Юпитер: крупнейшая планета Солнечной системы
Юпитер - самая большая планета Солнечной системы. Он в 11 раз больше Земли, в 318 раз массивнее и расположен в пять раз дальше от Солнца, чем Земля. Год на Юпитере длится целых 12 земных лет.
В атмосфере планеты-гиганта даже в самый простой телескоп видны темные полосы и пятна различных цветов - облака.
Древние римляне назвали эту планету, одну из самых ярких на небе, в честь своего верховного бога Юпитера.
Ученые считают, что Юпитер в основном состоит из сильно сжатых газов - водорода и гелия, и лишь в недрах планеты скрыто небольшое твердое ядро.
Благодаря своей огромной массе и, соответственно, гравитации, Юпитер окружен большим количеством естественных спутников.
Газовый гигант
Юпитер - пятая планета от Солнца, и крупнейшая в Солнечной системе. Он был известен людям с глубокой древности, а свое имя получил в честь верховного божества римского пантеона, повелителя небес, света и гроз.
И надо сказать, античные звездочеты и в этом случае оказались чрезвычайно прозорливыми.
Масса Юпитера превосходит массу Земли в 318 раз, к тому же он в два раза массивнее, чем все остальные планеты Солнечной системы, вместе взятые.
Поскольку Юпитер состоит в основном из водорода и гелия, то его относят к планетам - газовым гигантам.
Если бы в период образования масса Юпитера оказалась несколько большей, то у него был бы шанс превратиться в звезду. И тогда вместо Солнечной системы возникла бы система двойной звезды Солнце - Юпитер.
Вместе с Юпитером к газовым гигантам также относятся Сатурн, Уран и Нептун.
Юпитерианская статистика
Газовый гигант движется по орбите на расстоянии 778 млн км (5,2 а. е.) от Солнца.
Притом, что сам Юпитер стремительно вращается, его орбитальное движение неторопливо, и юпитерианский год продолжается 11,86 земного года.
Ось вращения Юпитера располагается почти перпендикулярно к плоскости орбиты, поэтому никаких времен года у него нет.
И, наконец, размеры: диаметр Юпитера на экваторе равен 143 тыс. км, что в 11,2 раза превышает диаметр Земли. Он поистине «генерал» среди планет Солнечной системы - его притяжение влияет даже на движение Солнца.
Плотность вещества газового гиганта практически такая же, как и у нашей звезды, и намного уступает плотности Земли.
Юпитер выделяет в 2-3 раза больше энергии, чем получает от солнечного излучения. Причина этого - в продолжающемся сжатии вещества планеты и в процессах радиоактивного распада в ее недрах.
А вот то, что происходит под слоем юпитерианских облаков, представить нелегко.
Ниже бушующего облачного слоя лежит слой водорода, толщиной до 25 тыс. км, в котором газ из-за гигантских давлений и температур постепенно изменяет свои свойства, превращаясь в жидкость.
Четкой границы между газообразным и жидким водородом нет, и недра Юпитера выглядят как непрерывно кипящий водородный океан, окутывающий всю огромную планету.
Под жидким водородом находится слой жидкого металлического водорода толщиной около 30 тыс. км.
Там царят давления в миллионы атмосфер и температуры в десятки тысяч градусов, возникают электрические токи невиданной мощности и другие, пока не известные науке явления. Именно там рождается могучее магнитное поле Юпитера.
«Благодарный объект»
Действительно, Юпитер является едва ли не самым удобным объектом для астрономических наблюдений в Солнечной системе.
Недаром первые же открытия, совершенные Галилеем с использованием простейшего телескопа, имели к Юпитеру прямое отношение - великий астроном обнаружил наличие у планеты-гиганта спутников.
Но то, что мы видим в телескоп на Юпитере,- всего лишь верхние слои его атмосферы.
Планета стремительно вращается вокруг своей оси - быстрей всех других планет Солнечной системы, и юпитерианские сутки длятся всего 10 часов.
Поэтому облака в его атмосфере образуют светлые и темные полосы, вытянутые параллельно экватору, а диск Юпитера заметно сплюснут у полюсов.
Взаимодействие между этими атмосферными областями, перемещающимися с различной скоростью, приводит к возникновению неописуемо мощных бурь и штормов вдоль их границ.
В частности, хорошо известный всем, кто когда-либо видел планету в объективе телескопа, объект - Большое Красное Пятно - представляет собой не что иное, как гигантский ураган, который бушует, по крайней мере, с середины 17 в. и не собирается утихать.
Скорость ветров на Юпитере удалось измерить с помощью спускаемых зондов - она составляет до 600 км/ч, а температура, которая в верхних слоях атмосферы равна -130 °С, уже на глубине 120 км повышается на триста градусов при давлении в 24 раза больше земного.
Скорее всего, в недрах Юпитера имеется твердое ядро, но основная масса планеты, состоящая из различных модификаций водорода и гелия, подвижна.
Поэтому у планеты мощное магнитное поле, в полярных областях полыхают величественные полярные сияния, а глубоко под поверхностью располагается Большое Рентгеновское Пятно - мощный источник пульсирующего рентгеновского излучения, происхождение которого остается загадкой.
Одним словом - у Юпитера столько тайн, что их хватит на много поколений исследователей.
Невидимые кольца
В 1960 г. советский астроном С. К. Всехсвятский впервые предсказал существование колец вокруг Юпитера.
Однако никаких доказательств этого не было до тех пор, пока в марте 1979 г. «Вояджер-1» пролетел мимо планеты и «взглянул» на нее не под тем углом, под которым мы обычно видим ее с Земли.
