Юпитер: Король Планет
Юпитер — крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Наряду с Сатурном Юпитер классифицируется как газовый гигант.
Основные характеристики Юпитера:
- Диаметр: 139 820 км
- Масса: 1,9×10^27 кг
- Температура поверхности: около -145°C
- Атмосфера: состоит преимущественно из водорода и гелия
Существует множество интересных фактов об этой планете, включая:
Атмосфера
- Штормы: Юпитер имеет мощные штормы, включая Большое красное пятно, который существует на планете уже многие века.
- Молнии: На Юпитере происходят мощные молнии, которые видны благодаря интенсивному давлению в атмосфере.
Наблюдения
- Спутники: Юпитер имеет более 70 известных спутников, среди которых самый крупный — Ганимед.
- Противостояния: Во время противостояний Юпитер становится одним из самых ярких объектов на ночном небосклоне.
Исследования
- Космические аппараты: НАСА отправила множество межпланетных аппаратов, чтобы изучить Юпитер поближе.
- Наземные телескопы: Астрономы продолжают наблюдения за Юпитером с помощью наземных телескопов.
Вывод: Юпитер — удивительная и загадочная планета, которая продолжает вдохновлять ученых и астрономов со всего мира.
Наблюдения космической обсерватории XMM-Newton
Наблюдения космической обсерватории XMM-Newton показали, что излучение диска в гамма-спектре — это отражённое солнечное рентгеновское излучение. В отличие от полярных сияний, никакой периодичности изменения интенсивности излучения на масштабах от 10 до 100 мин обнаружено не было.
Радионаблюдения за планетой
Радиоизображение Юпитера: яркие области (белые) — радиоизлучение радиационных поясов
Вычисление гравитационного потенциала
где — гравитационная постоянная, — масса планеты, — расстояние до центра планеты, — экваториальный радиус, — полярный угол, — полином Лежандра -го порядка, — коэффициенты разложения.
Юпитер среди планет Солнечной системы
Юпитер — единственная планета, у которой центр масс с Солнцем находится вне Солнца и отстоит от него примерно на 7 % солнечного радиуса.
Юпитер как неудавшаяся звезда
Сравнительные размеры Земли и Юпитера
Орбита и вращение
| Элемент | Отношение к водороду | Содержание в атмосфере |
|---|---|---|
| He/H | 0,0975 | 0,807 ± 0,02 |
| Ne/H | 1,23⋅10−4 | 0,10 ± 0,01 |
| Ar/H | 3,62⋅10−6 | 2,5 ± 0,5 |
| Kr/H | 1,61⋅10−9 | 2,7 ± 0,5 |
| Xe/H | 1,68⋅10−10 | 2,6 ± 0,5 |
| C/H | 3,62⋅10−4 | 2,9 ± 0,5 |
| N/H | 1,12⋅10−4 | 3,6 ± 0,5 (8 бар)3,2 ± 1,4 (9—12 бар) |
| O/H | 8,51⋅10−4 | 0,033 ± 0,015 (12 бар)0,19-0,58 (19 бар) |
| S/H | 1,62⋅10−5 | 2,5 ± 0,15 |
Другие химические соединения, арсин (AsH3) и герман (GeH4), присутствуют, но в незначительных количествах.
На данный момент наибольшее признание получила следующая модель внутреннего строения Юпитера. Построение этой модели основано на синтезе наблюдательных данных, применении законов термодинамики и экстраполяции лабораторных данных о веществе, находящемся под высоким давлением и при высокой температуре.
Основные предположения, положенные в её основу:
Структура атмосферы Юпитера
Вид на Большое красное пятно Юпитера и турбулентное южное полушарие Юпитера, запечатлённое JunoCam КА Юнона (12 февраля 2019 года)
Атмосфера Юпитера, снятая в разных спектрах
Вид на циклонные штормы на Северном полюсе Юпитера, снятые в инфракрасном диапазоне прибором (31 июля 2020 года)
Большой коричневый овал, сфотографированный 2 марта 1979 года Вояджером-1
Слой металлического водорода
Локализовать все процессы внутри независимых слоёв невозможно: необходимо объяснять недостаток химических элементов в атмосфере, избыточное излучение и т. д.
Различие в содержании гелия во внешних и во внутренних слоях объясняют тем, что гелий конденсируется в атмосфере и в виде капель попадает в более глубокие области. Данное явление напоминает земной дождь, но только не из воды, а из гелия.
Северный полюс Юпитера, сфотографированный Пионером-11.
Алмазное облако на планетах-гигантах
Учёные-планетологи из Калифорнийского университета Мона Делитски вместе с Кевином Бейтсом утверждают, что превращение углеродной сажи в графит, а затем в алмаз очень вероятно на газовых гигантах Сатурне и Юпитере.
Алмазные частички продолжают нагреваться, приближаясь к ядру планеты. Таким образом, расплавляются настолько, что превращаются в жидкие алмазные капли.
Атмосферные явления и феномены
Анимация вращения Юпитера
Полосы Юпитера в разные годы
Облёт КА Юнона над Юпитером
Большое красное пятно
Большое красное пятно Юпитера было заснято в 1979 году и также наблюдается с использованием космического аппарата Юнона.
Малое красное пятно
Рядом с Большим красным пятном есть Малое красное пятно, которое было обнаружено в 2008 году.
Горячие тени от спутников
На рисунке показана схема магнитного поля Юпитера и его магнитосфера.
Юпитер окружён ионосферой протяжённостью 3000 км.
Большое рентгеновское пятно
Юпитер также имеет рентгеновское пятно, которое было изучено с помощью телескопов Хаббл и Чандра.
Модели формирования и эволюции
Значительный вклад в наши представления о формировании и эволюции звёзд вносят наблюдения экзопланет. Так, с их помощью были установлены черты, общие для всех планет, подобных Юпитеру.
Существуют две основные гипотезы, объясняющие процессы возникновения и формирования Юпитера.
Будущее Юпитера и его спутников
Спутники и кольца
Крупные спутники Юпитера
Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — их поверхности.
Прохождение спутника Ио перед Юпитером
Изображение сделано телескопом Хаббл в 1996 году.
Вулканическая активность Ио
Снимок сделан космическим аппаратом Новые горизонты.
Изображения четырех крупнейших спутников Юпитера
Сделаны космическими аппаратами Пионер-10 и Пионер-11.
Особенности галилеевых спутников
Кольца Юпитера также являются важным аспектом изучения этой планеты.
С помощью изображений и данных о Юпитере и его атмосферных явлениях можно лучше понять природу этой газовой гигантской планеты. Ее уникальные черты делают ее объектом постоянного интереса для исследователей.
Исследование и открытия на Юпитере
Кольца оптически тонки, оптическая толщина их ~10−6, а альбедо частиц всего 1,5 %. Однако наблюдать их всё же возможно: при фазовых углах, близких к 180 градусам (взгляд против света), яркость колец возрастает примерно в 100 раз, а тёмная ночная сторона Юпитера не оставляет засветки. Всего колец три: одно главное, паутинное и гало.
Фотографии и изображения
- Фотография колец Юпитера, сделанная Галилео в прямом рассеянном свете
- Главный пояс астероидов (белый) и троянские астероиды Юпитера (зелёные)
Столкновения небесных тел с Юпитером
Мозаика, составленная из изображений телескопа HST 18 мая 1994.
Комета Шумейкеров — Леви
Пятно в районе Южного полюса Юпитера — 20 июля 2009, инфракрасный телескоп в обсерватории Мауна-Кеа, Гавайи
Название и история изучения
Юпитер изучался исключительно аппаратами НАСА США. В конце 1980-х — начале 1990-х годов был разработан проект советской АМС Циолковский для исследования Солнца и Юпитера, планировавшийся к запуску в 1990-х годах, но нереализованный ввиду распада СССР.
Фотография Юпитера, выполненная Вояджером-1 24 января 1979 года с расстояния 40 млн км
Europa Jupiter System Mission в окрестностях Юпитера в представлении художника (запланирован в течение 2020-х годов)
Космические аппараты, исследовавшие Юпитер
| Космический аппарат | Дата запуска | Расстояние к Юпитеру |
|---|---|---|
| Пионер-10 | 3 декабря 1973 | 130 000 км |
| Пионер-11 | 4 декабря 1974 | 34 000 км |
| Вояджер-1 | 5 марта 1979 | 349 000 км |
| Вояджер-2 | 9 июля 1979 | 570 000 км |
| Улисс | 8 февраля 1992 | 409 000 км |
| 4 февраля 2004 | 120 000 000 км | |
| Кассини | 30 декабря 2000 | 10 000 000 км |
| Новые горизонты | 28 февраля 2007 | 2 304 535 км |
| Космический аппарат Юнона | – | – |
Из-за наличия возможных подземных жидких океанов на спутниках планеты — Европа, Ганимед и Каллисто — наблюдается большой интерес к изучению именно этого явления. Однако финансовые проблемы и технические трудности привели к отмене в начале XXI века первых проектов их исследования — американских Europa Orbiter (с высадкой на Европу аппаратов криобота для работы на ледяной поверхности и гидробота для запуска в подповерхностном океане) и Jupiter Icy Moons Orbiter, а также европейского Jovian Europa Orbiter.
Как яркое небесное тело, Юпитер привлекал внимание наблюдателей с древности и, соответственно, становился объектом поклонения. Например, с ним связан культ семитского божества Гада, индийский религиозный праздник Кумбха-мела, китайское божество Тай-Суй (см. также Три звёздных старца). Своё современное название планета несёт со времён Древнего Рима, жители которого так называли своего верховного бога.
Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым).