Юпітер - найбільша планета. Діаметр планети в 11 разів більший за діаметр Землі і становить 142 718 км.
Навколо Юпітера знаходиться тонке кільце, що оперізує його. Щільність кільця дуже мала, тому воно невидимо (як у Сатурна).
Період обертання Юпітера навколо осі - 9 год 55 хв. У цьому кожна точка екватора рухається зі швидкістю 45 000 км/год.
Так як Юпітер — не тверда куля, а складається з газу та рідини, екваторіальні частини обертаються швидше, ніж приполярні області. Вісь обертання Юпітера майже перпендикулярна його орбіті, отже, на планеті зміна пір року виражена слабо.
Маса Юпітера набагато перевищує масу всіх інших планет Сонячної системи, разом узятих, і становить 1,9. 10 27 кг. У цьому середня щільність Юпітера становить 0,24 середньої щільності Землі.
Загальні характеристики планети Юпітер
Атмосфера Юпітера
Атмосфера Юпітера дуже щільна. Вона складається з водню (89%) та гелію (11%), нагадуючи за хімічним складом Сонце (рис. 1). Її довжина 6000 км. Помаранчевий колір атмосфері
надають сполуки фосфору чи сірки. Для людей вона згубна, тому що містить отруйні аміак та ацетилен.
Різні частини атмосфери планети обертаються із різними швидкостями. Така відмінність породила пояси хмар, яких у Юпітера три: нагорі — хмари з заледенілого аміаку; під ними — кристали сірководню амонію та метану, а в нижньому шарі — водяний лід і, можливо, рідка вода. Температура верхніх хмар становить 130 °С. Крім того, Юпітер має водневу та гелієву корони. Вітри на Юпітері досягають швидкості 500 км/год.
Пам'яткою Юпітера є Велика Червона Пляма, яку спостерігають уже 300 років. Воно було відкрито в 1664 р. англійським натуралістом Робертом Гуком(1635-1703). Нині його довжина досягає 25 000 км, а 100 років тому вона була близько 50 000 км. Ця пляма вперше була описана у 1878 р., а замальована 300 років тому. Воно ніби живе своїм життям, то розширюється, то стискається. Колір його також змінюється.
Американські зонди «Піонер-10» та «Піонер-11», «Вояджер-1» та «Вояджер-2», «Галілео» з'ясували, що пляма не має твердої поверхні, вона обертається, як циклон в атмосфері Землі. Припускають, що Велика Червона Пляма - це атмосферне явище, ймовірно, верхівка циклону, що вирує в атмосфері Юпітера. В атмосфері Юпітера виявлено також білу пляму розміром понад 10 000 км.
На 1 березня 2009 р. у Юпітера відомо 63 супутники. Найбільші з них Але і Європа розміром із Меркурій. Вони завжди повернуті до Юпітера однією стороною, як Місяць до Землі. Ці супутники називають галілеєвими, оскільки їх вперше відкрив італійський фізик, механік та астроном. Галілео Галілей(1564-1642) 1610 р., відчуваючи свій телескоп. На Іо є діючі вулкани.
Мал. 1. Склад атмосфери Юпітера
Двадцять зовнішніх супутників Юпітера настільки далекі від планети, що невидимі з її поверхні неозброєним оком, а Юпітер у небі найдальшого з них виглядає менше за Місяць.
П'ятою та найбільшою планетою в сонячній системі, відомої з найдавніших часів, є Юпітер. Газовий гігант отримав ім'я на честь давньоримського бога Юпітера, аналогічного Зевсу-громовержцю у греків. Юпітер знаходиться за поясом астероїдів і майже повністю складається з газів, переважно водню та гелію. Маса Юпітера настільки величезна (М = 1,9 1027 кг), що майже в 2,5 рази перевищує масу всіх разом узятих планет сонячної системи. Навколо осі Юпітер обертається зі швидкістю 9 годин 55 хвилин, а орбітальна швидкість дорівнює 13 км/с. Сидеричний період (період обертання своєю орбітою) становить 11,87 років.