Кольца газового гиганта очень тонкие и окружают планету перпендикулярно экватору на высоте 55 000 км от атмосферы.
Снимки из космоса обнаружили два основных кольца и очень тонкое внутреннее. Кольца Юпитера состоят из пыли и мелких каменных обломков, плохо отражающих солнечные лучи, поэтому почти незаметны.
Космический аппарат «Галилео»
В честь великого ученого Галилео Галилея был назван американский космический аппарат, который достиг Юпитера в 1995 году и сбросил на планету спускаемый зонд.
«Галилео» передал на Землю 14 тысяч снимков Юпитера и его спутников, сфотографировал уникальную космическую катастрофу - столкновение кометы с Юпитером, и стал на целых восемь лет спутником планеты-гиганта!
Спутники Юпитера
Сегодня астрономам известны 63 спутника Юпитера - больше, чем у какой-либо другой планеты Солнечной системы, но и это не предел. Ученые считают, что на самом деле их - больших и малых - не меньше сотни.
В 1610 г. Галилео Галилей, наблюдая планету в телескоп, открыл четыре самых крупных спутника Юпитера - Ио, Европу, Ганимед и Каллисто. С тех пор они носят название «галилеевых спутников».
Эти небесные тела вращаются по достаточно удаленным от планеты орбитам, поэтому с Земли их можно различить даже в сильный полевой бинокль.
С первой «четверки» установилась традиция давать спутникам Юпитера имена тех мифологических персонажей, которые предание связывает с верховным божеством, или тех, к кому он проявлял особую благосклонность.
К концу 70-х годов 20 в. было известно уже 13 спутников, а в 1979 г., совершая пролет мимо Юпитера, космический аппарат «Вояджер-1» обнаружил еще три.
Начиная с 1999 г., когда начали работать наземные и космические телескопы нового поколения, были открыты еще 47 спутников Юпитера. Большинство из них имеют диаметр всего в 2-4 км и являются астероидами, «захваченными в плен» притяжением гиганта.
«Галилеева четверка»
Четыре крупнейших спутника Юпитера поразительно не похожи друг на друга. Это своего рода «Солнечная система в миниатюре». Но лишь благодаря снимкам с космических зондов «Вояджер-1», «Вояджер-2» и «Галилео», астрономам стали известны детали их строения, рельефа и многие другие удивительные подробности.
Пестро окрашенная Ио, диаметр которой составляет 3 643 км, обладает самой высокой вулканической активностью в Солнечной системе - на спутнике может одновременно извергаться до десятка вулканов.
Рельеф Ио полностью изменяется буквально за несколько десятков лет. Крупнейшие вулканы на этой планетке выбрасывают расплавленные горные породы и окислы серы на высоту до 300 км.
По своему строению Ио похожа не на ледяные спутники газовых гигантов, а на планеты земной группы. Кроме вулканов на Ио были обнаружены озера расплавленной серы и лавовые потоки длиной в несколько сот километров.
Европа по своим размерам ближе всего к Луне и тоже, как и Ио, состоит из горных пород. Но поверх «каменного ядра» этот уникальный спутник Юпитера покрыт... водой.
И это не просто вода в жидком состоянии, а грандиозный океан глубиной около 100 км, сверху покрытый льдом толщиной до 10 км. Общее количество воды на Европе больше, чем во всех океанах Земли, вместе взятых.
Поверхность Европы, по земным меркам, очень холодная - 150-190 ° ниже нуля, ее пересекает множество разломов и трещин во льду, напоминающих ледяной панцирь на Северном полюсе Земли.
Но самое главное - под ледяной броней находится жидкий и теплый океан, температура в котором даже выше, чем в земных тропических морях. Глубина его достигает 90 км.
Ганимед - самый большой спутник в Солнечной системе. Он в два раза массивнее Луны, а его диаметр превышает диаметр Меркурия.
В глубине спутника скрываются расплавленное металлическое ядро и состоящая из горных пород мантия, поверх которых лежит слой водяного льда толщиной 900-950 км. Не исключено, что между каменистыми породами и льдом находится слой жидкой воды.
Каллисто - также крупный и, пожалуй, самый «спокойный» в геологическом отношении спутник Юпитера. На ее поверхности огромное количество кратеров - наибольшее в Солнечной системе.
Это означает, что Каллисто очень стара, ей более 4 млрд лет. Поверхность спутника покрыта ледяной корой толщиной 200 км, под которой скрывается внушительный слой жидкой воды. В целом она на 60 % состоит из льда и воды и лишь на 40 % из горных пород и железа.
На поверхности спутника выделяется необычное образование - светлое пятно диаметром 1 600 км, окруженное концентрическими кольцами. Это след от падения огромного метеорита, носящий название Асгард. Каллисто имеет разреженную атмосферу, состоящую из углекислого газа.
Шторм длится четыреста лет
На поверхности Юпитера находится загадочное образование - Большое Красное Пятно. Астрономы наблюдают его уже четыреста лет, и лишь в наши дни стало известно, что оно собой представляет.
Большое Красное Пятно - это гигантский постоянный ураган, который бушует в верхних слоях юпитерианской атмосферы уже несколько веков подряд. Подобных явлений нет нигде больше в Солнечной системе.
Планета, которая поленилась стать звездой
От других планет Юпитер отличается еще и тем, что выделяет в три-четыре раза больше тепла, чем получает от Солнца.
Это означает, что в недрах газового великана происходят процессы, при которых выделяется гигантское количество энергии. Ученые считают, что если бы масса Юпитера была немного больше, он мог бы стать звездой.
|