Юпитер

Домой

Юпитер - самая большая планета в Солнечной системе, весит он вдвое больше, чем все остальные планеты, вместе взятые. На Юпитере самые короткие сутки из всех планет - 10 часов.

Из-за медленного, величественного перемещения этой планеты среди звезд древние греки дали ей имя своего верховного бога Зевса; в римском пантеоне ему соответствовал Юпитер.

Юпитер стал первой планетой, у которой были открыты спутники – в 1609 году, через год после изобретения телескопа, Галилео Галилей открыл четыре крупнейших спутника Юпитера – Ио, Европу, Ганимед и Каллисто. Быстрое и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников делает их относительно удобными "небесными часами", и моряки долгое время пользвались ими для определения положения корабля в море.

Планета излучает в пространство вдвое больше энергии, чем получает от Солнца; поэтому долгое время считалось, что Юпитер – несостоявшаяся звезда. Но это не так: в Юпитере не протекают термоядерные реакции, как в звездах, он просто хороший аккумулятор тепла и постепенно отдает свое "первородное" тепло, полученное еще при рождении.

Наблюдение

Юпитер - одна из наиболее интересных планет для наблюдения. Обычно он - самая яркая планета после Венеры (хотя время от времени Марс может стать слегка более ярким). Но если Венеру можно видеть только днем или вечером, то Юпитер иногда ярко сверкает всю ночь. Наиболее ярким Юпитер становится во время противостояний, которые повторяются каждые 13 месяцев. В маленький телескоп можно разглядеть наиболее различимые полосы облаков, являющиеся климатическими поясами. Телескоп диаметром 75 мм покажет некоторые крупные детали в облаках планеты. Также в небольшой телескоп можно заметить, что Юпитер сильно сплюснут у полюсов из-за быстрого вращения - его экваториальный диаметр на 9 тыс. км больше полярного. 

Наблюдение Галилеевых спутников

Их можно разглядеть в хороший бинокль или в небольшой телескоп - они выглядят слабенькими звездочками, выстроенными вдоль линии экватора Юпитера и довольно быстро в течение суток меняющими положение.

Структура и атмосфера

Толщина атмосферного слоя Юпитера – 1,000 км. Облака различного состава формируются на различных высотах в зависимости от температуры и давления. Темные полосы и светлые зоны, параллельные экватору, соответствуют атмосферным течениям разного направления. Скорости их – до 100 м/с. На границе разнонаправленных течений образуются гигантские завихрения. Особенно впечатляет Большое Красное Пятно – колоссальный атмосферный вихрь размером около 15 х 30 тысяч километров. Это высотное штормовое облако вращается против часовой стрелки с периодом около недели. Возраст Пятна оценивается в сотни и даже тысячи лет.

При достаточно высоком давлении водород превращается в жидкость. Вся поверхность Юпитера под атмосферой – это огромный океан сжиженного водорода; ниже облаков нет никакой твердой поверхности. Поверхность водородного моря не имеет четкой границы: при больших давлениях на ней образуется газожидкая водородная смесь. Это выгядит как непрерывное "кипение" всей поверхности юпитерианского океана. Падение в него кометы Шумейкеров-Леви 9 в 1994 году вызвало исполинские цунами многокилометровой высоты.

На протяжении 20 тысяч километров вглубь океана быстро увеличиваются давление и температура. На расстоянии 46 тысяч километров от центра Юпитера давление уже достигает 3 млн атмосфер, температура – 11 тысяч градусов. Водород не выдерживает высокого давления и переходит в жидкое металлическое состояние. Молекулы водорода распадаются на атомы, электроны отщепляются, и жидкость становится электропроводящей. Буйные магнитогидро-динамические, электрические и конвекционные процессы генерируют мощное магнитное поле планеты.

Ближе к центру температура достигает 30 тысяч градусов, а давление – 100 млн атмосфер (!): здесь располагается небольшое ядро планеты, состоящее из камня и металлов.

Кольца и спутники

18 известных спутников Юпитера делятся на три группы: восемь внутренних, включая четыре Галилеевых, имеют круговые орбиты, лежащие в экваториальной плоскости планеты; четыре срединных, орбиты которых эллиптичны и наклонены к плоскости экватора планеты на 25-30 градусов; наконец, шесть внешних, которые имеют эллиптические ретроградные орбиты (то есть обращаются с востока на запад). Третья группа - вероятно, астероиды, захваченные притяжением Юпитера. Все спутники, кроме Галилеевых, небольшие. Юпитер имеет узкое неяркое кольцо пыли шириной более 100,000 км.

Мелкие частицы, которые получают электрический заряд при облучении солнечным ветром, обладают очень интересной динамикой: являясь промежуточным случаем между макро- и микротелами, они примерно одинаково реагируют и на гравитационные, и на электромагнитные поля. Именно из таких мелких каменных частиц в основном состоит кольцо Юпитера радиусом 123-129 тыс. км. Это плоское кольцо около 30 км толщиной и очень разреженное.

Ио удалена от Юпитера чуть дальше, чем Луна от Земли. Период обращения Ио равен 42.5 ч. Каждый день Ио видна на новом месте, перебегая с одной стороны на другую. Ио вулканически активна. На ней было обнаружено 12 действующих вулканов, извергающих лаву и пламя. Сейчас Ио – самое вулканически активное тело Солнечной системы. Вулканы на Ио работают практически не переставая.
Доминирующим оранжевым цветом спутник обязан соединениям серы. Из некоторых вулканических кальдер (мест провала вершин вулканов) выплескивается расплавленная черная сера и растекается горячими реками. Крупнейшее лавовое море возле вулкана Локи имеет размер 200 км в поперечнике.
Юпитер своим мощным тяготением создал два приливных горба на поверхности спутника, которые затормозили вращение Ио, так что теперь она всегда обращена к Юпитеру одной стороной – как Луна к Земле.

Европа чуть меньше, чем Ио, и совсем не похожа на свою бурную соседку. Из галилеевых спутников у Европы самая светлая поверхность с явными признаками водяного льда. Видимо, под ледяной корой в несколько десятков километров существует водный океан, а в центре – массивное силикатное ядро. Плотность спутника высока – 3,500 кг/м³.
На Европе нет возвышенностей более 100 м высотой. Из-за молодости поверхности спутника на ней почти не заметно ударных метеоритных кратеров. Ученые нашли на Европе только пять кратеров диаметрами 10-30 км.

Ганимед – крупнейший спутник планеты в Солнечной системе, его диаметр 5,262 км (для сравнения: диаметр Луны 3,474 км). 40% поверхности Ганимеда представляют собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую многочисленными кратерами. Эта кора была частично разломана и обновлена активными геологическими процессами примерно 3.5 млрд лет назад. Ганимед имеет смешанный силикатно-ледяной состав: мантию из водяного льда и каменное ядро. Его плотность вдвое больше плотности воды.

Каллисто – второй по величине спутник в системе Юпитера, его диаметр 4,800 км. По плотности Каллисто лишь немного уступает Ганимеду. Вся древняя ледяная поверхность Каллисто предельно насыщена метеоритными кратерами.

Первые измерения скорости света

Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок: распространяется свет мгновенно или его скорость конечна? Регулярно наблюдая затмения спутников Юпитера и сравнивая эти данные с результатаи расчетов, датчанин Олаф Ремер в 1675 году обнаружил, что наблюдения и вычисления расходятся, если Юпитер и Земля находятся по разные стороны от Солнца: в этом случае затмения спутников запаздывают примерно на 1,000 с. Ремер пришел к правильному выводу, что 1,000 с – как раз время, необходимое свету, чтобы пересечь орбиту Земли по диаметру. Таким образом было получено значение скорости света 215,000 км/с. Истинное значение равно 300,000 км/с – Ремер ошибся из-за отсутствия верных данных о величине диаметра земной орбиты.