Юпитер (планета) — Традиция
У этого термина существуют и другие значения, см. Юпитер.| Орбитальные характеристики | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Большая полуось (радиус) | 778,4 млн. км 5,2 а.е. | ||||||
| Эксцентриситет (вытянутость) | 0,048 | ||||||
| Перигелий | 740,7 млн. км 4,95 а.е. | ||||||
| Афелий | 816,1 млн. км 5,5 а.е. | ||||||
| Орбитальный период | 4333,3 дня 11,86 лет | ||||||
| Средняя орбитальная скорость | 13,1 км/с | ||||||
| Наклон орбиты | 1,3° | ||||||
| Количество спутников | 63 | ||||||
| Физические характеристики | |||||||
| Экваториальный диаметр | 142,9 тыс. км (11,2 земных) | ||||||
| Полярный диаметр | 133,7 тыс. км (10,5 земных) | ||||||
| Площадь поверхности | 61,4 млрд. км2 (120,5 земных) | ||||||
| Объём | 1,43×1015 км3 (1321 земных) | ||||||
| Масса | 1,9×1027 кг (318 масс Земли) | ||||||
| Средняя плотность | 1,326 г/см3 | ||||||
| Ускорение силы тяжести | 23,1 м/с2 (в 2,4 раза больше земного) | ||||||
| Период обращения вокруг своей оси | 9 ч. 55 мин. | ||||||
| Наклон осевого вращения | 3,13° | ||||||
| Альбедо (отражательная способность) | 0,52 | ||||||
| Температура видимых облаков |
| ||||||
| Состав верхних слоёв атмосферы | |||||||
| Водород (по объёму) | ~90% | ||||||
| Гелий (по объёму) | ~10% | ||||||
| Метан | 0,1% | ||||||
| Водяной пар | 0,1% | ||||||
| Аммиак | 0,02% | ||||||
| Этан | 0,0002% | ||||||
| Фосфин | 0,0001% | ||||||
| Сероводород | менее 0,0001% | ||||||
Юпи́тер — пятая по удалению от Солнца и первая по величине планета Солнечной системы. Планета известна с античных времён и названа в честь древнеримского бога Юпитера, аналога древнегреческого Зевса. Относится к типу газовых гигантов.
Физические характеристики[править]
Параметры планеты[править]
Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли. При наблюдении Юпитера в телескоп с 40-кратным увеличением, его угловые размеры соответствуют размерам Луны, наблюдаемой невооружённым глазом. Масса Юпитера более чем в 2 раза превышает суммарную массу всех остальных планет, в 318 раз — массу Земли и всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Если бы Юпитер был примерно в 70 раз массивнее, он мог бы стать звездой. Плотность Юпитера примерно равна плотности Солнца и значительно уступает плотности Земли. Экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, поэтому на Юпитере не бывает смен времён года. Юпитер вращается вокруг своей оси, причём не как твёрдое тело: угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. На экваторе сутки длятся около 9 ч 50 мин. Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 4,6 тыс. км (т. е. на 6,5%). Всё, что мы можем наблюдать на Юпитере — это облака верхнего слоя атмосферы. Гигантская планета состоит преимущественно из газа и не имеет привычной нам твёрдой поверхности. Юпитер выделяет в 2—3 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Это может объясняться постепенным сжатием планеты, опусканием гелия и более тяжёлых элементов или процессами радиоактивного распада в недрах планеты.
Внутреннее строение[править]
Юпитер состоит, в основном, из водорода и гелия. Под облаками находится слой глубиной 7—25 тыс. км, в котором водород постепенно изменяет своё состояние от газа к жидкости с увеличением давления и температуры (до 6000°С). Чёткой границы, отделяющей газообразный водород от жидкого, по-видимому, не существует. Это должно выглядеть как непрерывное кипение глобального водородного океана. Под жидким водородом находится слой металлического водорода толщиной, согласно теоретическим моделям, около 30-50 тыс. км. Жидкий металлический водород формируется при давлении в несколько миллионов атмосфер. Протоны и электроны в нём существуют раздельно и он является хорошим проводником электричества. Мощные электротоки, возникающие в слое металлического водорода, порождают гигантское магнитное поле Юпитера. Учёные полагают, что Юпитер имеет ядро, состоящее из тяжёлых элементов (более тяжёлых, чем гелий). Его размеры — 15—30 тыс. км в диаметре, ядро обладает высокой плотностью. По теоретическим расчётам, температура ядра планеты — порядка 30 000°С, а давление — 30—100 млн. атмосфер.
Атмосфера[править]
Атмосфера Юпитера состоит из водорода (81 % по числу атомов и 75 % по массе) и гелия (18 % по числу атомов и 24 % по массе). На долю остальных веществ приходится не более 1 %. В атмосфере присутствуют метан, водяной пар, аммиак; имеются также следы органических соединений, этана, сероводорода, неона, кислорода, фосфина, серы. Внешние слои атмосферы содержат кристаллы замороженного аммиака. Красноватые вариации цвета Юпитера могут объясняться наличием соединений фосфора, серы и углерода. Поскольку цвет может сильно варьироваться, следовательно, химический состав атмосферы также различен в разных местах. Например, имеются «сухие» и «мокрые» области с разным содержанием водяного пара. Температура внешнего слоя облаков — около −130 °C, однако быстро растёт с глубиной. По данным спускаемого аппарата «Галилео», на глубине 130 км температура равна +150 °C, давление — 24 атмосферы. Давление у верхней границы облачного слоя — около 1 атм, т. е. как у поверхности Земли. «Галилео» обнаружил «тёплые пятна» вдоль экватора. По-видимому, в этих местах слой внешних облаков тонок и можно видеть более тёплые внутренние области. Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч. Циркуляция атмосферы определяется двумя основными факторами. Во-первых, вращение Юпитера в экваториальных и полярных областях неодинаково, поэтому атмосферные структуры вытягиваются в полосы, опоясывающие планету. Во-вторых, имеется температурная циркуляция за счёт тепла, выделяющегося из недр. В отличие от Земли (где циркуляция атмосферы происходит за счёт разницы солнечного нагрева в экваториальных и полярных областях) на Юпитере воздействие солнечной радиации на температурную циркуляцию незначительно. Конвективные потоки, выносящие внутреннее тепло к поверхности, внешне проявляются в виде светлых зон и тёмных поясов. В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам. Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне (примерно на 20 км), а их светлая окраска объясняется видимо повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Располагающиеся ниже тёмные облака поясов состоят предположительно из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония и имеют более высокую температуру. Эти структуры представляют области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера. Период обращения колеблется на несколько минут в зависимости от широты. Это приводит к существованию устойчивых зональных течений или ветров, постоянно дующих параллельно экватору в одном направлении. Скорости в этой глобальной системе достигают от 50 до 150 м/с и выше. На границах поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводят к образованию многочисленных вихревых структур. Наиболее известным таким образованием является Большое красное пятно, наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение последних 300 лет. В атмосфере Юпитера наблюдаются молнии, мощность которых на три порядка превышает земные, а также полярные сияния. Кроме того, орбитальным телескопом «Чандра» обнаружен источник пульсирующего рентгеновского излучения (названный Большим рентгеновским пятном), причины которого представляют пока загадку.
Большое красное пятно[править]
Большое красное пятно — овальное образование изменяющихся размеров, расположенное в южной тропической зоне. В настоящее время оно имеет размеры 15×30 тыс. км (значительно больше размеров Земли), а 100 лет назад наблюдатели отмечали в 2 раза большие размеры. Иногда оно бывает не очень чётко видимым. Большое красное пятно — это уникальный долгоживущий гигантский ураган (антициклон), вещество в котором вращается против часовой стрелки и совершает полный оборот за 6 земных суток. Оно характеризуется восходящими течениями в атмосфере. Облака в нём расположены выше, а температура их ниже, чем в соседних областях.
Магнитное поле и магнитосфера[править]
Юпитер обладает мощным магнитным полем; ось диполя наклонена к оси вращения на 10°. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 Э у северного полюса и 10,7 Э у южного. Его полярность обратна полярности земного магнитного поля.
Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, будучи хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создаёт магнитные поля. Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне тянется до расстояния в 50—100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Ускоренные в магнитосфере Юпитера электроны достигают Земли. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны. Магнитосфера формируется преимущественно за счёт потоков заряженных частиц, которые выносятся магнитным полем планеты из плазменного тора вокруг орбиты Ио. Источником частиц являются вулканы Ио. Магнитосфера формируется также за счёт частиц солнечного ветра. Юпитер обладает мощными радиационными поясами. При сближении с Юпитером «Галилео» получил дозу радиации, в 25 раз превышающую смертельную дозу для человека. Радиоизлучение радиационного пояса Юпитера впервые было обнаружено в 1955. Радиоизлучение носит синхротронный характер. Юпитер окружён ионосферой протяжённостью 3000 км. Подобно полярным сияниям на Земле полярные сияния на Юпитере обусловлены стеканием заряженных частиц вдоль линий магнитного поля в атмосферу в районе северного и южного полюсов планеты. Однако магнитное поле Юпитера очень велико, поэтому выброшенное с вулканического спутника Ио ионизованное вещество, улавливаемое магнитным полем Юпитера, создаёт сияния в тысячу раз интенсивнее, чем полярные сияния на Земле.
Спутники и кольца[править]
По данным на декабрь 2005 года у Юпитера насчитывается 63 спутника, максимальное значение для Солнечной системы. По оценкам, спутников может быть не менее сотни. Четыре самых крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты ещё в 1610 г. Галилео Галилеем. Наибольший интерес представляет Европа, обладающая глобальным океаном, в котором не исключено наличие жизни. Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно, и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. Остальные спутники намного меньше, и представляют собой скалистые тела неправильной формы. Среди них есть обращающиеся в обратную сторону.
Затмение солнца спутником Ио на поверхности ЮпитераУ Юпитера имеются слабые кольца, обнаруженные во время прохождения мимо Юпитера «Вояджера-1» в 1979. С Земли кольца могут быть замечены при наблюдении в инфракрасном диапазоне. По результатам исследований «Галилео» был сделан вывод, что источником пополнения колец являются небольшие спутники Юпитера.
Изучение Юпитера космическими аппаратами[править]
Юпитер изучался исключительно аппаратами НАСА. В 1973 и 1974 мимо Юпитера прошли «Пионер-10» и «Пионер-11» на расстоянии (от облаков) 132 тыс. км и 43 тыс. км соответственно. Аппараты передали несколько сот снимков (невысокого разрешения) планеты и галилеевых спутников, впервые измерили основные параметры магнитного поля и магнитосферы Юпитера. В 1979 около Юпитера пролетели «Вояджеры» (на расстоянии 207 тыс. км и 570 тыс. км). Аппараты передали большое количество подробных снимков планеты и её спутников, а также много других ценных данных (в частности, были обнаружены кольца Юпитера). В 1992 мимо планеты прошёл «Улисс» на расстоянии 900 тыс. км. Аппарат провёл измерения магнитосферы Юпитера («Улисс» предназначен для изучения Солнца и не имеет фотокамер). С 1995 по 2003 на орбите Юпитера находился «Галилео». С помощью этой миссии было получено множество новых данных. В частности, спускаемый аппарат впервые изучил атмосферу газовой планеты изнутри. В 2000 мимо Юпитера пролетел «Кассини». Он сделал ряд снимков планеты с рекордным разрешением и получил новые данные о плазменном торе Ио. По снимкам «Кассини» были составлены самые подробные на сегодняшний день цветные «карты» Юпитера, на которых размер самых мелких деталей составляет 120 км. Кроме того, был поставлен уникальный эксперимент по измерению магнитного поля планеты одновременно с двух точек («Кассини» и «Галилео»). 28 февраля 2007 по пути к Плутону в окрестностях Юпитера совершил гравитационный манёвр аппарат «Новые горизонты». На 2010 запланирован запуск аппарата «Юнона», который должен выйти на орбиту Юпитера и провести детальные исследования планеты. В 2010-х годах планируется осуществление межпланетной миссии по изучению галилеевых спутников.
Жизнь на Юпитере[править]
В настоящее время наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным в виду низкой концентрации воды в атмосфере и отсутствия твёрдой поверхности. В 1970-х годах Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака [1]. Следует отметить, что даже на небольшой глубине в юпитерианской атмосфере температура и плотность достаточно высоки и возможность по крайней мере химической эволюции исключать нельзя, поскольку скорость и вероятность протекания химических реакций благоприятствуют этому.
Комета Шумейкеров-Леви[править]
В июле 1992 года к Юпитеру приблизилась комета. Она прошла на расстоянии около 15 тысяч километров от верхней границы облаков и мощное гравитационное воздействие планеты-гиганта разорвало её ядро на 17 больших частей. Этот кометный рой был обнаружен на обсерватории Маунт-Паломар супругами Кэролайн и Юджином Шумейкерами и астрономом-любителем Дэвидом Леви. В 1994 году, при следующем сближении с Юпитером, все обломки кометы врезались в атмосферу планеты с огромной скоростью — около 64 километров в секунду. Этот грандиозный космический катаклизм наблюдался как с Земли, так и с помощью космических средств, в частности с помощью Космического телескопа «Хаббл», инфракрасного спутника IUE и межпланетной космической станции «Галилео». Падение ядер сопровождалось интересными атмосферными эффектами, например полярными сияниями, чёрными пятнами в местах падения ядер кометы, климатическими изменениями.
Ссылки и источники[править]
traditio.wiki
Система планеты Юпитер
Солнечная система > Система Юпитер
Планета Юпитер | Спутники | Кольца | Исследование | Фотографии
Система Юпитера: планета, спутники и кольца. Изучите динамическую систему самой большой пятой планеты от Солнца, исследования космическими аппаратами с фото.
Если вы прорветесь сквозь астероидный пояс нашей системы, то выйдете в новый мир. Мы попрощались со скалистыми мирами и можем восхититься царством газовых гигантов. И встречает нас крупнейшая в системе планета – Юпитер. Превышает размеры Земли в тысячу раз и украшена великолепными красными, оранжевыми и коричневыми полосами. Вокруг наблюдается слабое ледяное кольцо и огромное лунное семейство.
Планета Юпитер — Солнечная система в миниатюре
Детальное изучение планеты привело к обнаружению 79 спутников (на 2019 год). Четыре из них по размеру напоминают планету. Это луны из группы Галилея, найденные им в телескоп собственного изобретения. Их можно отыскать в бинокль – заметите 4 крошечных светлых точки.
Остальные спутники меньше и многие обладают астероидной природой. Их привлекла к себе планетарная гравитация. С такой лунной армией Юпитер напоминает полноценную систему. Более того, многие считают, что при увеличении массивности в 80 раз объект мог стать второй звездой, а галилейские луны получили б планетарный статус.
Динамическая система планеты Юпитер
Из-за своей массивности планета влияет на окружающие объекты. Сильнее всего это заметно на примере Ио. Спутник расположен крайне близко, поэтому приливные силы вытягивают его. Это приводит к трению, выработке тепла и созданию массы активных вулканов.
У Европы заметен сдвиг ледяной коры, а значит есть тепловое давление на ядро. Это привело к мысли, что под ледяной коркой может скрываться океан с жизнью.
Изучение системы Юпитера
До сегодняшнего момента к Юпитеру отправляли 9 миссий. В 1973 году дорожку проложил Пионер-10. Через год отправили Пионер-11. Оба получили первые крупные обзоры планеты, отметив магнитное поле и радиационные пояса.
В 1979 году прибыли два новых аппарата. В марте подошел Вояджер-1, а в июле – Вояджер-2. Им удалось не только прислать ценные снимки, но и отыскать новые спутники, а также изучить группу Галилея. Ученые наконец заметили извержения на Ио и возможность присутствия океана в Европе.
В 1992 году мимо промчался Улисс, направляясь в сторону Солнца. В 2007 году последовал Новые Горизонты, стремящийся к Плутону и поясу Койпера. Наибольший вклад достался от аппарата Галилео, который в 1995 году стал первым, кто вышел на орбиту Юпитера. 7 декабря в атмосферу спустили зонд и получили первые химические данные. Аппарат доставил множество снимков, но его возможности были ограничены проблемой с антенной.
В 2011 году стартовала Юнона, которая прибыла к гиганту в 2016 году. Занимается изучение магнитного поля, состава, а также спутников.
Состав системы Юпитера |
v-kosmose.com
Планета Юпитер
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ М.АКМУЛЛЫ»
ПЛАНЕТА ЮПИТЕР
/реферат по астрономии/
Выполнила:.
ФМФ, 5 курс, 54 гр.
Проверил:.
Уфа 2008
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………………………3
1. Общие сведения…………………………………………….…….……….4
1.1. Параметры планеты………………………………………………..…..6
1.2. Внутреннее строение………………………………………………..…7
2. Атмосфера……………………….………………………………………..….8
2.1. Большое рентгеновское пятно на Юпитере…………………….….10
2.2. Большое красное пятно……………………………………………….11
3. Космические характеристики..…………………………………………….12
3.1. Магнитосфера…………………………………………………………12
3.2. Полярные сияния……………………………………………………..13
3.3. Молнии на Юпитере……………………………………….………..14
3.4. Комета Шумейкер-Леви 9………………………………………..….15
3.5. Кольца Юпитера………………………………………………….…..16
3.6. Спутники Юпитера……………………..……………………………17
4. История открытий…………………………..……………………………..18
5. Приложение…………………………………………………………………22
6. Литература………………………………………………………………….24
ВВЕДЕНИЕ
Пятая от Солнца и самая большая планета Солнечной системы. Юпитер, названный в честь царя римских Богов, господствует и среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своём великолепии. Он более чем в два раза тяжелее, чем все другие планеты вместе взятые, и в 318 раз тяжелее Земли. Юпитер благоволит наблюдателям. Диск планеты достаточно велик для того, чтобы обладатели даже скромных телескопов смогли различать в его атмосфере простейшие структуры облаков. А Галилеевы спутники были бы видны невооружённым глазом, если бы их не затмевало сияние божественного хозяина. Юпитер на небе уступает в яркости только Солнцу, Луне, Венере и изредка Марсу.
Уже пять АМС побывали у этой гигантской планеты. Это американские аппараты «Пионер 10», «Пионер 11», «Вояджер 1», «Вояджер 2» и «Галилео». Последний на рубеже тысячелетий все еще кружился возле Юпитера, собирая важнейшие научные сведения.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Бог Юпитер – древнеримский двойник древнегреческого громовержца Зевса. Юпитер отдалён от Солнца на 778,3 млн. км, его экваториальный диаметр – 143 тыс. км, что в 11 раз превышает земной. Юпитер представляет собой гигантский газовый шар, диаметр которого в десять раз превышает диаметр Земли, составляя одну десятую диаметра Солнца. Его масса равна 0,1% массы Солнца, а химический состав (по числу молекул) очень близок к составу Солнца: 90% водорода (находящегося на Юпитере в молекулярной форме) и 10% гелия. Вокруг своей оси он, в среднем, обращается за 10 часов. Причём, так как Юпитер не является твёрдым шаром, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области, как это наблюдается у Солнца и других газовых планет. По той же причине Юпитер заметно сжат у полюсов. Ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Следовательно, на Юпитере нет смены времён года.
Среди следовых газов наиболее существенны водяной пар, метан и аммиак. Под слоем облаков нет никакой твёрдой поверхности. Вместо этого ниже внешних слоёв наблюдается (при увеличении давления с глубиной) постепенный переход от газа к жидкости. Затем следует резкий переход к металлической жидкости, в которой атомы лишены электронов.
В самом центре, возможно, имеется маленькое ядро, состоящее из твёрдых пород и льда. Наличие источника внутренней энергии (тепло, выделившееся в результате гравитационного коллапса при образовании Юпитера) позволяет планете излучать в 1,5 – 2 раза больше тепла, чем она получает от Солнца. При визуальных наблюдениях диск Юпитера кажется пересечённым чередующимися светлыми зонами и тёмными поясами. Согласно данным, полученным четырьмя космическими зондами, пролетевшими мимо Юпитера в 1973 – 1981 гг. («Пионер-10 и —
mirznanii.com