За рівнем освітленості, крім Сонце, Юпітер поступається лише Венері, тому є чудовим об'єктом для спостережень. Він світиться білим світлом з альбедо 0, 52. За хорошої погоди, навіть у найпростіший телескоп, можна розглянути не тільки саму планету, а й чотири найбільші супутники.
Формування Сонця та інших планет почалося мільярди років тому із загальної газопилової хмари. Так ось Юпітер дісталося 2/3 маси від маси всіх планет в сонячній системі. Але, оскільки планета легша за найменшу зірку в 80 разів, термоядерні реакції так і не почалися. Однак планета виділяє в 1,5 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. Власне джерело тепла пов'язане в першу чергу з радіоактивними розпадами енергії та речовини, що вивільняється в процесі стиснення. Справа в тому, що Юпітер не тверде тіло, а газоподібна планета. Тому швидкість обертання різних широтах неоднакова. Біля полюсів планета має сильне стиснення, через швидке обертання навколо осі. Швидкість вітрів перевищує 600 км/год.
Сучасна наука вважає, що маса ядра Юпітера на даний момент становить 10 мас Землі або 4% від загальної маси планети, а розмір – 1,5 її діаметра. Воно кам'янисте, зі слідами льоду.
Склад атмосфери Юпітера на 89,8% складається з водню (H2) та на 10% з гелію (Не). Менше 1% становлять метан, амоній, етан, вода та інші компоненти. Під цією короною планети-гіганта є 3 шари хмар. Верхній шар – заледенілий аміак із тиском близько 1 атм., у середньому шарі – кристали метану та амонію, а нижній шар складається з водяного льоду або найдрібніших рідких крапель води. Помаранчевий колір атмосфері Юпітера надає з'єднання сірки та фосфору. Воно містить ацетилен і аміак, тому такий склад атмосфери згубний для людей.
Смуги, які тягнуться вздовж екватора Юпітера, відомі всім давно. Але ніхто поки не міг до ладу пояснити їхнє походження. Основною теорією була теорія конвекції – опускання холодніших газів до поверхні, і підйому більш нагрітих. Але в 2010 році, було висунуто припущення про вплив супутників (місяць) Юпітера на формування смуг. Нібито вони своїм тяжінням сформували деякі «стовпи» речовин, які теж обертаються і проглядаються як смуги. Теорія підтверджена в лабораторних умовах, експериментальним шляхом і тепер представляється найімовірніше.
Мабуть, найбільш загадковим і тривалим спостереженням, описаним у характеристиках планети, можна вважати знамениту Велику Червону пляму на Юпітері. Його відкрив Роберт Гук у 1664 році, отже, за ним спостерігають уже майже 350 років. Це величезна освіта, що постійно змінюється у розмірах. Швидше за все, це довгоживучий, гігантський атмосферний вихор, його розміри 15х30 тис. км, порівняння – діаметр Землі становить близько 12,6 тис. км.
Магнітне поле Юпітера
Магнітне поле Юпітера настільки величезне, що виходить за орбіту Сатурна і становить близько 650 000 000 км. Воно перевищує земне майже 12 разів, а нахил магнітної осі, становить 11° щодо осі обертання. Металевий водень, присутній у надрах планети пояснює наявність настільки потужного магнітного поля. Він є відмінним провідником і, обертаючись із величезною швидкістю, утворює магнітні поля. На Юпітері, як і Землі, теж є 2 магнітних інвертованих полюса. Але стрілка компаса на газоподібному гіганті завжди вказує на південь.
На сьогоднішній день, в описі Юпітера можна зустріти близько 70 супутників, хоча приблизно їх близько сотні. Перші та найбільші супутники Юпітера – Іо, Європу, Ганімед та Каллісто – відкрив Галілео Галілей ще в 1610 році.
Найбільше уваги вчених приковує себе супутник Європа. По можливості існування життя, він слідує за супутником Сатурна – Енцелада і посідає друге місце. Вони вважають, що на ньому може бути життя. Насамперед, через наявність глибокого (до 90 км) підлідного океану, обсяг якого перевершує навіть земний океан!
Ганімед, просто найбільший супутник у сонячній системі. Поки що інтерес до його будови та характеристик є мінімальним.
Іо - вулканічно активний супутник, більшість його поверхні покрита вулканами і залита лавою.
