость	42,58 км/с
Вторая космическая скорость	59,5 км/с
Период вращения	9,925 часа
Экваториальная скорость вращения	45 300 км/ч
Наклон оси	3,13°
Абсолютная звёздная величина	-9,4
Видимая звёздная величина	от -1,61 до -2,94

Спутники Юпитера

Юпитер в силу своих размеров обладает мощной силой притяжения, поэтому и спутников у него много – 79. Они крайне разнообразны по составу, форме, траектории движения. Часть формировалась вместе с планетой, часть притягивалась уже позже.
Все спутники Юпитера разделены на 3 большие группы.

Главные:

1. Ио;
2. Европа;
3. Ганимед;
4. Каллисто.

Их орбиты стали линиями раздела на внутренние спутники и внешние. Ближе к планете находятся внутренние, а внешние за пределами орбит главных спутников.

Внутренние спутники Юпитера

Ближние (внутренние) отличаются маленькими размерами. Их орбиты практически круглые. Некоторый из них вращаются быстрее скорости вращения самой планеты.

Главные спутники

Главными принято называть 4 спутника, которые обнаружил еще Галилео Галилей в свой первый телескоп. Тогда его поразило, что спутники выстроились в ряд и движутся практически друг за другом.

Ио

Находится к Юпитеру ближе всех из четвёрки. Диаметр спутника 3 642 км. Наличие большого количества серы в составе обусловило жёлтый цвет. На Ио 400 действующих вулканов, что является рекордом в солнечной системе.

Европа

Европа покрыта коркой льда, но зная, что внутри планета горячая, есть вероятность, что на Европе есть жизнь. Фотографии показывают, что корка льда не цельная, есть трещины и разломы, которые видны как коричневые полосы.

Ганимед

Самый крупный спутник, по размерам он больше Меркурия и обладает собственным магнитным полем. Поверхность скалистая, с большим количеством кратеров и ледяных озёр.

Каллисто

Каллисто состоит изо льда и скальных пород. Поверхность планеты густо усеяна кратерами.

Внешние спутники

Внешние спутники многочисленны и отличаются по форме и размерам. Есть небольшие спутники неправильной формы. Некоторые из них движутся по близким орбитам, и есть вероятность, что прежде это был единый большой объект. Часть внешних спутников движутся в противоположную сторону от орбит главных спутников.

Размер, масса и орбита

Параметр	Величина
Афелий	8,165208⋅10*8 км
Перигелий	7,405736⋅10*8 км
Большая полуось	7,785472⋅10*8 км
Синодический период обращения	398,88 дня
Сидерический период обращения	4332,589 дня
Орбитальная скорость	13,07 км/с
Спутники	80
Долгота восходящего узла	100,55615°
Эксцентриситет орбиты	0,048775

Размеры Юпитера впечатляют, это самая большая планета в солнечной системе. Средний радиус 70000 км. Под действием силы вращения, планета получаются чуть сплюснута у полюсов и экваториальный диаметр получается больше полярного. Объём планеты равен 1,43128⋅10*15 км³. Масса Юпитера — 1,8986⋅10*27 кг. Эти показатели превышают земные более чем в 300 раз.
Планета крутится вокруг Солнца со скоростью 46 800 км/ч. По эллиптической орбите, близкой к кругу. Усреднённое расстояние от Солнца до Юпитера 778 млн км., Интересно, что среднее расстояние от Земли до Юпитера точно такое же. Дело в том, что Юпитер то отдаляется от Земли, уходя на противоположную сторону, в другой период, планеты сближаются. Такое расстояние можно назвать интересным совпадением.
Год на газовом гиганте равен примерно 12 земным годам. Раз в 13 месяцев Земля подходит на удобное расстояние для наблюдения за планетой.

Почему Юпитер не звезда

Вопрос, почему Юпитер не становится звездой возник очень давно. До того как были исследованы механизмы работы звёзд. Юпитер излучает энергию в большем количестве, чем получает от солнца. В результате сжатия ядро планеты разогревается, этот процесс выделяет энергию.
В 1030-х гг. Ганс Бете доказал, что энергия звезд выделяется в результате ядерного синтеза. Прежде считалось, что звезды разогревают те же процессы сжатия, что наблюдаются у газовых гигантов: Юпитера и Сатурна. Чтобы на Юпитере запустился процесс ядерного синтеза ему придется в 80 раз увеличить массу. Для этого не хватить всей материи солнечной системы, если не брать в расчёт само Солнце.

Вес на Юпитере

Юпитер при своих колоссальных размерах обладает большой силой притяжения. Она в 2.528 больше, чем на Земле. Это означает, что если предмет, на Земле весит 100кг. то на Юпитере он будет весить 252кг. Такая сила притяжения означает, что количество спутников может увеличиться в любой момент. Достаточно случайному крупному метеориту попасть в зону притяжения, и он станет новым спутником.

