Юпітер: опис і характеристика планети

Астрономічні дані, опис і характеристика Юпітера

  • Максимальна відстань від Сонця (афелій) 816 млн. Км (5,45 а.о.)
  • Мінімальна відстань від Сонця (перигелій) 741 млн. Км (4,95 а.е)
  • Діаметр по екватору 142 600 км
  • Середня температура верхніх шарів атмосфери -149º З
  • Період обертання навколо Сонця 11,86 земного року (11 років 315 днів)
  • Період обертання навколо осі 9 годині 50 хвилин
  • Кількість місяців (супутників) 67

Свою назву ця планета отримала по імені наймогутнішого бога в релігії Стародавнього Риму, колишнього владикою не тільки людей, а й інших богів. Затягнутий різнокольоровими хмарами Юпітер є п’ятою за рахунком планетою Сонячної системи – і найбільшою з усіх. Його діаметр по екватору становить понад 142,5 тис. Км; це в 11,1 рази більше діаметра нашої планети, а обсяг перевищує обсяг Землі в 1 279,4 рази. Маса Юпітера настільки ж величезна: вона дорівнює приблизно 1/1047 маси Сонця, а сила тяжіння в верхніх шарах його атмосфери становить 2,3 від земної.

Газовий гігант

При своїх величезних обсязі і масою Юпітер не може похвалитися високою щільністю речовини: в середньому вона становить лише близько 1,33 щільності води. Таким чином, планета складається з дуже легких речовин, таких як гази і рідини (82% водню, 17% гелію і 1% аміаку, метану, водяної пари, етану, окису вуглецю та ін.). Проте, ядро ​​у Юпітера тверде (його розрахований діаметр становить близько 30 тис. Км), оскільки вже на глибині приблизно 10 тис. Км під поверхнею зовнішніх атмосферних хмар тиск настільки велике, що молекулярний водень починає змінювати свої властивості. Крім того, передбачається, що відносно неглибоко під хмарами знаходиться якась тверда оболонка, властивості якої до кінця не ясні – однак про її наявність свідчать, зокрема, зміни магнітного поля планети, жорстко пов’язані з її зверненням навколо своєї осі. Магнітне поле Юпітера дуже потужно (у 10 з гаком разів сильніше земного), а його магнітосфера простягається більш ніж на 20 діаметрів самої планети.

Орбіта і обертання

У чималому ступені Юпітер досі залишається відносно холодним газовим гігантом тому, що відстоїть далеко від Сонця: середня дистанція до зірки становить 778 млн. Км. Протяжність такої орбіти величезна, тому не дивно, що юпітеріанскую рік майже дорівнює дванадцяти земних. Навпаки, навколо своєї осі планета обертається помітно швидше Землі: день тут дорівнює приблизно 10 нашим годинах. Цікаво, що екваторіальна зона Юпітера завершує оборот приблизно на 5 хвилин швидше за інших його ділянок.

Народження і сусіди

Приблизно 4,6 млрд. Років тому в неймовірному за розмірами газопиловій хмарі на околиці нашої галактики почалися процеси конденсації. Підсумком цього стало формування так званої сонячної туманності, з якої згодом виникли Сонце і планети, а також більш дрібні тіла Сонячної системи. Планети, розташовані ближче до зірки, під впливом високих температур і так званого «вітру Пельца» незабаром втратили легкі елементи, такі як водень і гелій; зовнішні ж планети, в тому числі і Юпітер, змінилися з тих пір досить незначно і являють собою, по суті, видозмінивши осколки тієї первинної туманності.

Сьогодні науці відомі 67 обертаються навколо цього гіганта супутників (це більше, ніж у будь-який іншої планети). Найбільший супутник – Ганімед діаметром 5 268 км, що більше ніж у Меркурія і майже вполовину менше діаметра Землі. З такими показниками Ганімед міг би вважатися окремою планетою, якби, звичайно, не звертався навколо Юпітера.