Імовірно, на супутнику Каллісто теж є океан. Швидше за все, він знаходиться під поверхнею, про що свідчить його магнітне поле.
Щільність галієвих супутників, визначаться їхньою віддаленістю від планети. Наприклад: щільність самого віддалено з великих супутників – Каллісто p = 1,83 г/см³, далі принаймні наближення, щільність зростає: у Ганімеда p = 1,94 г/см³, у Європи p = 2,99 г/см³, у Іо p = 3,53 г/см³. Всі великі супутники завжди звернені до Юпітера однією стороною і обертаються синхронно.
Інші були відкриті значно пізніше. Деякі їх обертаються у зворотний бік, порівняно з більшістю і є деякі тіла-метеорити, різної форми.
Характеристики Юпітера
Маса: 1,9*1027 кг (у 318 разів більша за масу Землі)
Діаметр на екваторі: 142984 км (в 11,3 рази більше за діаметр Землі)
Діаметр полюса: 133708 км
Нахил осі: 3,1°
Щільність: 1,33 г/см3
Температура верхніх шарів: -160 °C
Період обігу навколо осі (доба): 9,93 год
Відстань від Сонця (середня): 5,203 а. е. або 778 млн. км
Період звернення навколо Сонця по орбіті (рік): 11,86 років
Швидкість обертання орбітою: 13,1 км/с
Ексцентриситет орбіти: e = 0,049
Нахил орбіти до екліптики: i = 1°
Прискорення вільного падіння: 24,8 м/с2
Супутники: є 70шт
Характеристики планети:
- Відстань від Сонця: ~ 778.3 млн км
- Діаметр планети: 143 000 км*
- Доба на планеті: 9ч 50хв 30с**
- Рік на планеті: 11,86 років***
- t° на поверхні: -150°C
- Атмосфера: 82% водень; 18% гелій та незначні сліди інших елементів
- Супутники: 16
* Діаметр по екватору планети
** період обертання навколо власної осі (у земній добі)
*** період звернення по орбіті навколо Сонця (у земній добі)
Юпітер – п'ята від Сонця планета. Розташована вона на відстані 5,2 астрономічних років від Сонця, це приблизно 775 млн. км. Планети Сонячної системи поділяються астрономами на дві умовні групи: планети земного типу та газові гіганти. Найбільшою планетою із групи газових гігантів є Юпітер.
Презентація: планета Юпітер
Розміри Юпітера перевищують розміри Землі в 318 разів, і якби він ще більше приблизно разів у 60, то мав би всі шанси стати зіркою за рахунок спонтанної термоядерної реакції. Атмосфера планети приблизно 85% складається з водню. Інші 15% - це в основному гелій з домішками аміаку та сполук сірки та фосфору. Також у атмосфері Юпітера міститься метан.
За допомогою спектрального аналізу було встановлено, що кисню на планеті немає, отже, відсутня вода – основа життя. За іншою гіпотезою лід в атмосфері Юпітера все-таки є. Мабуть, жодна планета нашої системи не викликає стільки суперечок у науковому світі. Особливо багато гіпотез пов'язані з внутрішнім будовою Юпітера. Останні дослідження планети за допомогою космічних апаратів дозволили створити модель, що дозволяє з високим ступенем достовірності судити про її будову.
Внутрішня будова
Планета є сфероїд, досить сильно стиснутий з полюсів. Вона має сильне магнітне поле, яке йде на мільйони кілометрів за орбіту. Атмосфера є чергування шарів з різними фізичними властивостями. Вчені припускають наявність у Юпітера твердого ядра розміром 1 - 1,5 діаметра Землі, але набагато щільнішого. Його наявність поки що не доведена, але й не спростована.
Атмосфера та поверхня
Верхній шар атмосфери Юпітера складається із суміші газів водню та гелію і має товщину 8 - 20 тис. км. У наступному шарі, товщина якого 50 - 60 тис. км, через підвищення тиску газова суміш перетворюється на рідкий стан. У цьому вся шарі температура може досягати 20 000 З. Ще нижче (на глибині 60 - 65 тис. км.) водень перетворюється на металевий стан. Цей процес супроводжується збільшенням температури до 200 000 С. При цьому тиск досягає фантастичних величин 5000000 атмосфер. Металевий водень - це гіпотетична речовина, що характеризується наявністю вільних електронів і проводить електричний струм, як це властиво металам.
