Мировые факты
Меню сайта

Юпитер

Юпитер - самая большая и массивная планета в Солнечной системе. Юпитер имеет одиннадцать размеров Земли в поперечнике и диаметр 88 846 миль (142 983 километра). По объему Юпитер проявляет себя как истинный царь планет. Вы могли бы вместить любую другую планету в пределах Юпитера, и при этом у вас все равно остался бы какой-то объем.

Важные факты о Юпитере

Как и солнце, Юпитер в основном состоит из элементов водорода и гелия. Юпитер вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 484 миллиона миль (778 миллионов километров). На таком огромном расстоянии от солнца Юпитер получает от солнца очень мало тепла. В результате его верхние слои атмосферы очень холодные, со средней температурой минус 186 градусов по Фаренгейту. Однако внутренняя часть Юпитера испытывает гораздо более высокие температуры, которые порождают сильные штормы и сильные ветры. Ветер в атмосфере Юпитера может достигать 250 миль в час (402 км/ч). Атмосфера Юпитера составляет около 5000 миль (8046 километров). плотный и состоит в основном из водорода и небольшого количества гелия и метана. Под этими газами находится океан горячего жидкого водорода. Толщина жидкого слоя водорода на Юпитере составляет около 30 000 миль (48 280 километров). Ученые полагают, что под этим слоем находится слой воды и аммиака, а также скалистое ядро диаметром около 4200 миль (6759 километров). Глубоко внутри Юпитера давление в 45 миллионов раз превышает земное, а температура может достигать 20 000 градусов по Фаренгейту (11 000 градусов по Цельсию). Хотя мы в целом знакомы с тем, что водород является газом, глубоко внутри Юпитера он принимает совершенно иную форму. При экстремальных давлениях и температурах внутри Юпитера водород превращается в металлическую жидкость. Подобно металлу, водород может проводить электричество в этом жидком металлическом состоянии. Движущийся электрический заряд также создает магнитное поле. Это море жидкого водорода создает магнитное поле Юпитера, самое большое и мощное из всех планет Солнечной системы.

Каждая планета имеет свои уникальные особенности. В случае Юпитера его наиболее заметными особенностями являются обширные полосы газа, которые простираются через его верхние слои атмосферы. Они делают Юпитер одним из самых потрясающих зрелищ Солнечной системы, и их можно увидеть даже в небольшой телескоп. Сами полосы создаются как прямой результат вращения Юпитера. Юпитер вращается быстрее всех планет Солнечной системы, совершая один оборот каждые десять часов. Экстремальное вращение Юпитера растягивает газы в его атмосфере, в результате чего образуются обширные полосы вещества, которые простираются через верхние слои атмосферы.

Что создает великолепные штормы на Юпитере? На Земле наша погода в основном создается за счет энергии солнца. Поступающее солнечное излучение поглощается атмосферой, превращаясь в запасенную энергию. Наша атмосфера находится в постоянном состоянии, пытаясь быть в равновесии. Однако она никогда не сможет достичь равновесия, потому что поступающего солнечного излучения всегда больше. Вместо этого атмосфера высвобождает накопленное тепло в виде штормов и ветра. Юпитер находится намного дальше от Солнца, чем Земля, и получает гораздо меньше солнечной энергии, чем мы. Чтобы привести в действие его штормы размером с планету, что-то другое, кроме солнца, должно производить огромное количество тепла. Как оказалось, этим источником тепла является сам Юпитер. Глубоко внутри Юпитера давление резко возрастает, что, в свою очередь, приводит к резкому росту температуры внутри Юпитера. Интенсивное тепло из недр Юпитера выходит наружу (тепло поднимается) к верхушкам облаков планеты. Эти конвекционные потоки создают все бури, которые бушуют в атмосфере Юпитера. Некоторые из этих штормов, такие как Большое Красное пятно, могут вырасти до размеров, во много раз превышающих размеры Земли.

