Солнечная система: Юпитер

Солнечная система: Юпитер

ПОДЕЛИТЬСЯ
Солнечная система: Юпитер

Самой большой планетой Солнечной системы является Юпитер. Масса планеты-гиганта больше земной в 318 раз и в 1050 раз меньше массы Солнца. Экваториальный радиус Юпитера в 11,2 раза больше земного и составляет 71 400 км. Однако точность, с которой был определен радиус Юпитера, недостаточно велика — ошибка может достигать до нескольких сотен километров. Полярный радиус заметно меньше экваториального и равен 66 900 км. Гравитационное ускорение около 2500 см/сек2. Средняя плотность 1,3 г/см3. На диске видно множество деталей, но среди них нет ни одной постоянной. Есть некоторое число деталей, которые наблюдаются в течение столетий, но их положение и вид изменяются. Это означает, что видимая поверхность Юпитера представляет собой облачный покров. Наиболее заметны темные красноватые полосы, вытянутые параллельно экватору. Светлые промежутки между ними называются зонами. Зоны и полосы расчленяются на отдельные пятна различного вида и формы. В 1878 г. на широте -20° было обнаружено образование, названное позднее Красным пятном, занимавшее по долготе 30°. Впоследствии оно уменьшало свою интенсивность, затем несколько увеличивало, но всегда оставалось более слабым, чем в момент открытия. Его можно видеть и сейчас, а просмотр старых зарисовок показал что его наблюдали еще в XVII в., не обращая на него особого внимания.
По движению видимых деталей на поверхности Юпитера был определен его период обращения. Оказалось, что период вращения на разных широтах является различным, аналогично тому, как это имеет место на Солнце. Период вращения увеличивается с ростом широты. На широте Красного пятна он на 5m 10s больше, чем на экваторе. Разные образования расположены, по-видимому, на различных высотах, и бывают случаи, когда наблюдается прохождение одного объекта над другим. Полосатая структура диска Юпитера является следствием преимущественно зонального (т.е. ориентированного вдоль параллелей) направления ветра в атмосфере Юпитера. Механизм, который приводит в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как на Земле. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии тока практически параллельны экватору. Картина усложняется конвективными движениями, которые наиболее интенсивны на границах между гидродинамическими потоками, имеющими разную скорость.

 

рис. Большое красное пятно на Юпитере

В атмосфере Юпитера, так же как и на Земле, могут формироваться циклоны. По различным оценкам, крупные циклоны, образующиеся в атмосфере Юпитера, могут быть достаточно устойчивыми (время жизни до 105 лет). Вероятно, Большое Красное пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера, полученные при помощи аппаратуры, установленной на американских космических аппаратах «Пионер-10» и «Пионер-11», показали, что Большое Красное пятно не является единственным образованием такого типа: имеется несколько устойчивых красных пятен меньшего размера. Спектроскопическими наблюдениями установлено присутствие в атмосфере Юпитера молекулярного водорода Н2, гелия Не, метана СН4, аммиака МН3, этана С2Н6, ацетилена С2Н2 и водяного пара Н2О. По-видимому, элементный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается от солнечного (около 90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых элементов).
Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 1 атм. Облачный слой имеет сложную структуру.
Полное излучение Юпитера почти в 3 раза больше, чем энергия, получаемая от Солнца, при этом большая часть этой энергии обусловлена внутренним источником тепла. В этом смысле Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако доказано, что источником внутренней энергии Юпитера не являются ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленной при гравитационном сжатии планеты (в процессе формирования планеты из протопланетной туманности гравитационная энергия пыли и газа, образующих планету, должна была переходить в кинетическую и затем в тепловую энергию. Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400 К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км — около 1200 К. Расчеты внутреннего строения показывают, что атмосфера Юпитера является очень глубокой (около 104 км), а основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидкой фазе. В толще атмосферы водород и гелий, строго говоря, находятся не в газообразном, а в сверхкритическом состоянии: плотность в нижних слоях атмосферы достигает 0,6-0,7 г/см3 и свойства вещества скорее напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты, возможно, существует твердое ядро из тяжелых элементов.
Юпитер имеет 63 естественных спутника. Первые четыре спутника открыл Галилей — это Ио (I), Европа (II), Ганимед (III) и Каллисто (IV) (они приведены в порядке возрастающих расстояний). Их размеры примерно такие же, как размер Луны, но вследствие большого расстояния от нас их диски (порядка 1″) различаются лишь на пределе. В очень хороших атмосферных условиях опытные наблюдатели видели отдельные пятна па дисках галилеевых спутников, и удалось составить карты основных деталей на их поверхности. Установлено, что галилеевы спутники вращаются вокруг оси синхронно с движением вокруг Юпитера и обращены к нему все время одной стороной. Галилеевы спутники являются объектами 5-6 звездной величины, и их можно наблюдать в любой телескоп или бинокль. Остальные спутники гораздо слабее. Спутник V (Амальтея), открытый Барнардом в 1892 г., является самым близким к планете и находится от нее на расстоянии в 2,56 радиуса планеты. Спутники VI-XIII были открыты уже в ХХ веке по фотографическим наблюдениям. Все они слабые, от 13m до 18m, имеют небольшие размеры и удалены на большие расстояния от Юпитера (от 160 до 332 радиусов планеты). Спутники VIII, IX, XI и XII обращаются вокруг Юпитера в обратном направлении, остальные — в прямом.

 

рис. Сравнительные размеры спутников Юпитера
Источник: astroinformer.com

О чем вы думаете?

Загрузка...
Loading...

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