Супутники планети Юпітер
Найбільша планета в Сонячній системі має 16 природних супутників. Чотири з них, про які говорив ще Галілей, мають свій унікальний світ. Один з них супутник Іо має дивовижні пейзажі скелястих порід зі справжніми вулканами на яких апарат "Галілео", що вивчав супутники, зобразив виверження вулкана. Найбільший у Сонячній системі супутник Ганімед, хоч і поступається в діаметрі супутникам Сатурна Титану та Нептуна Тритону, має крижану кору, яка покриває поверхню супутника завтовшки 100 км. Є припущення, що під товстим льодовим шаром знаходиться вода. Також про існування підземного океану висувається гіпотеза і на супутнику Європа, який теж складається з товстого шару льоду, на знімках чітко простежуються розлами, наче від айсбергів. А найдавніший мешканець Сонячної системи може вважатися по праву супутник Юпітера Калісто, на його поверхні кратерів більше, ніж на будь-якій іншій поверхні інших об'єктів Сонячної системи, та й поверхня не сильно зазнала змін за останній мільярд років.
За своїм складом атмосфера Юпітера близька до Сонця, планету ще називають «зіркою, що не відбулася», але її маса занадто мала для виникнення термоядерних реакцій, що забезпечують енергію світил.
Більша частина обсягу – 89% – припадає на водень, гелій становить 10%, а останній відсоток поділили між собою водяну пару, метан, ацетилен, аміак, сірководень та фосфор. Планета складається з тих речовин, що її газова оболонка – тут немає чіткого розмежування поверхні та атмосфери. На певному рівні, під впливом колосального тиску, водень перетворюється на рідкий стан і утворює світовий океан. При спостереженнях із Землі ми оглядаємо лише верхній шар атмосфери. Помаранчевий відтінок їй надають сполуки сірки та фосфору. Варіації насиченості кольору хмар підтверджують відмінності у складі атмосфери.
Шари атмосфери
Розбивка атмосферних шарів відбувається за показниками температури та тиску. На рівні поверхні, де тиск дорівнює 1 бар, знаходиться тропосфера. Саме тут потоки повітря, що рухаються, утворюють зони і пояси, температура тримається на рівні -110 градусів за Цельсієм.
З просуванням нагору, температурні показники збільшуються і в термосфері досягають 725 градусів, а тиск падає. У цій зоні виникає яскраве полярне сяйво, помітне із Землі.
Циркуляція повітряних мас
Рух атмосфери Юпітера визначається двома факторами: високою швидкістю обертання навколо осі, яка становить 10 годин, і висхідними потоками, що виникають при віддачі внутрішнього тепла. Смуги зон і поясів, що чергуються, вибудовуються паралельно екватору. Місцеві вітри змінюють швидкість і напрямок зі збільшенням широти. На екваторі повітряні маси рухаються зі швидкістю до 140 м/с і здійснюють добовий оборот на 5 хвилин швидше ніж помірні області. Біля полюсів вітру стихають.
Зони виникають завдяки висхідним потокам. Тут спостерігається збільшення тиску, а світле забарвлення хмар надають застиглі кристали аміаку. Температурні показання зон – нижче, а видима поверхня – вище, ніж у поясів, які є низхідними потоками. Темний колір нижнього шару хмар формують коричневі кристали гідросульфіду амонію. Рух у всіх смугах стійкий і не змінює свій напрямок. При дотику зон і поясів виникає сильна турбулентність, що породжує потужні вихори.
Велика Червона Пляма (БКП)
Протягом 300 років астрономи спостерігають унікальне явище – ураган, що перевищує за розміром Землю. Окраїнні зони Великої Червоної Плями створюють хаотичне завихрення хмар, але ближче до центру рух сповільнюється. Температура освіти нижча, ніж в інших областях. Воно рухається зі швидкістю 360 км/год проти годинникової стрілки, повний оберт навколо планети здійснює за 6 діб. За століття межі антициклону зменшилися вдвічі. Помічено БКП було 1665 року Дж. Кассіні, але його виникнення не встановлено, отже вік урагану може бути більше, ніж прийнято вважати.