Как и все другие планеты, Юпитер возник из протопланетного диска, который вращался вокруг Солнца более 4,5 миллиардов лет назад. В настоящее время Юпитер вращается на среднем расстоянии 484 миллионов миль (778 миллионов километров) от Солнца, но так было не всегда. Астрономы полагают, что Юпитер, вероятно, сформировался гораздо дальше от Солнца, чем его нынешняя орбита. В начале истории Солнечной системы между орбитами формирующихся планет наблюдалась гораздо большая концентрация пыли и мусора. Когда формировался Юпитер, большое количество отходов создавало своего рода планетарное трение, когда Юпитер перемещался по Солнечной системе. Обломки притянулись к Юпитеру, заставив газовый гигант замедлиться и упасть к солнцу. Астрономы полагают, что этот процесс привел к тому, что Юпитер переместился с дальних окраин Солнечной системы на свою нынешнюю орбиту. Однако у этого процесса есть проблема. Почему Юпитер перестал замедляться и двигаться по своей нынешней орбите? Мы знаем, что заставило Юпитер двигаться, но что могло заставить его остановиться? Сразу за Юпитером формировалась еще одна гигантская планета - Сатурн. Хотя Сатурн намного менее массивен, чем Юпитер, его гравитационное притяжение сумело остановить движение Юпитера к Солнцу. Юпитер также помог стабилизировать орбиту Сатурна, и оба в конечном итоге вышли на свои текущие орбиты.

История наблюдений Юпитера

Поскольку Юпитер виден невооруженным глазом, о его существовании известно с древних времен. Первые зарегистрированные наблюдения Юпитера были сделаны вавилонскими астрономами почти 3000 лет назад. Как один из самых ярких объектов на земном небе, культуры часто ассоциировали Юпитер с царем богов. В греческой мифологии Юпитер считался Зевсом. Имя Юпитер происходит от римского эквивалента Зевса.

До изобретения телескопа у астрономов не было никакой возможности узнать что-либо о Юпитере. В 1610 году все изменилось, когда Галилео Галилей направил свой телескоп на Юпитер. Галилей был не только первым человеком, наблюдавшим другую планету в телескоп, но и обнаружил четыре спутника на орбите вокруг Юпитера. Галилей нашел первое наблюдательное доказательство того, что геоцентрическая модель Вселенной неверна. Галилей нашел доказательства того, что не все вращается вокруг Земли. Подтверждение Галилеем гелиоцентрической модели поставило его в неловкое положение перед Церковью, и, к сожалению, Галилея судили и приговорили к домашнему аресту до конца его жизни. Несмотря на попытки Церкви заставить замолчать Галилея и его открытия, Галилей открыл шлюзы открытий. Это был только вопрос времени, когда другие астрономы направят свои телескопы на небеса.

В 1660-х годах астроном Джованни Кассини использовал более совершенный телескоп, чем тот, которым пользовался Галилей. Кассини обнаружил большие полосы, протянувшиеся по всей поверхности Юпитера, а также большие пятна, которые позже будут идентифицированы как большие штормы. Кассини, возможно, даже наблюдал Большое Красное пятно Юпитера, хотя этот спорный факт может быть или не быть точным. Первое подробное наблюдение Большого Красного пятна было сделано фармацевтом по имени Генрих Швабе в 1831 году, хотя о его существовании, вероятно, было известно и раньше.

Юпитер находится так далеко от Земли, что даже когда телескопы продолжали развиваться, о Юпитере было известно очень мало. Только в 1970-х годах ученые послали роботизированный космический корабль на Юпитер для изучения газового гиганта. Первая миссия к Юпитеру была осуществлена в 1973 году с помощью космического аппарата NASA Pioneer 10. Год спустя "Пионер-11" совершил еще один облет Юпитера. "Пионер-10" и "Пионер-11" дали ученым первые снимки Юпитера вблизи и предоставили самую раннюю информацию об атмосфере и физических характеристиках Юпитера. В 1979 году Юпитер посетил дважды: один раз "Вояджер-1" и один раз "Вояджер-2". Миссия "Вояджера" предложила ученым самые подробные наблюдения за четырьмя крупнейшими спутниками Юпитера, развеяв некоторые представления о лунах и показав, что спутники могут быть такими же интересными, как и планеты, вокруг которых они вращаются. К сожалению, эти четыре космических аппарата смогли совершить лишь краткие облеты Юпитера. Хотя полеты предоставляют огромное количество данных, они, как правило, вызывают больше вопросов, чем дают ответов. В 1989 году НАСА запустило космический зонд Galileo, миссия которого состояла в том, чтобы стать первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту вокруг Юпитера. В 1995 году "Галилео" вышел на орбиту и оставался там в течение семи лет. Галилей также привез с собой еще один зонд. Этот другой космический аппарат был запущен с "Галилео" и вошел в атмосферу Юпитера, развив скорость 1600 миль в час (2575 км/ч). Космическому кораблю удалось продержаться почти целый час, прежде чем экстремальные условия в атмосфере Юпитера уничтожили его. На сегодняшний день миссия Galileo раскрыла большую часть того, что известно о Юпитере, но, к счастью, это была не последняя миссия на Юпитер. В 2016 году космический аппарат НАСА "Юнона" вышел на орбиту вокруг Юпитера и останется там до 2025 года.