День на Юпитере

Ни один учёный не даст точный ответ, сколько длится день на Юпитере. У газовых гигантов особая структура. У них нет твердой поверхности, измерить можно только скорость вращения в определённой зоне. Так на экваторе сутки длятся 9ч.50мин.30сек., в средних широтах – 9ч.55мин.40сек.
Но исследователи смогли измерить только скорость внешних слоев атмосферы, с какой скоростью вращаются более плотные или ядро планеты сейчас невозможно.

Состав, поверхность и строение

Химический элемент	Объем
Водород	89,8 %
Гелий	10,2 %
Метан	0,3 %
Аммоний	0,026 %
Дейтерид водорода	0,003 %
Этан	0,0006 %
Вода	0,0004 %

Поверхность Юпитера на 89% состоит из водорода, чуть меньше 10% — гелия и менее 1% других веществ, среди них: углерод, неон, метан, фосфин, сера, этан. Основной состав Юпитера – это водород в разных состояниях с небольшими примесями других веществ.
В 1997 г. Впервые удалось доказать, что в центре Юпитера есть плотное ядро. До сих пор не ясно, какой они формы: неправильной скалистой формы или шарообразное. Исследователи предполагают, что основа ядра — это жидкий металлический водород с вкраплениями скальных пород.

Атмосфера и температура Юпитера

Толщина атмосферы на газовом гиганте уходит вглубь на 1000 км. Давление возрастает от 20 до 220 килопаскалей. Состав атмосферы практически не меняется, меняется только давление и температура.
Температура на Юпитере меняется в зависимости от глубины. В верхних слоях атмосферы температура около -170ºС., чем глубже внутрь планеты, тем выше температура. Высчитанная температура ядра — 35700 С. Получить точные данные пока невозможно.

Атмосфера

Юпитер состоит из газов. Даже наличие твёрдого ядра до сих пор оспаривается и изучается. Условная граница атмосферы проведена на уровне, где давление достигает 1 Бара. Давление снижается с высотой. Граница между стратосферой и тропосферой находится на отметке в 50 км. от условной поверхности планеты. Атмосфера Юпитера, как и вся планета состоит в основном из водорода.

Стратосфера

От условной поверхности стратосфера находится на высоте 320 км. Видимый нами рисунок планеты – это облака и облачные завихрения в нижнем слое стратосферы. Всего на Юпитере несколько слоев облаков. Сверху в низ это:

• Облака из аммиака, сероводорода и воды;
• Аммиачный лёд;
• Гидросульфат аммония.

Постепенно водород становится плотнее и переходит в жидкое состояние, условно это можно назвать поверхностным океаном.

Большое красное пятно

Большое красное пятно наблюдается на планете уже более 400 лет. Первые заметки о его существовании оставил Джованни Кассини, но точный возраст атмосферного вихря определить невозможно. Большое красное пятно – это буря, образованная антициклоном. Пятно хорошо видно с планеты Земля даже в любительский телескоп, настолько велики его размеры.
Сейчас пятно начало активно сокращаться. По подсчётам учёных, через 30 лет оно может стать круговым. Нам не известны процессы, влияющие на атмосферу Юпитера, поэтому прогноз является скорее предположением. Ещё сотню лет назад оно достигало 40000км в длину. Для сравнения, в него могло поместиться 3 планеты, размером с Землю. Чем обусловлен красный цвет пятна тоже до сих пор неизвестно.

Маленькое красное пятно

В 2000 году обнаружено еще одно крупное завихрение, но пока оно меньше первого, и названо маленькое красное пятно. Эта буря продолжает активно расти буквально на глазах. Возможно, сейчас мы наблюдаем за образованием новой многовековой бури на Юпитере.
Небольшие локальные бури возникают на Юпитере постоянно, но длительность их около 3-5 дней. Как и на земле, шторма сопровождаются образованием молний. Пик активности атмосферы наблюдается на газовом гиганте каждые 14-17 лет.

Магнитное поле Юпитера

Юпитер обладает мощным магнитным полем, которое в 14 раз сильнее магнитного поля Земли. Есть две основные версии, объясняющие наличие столь мощного магнитного излучения:

1. Наличие металлического ядра;
2. Поле формируется благодаря металлическому водороду, сконцентрированному ближе к ядру.

Магнитосфера направлена в сторону Солнца и имеет протяжённость 7 млн. км. Это самое сильное магнитное поле в Солнечной системе. Основным источником заряженных частиц для поля стало действие вулканов спутника Ио. Извергаемые вулканом газ и мелкие частицы захватываются магнитным полем. Скорость вращения поля примерна равно скорости вращения самой планеты – около 10 часов.
Наличие такого магнитного поля значительно затрудняет исследование планеты. Если не поставить хорошую защиту, оно приводит в негодность всю электронную начинку космических аппаратов.

Радиационные пояса

Магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы, что формирует радиационные пояса. Магнитное поле напоминает пончик, внутри которого и находится плазменное радиационное поле. Пояса радиации состоят из фотонов, протонов, альфа-частиц и незначительном числе других ядер.

Большое рентгеновское пятно

При изучении Юпитера в рентгеновской диапазоне волн в полярных областях обнаружены яркие пятна. Пятно есть на обоих полюсах, но на Северном оно значительно большего размера. Пятно пульсируют с периодичностью около 45 минут. Первое наблюдение за этим эффектом было сделано учеными обсерватории Чандра в 2000 году. Природа данного явления пока до сих пор не ясна.

Полярные сияния

Как и на Земле, на Юпитере наличие магнитной оболочки обуславливает существование полярного сияния. Оно формируется и на Сереном, и на Южном полюсе. Если на Земле сияние создаётся под воздействием солнечных бурь. На Юпитере эти процессы могут проходить автономно.
Вулканы Ио создают запас протонов и ионов. В дело вступает магнитное поле и высокая скорость вращения планеты. Магнитосфера разгоняет частицы, и в районе полюсов они сталкиваются с атмосферным газом, при столкновении и образуются яркие вспышки – полярное сияние.

Интересные факты

Юпитер имеет огромную историю исследования, за это время скопилось множество интересных фактов:

• Космический аппарат Галилео в радиационном поле Юпитера получил дозу излучения, в 2500% превышающею критическое значение для Земли;
• Масса Юпитера превышает более чем в два раза массу всей остальной материи в Солнечной системе, не включая само Солнце;
• Максимально зафиксированная скорость ветра на газовом гиганте равна 600 км/ч;
• Когда Галилей обнаружил спутники Юпитера, это разрушило миф о том, что Земля является центром вселенной;
• Карл Саган предположил, что на Юпитера возможна аммиачная форма жизни, но доказательств её существования до сих пор нет;
• Химический состав внутренних слоёв Юпитера современная наука определить не может, вся существующая информация – лишь предположения учёных;
• Места, на которые падает тень от спутников на Юпитере не охлаждаются, а наоборот становятся горячее, но в чём причина феномена – пока не известно;
• Спутники с буквой «е» на конце вращаются в сторону, противоположную вращению Юпитера.

Исследование Юпитера

Юпитер хорошо виден с Земли, это яркий космический объект, поэтому он оставил свой след в культуре многих стран и эпох. На сегодняшний день, как и прочие планеты солнечной системы, видимые невооружённым глазом. Юпитер носит имя римского бога. Для Римлян Юпитер был царем богов, повелителем грома и молний.
В те времена общепризнанной была геоцентрическая система мира, но несколько объектов — планеты, не укладывались в эту систему. С геоцентрической точки зрения их движение не поддавалось объяснению и создавались всё новые модели движения космических тел, пока Николай Коперник не предложил гелиоцентрическую систему, в которую легко вписывалось это странное поведение планет.
Галилео Галилей изобрёл телескоп, и впервые увидел планетарные спутники – спутники Юпитера. С этого началось научное изучение планет. Но большая часть знаний о планете получена уже с наступление космической эры.
Первые снимки были получены аппаратом НАСА Пионер 10. С помощью телескопа Хаббл было обнаружено полярное сияние. Специально для изучения планеты в 2011г. Был отправлен космический аппарат «Юнона». Большой интерес для изучения представляют спутники Юпитера, так как на них была обнаружена вода.

Как образовался Юпитер

Образование Солнечной системы началось 4.6 миллиарда лет назад из подсолнечной туманности. Под действием вращения появилась гравитация, самые крупные обломки тяготели к центру, там образовалось Солнце.
Солнечный ветер отодвигал более лёгкие элементы к краю формирующееся системы, но тяжёлые постепенно сталкивались и слипались, притягивая к себе новые обломки, формируя скальные планеты.
Когда солнечный ветер затих, на окраинах системы газ и остатки скальной породы сформировались в газовых гигантов. В том числе, появился Юпитер, который смог притянуть к себе большее количество газов, чем другие планеты газового типа.
Данная теория формирования солнечной системы хорошо работала для планет земного типа, но не до конца объясняла формирование газовых гигантов. Так повелась теория неустойчивого диска.
Космическая пыль и газ были рассредоточены неравномерно, что позволило скоплениям быстро сжиматься, и после запуска движения по кругу, собирать пыль и газ по всей орбите. Эта теория лучше позволяет объяснить скопление такой большой массы Юпитера. Изначально это облако в составе туманности было больше и получило шансы собрать большую массу планеты.

Так же может заинтересовать

Солнечная система

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Сатурн

Уран

Нептун