Дослідження
Першим апаратом, який відвідав Юпітер, став "Піонер-10" у 1971 році. Він передав знімки планети та супутників, виміряв показники магнітного поля. Апаратура зонда виявила значне випромінювання внутрішнього тепла Юпітера. Політ «Вояджера — 1» дав кілька тисяч якісних знімків газового гіганта, інформацію про верхні області атмосфери.
Найбільший внесок у вивчення Юпітера зробила місія «Галілео», яка тривала 8 років. Спуск апарату надав інформацію про внутрішні шари атмосфери. Було знайдено «сухі» області, де вміст води менший за звичайний у 100 разів, «гарячі плями», утворені тонкою ділянкою хмар, проведено аналіз хімічних складових. Найкращі знімки планети виконав «Кассіні», завдяки їм складено докладну карту.
Факти та таємниці
Спостереження за Юпітером ведуться з давніх часів, але він, як і раніше, повний загадок. Найбільша за розмірами планета Сонячної системи недарма отримала ім'я верховного бога Риму. Її маса вдвічі більша, ніж решти планет, складених разом. Газовий гігант обертається навколо осі найшвидше, має найпотужніше магнітне поле, його грандіозний ураган БКП спостерігається із Землі, а блискавки можуть досягати 1000 км. Колір та природа тривалого антициклону не мають пояснення, як і багато фактів, відомих про Юпітера.
Однією із постійних тем дискусій є можливість появи життя в атмосфері планети. Найпотужніші електричні розряди та помірні температурні показники можуть сприяти формуванню складних органічних сполук під щільним шаром хмар, але рідкий стан поверхні та мінімальний вміст води виключають наявність відомих життєвих форм.
Найближча відстань від Юпітера до Землі - 630 млн. км. Маса Юпітера більш ніж у 300 разів більша за масу Землі.
Повний оберт Юпітера навколо осі - 9h55m.
На поверхні видно різнокольорові лінії, структура яких постійно трансформується, але загальний характер зберігається.
Лінійна швидкість переміщення поверхневих хмарних мас на екваторі – 40 000 км/год.
Вісь магнітного поля Юпітера нахилена на 10 градусів до осі обертання. Магнітне поле обертається рівномірно, з періодом 9 годин 55 хв. Це вказує на майже твердий характер обертання планети під шаром хмар.
Сила тяжіння на поверхні в 2,6 рази більша за земну.
Середня щільність Юпітера - 1,34 г/см3. Це свідчить про те, що планета складається в основному з легких газів, головним чином водню і гелію.
Юпітер має протяжну атмосферу. Цікавим її об'єктом є Велика Червона пляма, відкрита в 1665 Кассіні.
Протяжність плями від 15000 до 50000 км. Часом воно стає яскравішим, часом майже пропадає.
Пляма постійно дрейфує в атмосфері планети. У перші роки після відкриття воно було дуже яскравим, відтоді яскравість поступово знижується. Ймовірно, пляма згодом згасає. Дослідження Галілео показали, що пляма лежить вище і холодніше, ніж навколишні хмари. Подібні структури помічені на Сатурні та Нептуні, але залишається незрозуміло, як вони можуть існувати настільки довгий час.
Юпітер має такий великий діаметр, який може мати газова планета. Якби йому додали ще масу, він збільшився б ненабагато в розмірах.
Щоб стати зіркою, Юпітеру знадобилося в 80 разів більше маси, ніж він має.
Атмосфера Юпітера складається в основному з водню (90%) та гелію (10%). Виявлені також аміак (0,01%) та метан (0,07%), вода, окис вуглецю, фосфін, ціан, етан, ацетилен. Решту елементів дуже мало. Вода вимерзла, зберігшись у газоподібному стані в малих кількостях.
Температура у атмосфері з висотою швидко падає. Від -1130С при тиску 1 атм. до -160 0 при тиску 0,03 атм.
Генерація тепла в надрах Юпітера та його власне теплове випромінювання перевищує вдвічі потік енергії, що надходить від Сонця.
На Юпітері відсутня тверда поверхня та якийсь рельєф. Тепло з надр виноситься шляхом вертикальної конвекції, що породжує турбулентні вихори.
В екваторіальній зоні (від +90 до -90) течії спрямовані строго із заходу на схід. Дмуть західні вітри зі швидкістю 100 м/с. Поблизу широт від +200 до -200 вітри дмуть зі сходу на захід зі швидкістю близько 50 м/с. Між основними течіями існують вихори та струмені.
Дослідження Галілео показали, що вітри в атмосфері можуть значно перевищувати 100 м/с і викликаються внутрішнім джерелом тепла. Вітри мають більш характер реактивних струменів, ніж вихорів та торнадо.
Велика Червона пляма захоплюється на захід разом із південною тропічною зоною. Воно не пов'язане із глибокими шарами планети. У ньому спостерігається підйом речовини з верхніх областей та розтікання її від центру. Цим пояснюється низька температура плями та антициклоническое обертання у ньому, тобто. проти годинникової стрілки у південній півкулі з періодом близько 7 діб.
Крім Червоної плями спостерігаються білі овали, які являють собою такі ж обурення, але з'явилися пізніше, в 1939 році, і в даний час стискуються.
Хмари атмосфери складаються переважно з аміаку. Температура від -100 0 до
160 0 С. При тиску 1 атм. аміак кипить при -33 0 С і плавиться при -78 0 С. Метан кипить при -161 0 С і плавиться при -184 0 С тому існування його в рідкому або кристалічному вигляді неможливе.
Атмосфера Юпітера дуже глибока і, можливо, включає цілу планету.
На великій глибині всередині Юпітера тиск такий великий, що атоми водню руйнуються і електрони звільняються. Виникаючі внаслідок цього атоми складаються з порожніх протонів. Цей стан називається металевим воднем. Температура в ядрі досягає 30 000 К, а тиск більше 1 млн бар. Висока температура ядра існує завдяки механізму Келвіна – Гельмгольця, тобто. через повільне гравітаційне стиснення планети.
У полярних хмарах Юпітера спостерігається явище, подібне до земного північного сяйва. Ці явища пов'язані з речовиною, що падає із супутника Іо по спіральних лініях магнітного поля в атмосферу Юпітера.
Хмари тягнуться в інтервалі висот 12 км. Атмосфера Юпітера пофарбована різними кольорами. Стійкі атмосферні складові що неспроможні так забарвлювати атмосферу, вони прагнули поступово вирівняти забарвлення. Значить з глибини постійно надходять забарвлені металеві сполуки, які потім осідають, або піддаються хімічним реакціям в атмосфері. Р. Вілд вважає, що забарвлення Юпітера зумовлене натрієм, а Г. Юрі пов'язує забарвлення хмар з органічними молекулами. К. Саган та С. Міллер, пропускаючи через суміш газів, що моделює атмосферу Юпітера, іскрові розряди, отримали яскраво забарвлені органічні молекули. Космічні апарати "Вояджер-1 і 2" зареєстрували потужні спалахи блискавок на Юпітері, які можна порівняти з найсильнішими грозовими розрядами на Землі. Однак, жодної залежності між блискавками та кольором поки що не знайдено.
Дослідження «Галілео» показали, що блискавки на Юпітері спалахують у 10 разів рідше, ніж на Землі. Органічних молекул майже виявлено. Хімічний склад Юпітера близький до протопланетної хмари.
Юпітер є напівперіодичним радіоджерелом. К. Шайн з Австралії відкрив, що радіовипромінювання Юпітера має бути пов'язане із певними районами поверхні планети. Джерела поверхні обертаються з періодом 9ч. 55 хв. 30 сек. Енергія сплесків радіовипромінювання Юпітера відповідає енергії мільярда одночасних спалахів блискавок на Землі.
Радіовипромінювання може бути пов'язане з внутрішньою частиною магнітосфери та рухом супутника Іо.
