Планета- гигант- Юпитер

Юпитер, тысячи лет назад названный в честь царя римских богов, господствует и среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своем великолепии. Самая большая планета находится далеко за основным поясом астероидов. Масса Юпитера намного превышает массу всех других планет, вместе взятых.

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Большая полуось орбиты Юпитера равна 5,2 а.е., эксцентриситет орбиты е = 0,0489, период обращения по орбите – 11,867 лет. Наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики – 1°18´17". Средняя скорость движения по орбите – 13,1 км/с.

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 %). Так как Юпитер – не твердый шар, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части вращаются быстрее, чем приполярные области. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна его орбите, следовательно, на планете нет смен времен года.

Масса планеты равна M = 318 М = 1,9∙10²⁷ кг, радиус R = 11,2 R = 71 492 км. Вместе с тем, Юпитер весьма разрежен: его плотность равна 1,33 г/см³, что в четыре раза меньше плотности Земли. Ускорение свободного падения на уровне облачной поверхности Юпитера составляет g = 2,53 g.

Юпитер – прекрасный объект для наблюдений. Он сияет ровным белым светом (альбедо 0,52). Уже в простейший телескоп или бинокль видны четыре гигантских спутника Юпитера, открытых еще в 1610 Галилеем.

По современным представлениям, планеты и Солнце образовались из общего газопылевого облака. На долю Юпитера пришлось 2/3 массы от всей массы планет Солнечной системы, но этого не хватило для того, чтобы в центре Юпитера начались термоядерные реакции: планета в 80 раз легче самой маленькой звезды главной последовательности. Однако 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. Планета излучает больше энергии, чем получает от Солнца.

Атмосфера Юпитера состоит на 89 % из водорода и на 11 % гелия и напоминает по химическому составу Солнце. Ее протяженность 6 тысяч километров. Оранжевый цвет атмосфере придают соединения фосфора или серы. Для людей она губительна, так как содержит ядовитый аммиак и ацетилен.

Химический состав атмосферы.

Строение атмосферы. Самое знаменитое образование на Юпитере, которое наблюдают уже 300 лет (оно было открыто в 1664 году Робертом Гуком), – Большое Красное Пятно. По-видимому, это долгоживущий атмосферный вихрь размером 15×25 тыс. км в атмосфере Юпитера. В атмосфере Юпитера обнаружено также белое пятно размером более 10 тысяч км.

Большое Красное Пятно – гигантский вихрь в атмосфере Юпитера. Рядом для сравнения показана Земля. Полагают, что Юпитер имеет три слоя облаков в своей атмосфере. Наверху – облака из оледеневшего аммиака; под ним – кристаллы сероводорода аммония и метана, а в самом низком слое – водяной лед и, возможно, жидкая вода. Кроме того, Юпитер имеет водородную и гелиевую короны. Атмосферы Юпитера и других газовых планет характерны ветрами больших скоростей, дующих в пределах широких полос, параллельных экватору планеты, причем в смежных полосах на Юпитере ветра направлены в противоположные стороны. Эти полосы различимы даже в небольшой телескоп и находятся в постоянном движении. Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км/ч. Изучение атмосферы позволило сказать, что ветры эти также существуют в более низких ее слоях, вплоть до тысячи километров от внешних облаков. Отсюда сделан вывод, что они управляются не энергией излучения Солнца, а внутренним теплом планеты, в то время как на Земле все происходит наоборот.

Падение кометы Шумейкеров–Леви вызвало многокилометровые цунами в атмосфере. Инфракрасная съемка. Атмосфера Юпитера создает гигантское давление, увеличивающееся при приближении к центру планеты. Газы в атмосфере, при таких экстремальных условиях, находятся в необычных состояниях. Например, ученые имеют основания считать, что достаточно глубоко водород, будучи под колоссальным давлением атмосферы, находится в жидкой металлической фазе. Это – не океан и не атмосфера; этот слой водорода должен иметь особенности, которые не укладываются в наше понимание химии. Вместо простого поведения газообразного водорода, жидкий металлический водород – необычная субстанция, способная проводить электрический ток. Некоторые ученые предполагают, что под этим слоем нет твердой массы, в центре Юпитера большая температура и давление сжимают небольшое ядро диаметром 25 000 км, находящееся в металло-силикатном состоянии. Температура в центре Юпитера – 23 000 К.

Магнитное поле Юпитера огромно, даже в пропорции с величиной самой планеты – оно простирается на 650 миллионов километров (за орбиту Сатурна!). Если магнитосфера его была бы видима, она бы с Земли имела угловой размер, равный размеру Луны. Магнитное поле Юпитера значительно более сильное, чем земное, но в направлении Солнца оно почти в 40 раз меньше. Форма магнитосферы Юпитера, как и других планет, далека от сферической. На расстоянии 177 тысяч км от планеты зарегистрирована зона наиболее интенсивной радиации, в 10 тысяч раз большей, чем в радиационных поясах Земли. Возможно, генерация мощного магнитного поля Юпитера связана с быстрым вращением центральных областей планеты, содержащих металлический водород и проводящих ток.

К началу третьего тысячелетия у Юпитера известно 28 спутников. Четыре из них отличаются большими размерами и массой. Они движутся почти по круговым орбитам в плоскости экватора планеты. 20 внешних спутников настолько далеки от планеты, что невидимы с ее поверхности невооруженным глазом, а Юпитер в небе самого дальнего из них выглядит меньше Луны.

Обратите внимание на то, ряд малых спутников движутся по почти одинаковым орбитам. Ученые предполагают, что все они – остатки более крупных спутников Юпитера, разрушенных его тяготением. Внешние же спутники Юпитера вполне могли быть захвачены гравитационным полем планеты: все они обращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.

Небо Амальтеи. Юпитер закрывает область около 46° в поперечнике.

Тройное кольцо Юпитера открыто в 1979 году, когда мимо Юпитера пролетал «Вояджер». Оно имеет радиус 129 тыс. км и толщину 30 км. Кольцо очень разрежено и состоит из пыли и мелких каменных частиц.

Кольцо Юпитера. Вид с теневой стороны планеты.