Атмосфера Юпітера

Те, що на фотографії може здатися поверхнею Юпітера, насправді являє собою верхній шар хмар, що перемежовуються іншими атмосферними утвореннями. Хмари посмуговані темнішими і світлими смугами: перші безперервно простяглися вздовж екватора на десятки тисяч кілометрів, а другі найчастіше представляють собою переривчасті лінії ізольованих конгломератів. Астрономи прийшли до висновку, що темні області (так звані пояси) є областями низького тиску і сюди «стікають» гази, присутні в атмосфері газового гіганта; навпаки, світлі смуги (так звані зони) видають місця, де утворилися висхідні потоки, які виносять гази з глибин атмосфери на її поверхню. Структура всіх смуг дуже часто змінюється: наприклад, Південна і Північна екваторіальні смуги часом пропадають, а потім знову з’являються з періодом приблизно в 4 роки. Виділяються в атмосфері планети і овальної форми області, пофарбовані в різні кольори – коричневий, помаранчевий, червоний, блакитний, білий – і що представляють собою, судячи з усього, бурі і завихрення, оскільки вони досить швидко зникають.

На відміну від перерахованих вище явищ, в атмосфері Юпітера є і досить стабільні освіти, які спостерігаються з Землі вже сотні років. Прикладом такого явища може служити Велика червона пляма (БКП), розташоване на широті приблизно 22º в Південній тропічній зоні, – гігантський овал розміром приблизно 40 000 х 13 000 км. Іноді він темніє або світлішає, але завжди відновлює свій звичний вигляд.

Незважаючи на малу кількість тепла, що отримується планетою від Сонця (51 Вт / м2, тобто в 27 разів менше, ніж у Землі), в надрах її атмосфери відбуваються процеси, місцями нагрівають її до значних температур. Так, вивчивши випускається Юпітером інфрачервоне випромінювання, дослідники зробили висновок, що в деяких областях температура становить від -70º С до 0º С, а один з вимірів свідчило про показник в 33º С. Якщо це дійсно так, то з надр юпитерианской атмосфери часом випромінюється вдвічі більше тепла, ніж їй дістається від Сонця. Це дає привід думати, що крім відбитого світла Юпітер посилає в простір і свій власний.

Галілеєві супутники

Супутники ЮпітераКак згадувалося вище, навколо Юпітера рухається група небесних тіл – супутників – утримуваних на орбітах силами його поля тяжіння. Гравітаційне поле планети тим сильніше, чим більше її маса, а оскільки Юпітер – найбільша планета Сонячної системи, його сильне гравітаційне поле утримує велику кількість супутників (67). Чотири (найбільші) з них були відкриті ще в 1610 році італійським фізиком і астрономом Галілео Галілеєм (1564-1642). Їх часто називають галилеевой, хоча сам учений назвав їх Іо, Європа, Ганімед і Каллісто – іменами персонажів давньоримської релігії, пов’язаних з верховним богом Юпітером, на ім’я якого отримала назву планета. Все Галілеєві супутники обертаються практично по кругових орбітах, лежачих в площині екватора, в напрямку проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку північного полюса, тобто в тому ж напрямку, в якому сама планета обертається навколо Сонця (прямому). Періоди обертання навколо осі і звернення у всіх галілеєвих супутників збігаються, тому вони завжди повернені до планеті однією стороною. Таке обертання називається синхронним.

Галілеєві супутники більше Місяця; з Землі їх можна побачити неозброєним оком, якщо їх не затьмарює світло, відображене самим Юпітером. У 1979 році міжпланетними дослідними станціями «Вояджер-1» і «Вояджер-2», який пролетів поблизу Юпітера, були зроблені докладні фотографії поверхонь цих супутників.

Як і у планет Сонячної системи, розмір та склад речовини галілеєвих супутників змінюється з відстанню від центрального тіла (Юпітера). Найближчі супутники, Іо та Європа, величиною приблизно з Місяць і, швидше за все, близькі до неї за складом. А оскільки Ганімед і Каллісто за розмірами більше Меркурія, але значно менше його по масі, вчені вважають, що вони складаються головним чином з води і льоду.