Юпітер має величезне магнітне поле. Його магнітосфера тягнеться на відстань 650 мільйонів км (далі орбіти Сатурна!). Галілео виявив, що довкілля біля Юпітера містить високо енергійні частинки, спіймані магнітним полем. Ця "радіація" подібна, але набагато інтенсивніша ніж у радіаційних поясах Ван Аллена біля Землі. Атмосферні дослідження Галілео виявили новий інтенсивний променевий пояс між кільцем Юпітера та вищими атмосферними шарами. Цей новий пояс – приблизно у 10 разів сильніший, ніж пояси радіації Ван Аллена. У цьому новому поясі знайшли високоенергійні іони гелію невідомого походження.
Головна ударна хвиля сонячного вітру на денній стороні знаходиться на відстані 100 радіусів Юпітера або 0,05 а.
Внутрішня будова Юпітера остаточно невідома. Швидше за все, його надра знаходяться в рідкому стані, за винятком невеликого кам'яного ядра. Рідкий водень на глибині 25 000 км металізується. Вище цього кордону розташована зона молекулярного водню, нижче за металевий.
Зіткнення з кометою- 1994 року на Юпітер впали уламки комети Шумейкера - Леві. Явище спостерігалося із Землі та космічним телескопом ім. Хаббла. Після падіння комети Шумейкера - Леві, на широті падіння осколків утворився широкий пояс, у якому температура на 5 - 7 К нижча ніж зазвичай.
Причини можуть бути такі:
Охолодження через ефективне інфрачервоне випромінювання молекул аміаку, синильної кислоти, води та інших речовин викинутих в атмосферу під час катастрофи.
Звичайне термічне охолодження диму, що утворився у стратосфері
при зіткненні та перевипромінювання ним сонячного світла назад у космос.
14.2 Супутники та кільце Юпітера.
Кільце."Вояджер-1" у 1979 році відкрив у Юпітера кільце. Зовнішній край кільця знаходиться біля орбіти щонайменше 14 супутника, а внутрішній - на відстані 5500 км від видимої межі хмар. Ширина найяскравішої частини кільця сягає 800 км. Товщина до 1 км. Кільце Юпітера сильно відрізняється від кільця Сатурна. Воно складається з дуже дрібних частинок. Складено із частинок пилу менше ніж 10 мікронів у діаметрі.
Походження кільця ймовірно пов'язане з бомбардуванням мікрометеоритами маленьких супутників Юпітера, розташованих усередині кільця.
Можливо, що воно постійно поповнюється рахунок частинок космічного пилу.
Кільця Юпітера та його супутники існують усередині інтенсивного променевого поясу електронів та іонів, які уловлюються магнітним полем планети.
Супутники. Перші чотири супутники Юпітера були відкриті Галілеєм у 1610 році. Зараз відомо вже понад 60.
Орбіти шести внутрішніх супутників майже кругові та розташовуються в екваторіальній площині планети. Кожна наступна орбіта лежить у 1,7 разу далі за попередню. Вісім зовнішніх супутників дуже малі. Їхні орбіти утворюють дві групи по чотири супутники. Перша група розташовується з відривом 12 млн. км. від Юпітера, рухаються вони у прямому напрямку. Супутники другої групи перебувають удвічі далі, рух їх орбітами зворотний. Це рятує їх від тяжіння Сонця, яке може діяти на них із силою вдвічі більшою, ніж у Юпітера, внаслідок великої віддаленості супутників (0,2 а.е.). Орбіти цих супутників сильно витягнуті (е = 0,4), нахилені до орбіти Юпітера під кутом 30 0 постійно змінюються через сонячних обурень.
Три внутрішні супутники Іо, Європа, Ганімед рухаються майже в повному резонансі з періодами обігу 1.77, 3.55, 7.16 земної доби, що перебувають у співвідношенні 1:2:4. У небесній механіці таке розташування вважається стійким. Всі внутрішні супутники звернені до Юпітера однією і тією ж стороною.
Іо. Радіус 1815 км. Ще до польотів "Вояджерів" вчені передбачили, що супутник Іо дуже сильно нагрівається внаслідок припливних ефектів. Нагрів Іо має бути в 20 разів більше ніж Європи і перевищуватиме в 10 разів нагрівання Місяця внаслідок розпаду радіоактивних елементів. Передбачалося, що всередині Іо має бути більша розплавлена область. Ці припущення одразу ж підтвердилися. "Вояджер-1" відкрив на Іо 8 діючих вулканів. Вулканічні викиди піднімаються на висоту 7 - 280 км. над поверхнею, що потребує швидкості викиду 1 км/с. Викиди складаються з двоокису сірки SO2.
Утворення вулканів пов'язане з розплавленням силікатних мас у надрах Іо, що містять невелике залізне ядро. Це підтверджується середньою густиною Іо - 3,5 г/см 3 . Під видимою корою лежить неоднорідний підкірковий силікатний шар, який у небагатьох областях малої протяжності виходить поверхню як гір висотою до 10 км. Під верхнім шаром твердої сірки змішаної з SO 2 лежить океан розплавленої сірки (t = 120 0 С, тиск 40 бар). Потоки в розплавлених надрах Іо, як і Землі, створюють теплові осередки, у яких утворюються вулкани. Інтенсивні червоний, помаранчевий, жовтий, коричневий, чорний і білий кольори на Іо підтверджують ці уявлення. Ударні кратери з діаметром понад 600 м не виявлені, отже, швидкість відкладень на поверхні повинна перевищувати 0,1 мм/рік і визначатися викидами, потоками, поверхневою ерозією, пов'язаною з вулканічною активністю.
Вік нових різнокольорових потоків менше 1000 років.
Європа.Радіус 1569 км. Поверхня Європи вкрита лабіринтом заплутаних тонких ліній та смуг, схожих на марсіанські "канали". Довжина деяких досягає тисячі кілометрів, ширина 20-40 км. Швидше за все це чимось заповнені тріщини. Найвищі деталі височіють на висоту всього 40 м. Вона нагадує подряпану помаранчеву кулю. Майже повна відсутність ударних кратерів говорить про те, що їхні сліди одразу ж зникають. Зовнішня кора швидше за все крижана до глибин 100 км. Середня температура поверхні близько -150 0 С. Надра супутника мають бути гарячими, хімічний склад схожий на Іо. Щільність дещо менша ніж у Іо - 3,0 г/см 3 викликана наявністю крижаної кори. Безліч тріщин - результат зняття напруги, що виникають під поверхнею.
Останні спостереження за допомогою космічного телескопа ім. Хаббла дозволили виявити Європі розріджену атмосферу, що складається з молекулярного кисню. Її густина дуже мала. Сонячне світло, космічні промені та мікрометеорити вибивають з поверхні Європи молекули води, які під дією ультрафіолетового випромінювання розпадаються на атоми водню та кисню. Атоми водню відразу ж залишають атмосферу, а атоми кисню поєднуються в енергетично вигідніші молекули.
Ганімед. Найбільший і наймасивніший з усіх супутників. Радіус 2631 км. Середня густина 1,9 г/см 3 . Він майже на половину складається з води чи льоду. Середня температура поверхні - 130 0 С. Темні області Ганімеда усіяні кратерами діаметром кілька десятків кілометрів.
На супутнику існує величезна система хребтів. Найцікавішим об'єктом поверхні є пучки довгих паралельних борозен. Вони покривають значну частину площі супутника. Ці освіти сучасною наукою не пояснено.
Каллісто. За розмірами це третій супутник у сонячній системі. Радіус 2410 км. Але щільність найменша 1,8 г/см 3 . Поверхня Каллісто на невидимому з Юпітера боці дуже насичена кратерами. На зверненій до Юпітера стороні видно величезна багатокільцева структура з яскравою центральною областю діаметром близько 300 км. Від 8 до 10 кільцевих гребенів оточують центр до відстані приблизно 1500 км. У центральній області Каллісто кратерів набагато менше, ніж на решті поверхні. Значить ця область молодша.
Парадоксально те, що при малій щільності Каллісто має містити більше води, ніж Ганімед, але при цьому зберігає древні ударні кратери. Низьке альбедо Каллісто говорить про домішки у корі пилу. Температура поверхні –120 0 С або вище. Ця температура все ж таки низька, щоб утворити атмосферу з водяної пари.
Завантаження...