Есть ли у Юпитера твердая поверхность?

В течение десятилетий астрономы ломали голову над внутренним строением Юпитера. Есть ли у Юпитера твердое ядро или оно насквозь состоит из газа? Данные с космического корабля "Юнона", по-видимому, указывают на то, чего астрономы не предсказывали. Ядро Юпитера не является твердым или газообразным, оно разрежено и состоит как из тяжелых элементов, так и из горных пород, наряду с более легкими элементами - водородом и гелием. Модели формирования планет предполагают, что Юпитер начал свою жизнь как каменистый мир, масса которого во много раз превышает массу Земли. По мере того как Юпитер накапливал все больше массы, он становился достаточно большим, чтобы срастаться легче элементы в его атмосферу. По мере того как масса Юпитера продолжала стремительно расти, происходил процесс стремительной аккреции. Таким образом, астрономы предсказали, что Юпитер либо все еще обладает своим скалистым ядром, либо оно подверглось эрозии за последние 4,5 миллиарда лет. Чтобы определить, из чего на самом деле состоит центр, Юнона точно измерила гравитационное поле Юпитера, чтобы определить его внутренний состав. Астрономы были поражены тем, что показали эти данные. Ядро Юпитера одновременно каменистое и газообразное. Астрономы изначально предсказывали, что многие более легкие элементы вряд ли будут существовать при такой экстремальной температуре глубины внутри Юпитера, главным образом потому, что более тяжелые элементы опустились бы внутрь. Когда Юнона обнаружила, что ядро Юпитера состоит как из скалистого материала, так и из более легкого материала, астрономам потребовалось пересмотреть модели формирования Юпитера. Астрономы теперь полагают, что Юпитер, возможно, подвергся серии столкновений с другими формирующимися планетами. Лобовое столкновение с планетой, масса которой примерно в десять раз превышает массу Земли, может объяснить разреженное ядро Юпитера. Эта теоретическая Суперземля будет содержать около восьми земных масс камня и льда, в то время как она будет содержать две земные массы водорода и гелия. Когда формирующийся мир столкнулся с молодым Юпитером, он слился с Юпитером вместе со всем его материалом. В результате удара по ядру Юпитера образовалась бы разбавленная внутренняя часть, состоящая из камня, льда и более легких элементов.

Большое Красное Пятно

Стихийные бедствия на Земле являются постоянным напоминанием о том, насколько разрушительной может быть природа, но то, что мы испытываем на Земле, каким бы разрушительным оно ни казалось, ничтожно мало по сравнению с другими мирами нашей солнечной системы. На Юпитере находится одна из самых известных штормовых систем, когда-либо открытых: Большое Красное пятно. Возраст Большого Красного Пятна полностью неизвестен, но ученые знают, что оно существует по крайней мере последние 350 лет. Самые ранние наблюдения Большого Красного пятна датируются концом 1600-х годов, что говорит о том, что этот гигантский шторм, возможно, на самом деле сформировался гораздо раньше. Первые снимки Большого Красного пятна вблизи были сделаны в 1970-х годах с помощью космических аппаратов Pioneer 10 и Voyager 1. Они обнаружили ошеломляющий шторм, который когда-то достигал 64 373 миль (40 000 километров) в поперечнике, что примерно в три раза больше, чем на Земле. Однако в начале 21 века астрономы начали наблюдать изменение в крупнейшем шторме Солнечной системы. Только за последние 20 лет Большое Красное пятно уменьшилось почти на 50%, и некоторые ученые предсказывают, что когда-нибудь шторм может полностью исчезнуть. Однако вполне возможно, что то, что мы видим как Большое Красное Пятно, - это всего лишь его верхние слои. Нижележащие участки шторма все еще могут иметь свои первоначальные размеры. Интересно, что причина, по которой Большое Красное Пятно красного Цвета, в некотором роде загадка. Одно из объяснений заключается в том, что Большое Красное пятно содержит большое количество органических соединений, называемых толинами, которые, как показали земные лаборатории, излучают красноватый цвет.

