Планета Юпитер: характеристики, состав и атмосфера
В предыдущих статьях мы рассказали обо всех характеристиках солнечная система. В этом случае мы сосредоточимся на планета Юпитер. Это пятая по величине планета от Солнца и самая большая во всей Солнечной системе. В римской мифологии его называли царем богов. Это не больше и не меньше, чем в 1.400 раз больше Земли по размеру. Однако его масса всего примерно в 318 раз больше массы Земли, поскольку она в основном газообразна.
Вы хотите знать все, что связано с планетой Юпитер? В этом посте мы подробно разберем это. Тебе просто нужно продолжать читать 🙂
Индекс
- 1 Характеристики Юпитера
- 2 Атмосфера и динамика
- 3 Состав, структура и магнитное поле
- 4 Самые важные спутники
Характеристики Юпитера
Плотность Юпитера составляет примерно четверть плотности нашей планеты. Однако интерьер в основном состоит из газы водород, гелий и аргон.
Водород настолько сжат, что находится в металлическом жидком состоянии. На нашей планете этого не происходит. Из-за большого расстояния и сложности изучения внутренней части этой планеты еще не известно, из чего состоит ядро. Предполагается, что это скальные материалы в виде льда, учитывая очень низкие температуры.
Что касается его динамики, один оборот вокруг Солнца каждые 11,9 земных лет. Из-за расстояния и более длинной орбиты вокруг Солнца требуется больше времени, чем у нашей планеты. Он находится на орбитальном расстоянии 778 миллионов километров. У Земли и Юпитера есть периоды, когда они перемещаются все ближе и дальше друг от друга. Это потому, что их орбиты различаются по годам. Каждые 47 лет расстояние между планетами меняется.
Минимальное расстояние между двумя планетами составляет 590 миллионов километров.
Атмосфера и динамика
Экваториальный диаметр Юпитера составляет 142.800 километров. Чтобы повернуться вокруг своей оси, требуется всего около 9 часов 50 минут. Это быстрое вращение и почти весь его состав из водорода и гелия вызывают утолщение экватора, которое можно увидеть, если посмотреть на планету в телескоп. Вращение не равномерное, и тот же эффект заметен на Солнце.
Его атмосфера очень глубокая. Можно сказать, что он охватывает всю планету изнутри и снаружи. Он чем-то похож на Солнце. Он состоит в основном из водорода и гелия с другими небольшими количествами метана, аммиака, водяного пара и других соединений. Если мы углубимся в Юпитер, давление настолько велико, что атомы водорода ломаются, высвобождая свои электроны. Это происходит таким образом, что образующиеся атомы состоят исключительно из протонов.
Так было получено новое состояние водорода — металлический водород.
Его основная характеристика заключается в том, что он имеет те же свойства, что и электропроводящий жидкий материал.
Его динамика отражается в некоторых продольных цветных полосах, атмосферных облаках и штормах. Характер облачности меняется за часы или дни Эти полосы ценятся больше из-за пастельных тонов облаков. Эти цвета видны в Большое красное пятно Юпитера. Это, пожалуй, самый известный бренд на планете. И это сложный шторм с овальной формой и цветовыми вариациями от кирпично-красного до розового. Он движется против часовой стрелки и был активен долгое время.
Состав, структура и магнитное поле
Как упоминалось ранее, спектроскопические наблюдения с Земли показали, что большая часть атмосферы Юпитера состоит из молекулярного водорода. Инфракрасные исследования показывают, что 87% — водород, а остальные 13% — гелий.
Наблюдаемая плотность позволяет нам сделать вывод, что внутренняя часть планеты должна иметь такой же состав атмосферы.
Эта огромная планета состоит из двух самых легких и самых распространенных элементов во Вселенной. Это делает его состав очень похожим на состав Солнца и других звезд.
Следовательно, Юпитер вполне мог образоваться в результате прямой конденсации первичной солнечной туманности. Это огромное облако межзвездного газа и пыли, из которого образовалась вся наша солнечная система.
Юпитер излучает примерно вдвое больше энергии, чем получает от Солнца. Источник, который высвобождает эту энергию, исходит из медленного гравитационного сжатия всей планеты. Она должна быть в сто раз больше, чтобы масса начала ядерные реакции, подобные реакциям Солнца и звезд. Можно сказать, что Юпитер — тусклое Солнце.
Атмосфера имеет турбулентный режим, и существует много типов облаков. Это очень холодно. Периодические колебания температуры в верхних слоях атмосферы Юпитера выявляют закономерность изменения ветров, подобную той, что наблюдается в экваториальной области стратосферы Земли.
Хотя только внешняя часть Юпитера может быть изучена с полной ясностью, расчеты показывают, что температура и давление увеличиваются по мере того, как мы продвигаемся дальше вглубь планеты. Предполагается, что ядро планеты может быть похоже на ядро Земли.
В глубине самых внутренних слоев создается юпитерианское магнитное поле. На поверхности магнитное поле превышает земное примерно в 14 раз. Однако его полярность противоположна полярности нашей планеты. Один из наших компасов указывал бы с севера на юг. Это магнитное поле порождает огромные радиационные пояса из захваченных заряженных частиц. Эти частицы окружают планету на расстоянии 10 миллионов километров.
Самые важные спутники
К настоящему времени зарегистрировано 69 естественных спутников Юпитера. Более поздние наблюдения показали, что средняя плотность самых больших лун соответствует очевидной тенденции самой Солнечной системы. Основные спутники называются Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
Первые два ближе к планете, плотные и каменистые. С другой стороны, Ганимед и Каллисто более далеки и состоят из льда с гораздо меньшей плотностью.
Во время формирования этих спутников близость к центральному телу заставляет наиболее летучие частицы конденсироваться и образовывать эти агрегаты.
С этой информацией вы сможете лучше узнать эту великую планету.
самая крупная планета Солнечной системы. Планета Юпитер: описание и интересные факты
Юпитер — самая крупная планета Солнечной системы. Расположена она на пятой орбите от Солнца.
Юпитер получил своё название в честь древнего верховного бога-громовержца. Вероятно, из-за того, что известна планета была с давних времён и иногда встречалась в мифологии.
Характеристика планеты Юпитер
Масса и размер.
Если сопоставить размеры Юпитера и Земли — можно понять, насколько сильно они отличаются. Юпитер превосходит по радиусу нашу планету более чем в 11 раз.
При этом масса Юпитера больше массы Земли в 318 раз! И это ещё сказывается маленькая плотность гиганта (уступает земной почти в 5 раз).
Строение и состав.
Ядро планеты, что весьма интересно, является каменным. Его диаметр около 20 тысяч километров.
Затем следует слой металлического водорода, имеющий вдвое больший диаметр, нежели ядро. Температура этого слоя колеблется от 6 до 20 тысяч градусов.
Следующий слой составляет субстанция из водорода, гелия, аммиака, воды и другого. Её толщина также около 20 тысяч километров. Что интересно, у поверхности этот слой имеет газообразную форму, но потом постепенно переходит в жидкую.
Ну и последний, внешний слой — состоит, по большей части, из водорода. Также есть некоторая часть гелия и чуть меньше — других элементов.
Этот слой газообразный.
Орбита и вращение.
Скорость движения Юпитера по орбите не очень велика. Полный оборот вокруг центральной звезды планета совершает почти за 12 лет.
Про планету Юпитер
Атмосфера.
Атмосфера Юпитера состоит примерно на 89% из водорода и 8-10% из гелия. Оставшиеся крохи приходятся на метан, аммоний, воду и другое.
При наблюдении издалека, хорошо видны полосы Юпитера — различные по составу, температуре и давлению слои атмосферы. Они даже цвет имеют разные — одни светлее, другие темнее. Иногда они движутся вокруг планеты в различных направлениях и почти всегда — с различной скоростью, что весьма красиво.
В атмосфере Юпитера происходят ярко выраженные явления: молнии, штормы и другие. Они имеют куда большие масштабы, нежели на нашей планете.
Температура.
Несмотря на удалённость от Солнца, температуры на планете весьма высокие.
Но происходит это вовсе не равномерно. Особенно для его атмосферы — изменение температуры в разных её слоях происходит довольно неожиданным образом. Пока что не удаётся объяснить все такие изменения.
Интересное о планете Юпитер
— Из-за быстрого вращения вокруг своей оси, Юпитер немного вытянут в высоту. Так, экваториальный его радиус превосходит полярный почти на 5 тысяч километров (71,5 тысяч км и 66,8 тысяч км соответственно).
— Диаметр Юпитера максимально приближен к пределу для планет подобного типа строения. При теоретическом дальнейшем увеличении планеты — она стала бы сжиматься, а её диаметром при этом оставался бы почти неизменным. Таким, который она имеет и сейчас.
Такое сжатие привело бы к появлению новой Звезды.
— В атмосфере Юпитера находится гигантский непрекращающийся ураган — так называемое Красное пятно Юпитера (из-за его цвета при наблюдении).
Размеры этого пятна превышает несколько диаметров Земли! 15 на 30 тысяч километров — примерно таковы его размеры (и это он ещё уменьшился в 2 раза за последние 100 лет).
— Планета имеет 3 очень тонких и незаметных кольца.
— На Юпитере идут дожди из алмазов.
— Юпитер имеет самое большое количество спутников среди всех планет Солнечной системы — 67.
На одном из этих спутников, Европе, находится глобальный океан, достигающий глубины 90 километров. Объём воды в этом океане больше объёма океанов Земли (хотя по размерам спутник заметно уступает Земле). Возможно, в этом океане есть живые организмы.
Из чего сделан Юпитер?
Массивный Юпитер, состоящий преимущественно из водорода и гелия, очень похож на крошечную звезду. Но, несмотря на то, что это самая большая планета в Солнечной системе, у газового гиганта просто нет массы, необходимой для того, чтобы подтолкнуть его к звездному статусу.
Поверхность Юпитера
Когда ученые называют Юпитер газовым гигантом, они не преувеличивают.
Если вы прыгнете с парашютом на Юпитер в надежде приземлиться, вы никогда не добьетесь твердого приземления. Атмосфера Юпитера равна 90 процентов водорода. Остальные 10 процентов почти полностью состоят из гелия, хотя внутри есть небольшие следы других газов.
Эти газы наслаиваются друг на друга, образуя слои, простирающиеся вниз. Поскольку твердой земли нет, поверхность Юпитера определяется как точка, где атмосферное давление равно земному. В этот момент притяжение почти в два с половиной раза сильнее, чем на нашей планете.
Встать на эту поверхность было бы невозможно, так как это просто еще один слой газа. Космические корабли и астронавты только утонут в грязи. Зонд или космический корабль, летящий дальше к центру планеты, будет продолжать находить только густые облака, пока не достигнет ядра.
Ядро Юпитера
Детали о ядре Юпитера найти сложно. Ученые считают, что плотное центральное ядро может быть окружено слоем металлического водорода, а сверху еще одним слоем молекулярного водорода.
Ученые не уверены в том, насколько твердым может быть ядро Юпитера. В то время как некоторые теоретизируют, что ядро представляет собой горячий расплавленный шар жидкости, другие исследования показывают, что это может быть твердая порода, масса которой в 14–18 раз превышает массу Земли. Температура в ядре оценивается примерно в 35 000 градусов по Цельсию (63 000 градусов по Фаренгейту).
Дискуссии о ядре Юпитера даже не начинались до конца 1990-х годов, когда гравитационные измерения показали, что масса центра газового гиганта составляет от 12 до 45 масс Земли. И то, что у него было ядро в прошлом, не означает, что оно будет и сегодня — новые данные свидетельствуют о том, что ядро газового гиганта может таять.
Не совсем звезда
Как и Солнце, Юпитер состоит преимущественно из водорода и гелия. Но в отличие от Солнца, ему не хватает необходимого количества для начала синтеза, процесса, который подпитывает звезду. Юпитер должен быть в 75-80 раз массивнее, чем в настоящее время, чтобы считаться звездой.
Если бы все планеты Солнечной системы сформировались как часть газового гиганта, у него все равно не было бы достаточной массы. Тем не менее сам по себе Юпитер в два с половиной раза больше, чем все остальные планеты Солнечной системы вместе взятые.
— Нола Тейлор Редд, автор SPACE.com
(Изображение предоставлено Карлом Тейтом, SPACE.com)Связано:
- Как далеко Юпитер?
- Атмосфера Юпитера: состав и Большое красное пятно
- Как образовался Юпитер?
- Какова температура Юпитера?
- Насколько велик Юпитер?
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Нола Тейлор Тиллман — автор статей для Space.com. Она любит все, что связано с космосом и астрономией, и наслаждается возможностью узнать больше.
Она имеет степень бакалавра английского языка и астрофизики в колледже Агнес Скотт и проходила стажировку в журнале Sky & Telescope. В свободное время она обучает своих четверых детей дома. Подпишитесь на нее в Twitter на @NolaTRedd
Из чего состоит Юпитер и имеет ли он твердое ядро?
Юпитер иногда называют «неудавшейся звездой» по уважительной причине. Газовый гигант является самой большой планетой в Солнечной системе с большим отрывом и в основном состоит из водорода и гелия, как и Солнце. Но, несмотря на то, что Юпитер в 318 раз больше Земли, он недостаточно массивен, чтобы гравитация могла вызвать ядерный синтез, который поднял бы его до звездного статуса.
Вьющиеся разноцветные облака Юпитера на этом крупном плане с улучшенными цветами, сделанном камерой видимого света Juno в 2018 году. Предоставлено: f NASA/JPL-CALTECH/SwRI/MSSS. Пятая планета от Солнца имеет атмосферу, состоящую примерно на 90% из водорода и примерно на 10% из гелия со следовыми количествами других газов.
К ним относятся водяной пар, метан, сероводород, неон, кислород, фосфин, углерод, этан, кристаллы серы и аммиака, согласно спектральному анализу планеты.
Атмосфера неоднородна: газы наслаиваются друг на друга, образуя несколько слоев, простирающихся вниз, включая слой сверхкритического водорода (точка, в которой не существует отдельных жидких и газовых фаз).
РЕКЛАМА
Эти слои не обязательно связаны со знаменитыми полосами Юпитера. На самом деле это результат сочетания быстрого вращения планеты и резкой разницы температур в разных регионах. Земля делает один оборот за 24 часа, тогда как Юпитер делает один оборот примерно за 9,5 часов. Однако поверхность Земли на экваторе вращается со скоростью около 1000 миль в час, в то время как верхние слои облаков на экваторе Юпитера движутся со скоростью почти 28 000 миль в час. Экватор Юпитера также нагревается сильнее, чем на полюсах. Физика, ответственная за полосы Юпитера, на самом деле очень похожа на ту, что отвечает за пассаты у экватора и струйные течения у полюсов на Земле.
Но, в отличие от Земли, Юпитер не имеет твердой поверхности, поэтому посетитель, путешествующий через атмосферу Юпитера на космическом корабле, просто прорвется сквозь туман, как нож. Однако для практических целей ученые считают поверхность Юпитера геодезической линией, где атмосферное давление равно земному на уровне моря — в этой точке гравитация в 2,5 раза мощнее, чем на Земле.
Однако этот гипотетический космический корабль не просто оказался бы на другой стороне планеты, если бы продолжал лететь по прямой — в какой-то момент он врезался бы в ядро Юпитера, температура которого оценивается примерно в 35 000 градусов по Цельсию (63 000 градусов по Фаренгейту).
Есть ли у Юпитера твердое ядро?
Ученые до сих пор не уверены, как выглядит это ядро, поскольку плотные клубящиеся облака мешают наблюдениям. Но есть основания полагать, что у Юпитера есть плотный каменистый центр, окутанный слоем металлического водорода (фаза водорода, в которой он ведет себя как электрический проводник), с еще одним слоем молекулярного водорода (обычный h3, газообразный диводород) сверху.
РЕКЛАМА
Наличие каменного ядра также подтверждается моделями формирования планет, которые показывают, что каменное ядро или, по крайней мере, ледяное ядро было необходимо в какой-то момент истории газового гиганта.
Согласно исследованию 1997 года, в котором проводились гравитационные измерения, ядро Юпитера может иметь массу от 12 до 45 раз больше массы планеты Земля — это от 4% до 14% от общей массы Юпитера.
Другая точка зрения относительно ядра Юпитера предполагает, что у газового гиганта отсутствует каменистое ядро. Вместо этого, когда планета образовалась миллиарды лет назад, газовый карман просто схлопнулся сам по себе, создав более или менее чистый водородно-гелиевый мир.
Но эта последняя гипотеза была опровергнута миссией «Юнона». Запущенный в августе 2011 года космический корабль, названный в честь жены Юпитера из римской мифологии, раскрыл множество тайн о Юпитере.
Измеряя, как скорость космического корабля увеличивалась или замедлялась под действием гравитационного поля планеты, ученые могли определить, как распределяется масса в недрах Юпитера.
Хотя нет никакого способа заглянуть сквозь клубящиеся плотные облака Юпитера, этот умный метод подтвердил, что у Юпитера действительно есть ядро, написали ученые в журнале Nature . Более того, анализ показал, что ядро больше похоже не на компактный шар, а на расплывчатую сферу, занимающую почти половину диаметра Юпитера.
На самом деле ученые не знают, почему у Юпитера такое нетипичное ядро, но каким бы ни было объяснение, оно говорит о том, как образовалась планета. Одно из возможных объяснений состоит в том, что ранний Юпитер был взволнован ударом о другое огромное протопланетное тело. Другим объяснением может быть то, что Юпитер изменил орбиту и добавил больше планетезималей в начале своей истории.
Тем не менее, это озарение показало, что мы до сих пор мало знаем о гигантских газовых планетах. Помимо опровержения предположений о ядре Юпитера, миссия «Юнона» также показала, что странные скопления циклонов, бушующих вокруг северного и южного полюсов планеты, более хаотичны, чем считалось ранее.