Іо

Іо – найближчий до Юпітера Галілеєм супутник, він рухається навколо нього на відстані 421 600 км, виконуючи повний оборот за 1,8 доби. Іо робить два оберти протягом періоду звернення іншого галилеевой супутника – Європи, який, в свою чергу, також робить два оберти за час звернення Ганімеда (кажуть, що з Європою Іо знаходиться в резонансі 1: 2, а з Ганимедом – 1: 4) . Радіус і форма орбіти Іо під впливом гравітаційних полів Європи і Ганімеда безперервно змінюються.

Викликані Європою і Ганимедом обурення гравітаційного поля, ймовірно, стали причиною вулканічної активності Іо, більше 5% поверхні якої покрито кратерами вулканів діаметром 10-50 км. Великі вулкани Іо отримали назву за іменами міфологічних персонажів, пов’язаних з вогнем – наприклад, один з них названий Прометеєм. При виверженнях вулканів на поверхню викидається велика кількість діоксиду сірки і, можливо, деяких інших газів, що утворюють тонку атмосферу. Наявність в атмосфері Іо великої кількості сірки пояснює її помаранчевий колір.

Іо – третій за величиною Галілеєм супутник, його діаметр дорівнює 3630 км, а маса 8,94х1022 кг. Вважається, що її ядро ​​складається з рідкої і твердої сірки і її діоксиду, оточеного мантією і корою.

Європа

Європа – найменший Галілеєм супутник діаметром 3 138 км і масою 4,8х1022 кг – рухається на відстані 670 900 км від Юпітера, здійснюючи повний оборот за 3,6 доби. Її рівна крижана поверхня покрита сіткою величезних (шириною до 40 км) тріщин, що тягнуться на тисячі кілометрів. Ймовірно, вони, як і вулкани Іо, утворилися в результаті гравітаційних збурень, що викликаються рухом інших супутників.

Астрономи вважають, що Європа складається з гірських порід, аналогічних породам Іо, які покриті шаром льоду товщиною близько 100 км.

Ганімед

Третій Галілеєм супутник – Ганімед, діаметром 5 262 км, масою 1,48х1023 кг – рухається на відривом 1 070 000 км з періодом обертання 7,2 доби. Поверхня цього найбільшого супутника Юпітера покрита кратерами, оточуючими освіти, які нагадують острова. Найбільший з таких об’єктів (близько 4 000 км в поперечнику) отримав назву Область Галілея. Кратери Ганімеда – це, швидше за все, сліди зіткнень з астероїдами, що відбувалися близько 4 600 млн. Років тому.

Щільність Ганімеда – 1,94 г / см3 (менше, ніж у Іо або Європи) – дозволяє припустити, що він складається в основному з крижаної мантії завтовшки приблизно 1 000 км і води, що оточують невелике ядро ​​з гірських порід.

Каллісто

Найдальший Галілеєм супутник – Каллісто – робить повний оборот навколо планети за 16,7 діб, рухаючись на відривом 1 883 000 км від неї. Це найбільш поцятковані ударними (метеоритними) кратерами тіло Сонячної системи. Найбільший кратер – Валгалла – виглядає як і вода, застиглої після падіння в неї каменю. Судячи з розмірів кратера (близько 600 км), «камінь», що впав на Каллісто, був досить великим.

Інші супутники Юпітера

Юпітер має і безліч інших супутників. До 1999 вважалося, що їх всього 16 (з галилеевой). Але після 1999 року був виявлений ще 51 супутник, деякі з яких відрізняються ретроградними орбітами – обертаються в напрямку, протилежному напрямку руху центрального тіла, тобто Юпітера. Таким супутникам традиційно привласнюють назви, що закінчуються на букву «е» (наприклад, Синопі, Карме, Ананке, Пасіфе).

Астрономи вважають, що супутники Юпітера, інакше звані місяцями, захоплені ним з поясу астероїдів. Так, неправильна форма одного з внутрішніх супутників – Амальтеї – типова для астероїдів.

Крім супутників, у Юпітера є система кілець, яка виражена слабо і складається головним чином з пилу.

...
ПОДІЛИТИСЯ: