Планета юпітер: самая большая планета Солнечной системы

Сатурн исчез с нашего вечернего неба примерно с середины января. Мы не увидим его снова, пока он не вернется на рассветное небо в марте.

К утру апреля 2022 года мы увидим и Сатурн, и Юпитер на востоке перед рассветом, начиная свой цикл видимости 2022 года на нашем небе.Между прочим, этот цикл для этих внешних планет определяется в основном продолжительностью годичного обращения Земли вокруг Солнца.

Когда Юпитер и Сатурн лучше всего в 2022 году?

В 2022 году Сатурн достигнет своей оппозиции — когда Земля пройдет между ним и Солнцем — 14 августа. Оппозиция Юпитера наступит 26 сентября. Примерно в эти даты эти планеты будут ближе всего к Земле — в их максимальной яркости — в 2022 году. , И примерно тогда обе планеты будут бодрствовать всю ночь (или близко к этому).

Итог: Луна и Юпитер окажутся низко в сумерках вечером 2 февраля 2022 года. После этого, где-то в этом месяце, Юпитер соскользнет в солнечный свет, чтобы не появляться на востоке до рассвета примерно до Апрель 2022.

Джон Джардин Госс

Об авторе:

«Иногда я могу видеть луну в дневное время» было космическим откровением, которое Джон Джардин Госс впервые обнаружил посредством личных наблюдений, когда ему было 6 лет.Это потрясло его юное представление о Вселенной и пробудило в нем интерес к астрономии и наблюдениям за звездами, увлечению, которое он испытывает до сих пор. Джон в прошлом был президентом Астрономической лиги, крупнейшей федерации астрономических обществ США, насчитывающей более 20 000 членов. Он получил звание мастера-наблюдателя и является автором руководств по наблюдению за небесными телами Exploring the Starry Realm и Carpe Lunam. Джон также ведет ежемесячную колонку звездного неба Roanoke Skies для Roanoke Times и выходящую раз в два месяца колонку Skywatch для журнала Blue Ridge Country.Он сотрудничал с журналом Sky and Telescope, IDA Nightscape, журналом Reflector Астрономической лиги и справочником RASC Observer’s Handbook.

Дебора Берд

Об авторе:

Дебора Берд создала радиосериал EarthSky в 1991 году и основала EarthSky.org в 1994 году. Сегодня она является главным редактором этого веб-сайта. Она получила множество наград от вещательного и научного сообществ, в том числе астероид под названием 3505 Берд в ее честь. Научный коммуникатор и педагог с 1976 года, Берд верит в науку как в силу добра в мире и жизненно важный инструмент для 21-го века. «Быть ​​редактором EarthSky — это все равно, что организовывать большую глобальную вечеринку для крутых любителей природы», — говорит она.

фактов, информации, истории и определений

Ключевые факты и резюме

• Поскольку Юпитер является четвертым по яркости объектом на небе, его наблюдали с древних времен, поэтому никто не может приписать его открытие.Однако первые телескопические наблюдения были проведены Галилео Галилеем в 1609 г., а в 1610 г. Галилей также открыл большие спутники Юпитера, но, конечно, не меньшие.
• Поскольку многие культуры наблюдали за Юпитером, все они давали ему разные имена, но римское имя по-прежнему использовалось в большинстве культур. Юпитер назван в честь главного римского бога, эквивалента греческого бога Зевса.
• Юпитер — одна из пяти видимых планет (Меркурий, Венера, Марс, Сатурн), будучи пятой по удаленности от Солнца со средним расстоянием 5.2 а.е., его ближайший подход составляет 4,9 а. е., а самый дальний — 5,4 а.е. Его точное положение можно проверить онлайн, так как планета постоянно отслеживается.
• Это самая большая планета Солнечной системы со средним радиусом 43,440 миль / 69,911 км, диаметром на экваторе около 88,846 миль / 142,984 км, а на полюсах диаметр составляет всего 83,082 мили / 133,708 км.
• Юпитер также в два раза массивнее всех других планет вместе взятых, имея массу в 318 раз больше массы Земли.
• Газовый гигант имеет гравитацию 24.79 м/с², что чуть более чем в два раза больше, чем у Земли. Его мощная гравитация использовалась для отправки космических аппаратов в самые дальние регионы Солнечной системы.
• Юпитер совершает один оборот каждые 10 часов — Юпитерианские сутки — поэтому у него самый короткий день среди всех планет Солнечной системы.
• Юпитерианский год длится около 12 земных лет, что довольно долго по сравнению с его короткими днями.
• Поскольку Юпитер имеет небольшой наклон оси всего в 3,13 градуса, он имеет небольшие сезонные колебания.
• Юпитер не имеет твердой поверхности, состоящей в основном из вращающихся газов и жидкостей, таких как 90% водорода, 10% гелия — очень похоже на Солнце.
• Очень небольшая часть атмосферы состоит из таких соединений, как аммиак, сера, метан и водяной пар. Атмосфера Юпитера — самая большая планетарная атмосфера в Солнечной системе. Он составляет почти всю планету.
• Он занимает уникальное место в истории освоения космоса, поскольку после того, как его наблюдали в телескоп, были также обнаружены некоторые из его спутников, и из-за этого наблюдалось их движение, что положило конец вере в то, что все вращается вокруг Земли.
• Несмотря на то, что Юпитер остается самой большой планетой, он был свергнут с престола лунным королем Сатурном, у которого сейчас 82 спутника. Юпитер в настоящее время имеет только 79 известных спутников.
• Среди этих спутников четыре довольно известны: Ио — своей вулканической активностью, Ганимед — своим размером, поскольку он является самым большим из известных спутников любой планеты, Европа — наличием благоприятных условий, чтобы найти современные условия, подходящие для той или иной формы. жизни за пределами Земли, и Каллисто, где также может быть подповерхностный океан.Они известны как галилеевские спутники.
• Юпитер имеет 3 системы колец, хотя они слабее и меньше, чем у Сатурна. В основном они состоят из пыли и мелких каменных осколков.
• Обладает очень сильной магнитосферой, почти в 20 раз сильнее магнитного поля Земли и в 20 000 раз больше.
• В результате сияние Юпитера также сильнее. Он производит почти миллион мегаватт — полярное сияние Земли производит около 1000 мегаватт.
• Отличительной чертой Юпитера является его Большое Красное Пятно — область постоянного высокого давления в атмосфере, которая вызывает антициклонический шторм, крупнейший в Солнечной системе.За ним наблюдают с 1830 года, и он активен сотни лет. Он также сокращается.
• Юпитер окружен плазменным тором, создаваемым его сильным магнитным полем. Это поле чрезвычайно заряженных частиц, затрудняющее приближение космического корабля к планете, но некоторые зоны немного безопаснее. Заряженные частицы также происходят из-за вулканической активности Ио.
• Сочетание мощного магнитного поля и заряженных частиц в плазменном торе создает самые яркие полярные сияния в Солнечной системе.К сожалению, их можно увидеть только в ультрафиолете.
•  Теперь известно, есть ли у Юпитера ядро, и недавний анализ показывает, что атмосфера простирается до 3000 км / 1,864 мили вниз, а под ней находится океан металлического водорода, простирающийся до самого центра. В настоящее время считается, что около 80-90% его радиуса представляет собой жидкость или, технически, электропроводящая плазма, возможно, похожая на жидкую ртуть.

Юпитер — четвертый по яркости объект на небе, видимый невооруженным глазом.Он сияет так ярко, что даже Венера меркнет по сравнению с ним. Из-за этого он наблюдался с древних времен многими различными культурами. Открытие Юпитера нельзя приписать кому-то.

Однако Галилео Галилей стал первым астрономом, наблюдавшим Юпитер в свой телескоп. Он начал обширные наблюдения за планетой в 1609 году. В это время и до 1610 года Галилей открыл четыре крупнейших спутника, вращающихся вокруг Юпитера: Ио, Европу, Ганимед и Каллисто. В его честь их называют галилеевыми лунами.

Сначала он думал о них как о «неподвижных звездах», но со временем стал свидетелем того, как объекты меняли положение, и даже почти правильно определил их периоды. Это открытие было революционным, поскольку в то время большая часть Европы все еще поддерживала теорию о том, что все планеты вращаются вокруг Земли.

Открытие Галилея проложило путь к гелиоцентрической модели Солнечной системы, в которой планеты вращаются вокруг Солнца. Юпитер был известен вавилонянам как Мардук, божество-покровитель города Вавилона.Римляне называли ее «звездой Юпитера», так как считали ее священной для главного бога римской мифологии, чье имя происходит от протоиндоевропейского звательного соединения * Dyēu-pəter.

Юпитер — аналог мифического греческого царя богов Зевса, это имя сохранилось и сейчас в современном греческом языке. Древние греки называли Юпитер Фаэтоном, что означает «пылающая звезда». Будучи верховным богом римского пантеона, Юпитер был богом грома, молнии и бури и соответственно назывался богом света и неба.

Формирование

Во Вселенной есть множество планетных систем, подобных нашей. Большинство из них содержат планеты земной группы, такие как наша собственная, и газовые гиганты, такие как Юпитер. Однако в них есть и суперземли — планеты, в несколько раз массивнее Земли.

Это указывает на то, что в нашей Солнечной системе также должны быть планеты такого типа, и предполагается, что они у нас были, но они столкнулись с Юпитером на раннем этапе формирования Солнечной системы.Это привело к миграции Юпитера из внутренней солнечной системы во внешнюю солнечную систему и, таким образом, позволило сформироваться внутренним солнечным планетам. Эта теория называется гипотезой Гранд-Тэка.

Существуют теории, выдвигающие гипотезу о том, что Юпитер мог образоваться до Солнца, в то время как другие утверждают, что Юпитер образовался после Солнца примерно 4,5 миллиарда лет назад. Гравитация притянула закрученный газ и пыль и привела к созданию Юпитера. Где-то около 4 миллиардов лет назад Юпитер занял свое нынешнее положение во внешней Солнечной системе.

Расстояние, размер и масса

Это пятая по удаленности от Солнца со средним расстоянием около 5,2 а.е. Ближайший подход находится на расстоянии 4,9 а.е., а самый дальний — 5,4 а.е. Его точное положение можно проверить онлайн, так как планета постоянно отслеживается.

Это самая большая планета Солнечной системы со средним радиусом 43 440 миль / 69 911 км. Почти в 11 раз больше Земли. Радиус Юпитера составляет около 1/10 радиуса Солнца, а его масса в 0,001 раза больше массы Солнца, поэтому плотности двух тел одинаковы.

Диаметр на экваторе около 88,846 миль / 142,984 км, а на полюсах диаметр всего 83,082 мили / 133,708 км. Средняя плотность Юпитера составляет около 1,326 г/см 90 117 3 , 90 118, что намного меньше, чем у всех планет земной группы.

Юпитер также в 2,5 раза массивнее всех остальных планет вместе взятых, имея массу в 318 раз больше массы Земли. Его объем составляет около 1321 Земли.

Орбита и вращение

Юпитер совершает оборот один раз каждые 10 часов — юпитерианские сутки — поэтому у него самый короткий день среди всех планет Солнечной системы.Юпитерианский год, с другой стороны, составляет около 12 земных лет, что довольно долго по сравнению с его короткими днями. Орбитальный период составляет примерно две пятых периода обращения Сатурна. Орбита Юпитера эллиптическая, с наклоном около 1,31 градуса по сравнению с Землей.

Эксцентриситет орбиты составляет около 0,048. Это приводит к тому, что его расстояние от Солнца варьируется от перигелия до афелия примерно на 75 миллионов км / 46 миль. Верхняя атмосфера Юпитера подвергается дифференциальному вращению, поскольку состоит из газов.

Осевой наклон

Поскольку Юпитер имеет небольшой наклон оси всего в 3,13 градуса, он имеет небольшие сезонные колебания. Из-за этого малого наклона полюса постоянно получают меньше солнечной радиации, чем в экваториальной области планеты.

Структура

Юпитер не имеет твердой поверхности, он состоит в основном из вращающихся газов и жидкостей, таких как 90% водорода, 10% гелия — очень похоже на Солнце.

Теперь известно, есть ли у Юпитера ядро, и недавний анализ показывает, что атмосфера простирается до 3.000 км / 1,864 мили вниз, а под ним находится океан металлического водорода, спускающийся к центру. В настоящее время считается, что около 80-90% ее радиуса составляет жидкая или технически электропроводящая плазма – она может быть похожа на жидкую ртуть. Миссия «Юнона» расскажет больше о внутренней структуре Юпитера и о том, действительно ли у него есть ядро.

Атмосфера

Атмосфера Юпитера — самая большая планетарная атмосфера в Солнечной системе, простирающаяся на высоту более 5000 км / 3000 миль.Он постоянно покрыт облаками, состоящими из кристаллов аммиака и, возможно, гидросульфида аммония.

Облака расположены в тропопаузе и организованы в полосы разных широт, известные как тропические регионы, подразделяющиеся на более светлые зоны и более темные пояса. Из-за их взаимодействия, имеющего противоречивые схемы циркуляции, создаются штормы и турбулентности.

В зональных струях обычны скорости ветра от 100 м/с до 360 км/ч. Облачный слой имеет глубину всего около 50 км / 31 миль и состоит как минимум из 2 слоев облаков — тонкого более чистого региона и более низкого толстого.

Подсчитано, что верхняя атмосфера состоит примерно из 88-92% водорода и 8-12% гелия. Поскольку атомы гелия имеют большую массу, чем атомы водорода, состав меняется. Таким образом, атмосфера, по оценкам, состоит примерно из 75% водорода и 24% гелия, а оставшийся 1% массы состоит из других элементов, таких как метан, водяной пар, аммиак, соединения на основе кремния, углерод, этан, кислород и другие.

Внешний слой атмосферы содержит кристаллы замороженного аммиака.Внутренние более плотные материалы по массе состоят примерно из 71% водорода, 24% гелия и 5% других элементов. Эти атмосферные пропорции водорода и гелия близки к теоретическому составу первичной солнечной туманности.

Магнитосфера

Магнитное поле Юпитера в четырнадцать раз сильнее, чем у Земли. Она колеблется от 4,2 Гс/0,42 мТл на экваторе до 10-14 Гс/1,0–1,4 мТл на полюсах.

Это делает магнитное поле Юпитера самым сильным в Солнечной системе, за исключением некоторых явлений, называемых «солнечными пятнами», которые возникают на Солнце еще сильнее.

Считается, что за это ответственен жидкий металлический водород, присутствующий на Юпитере, а также вулканическая активность, присутствующая на спутнике Юпитера Ио, которая выбрасывает большое количество диоксида серы, образуя газовый тор вдоль орбиты спутника. Этот газ ионизируется в магнитосфере и посредством различных воздействий создает плазменный слой в экваториальной плоскости Юпитера. Это вызывает деформацию магнитного поля диполя в поле магнитодиска.

В результате сияние Юпитера также сильнее.Он производит почти миллион мегаватт — полярное сияние Земли, для сравнения, производит около 1000 мегаватт. Сочетание мощного магнитного поля и заряженных частиц Ио в плазменном торе создает самые яркие полярные сияния в Солнечной системе. К сожалению, большинство из них можно увидеть только в ультрафиолете.

Поскольку Юпитер окружен этим плазменным тором, созданным его сильным магнитным полем, космическим кораблям очень трудно приблизиться к планете, хотя некоторые зоны не так опасны, но излучение все еще присутствует.

Климат

Данные свидетельствуют о том, что температура на Юпитере колеблется от -145 градусов по Цельсию / -234 градусов по Фаренгейту в облаках, что намного выше температуры вблизи центра планеты. По некоторым оценкам, она станет даже горячее, чем поверхность Солнца.

Одной из ключевых особенностей Юпитера является Большое Красное Пятно. Шторм, который существует с 1831 года и, возможно, с 1665 года. Этот объект овальной формы больше по размеру, чем Земля, и вращается против часовой стрелки в течение шести дней.Его максимальная высота составляет около 8 км / 5 миль над вершинами окружающих облаков. С момента своего открытия он уменьшился в размерах, а недавние наблюдения показывают, что его длина уменьшается примерно на 930 км / 580 миль в год. Штормы на Юпитере — обычное дело, некоторые из них небольшие и длятся несколько часов, а другие огромны и длятся столетиями. Скорость ветра от 100 м/с до 360 км/ч обычна для некоторых частей планеты.

Луны

Юпитер был королем лун с недавнего времени, имея в общей сложности 79 известных спутников.Недавно Сатурн свергнул Юпитер, имея в общей сложности 82 известных спутника. Эти рейтинги могут меняться по мере продолжения наблюдений.

Из 79 спутников 63 имеют диаметр менее 10 км / 6,2 мили и наблюдаются только с 1975 года. Галилеевы спутники Ио, Европа, Ганимед и Каллисто достаточно велики, чтобы их можно было увидеть с Земли в бинокль. Они являются одними из крупнейших спутников, обнаруженных в Солнечной системе, а Ганимед является крупнейшим из всех спутников в нашей Солнечной системе.

У Юпитера есть как правильные спутники, так и неправильные спутники с дополнительными подразделениями.

Обычные луны

Обычные спутники Юпитера состоят из галилеевых спутников и внутренней группы из 4 малых спутников диаметром менее 200 км / 124 миль и радиусом орбит менее 200 000 км / 124 274 миль. Все они имеют наклонение орбит менее половины градуса. Галилеевы спутники вращаются на расстоянии от 400 000 до 2 000 000 км — от 248 548 миль до 1 242 742 миль. Считается, что эти спутники образовались вместе с Юпитером, поскольку они имеют почти круговые орбиты вблизи плоскости экватора Юпитера.

Ганимед

Несмотря на то, что он является крупнейшим известным спутником в Солнечной системе, ему не хватает существенной атмосферы. Это 9 ^-й -й по величине объект в Солнечной системе с диаметром 5,268 км / 3,273 мили и на 8% больше, чем планета Меркурий, хотя только на 45% массивнее.

Назван в честь мифологического виночерпия греческих богов, похищенного для этой цели Зевсом. Это единственная известная луна, у которой есть магнитное поле, и хотя она имеет металлическое ядро, у нее самый низкий момент инерции среди всех твердых тел в Солнечной системе.

От Юпитера это седьмой спутник, совершающий оборот вокруг Юпитера примерно за 7 земных дней. Он находится в орбитальном резонансе 1:2:4 со спутниками Европой и Ио. Он состоит в основном из равного количества силикатных пород и водяного льда, имеет богатое железом жидкое ядро ​​и внутренний океан, который может содержать больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые.

Треть его поверхности покрыта темными областями, покрытыми ударными кратерами, и светлой областью, изрезанной обширными бороздами и гребнями, возможно, из-за тектонической активности из-за приливного нагрева.У него тонкая атмосфера, состоящая из кислорода, озона и других элементов. Есть некоторые предположения о потенциальной обитаемости океана Ганимеда.

Ио

Самый внутренний и третий по величине из четырех галилеевых спутников Юпитера, Ио является четвертым по величине спутником Солнечной системы с самой высокой плотностью и наименьшим количеством молекул воды среди всех известных астрономических объектов Солнечной системы.

Названный в честь мифологического персонажа Ио, жрицы Геры, ставшей одной из любовниц Зевса, Ио является наиболее геологически активным объектом в Солнечной системе, имеющим более 400 действующих вулканов.

Эта экстремальная геологическая активность вызвана приливным нагревом, вызванным трением, возникающим внутри Ио, когда он притягивается между Юпитером и другими галилеевыми спутниками.

Для обращения вокруг Юпитера Ио требуется 1,77 земных дня. Он приливно привязан к Юпитеру, показывая только одну сторону своей родительской планете, и имеет средний радиус 1,131 мили / 1,821 км, что немного больше, чем у земной Луны.

Многие вулканы Ио производят шлейфы высотой 500 км / 300 миль над поверхностью.Более 100 гор подняты обширным сжатием в основании силикатной коры Ио. Некоторые из этих пиков выше, чем гора Эверест, самая высокая точка на поверхности Земли.

Ио состоит в основном из силикатной породы, окружающей расплавленное железное ядро. Равнины Ио покрыты инеем из серы и двуокиси серы. Материалы, произведенные вулканизмом Ио, составляют его тонкую атмосферу и приводят к большому плазменному тору вокруг Юпитера.

Европа

Европа — самая маленькая из четырех галилеевых лун и шестая по величине из всех лун Солнечной системы.Он был назван в честь финикийки, матери критского царя Миноса и возлюбленной Зевса.

Он немного меньше Луны Земли и имеет диаметр 3 100 км / 1 900 миль. Он в основном состоит из силикатной породы и имеет корку из водяного льда и, вероятно, железо-никелевое ядро.

Его атмосфера тонкая и состоит в основном из кислорода. Поверхность очень гладкая. На самом деле это самый гладкий из всех известных твердых объектов в Солнечной системе. Кажущаяся молодость гладкости поверхности привела к гипотезе о том, что под ней существует водный океан, в котором предположительно может обитать внеземная жизнь.

В настоящее время на Европе, вероятно, больше всего жизни, и поэтому она является одним из наиболее тщательно изученных объектов в Солнечной системе.

Каллисто

Каллисто — вторая по величине луна Юпитера и третья по величине луна в Солнечной системе после Ганимеда и спутника Сатурна Титана. Его диаметр составляет около 4,821 км / 2,995 миль, что составляет около 99% диаметра планеты Меркурий, но составляет лишь треть ее массы.

Названная в честь нимфы из греческой мифологии, также одной из возлюбленных Зевса, Каллисто является самой дальней галилеевой луной, вращающейся вокруг Сатурна на расстоянии 1.8 млн км. Он не находится в орбитальном резонансе, как три других галилеевых спутника, и, следовательно, он не нагревается заметно приливами, как другие. Он связан приливами с Юпитером и менее подвержен влиянию магнитосферы Юпитера, чем другие внутренние спутники, из-за своей удаленной орбиты.

Он состоит в основном из равных количеств горных пород и льда с плотностью около 1,83 г/см ³ , что является самым низким из спутников Юпитера. Исследования космического корабля «Галилео» предполагают, что Каллисто имеет силикатное ядро ​​и, возможно, подповерхностный океан жидкой воды на глубине 100 км.

Интересно, что поверхность Каллисто — самая старая и покрытая кратерами поверхность Солнечной системы. У него очень тонкая атмосфера, состоящая из углекислого газа и, вероятно, молекулярного кислорода.

Присутствие океана в пределах Каллисто открывает возможность существования жизни, но считается, что условия менее благоприятны, чем на Европе. Несмотря на это, она считается наиболее подходящей планетой для человеческой базы для будущих исследований системы Юпитера из-за низкого уровня радиации.

Неправильные луны

Спутники неправильной формы маленькие и имеют эллиптические и наклонные орбиты. Считается, что это захваченные астероиды или фрагменты захваченных астероидов. Их точное количество неизвестно, но они подразделяются на подразделения — группы, в которых они имеют сходные орбитальные элементы и, таким образом, могут иметь общее происхождение.

Есть 4 группы:

• Группа Гималий — сгруппированная группа спутников с орбитами на расстоянии от 11 до 12 миллионов км / от 6 до 7 миллионов миль от Юпитера.
• Группа Ананке — группа с ретроградной орбитой с довольно нечеткими границами, находящаяся в среднем на расстоянии 21 млн км/13 млн миль от Юпитера со средним наклонением 149 градусов.
• Группа Карме — это группа с довольно отчетливой ретроградной орбитой, которая в среднем находится на расстоянии 23 миллиона км / 14 миллионов миль от Юпитера со средним наклонением 165 градусов.
• Группа Пасифаи — очень рассредоточенная и лишь смутно обособленная ретроградная группа, охватывающая все самые дальние спутники.
• Из этих групп выделяются три неправильные луны:
• Фемисто — находится на полпути между галилеевыми спутниками и группой Гималий.
• Карпо — находится на внутреннем краю группы Ананке и вращается вокруг Юпитера в прямом направлении.
• Валетудо — эта луна имеет прямую орбиту, но перекрывает ретроградные группы и может привести к будущим столкновениям с этими группами.

Кольца планетарной передачи

Юпитер имеет слабую планетарную систему колец, состоящую из трех основных сегментов: внутреннего тора частиц, известного как гало, относительно яркого главного кольца и внешнего тонкого кольца.

Похоже, они состоят из пыли, а не изо льда, как кольца Сатурна. Считается, что основное кольцо сделано из материала, выброшенного со спутников Адрастея и Метида.

В аналогичном поместье луны Фива и Амальтея, вероятно, производят два отдельных компонента пыльного тонкого кольца.

Жизнь Обитаемость

Поскольку у него нет настоящей поверхности, а скорее циркулирующие жидкости, он не способствует жизни, какой мы ее знаем. С другой стороны, Ганимед, Каллисто и Европа имеют более высокие шансы на сохранение жизни.

Планы на будущее для Юпитера

Juno — космический корабль, который был запущен в 2011 году, и даже сейчас он все еще анализирует Юпитер и отправляет данные. Будущие миссии уже запущены для Ганимеда, Европы, Каллисто и Ио. Их планируется запустить в 2020 и 2026 годах. Высокая вероятность жизни, мощная вулканическая активность и полное отсутствие деталей Юпитера являются сильными факторами в проведении этих миссий.

Знаете ли вы?

• Когда Юпитер формировался, его диаметр был в два раза больше нынешнего.
• Юпитер сжимается на 2 см каждый год, потому что излучает слишком много тепла.
• Юпитер настолько массивен, что его барицентр вместе с Солнцем находится над поверхностью Солнца на расстоянии 1,068 солнечного радиуса от центра Солнца. Это единственная планета, чей барицентр с Солнцем находится за пределами объема Солнца.
• Если бы Юпитер был в 75 раз массивнее, он, вероятно, стал бы звездой.
• Если бы человек, который на Земле весит 100 фунтов, каким-то образом оказался на поверхности Юпитера, этот человек весил бы около 240 фунтов из-за гравитационной силы Юпитера.
• Хотя немецкому астроному Саймону Мариусу не приписывают единственное открытие галилеевых спутников, его имена для спутников были приняты.
• Юпитер испытывает почти в 200 раз больше столкновений с астероидами и кометами, чем Земля
• Юпитер называют пылесосом Солнечной системы из-за его огромного гравитационного колодца. Он получает наиболее частые удары кометы планет Солнечной системы.
• Считалось, что планета служит частичной защитой внутренней системы от кометных бомбардировок.Однако недавнее компьютерное моделирование предполагает, что Юпитер не вызывает чистого уменьшения числа комет, проходящих через внутреннюю часть Солнечной системы, поскольку его гравитация отклоняет их орбиты внутрь примерно так же часто, как он их аккрецирует или выбрасывает. Эта тема остается спорной.
• Юпитер, возможно, был ответственен за Позднюю тяжелую бомбардировку во внутренней истории Солнечной системы.

Источники:

1. НАСА
2. Википедия

Источник изображения:

1. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/50/Юпитер%2C_image_taken_by_NASA%27s_Hubble_Space_Telescope%2C_June_2019_-_Edited.jpg
2. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Юпитер-бонатти.png
3. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/02/SolarSystem_OrdersOfMagnitude_Sun-Jupiter-Earth-Moon.jpg
4. https://www. inverse.com/article/56489-jupiter-at-opposition-2019
5. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b5/Jupiter_diagram.svg/800px-Jupiter_diagram.svg.png
6. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/84/PIA21973-AboveTheCloudsOfJupiter-JunoSpacecraft-20171216.jpg
7. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/04/Hubble_Captures_Vivid_Auroras_in_Jupiter%27s_Atmosphere.jpg
8. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/30/NASA14135-Jupiter-GreatRedSpot-Shrinks-20140515.jpg
9. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/Ganymede_g1_true-edit1.jpg
10. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Io_highest_resolution_true_color.jpg
11. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/Europa-moon-with-margins.jpg
12. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/Callisto.jpg
13. https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/29/PIA01627_Ringe.jpg

Планета Юпитер | Музей естественной истории

Юпитер, самая большая планета в нашей Солнечной системе, представляет собой огромный и бурный мир. Его атмосфера, в основном состоящая из водорода и гелия, пересекается вихревыми облаками аммиака, которые придают планете полосатый вид.

Эти полосы окружают Юпитер и движимы ветрами со скоростью до 360 километров в час. Каждый движется в направлении, противоположном своим соседям, что приводит к огромной турбулентности там, где встречаются две полосы.

Около экватора находится Большое Красное Пятно Юпитера. Слева от этого изображения, одной из 77 составных фотографий, появившихся в книге «Другие миры: видения нашей Солнечной системы», буря бушевала на Юпитере более трех столетий.

За это время он постоянно менялся.В конце девятнадцатого века пятно было в три раза больше Земли, но с тех пор стало меньше и более округлым. Он также меняет цвет — с красного на розовый, а то и на белый. В 2014 году снимки с космического телескопа Хаббл показали, что пятно оранжевого цвета и размером примерно с Землю.

Странный интерьер

То, что лежит под высокими облаками аммиака, не менее драматично. Как газовый гигант Юпитер не имеет твердой поверхности. Вместо этого его атмосфера постепенно становится горячее и плотнее по мере того, как вы продвигаетесь глубже, сжимая водород и гелий в странные состояния материи.Большая часть массы планеты представляет собой жидкий водород, через который, как полагают, капли гелия падают к ядру планеты.

На глубине около 12 000 километров давление настолько велико (примерно в два миллиона раз сильнее, чем атмосферное давление, которое мы испытываем на поверхности Земли), что жидкий водород действует как металл, способный генерировать магнитные поля при вращении планеты.

Это дает Юпитеру мощное магнитное поле, влияние которого простирается на миллионы километров за пределы планеты.Электрически заряженные частицы, некоторые от Солнца, а другие от спутников Юпитера, постоянно втягиваются в поле, создавая постоянные полярные сияния на полюсах планеты, которые могут быть больше, чем Земля.

Фрагмент аудиокомментария

Спутник Юпитера Ио — не менее поразительный мир. Его внутренняя часть нагревается и взбалтывается гравитационным притяжением Юпитера и других его спутников, что делает его самым вулканически активным телом в нашей Солнечной системе.

Астрономия 801: Планеты, звезды, галактики и Вселенная

Курс астрономии требует, чтобы вы попытались понять гораздо большие числа и гораздо большие единицы измерения, чем мы привыкли в нашей повседневной жизни.Например, мы уже изучили расстояния до звезд, размеры галактик и возраст наблюдаемой Вселенной, и все это очень велико (десятки триллионов километров, миллионы триллионов километров, миллиарды лет). Теперь, когда мы изучаем Солнечную систему, планеты крошечные по сравнению со звездами, галактиками и Вселенной.

Однако, имея это в виду, если мы сравним планеты друг с другом, Юпитер будет самой большой, и это огромная планета. В нашем повседневном опыте Земля кажется большой, поскольку ее диаметр составляет более 12 000 километров.Юпитер примерно в 12 раз больше по радиусу, а значит, он примерно в 1400 раз больше по объему, чем Земля (то есть внутри Юпитера могло поместиться около 1400 Земель).

Если бы Юпитер был сделан из того же материала, что и Земля (железное ядро, каменистая кора), то его масса тоже была бы примерно в 1400 раз больше, чем у Земли. Однако мы обнаруживаем, что масса Юпитера всего в 300 раз больше, чем у Земли, что говорит нам о том, что его плотность (его масса, деленная на его объем) должна быть меньше, чем у Земли. Вот как вы можете убедиться, что это правда:

Плотность Юпитера = (Масса Юпитера) / (Объем Юпитера) = (300⋅MEземных)/(1400⋅VEземных) = (300/1400)⋅(MEземных/VEземных)=0.2×плотность Земли≈1 г/см

Если вы помните наше обсуждение плотности ранее, вода имеет плотность ровно 1 г/см3. Означает ли это, что Юпитер состоит из воды, и если да, то в какой форме (водяной пар, лед, жидкая вода)?

На самом деле Юпитер не состоит из воды. Его состав очень похож на солнечный. Он состоит в основном из водорода и гелия со следами других элементов и молекул. Наблюдения за Юпитером показывают нам, что то, что мы видим как его «поверхность», на самом деле является его атмосферой — наблюдаемая часть этой планеты полностью газообразна. Посмотрите на следующее изображение со спутника Cassini.

Рисунок 11.11: Изображение Юпитера, полученное миссией NASA Cassini

Если вы посмотрите на некоторые мелкие детали изображения, вы не увидите ничего похожего на континенты на Земле, кратеры на Меркурии или скалистые равнины Марса. Вместо этого он больше похож на облака Венеры, которые скрывают поверхность этой планеты. Анимации, такие как фильм «Кассини» о Большом красном пятне, созданный на основе изображений, сделанных спутником «Кассини», показывают, что видимая атмосфера находится в постоянном движении и даже имеет почти круглые штормы, которые не сильно отличаются от ураганов на Земле. .

Атмосфера Юпитера имеет большую структуру. На нем чередуются темные и светлые полосы, которые не являются гладкими, а содержат завихрения и водовороты. Одной из причин полосчатой ​​структуры Юпитера является то, что в атмосфере происходит конвекция. Конвекция возникает, когда у вас есть разница температур между слоями жидкости или газа. Типичный пример — сливки в чашку кофе: поскольку сливки холоднее кофе, они оседают на дно и нагреваются.Затем, нагреваясь, поднимается наверх, где охлаждается, а затем снова опускается. Таким образом, процесс конвекции создает круговой поток в жидкости. Это происходит в атмосфере Юпитера, и то, что мы наблюдаем в виде разноцветных полос, на самом деле является разными слоями атмосферы. Области светлого цвета (называемые зонами ) — это восходящие полосы, а области темного цвета (называемые поясами ) — слои, которые опускаются. По мере того как «воздух» (смесь газов, составляющих атмосферу Юпитера, которая отличается от воздуха на Земле) поднимается вверх, образуются облака из разных материалов — воды, гидросульфида аммония и аммиака.Беловатые зоны — это верхние слои облаков аммиака, а более темные — нижние слои облаков гидросульфида аммония. Точная причина цвета остается открытым вопросом для исследователей. Внутри облаков реакции между солнечным светом, молнией и различными химическими соединениями, вероятно, порождают разнообразие цветов, наблюдаемых в атмосфере Юпитера, но какие именно процессы порождают какие цвета, пока не установлено.

Юпитер посетили несколько миссий, последней из которых была Юнона.Юнона проходила очень близко к Юпитеру и, в частности, изучала его полярные районы. Эта миссия раскрыла ранее неизвестные подробности о Юпитере, как и каждое исследование Солнечной системы НАСА, когда оно посещает мир.

Как и в атмосфере Земли, в атмосфере Юпитера развиваются бури. Однако, в отличие от земной атмосферы, некоторые очень сильные штормы достигают такого уровня стабильности, который позволяет им сохраняться в течение сотен лет, а возможно, и дольше. Самая известная буря в атмосфере Юпитера называется «Большое красное пятно» и представляет собой вращающуюся бурю размером больше Земли! Вот несколько фотографий этого знаменитого шторма:

Меньшие бури в атмосфере Юпитера появляются, исчезают, сливаются и изменяются в относительно короткие промежутки времени.Однако Большое Красное Пятно существует не менее 300 лет. Видно, что со временем он меняется. Большое Красное Пятно имеет некоторое сходство с ураганами на Земле, с основным отличием в том, что ураганы вращаются по часовой стрелке, штормы низкого давления, в то время как Большое Красное Пятно вращается против часовой стрелки, штормы высокого давления. На Земле, когда эти бури обрушатся на сушу, они могут быстро потерять энергию, и буря рассеется. Поскольку Большое Красное Пятно не рассеялось, это говорит нам о том, что (1) существует какой-то источник энергии, постоянно снабжающий его достаточным количеством энергии, чтобы оставаться стабильным, и/или (2) под ним нет твердой земли, из-за которой оно могло бы терять энергию. быстро.

Хотя у астрономов нет прямого способа наблюдать внутреннюю часть Юпитера, у нас есть некоторые свидетельства того, на что это может быть похоже. Хотя эта планета состоит в основном из водорода и гелия, которые в нормальных условиях находятся на Земле в виде газа, условия внутри Юпитера отличаются от земных. Учитывая температуру и давление на Юпитере, мы думаем, что большая часть планеты на самом деле состоит из жидкого водорода. Что лежит под этим жидким слоем, еще большая загадка.Мы ожидаем, что в самом центре Юпитера может быть небольшое твердое ядро ​​(размером с Землю), состоящее из горных пород, металлов и твердых соединений водорода.

Если вы помните наши обсуждения ночного неба, мы обсуждали, сколько планет легко видно невооруженным глазом. Внутренние планеты не излучают собственного света. Вместо этого они видны, потому что отражают солнечный свет. Это не совсем верно для Юпитера. Если вы измерите, сколько всего света она излучает, это больше, чем количество солнечного света, достигающего планеты.Подобно постоянству Большого Красного Пятна, которое предполагает, что какой-то внутренний механизм обеспечивает энергией облачные слои, тот факт, что Юпитер испускает больше света, чем получает, также предполагает, что существует некоторая внутренняя генерация энергии. Когда мы обсуждали протозвезды, мы видели, как они генерировали энергию за счет гравитационного сжатия до того, как начался ядерный синтез. В случае с Юпитером он не содержит достаточно массы, чтобы когда-либо достичь внутренней температуры и давления, чтобы начать ядерный синтез, но он может генерировать энергию за счет гравитационного сжатия.

Вот почему Юпитер, возможно, является одной из самых странных планет в Солнечной системе

Юпитер — пятая планета, вращающаяся вокруг Солнца, расположенная между Марсом и Сатурном на среднем расстоянии около 778 миллионов километров (484 миллиона миль).

Это крупнейший из четырех «газовых гигантов» Солнечной системы — массивных планет, в основном состоящих из легких элементов, преимущественно в газовой форме.

Фактически, примерно 90 процентов атомов Юпитера составляют водород, а остальные 10 процентов состоят из гелия и крошечной доли микроэлементов, входящих в состав таких молекул, как вода и аммиак.

Юпитер более чем в два раза массивнее всех других планет Солнечной системы вместе взятых

Юпитер был первой планетой в нашей Солнечной системе, а также самой массивной. На самом деле, это в 2,5 раза больше массы других планет нашей Солнечной системы вместе взятых.

Вся эта масса сжата в сферу чуть менее 140 000 километров (около 87 000 миль) в поперечнике, создавая огромное гравитационное притяжение, которое, вероятно, сформировало орбиту Земли и остальных планет по соседству.

Гигантской планете требуется около 12 земных лет, чтобы совершить полный оборот по орбите, однако ее атмосфера вращается с невероятной скоростью, завершая в среднем (в зависимости от их широты) «день» менее чем за 10 часов.

Хаббловский портрет вращающегося Юпитера. (NASA/ESA/Goddard/UCBerkeley/JPL-Caltech/STScI)

У газового гиганта нет поверхности

Нет резкого различия между газами, составляющими атмосферу Юпитера, и его плотным жидким водородным ядром.

Для удобства астрономы могут использовать точку, в которой давление превышает один бар или одну атмосферу давления на уровне моря на Земле, чтобы отметить, где заканчивается атмосфера и начинается ядро.

Ниже этой линии материя медленно сжимается до странных состояний.

Над ним слои красных и белых облаков, содержащих аммиак, гидросульфид аммония и воду, поднимаются в зонах нагрева и падают полосами охлаждения, переворачиваясь друг на друга, когда ветры толкают и толкают их во время сильных штормов.

Его знаменитое Большое Красное Пятно сужается

Один такой шторм, названный Большим Красным Пятном, бушует уже почти два столетия, если не больше.

Хотя когда-то он был достаточно большим, чтобы поглотить три Земли с запасом места, его обхват в последние годы уменьшился, что побудило астрономов задаться вопросом, не становится ли он слабее. Согласно более поздним оценкам, скорое окончание большого урагана маловероятно.

Интересно, что данные Хаббла недавно показали, что ветры вокруг Большого Красного Пятна, кажется, ускоряются.

(NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Justin Cowart)

Юпитер излучает больше энергии, чем получает

Находясь в пять раз дальше от Солнца, чем Земля, он получает лишь несколько процентов солнечного света .

Вместо этого большая часть его энергии исходит из глубины, поскольку под действием гравитации его газы переходят в плотное жидкое состояние на высоте до сотен миллионов атмосфер в ядре, создавая температуры в десятки тысяч градусов по Цельсию.

Это означает, что Юпитер излучает примерно в 1,6 раза больше энергии, чем получает от Солнца, превращая свою плотную атмосферу в интенсивные погодные системы, когда он поднимается снизу.

Газовый гигант иногда называют «неудавшейся звездой».

Считается, что в самом ядре этого горячего плотного шара водород переходит в металлическое состояние, и физики все еще пытаются это понять.

Хотя Юпитер больше, чем некоторые звезды, его иногда называют «неудавшейся звездой», потому что у него недостаточно массы, чтобы превратить водород в гелий.На самом деле планета не является настоящей неудавшейся звездой — этот титул принадлежит коричневым карликам, которые заполняют пробел между газовыми гигантами и настоящими звездами.

Магнитное поле Юпитера в 20 000 раз более интенсивное, чем земное

Токи в этом текущем состоянии заряженного водорода внутри Юпитера могут быть причиной интенсивного магнитного поля планеты, которое в 20 000 раз более интенсивное, чем у Земли, и простирается на большое расстояние шире диаметра Солнца.

Эти мощные магнитные каналы ускоряют электроны до экстремальных энергий, создавая одни из самых ярких проявлений полярных сияний в Солнечной системе.

На полюсах планеты круглосуточно бушуют полярные сияния

Несмотря на то, что полярные сияния являются постоянными объектами вокруг полюсов газового гиганта, мы фактически не можем видеть их невооруженным глазом, потому что они светятся в невидимом диапазоне длин волн.

Недавние данные зонда Юпитер «Юнона» и рентгеновской космической обсерватории XMM-Newton показали, что полярные сияния вызываются вибрациями вдоль силовых линий магнитного поля планеты, генерирующими плазменные волны — процесс, аналогичный тому, который вызывает полярные сияния здесь, на Земле.

Хаббловский снимок полярных сияний Юпитера. (NASA/ESA/J. Nichols, University of Leicester)

Юпитер имеет 53 спутника

В отличие от Земли, широкая орбита Юпитера и мощное гравитационное притяжение захватили множество камней различных размеров на протяжении тысячелетий.

Официально вокруг Юпитера вращается 53 объекта, у которых есть имена. Четыре из них — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были предметом научных наблюдений с тех пор, как их движение было впервые подробно описано итальянским астрономом Галилео Галилеем в начале 17 века.

В общей сложности, по последнему подсчету всех естественных спутников вокруг Юпитера, их 79, самой отдаленной горстке спутников требуется два земных года, чтобы совершить один оборот по орбите. Как ни странно, отдаленная группа из девяти новых идентифицированных спутников также следует по ретроградной орбите, двигаясь в направлении, противоположном собственному вращению Юпитера.

У газового гиганта есть тусклые кольца

В 1979 году зонд «Вояджер-1» обнаружил следы пыли, также окружающие планету, что способствовало формированию тусклой кольцевой структуры.

Четыре основных компонента колец Юпитера.(НАСА/Лаборатория реактивного движения/Корнелльский университет) 

Юпитер попадает в… много

Еще один побочный эффект сильного гравитационного притяжения планеты заключается в том, что она притягивает множество ударов. Некоторые из них нам посчастливилось запечатлеть на камеру.

Свет на Юпитере! Есть кто дома? Эта яркая ударная вспышка была замечена вчера астрономом Хосе Луисом Перейрой на планете-гиганте.

Пока не так много информации об объекте столкновения, но он, вероятно, будет большим и/или быстрым!

Спасибо, Юпитер, что принял удар☄️#PlanetaryDefence pic. twitter.com/XLFzXjW4KQ

— ESA Operations (@esaoperations) 14 сентября 2021 г.

Точно неизвестно, как часто Юпитер сталкивается с чем-то большим или достаточно быстрым, чтобы вызвать ударную вспышку, видимую с Земли, но считается, что это происходит где-то между 20 и 60 раз в год.

Хорошей новостью является то, что газовый гигант, похоже, действует как гигантский космический пылесос, помогая защитить нашу планету от потенциально разрушительных столкновений.

Проверка фактов определила, что все объяснения являются правильными и актуальными на момент публикации.Текст и изображения могут быть изменены, удалены или добавлены по решению редакции для обеспечения актуальности информации.

Юпитер, планета с солнечной системой из…

Как мы изучаем Юпитер

Юпитер давно изучается с помощью наземных телескопов. Галилео Наблюдения Галилея за спутниками Юпитера в начале 1600-х годов произвел революцию в понимании человечества Вселенной, показав, что не каждый небесный объект вращается вокруг Земли, что было ведущим теория того времени.

Космический корабль НАСА «Пионер-10» совершил первый облет Юпитера в 1973 году. возвращение первых изображений Юпитера крупным планом и обнаружение огромного магнитного поля планеты, которое улавливает заряженные частицы Солнца, создание смертельного радиационного поля. Космический корабль, исследующий Юпитер, должен иметь радиационную защиту, чтобы выжить.

Легендарные космические корабли НАСА «Вояджер-1» и «Вояджер-2» пролетели мимо Юпитера в 1979 г., сделав снимки галилеевых спутников крупным планом, которые показали, что они сами по себе представляют собой сложные миры с вулканами, океанами и другими важными особенностями.Зонды также увидели слабую систему колец Юпитера. Планета, наконец, получила свою собственную специализированную миссию, когда НАСА Космический аппарат Галилео прибыл в 1995 году и вращался вокруг Юпитера до 2003 года. Галилей запустил зонд в атмосферу Юпитера, чтобы измерить ее состав, и обнаружил доказательства наличия соленого океана на Европе.

Что скрывается под прекрасными облаками Юпитера? Когда Юпитер формировался, у него, вероятно, было большое ядро ​​из камня и металла. Но по мере того, как планета поглощала газы, оставшиеся после формирования Солнечной системы, сильное давление могло растворить ядро ​​в экзотическое вещество, называемое металлическим водородом.Самые последние данные космического корабля НАСА «Юнона» показывают, что отдельного ядра нет.

Хотя огромное гравитационное поле Юпитера сеяло хаос в первые дни существования Солнечной системы, сегодня оно наблюдает за орбитами астероидов и помогает защитить внутреннюю часть Солнечной системы. Комета Шумейкера-Леви 9 столкнулась с Юпитером в 1994 году, когда космический аппарат Галилео приближался к планете. Galileo объединился с наземными телескопами, чтобы наблюдать за столкновением, и наблюдения преподнесли нам ценные уроки о важности защиты нашей планеты от астероидов и комет.

В 2016 году космический корабль НАСА «Юнона» вышел на орбиту вокруг Юпитера, чтобы найти выяснить, что находится в ядре гигантской планеты, составить карту ее магнитного поля и измерить, сколько воды и аммиака присутствует в более глубоких слоях его атмосфера. Эти измерения помогают нам больше узнать о Образование и эволюция Юпитера.

JUICE Европейского космического агентства (Исследователь ледяных лун Юпитера) Миссия стартует в 2022 году для исследования галилеевых спутников Юпитера. СОК выйдет на орбиту Ганимеда в конце 2020-х годов после облета Европы и Каллисто, стремясь выяснить, могут ли подземные океаны лун поддерживать жизнь.Миссия НАСА Europa Clipper стартует в середине 2020-х годов, чтобы попытаться ответить на тот же вопрос на Европе, выполнив детальный обзор Луны.

Планета, похожая на Юпитер, обнаружена благодаря сотрудничеству TESS и гражданских ученых: отдел новостей UNM

С 2010 года Том Джейкобс, бывший офицер ВМС США, участвует в добровольческих онлайн-проектах, которые позволяют всем желающим — «гражданам-ученым» — просматривать данные телескопа НАСА в поисках признаков планет за пределами нашей Солнечной системы.Теперь Джейкобс помог обнаружить гигантскую газообразную планету примерно в 379 световых годах от Земли, вращающуюся вокруг звезды с такой же массой, как Солнце.

Недавно открытая планета размером с Юпитер представляет особый интерес для астрономов, поскольку она совершает длительное путешествие вокруг своей звезды (261 день в году) по сравнению со многими известными газовыми гигантами за пределами нашей Солнечной системы. Подпись планеты скрывалась в данных со спутника NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite, или TESS. Используя данные TESS, ученые ищут изменения яркости ближайших звезд, которые могут указывать на наличие вращающихся вокруг них планет.

1 февраля 2020 года Джейкобс случайно заметил график, показывающий, что свет звезды от TOI-2180 b тускнеет, а затем возвращается к прежнему уровню яркости в течение 24-часового периода, что может быть объяснено проходящей планетой, которая, как говорят, « транзит». Измеряя количество света, которое тускнеет по мере прохождения планеты, ученые могут оценить размер планеты и, в сочетании с другими измерениями, какова ее плотность. Но транзит можно увидеть только в том случае, если звезда и ее планета находятся на одной линии с телескопами, ищущими их. График, показывающий изменение звездного света во времени, называется «кривой блеска».

Визуальная рабочая группа предупредила двух профессиональных ученых, включая Пола Далбу, астронома из Калифорнийского университета в Риверсайде и ведущего автора исследования, и Дайану Драгомир, доцента Университета Нью-Мексико и соавтора исследования. исследования, что эта кривая блеска потенциально интересна.

Поскольку это единственный случай потускнения звезды TOI-2180 b в этом наборе данных, его называют «событием одиночного транзита».«Большинство компьютерных алгоритмов, используемых профессиональными астрономами, обычно предназначены для обнаружения нескольких последовательных транзитных событий от одной звезды. Вот почему визуальный осмотр гражданскими учеными так полезен, когда доступен только один транзит.

«У нас есть команда, которая выполняет эту задачу, используя код поиска одного транзита, но даже этот индивидуальный код может пропустить некоторые транзиты», — сказал Драгомир, который возглавляет группу поиска одного транзита TESS, членом которой также является Далба. «Гражданские ученые могут внести здесь действительно важный вклад.Это открытие является примером длинного единственного транзита, который гражданские ученые обнаружили в свободное время, который не нашел наш код, но который полностью соответствует научным целям нашей команды».

«Мы любим вносить свой вклад в науку, — сказал Джейкобс. «И я люблю этот тип съемки, зная, что вы находитесь на новой неизведанной территории, которую никто раньше не видел».

Но как команда могла исключить другие объяснения кратковременного провала звездного света? Могли ли они быть уверены, что нашли планету? Им потребуются последующие наблюдения.

К счастью, Далба смог задействовать автоматический телескоп для поиска планет в обсерватории Лик в Калифорнии. «Я использую этот телескоп, чтобы измерить колебание звезды, чтобы затем определить, насколько массивна эта планета, если это вообще планета», — сказал он. Исследовательская группа также использовала телескоп Keck I в обсерватории WM Keck на Гавайях, чтобы выполнить некоторые из этих измерений, когда обсерватории Лик угрожали лесные пожары.

За 27 часов наблюдений в течение более 500 дней Далба и его коллеги наблюдали за гравитационным притяжением планеты к звезде, что позволило им рассчитать массу планеты и оценить диапазон возможных вариантов ее орбиты.Тем не менее, они хотели наблюдать за перемещением планеты, когда она вернется, чтобы подтвердить орбиту.

В августе 2021 года Далба организовал кампанию, в которой приняли участие как профессиональные астрономы, так и обычные ученые у телескопов в 14 точках на трех континентах, включая одну в Нью-Мексико. В конце концов, ни один из этих телескопов не обнаружил планету с уверенностью. Тем не менее, отсутствие четкого обнаружения в этот период времени поставило границу того, насколько длинной может быть орбита, указав период около 261 дня.Используя эту оценку, команда прогнозирует, что TESS снова увидит, как планета снова пройдет мимо своей звезды в феврале 2022 года.

О планете
TOI-2180 b почти в три раза массивнее Юпитера, но имеет такой же диаметр, что означает, что он плотнее Юпитера. Это заставило ученых задаться вопросом, не образовался ли он иначе, чем Юпитер. Другой подсказкой может быть то, что находится внутри планеты. С помощью компьютерных моделей они определили, что новая планета может содержать до 105 масс Земли из элементов тяжелее водорода и гелия, что намного больше, чем предполагают астрономы внутри Юпитера.

Новое открытие указывает на то, что среди планет-гигантов некоторые из них содержат гораздо больше тяжелых элементов, чем другие. При средней температуре около 170 градусов по Фаренгейту TOI-2180 b теплее, чем комнатная температура на Земле, и теплее, чем внешние планеты нашей Солнечной системы, включая Юпитер и Сатурн. Но по сравнению с массивом транзитных гигантских экзопланет, которые астрономы обнаружили вокруг других звезд, TOI-2180 b аномально холодный.

«Из всех экзопланет, которые, как известно, проходят через звезды такой яркости и находятся так близко к Солнцу, у TOI 2180 b самая длинная орбита, — сказал Драгомир.«Исключительная яркость ее родительской звезды означает, что у нас наконец есть шанс изучить экзопланету с умеренным климатом, помимо простого обнаружения ее присутствия. С помощью этой работы мы уже измерили его массу, а другие аспекты его орбиты и атмосферы можно изучить с помощью существующих телескопов.

«С этим открытием мы также раздвигаем границы типов планет, которые мы можем извлечь из наблюдений TESS. TESS не был специально разработан для поиска экзопланет с такой длинной орбитой, но наша команда с помощью гражданских ученых тем не менее откапывает эти редкие драгоценные камни!»

Что дальше
Космический телескоп NASA имени Джеймса Уэбба, запущенный в декабре 2018 г.25, потенциально мог бы наблюдать за этой планетой и ее атмосферой. Но есть и другая причина, по которой ученые в восторге от возможностей Уэбба. Учитывая, что в нашей Солнечной системе у Юпитера есть кольца и спутники, Уэбба можно было бы использовать для поиска небольших объектов на орбите TOI-2180 b.

До сих пор точно не было найдено ни колец, ни спутников за пределами нашей Солнечной системы, но одна из причин может заключаться в том, что многие экзопланеты находятся очень близко к своей звезде, чья гравитация унесла бы эти объекты. TOI-2180 b, расположенная на большем расстоянии от своей родительской звезды, может представлять интересную возможность для такого поиска.

НАСА сотрудничает с широким спектром гражданских научных организаций по различным темам: от наук о Земле до Солнца и Вселенной в целом. Принять участие может любой желающий в мире. Ознакомьтесь с последними возможностями на science.nasa.gov/citizenscience.

Открытие было опубликовано в Astronomical Journal и представлено на виртуальном пресс-мероприятии Американского астрономического общества 1 января.13. Исследование финансировалось за счет трехлетнего гранта Программы исследований экзопланет НАСА в размере 330 000 долларов США, предоставленного UNM, который включает в себя субгрант Калифорнийскому университету в Риверсайде.