Большое Красное пятно (GRS) - самая большая буря в Солнечной системе, имеющая ширину более 9 900 миль (16 000 километров). Это делает его примерно в 1,3 раза больше Земли. Астрономы наблюдали за ОТО на протяжении веков, но до сих пор остается загадкой, как образовалась ОТО и почему она вообще красного цвета. Однако это не значит, что не существует каких-то хороших теорий. Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что соединение гидросульфид аммония может покраснеть при определенном количестве ультрафиолетового излучения.

Интересно, что ученые обнаружили это же соединение в атмосфере Юпитера. Поступающая солнечная радиация может сделать гидросульфид аммония в атмосфере Юпитера красным. Кроме того, спектральный анализ гидросульфида аммония под ультрафиолетовым излучением выявил сходный состав и цвет с GRS. Однако между двумя спектрами существует достаточное различие, чтобы гидросульфид аммония, вероятно, не был единственным фактором. Ученые также обнаружили доказательства того, что ГР могут содержать органические соединения.

GRS имеет более низкую температуру, чем большая часть атмосферы Юпитера. Как ни странно, область непосредственно над GRS более горячая, чем где-либо еще в атмосфере Юпитера. Точная причина этого избытка тепла остается загадкой. Вполне возможно, что звуковые волны, создаваемые мощными грозами Юпитера, создают трение в области над GRS, нагревая ее до температур, более высоких, чем окружающая среда. GRS сокращается в течение последних нескольких десятилетий по причинам, которые до конца не поняты. Когда космический корабль "Вояджер" посетил Юпитер в конце 1970-х годов, они обнаружили, что GRS в три раза больше Земли. К 2004 году объем ГР сократился почти на 50%. Астрономы не уверены, указывают ли эти наблюдения на то, что GRS медленно исчезает, или эти изменения являются нормальными колебаниями, которые происходили в прошлом. Если скорость усадки сохранится, GRS может стать круглой к 2040-м годам.

Спутники Юпитера

Юпитер является домом для второй по величине системы лун в Солнечной системе. Считается, что на орбите вокруг Юпитера находится 79 спутников, но не все из них подтверждены на 100%. На данный момент у Юпитера 53 названных спутника. Большинство этих лун - маленькие, изрытые кратерами, бесплодные миры, но четыре самых больших спутника Юпитера - это нечто совершенно иное. Ганимед - самый большой спутник Юпитера и самый большой спутник в Солнечной системе. Его диаметр составляет 5268 миль (8478 километров), что делает его больше планеты Меркурий. Ганимед чем-то похож на нашу Луну, хотя и сильно отличается. Ганимед состоит в основном из силикатных пород и водяного льда. Он имеет жидкое ядро, богатое железом, и, вероятно, имеет подповерхностный океан, в котором содержится больше воды, чем во всех земных океанах вместе взятых. Более темные области Луны покрыты ударными кратерами, в то время как более светлые области имеют меньше ударных кратеров. Почему эти различия существуют на Ганимеде, остается неизвестным. Ганимед имеет очень разреженную, богатую кислородом атмосферу, содержащую O, O2 и O3 (озон). Открытие Ганимеда приписывают Галилею, который впервые наблюдал Луну 7 января 1610 года.

Каллисто - один из четырех галилеевых спутников Юпитера, второй по величине из спутников Юпитера и третий по величине спутник в Солнечной системе в целом. Его диаметр составляет 3000 миль (4821 километр), что на 99% соответствует размеру Меркурия. В отличие от других галилеевых лун, Каллисто не испытывает никакого приливного нагрева. Вращение Каллисто связано с приливом Юпитера, поэтому одно и то же полушарие всегда обращено к Юпитеру, в то время как другая сторона всегда обращена в сторону от планеты-гиганта. На поверхности Луны были обнаружены различные соединения, такие как водяной лед, углекислый газ, силикаты и органические соединения. Исследования, проведенные космическим аппаратом Galileo, показали, что Каллисто имеет силикатное ядро. Поверхность Каллисто - самая старая и наиболее сильно изрытая кратерами поверхность в Солнечной системе. На Каллисто нет никаких признаков какой-либо геологической активности или какой-либо подповерхностной деятельности. Считается, что Луна эволюционировала в первую очередь под влиянием ударов. Каллисто имеет очень разреженную атмосферу, состоящую из углекислого газа и молекулярного кислорода. Каллисто, вероятно, образовалась в результате аккреции газово-пылевого диска, который должен был окружать Юпитер во время его формирования.

Ио - самая внутренняя из четырех галилеевых лун и четвертая по величине луна в Солнечной системе. Он имеет самую высокую плотность среди всех Лун и самую сухую поверхность в Солнечной системе. В 1979 году космический корабль "Вояджер" обнаружил нечто, что потрясло ученых: открытие первого геологически активного мира, отличного от Земли. Хотя о существовании Ио было известно со времен Галилея, только после миссий "Вояджера" ученые узнали, что Ио геологически активна. На Луне насчитывается около 400 действующих вулканов, что делает Ио самым геологически активным объектом в Солнечной системе по сравнению с его размерами. Чрезвычайная геологическая активность, вероятно, вызвана приливным трением, вызванным гравитационным притяжением Юпитера и притяжением других галилеевых лун. Несколько вулканов Ио производят шлейфы серы и диоксида серы, которые могут достигать высоты 310 миль (500 километров). Некоторые вулканы Ио имеют более высокие вершины, чем Эверест. Ио в основном состоит из силикатных пород, окружающих ядро из расплавленного железа. Это делает Ио уникальным спутником во внешней части Солнечной системы, поскольку большинство спутников состоят в основном из водяного льда, а не из силикатных пород. Экстремальный вулканизм на Ио ответственен за все его геологические особенности. Его большие вулканические шлейфы изменяют поверхность и окрашивают ее в различные цвета, включая желтый, красный, черный и зеленый.

Когда космические аппараты "Вояджер" отправили первые снимки Европы крупным планом, астрономы были поражены тем, что они увидели. Европа - одна из многочисленных лун Юпитера, диаметр которой немного меньше нашего спутника. Перед полетами "Вояджера" астрономы предсказывали, что спутники внешней солнечной системы, вероятно, будут похожи по внешнему виду на нашу Луну. Понимание заключалось в том, что маленькие тела быстро теряют тепло после образования, поэтому луны будут выделять большую часть своего внутреннего тепла и станут холодными и сухими. Вот почему наше стереотипное представление о лунах состоит в том, что они серые и покрыты кратерами. В конце концов, большинство лун в нашей солнечной системе холодные и сухие. Однако некоторые из них, похоже, прямо взяты из научной фантастики. Внешняя солнечная система оказалась домом для самых разнообразных спутников, причем многие из них кардинально отличались от всего, что могли предсказать астрономы. Европа была одной из таких не поддающихся логике лун.

Когда космические аппараты "Вояджер" отправили первые снимки Европы крупным планом, астрономы были поражены тем, что они увидели. Европа - одна из многочисленных лун Юпитера, диаметр которой немного меньше нашего спутника. До полетов "Вояджера" астрономы предсказывали, что спутники внешней солнечной системы, вероятно, будут похожи по внешнему виду на нашу Луну. Понимание состояло в том, что маленькие тела быстро теряют тепло после образования, и поэтому луны будут выбрасывать большую часть своего внутреннего тепла и станут холодными и сухими. Вот почему наше стереотипное представление о лунах состоит в том, что они серые и покрыты кратерами. В конце концов, большинство лун в нашей солнечной системе холодные и сухие. Однако есть и такие, которые кажутся прямиком из научной фантастики. Внешняя солнечная система оказалась домом для самых разнообразных спутников, причем многие из них кардинально отличались от всего, что могли предсказать астрономы. Европа была одной из таких не поддающихся логике лун. Снимки поверхности крупным планом показали мир, покрытый трещинами и трещинами, наряду с отсутствием ударных кратеров. Европа почти полностью состоит из водяного льда и силикатных пород. Полоски трещин по всей поверхности Европы есть регионы, где лед раскололся, подобно тому, как ледяные пласты тают и отделяются от более крупных ледяных массивов на Земле. Это обычное наблюдение в Антарктиде, где более высокие температуры частично растапливают лед, заставляя его трескаться и раскалываться в разное время года. Тот факт, что это происходило на Европе, удивил астрономов. Эти события происходят на Земле, потому что наш мир согревается как внутренним теплом, так и теплом от солнца. Европа находится на много миллионов километров дальше от Солнца, чем мы, и, следовательно, солнце не может быть ответственно за таяние льдов Европы. Как оказалось, Европа генерирует внутреннее тепло, которое выходит наружу из ядра. Это тепло нагревает и плавит подповерхностный лед, создавая океан жидкой воды, глубина которого может достигать 100 км, что намного глубже, чем самые глубокие океаны на Земле. Причина этой внутренней энергии оставалась загадкой, пока астрономы не обратились за ответом к Юпитеру. Как и все, что находится на орбите, Европа движется вокруг Юпитера по эллипсу. Это означает, что в некоторых точках Европа находится ближе к Юпитеру, в то время как в других - дальше. Это изменение расстояния также приводит к изменению силы тяжести, которую испытывает Европа. Когда он находится дальше, Юпитер притягивает Европу немного меньше, чем когда он ближе. Это изменение гравитационной энергии буквально раскачивает Европу взад и вперед по своей орбите. Это изгибание создает трение внутри ядра Европы, которое, в свою очередь, выделяет тепло, которое нагревает внутренности Европы. Тепло выходит наружу из ядра и плавит подземный лед, создавая огромный океан жидкой воды.

Снимки поверхности крупным планом показали мир, покрытый трещинами и трещинами, и отсутствие ударных кратеров. Европа почти полностью состоит из водяного льда и силикатных пород. Трещины, пронизывающие поверхность Европы, - это области, где лед раскололся, очень похожие на то, как ледяные пласты тают и отделяются от более крупных ледяных массивов на Земле. Это обычное наблюдение в Антарктиде, где более высокие температуры частично растапливают лед, заставляя его трескаться и раскалываться в разное время года. Тот факт, что это происходило на Европе, удивил астрономов. Эти события происходят на Земле, потому что наш мир согревается как внутренним теплом, так и теплом от солнца. Европа находится на много миллионов километров дальше от Солнца, чем мы, и, следовательно, солнце не может быть ответственно за таяние льдов Европы. Как оказалось, Европа генерирует внутреннее тепло, которое выходит наружу из ядра. Это тепло нагревает и плавит подповерхностный лед, создавая океан жидкой воды, глубина которого может достигать 100 км, что намного глубже, чем самые глубокие океаны на Земле. Причина этой внутренней энергии оставалась загадкой, пока астрономы не обратились за ответом к Юпитеру. Как и все, что находится на орбите, Европа движется вокруг Юпитера по эллипсу. Это означает, что в некоторых точках Европа находится ближе к Юпитеру, в то время как в других - дальше. Это изменение расстояния также приводит к изменению силы тяжести, которую испытывает Европа. Когда он находится дальше, Юпитер притягивает Европу немного меньше, чем когда он ближе. Это изменение гравитационной энергии перемещает Европу вперед и назад по своей орбите. Это изгибание создает трение внутри ядра Европы, которое, в свою очередь, выделяет тепло, которое нагревает внутренности Европы. Тепло выходит наружу из ядра и плавит подземный лед, создавая огромный океан жидкой воды.

Диаметр

88 846 миль (142 984 километра)

Масса

318 Земель

Луны

79

Кольца

4

Расстояние от Солнца

484 миллиона миль (778 миллионов километров)

Продолжительность года

4329 земных дней

Продолжительность дня

10 часов

Температура поверхности

Минус 186 градусов по Фаренгейту (минус 121 градус по Цельсию)

Состав атмосферы

90% водорода, 10% гелия

Состав поверхности

Водород, гелий, водяной лед

Дата обнаружения

Более 3000 лет назад

Обнаруженный с помощью

Вавилонские астрономы

Это интересно: