Строение и состав Юпитера. Удивительные факты!

Строение и состав Юпитера очень интересны и отличается от привычного нам строения планет. Юпитер относится к классу газовых планет, поэтому его строение состоит из различных газов. Он больше напоминает звезду, чем планету. В состав Юпитера в основном входят гелий и водород, как у звезд. Такому гиганту как Юпитеру просто не хватает массы, для того чтобы стать звездой, поэтому он остается самой большой планетой в Солнечной системе.

Строение и состав Юпитера

Как я уже говорил, строение Юпитера не похоже на привычное для нас строение планет земной группы. Поверхность Юпитера состоит из жидкости и только внутри этого гиганта находится твердое, железное ядро, которое, вероятно, больше нашей планеты в несколько раз. Над жидким слоем Юпитера простирается его плотная атмосфера, состоящая из водорода. Планета очень быстро вращается, что создает видимое искажение планеты в северном и южном полушарии, кажется, что планета немного сплющена. Радиус планеты в экваторе отличается от радиуса на полушариях более чем на 4000 км.

Удивительно, что планету нагревает не только Солнце, но и его внутренние процессы. По подсчетам ученых, температура атмосферы планеты должна составлять -170°C (100 К), если бы атмосфера планеты нагревалась только Солнцем, но фактически температура атмосферы равна -130°C (140 К). Это говорит о том, что Юпитер нагревается благодаря не только Солнцу, 

но и процессам, проходящим внутри самой планеты.

Знания о строении Юпитера относятся к чистой теории. Еще ни одному аппарату не удавалось опуститься глубоко в центр планеты, чтобы узнать его точное строение.. Космический аппарат, посланный с земли с миссией установления строения планеты, был разрушен силой тяжести Юпитера. Аппарату удалось погрузиться в атмосферу планеты лишь на 150 км., затем аппарат был просто уничтожен силой тяжести Юпитера. Все что аппарату удалось послать на Землю, это состав атмосферы планеты и информацию о чудовищных ветрах в атмосфере планеты.

Ученым пока не удалось узнать о внутреннем строении Юпитера, и, вероятно, им этого еще долго не удастся сделать. Все, что сейчас ученые могут наблюдать на планете – только его сплошную атмосферу, в которой господствует хаос.

on-space.ru

загляните в центр газового гиганта

Солнечная система > Система ЮпитерЮпитер > Состав Юпитера

Внутреннее строение Юпитера

Изучите состав и строение Юпитера – газового гиганта Солнечной системы. Описание уровней водорода, химический состав поверхности, атмосферы и ядра с фото.

Из-за своего состава Юпитер сильно похож на звезду Солнце. Но даже несмотря на такие гигантские размеры, ему не хватает массы, чтобы трансформироваться. Давайте внимательно изучим состав планеты Юпитер, тем более что строение представлено выше на фото.

Состав и строение Юпитера

Поверхность

Перед вами действительно огромный объект. Но это гигант, у которого просто нет твердой основы. То есть, если вы прыгните с парашютом, то не думайте, что приземлитесь на поверхность. Состав атмосферы Юпитера представлен 90% водорода, а остальные 10% – гелий, а также слабые химические примеси других газов.

Эти газы скапливаются друг на друге, образуя слои. Раз нет твердого тела, то поверхностью будет точка, где атмосферное давление приравнивается к температуре земной поверхности. В этот момент сила тяжести в 2.5 раз выше земной.

Вы не смогли бы стать на такую поверхность, потому что это сплошной газовый слой. Зонд или космический корабль приближался бы к центру и все время натыкался на облака, пока не дошел до ядра.

Ядро

Все еще очень тяжело разъяснить этот вопрос. Исследователи считают, что оно плотное и может быть окружено слоем металлического водорода, покрытое еще одним шаром молекулярного водорода. Но пока нет никакой уверенности в том, твердое ядро Юпитера или нет. Есть теории, что центр представлен раскаленным жидким шаром, или же это камень в 14-18 раз больше земной массы. Температура в центре может подогреваться до 35000 °C.

Этот вопрос подняли еще в 1990-х годах. Именно тогда замер гравитации показал, что центр примерно в 14-45 раз больше земной массы. Если когда-то у планеты и было ядро, то нет никаких гарантий, что оно осталось.

Почти звезда

Юпитер напоминает Солнце, потому что состоит в основном из водорода и гелия. Но количества газов недостаточно, что запустить процесс слияния, подпитывающий звезду. Для этого планете понадобилось бы увеличиться в массе в 75-80 раз. Если бы все планеты стали частью гиганта, он бы все равно не набрал необходимый минимум. Теперь вы знаете из чего состоит Юпитер.

Читайте также:


Положение и движение Юпитера

Строение Юпитера

Поверхность Юпитера

v-kosmose.com

Состав Юпитера | Астрономия, астрология, сонник

Солнечная система > Система ЮпитерЮпитер > Состав Юпитера

Состав Юпитера весьма интересен. Юпитер преимущественно состоит из водорода и гелия и он скорее похож на крошечную звезду. Но, несмотря на то, что Юпитер – это самая большая планета в Солнечной системе, газовому гиганту просто не хватает массы, чтобы стать звездой.

Поверхность Юпитера

Структура Юпитера

Когда ученые называют Юпитер газовым гигантом, они не преувеличивают. Если бы вы спрыгнули с парашютом на Юпитере, то вы бы никогда не нашли место для посадки. Атмосфера Юпитера состоит на  90 процентов из водорода. Остальные 10 процентов состава почти полностью состоят из гелия, хотя имеются небольшие следы других газов.

Эти куча газов накладываются друг на друга, образуя слои, которые проходят вниз. Поскольку не существует твердой поверхности, поверхностью Юпитера называется точка, где атмосферное давление равно земному. Попытка стоять на этой поверхности будет невозможна, так как это просто один из слоев газа. Космические корабли и астронавты будут просто погружаться в болото. Зонды и космические корабли будут продолжать путешествовать к центру планеты, проходя через более густые облака, пока не достигнут ядра.

Ядро Юпитера

Узнать что-то точнее о составе ядра Юпитера проблематично. Ученые считают, что плотный центральный сердечник может быть окружен слоем металлического водорода, а с внешней стороны молекулярным водородом.

Ученые не уверены, что ядро Юпитера действительно твердое. Хотя некоторые предполагают, что ядро представляет собой шарик расплавленного горячего железа, другие исследования показывают, что это может быть твердая порода от 14 до 18 раз больше массы Земли. Температура в центре, по оценкам, составляет около 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 наличии в центре газового гиганта ядра с массой от 12 до 45 раз больше массы Земли.

Не совсем звезда

Сравнительные размеры Солнца, коричневого карлика TUA 5В и Юпитера

Как и Солнце, Юпитер состоит преимущественно из водорода и гелия. Но в отличие от Солнца, он испытывает недостаток в необходимом количестве, чтобы начать синтез, процесс, который питает звезды. Юпитеру необходимо стать от 75 до 80 раз более массивным, чем он является в настоящее время, чтобы считаться звездой. Если все планеты в Солнечной системе сформировались бы  как часть газового гиганта, то они бы  по-прежнему не имели  достаточную массу. Тем не менее, Юпитер в два с половиной раза больше, чем все остальные планеты Солнечной системы вместе взятые.


Положение и движение Юпитера

Строение Юпитера

Поверхность Юпитера

o-kosmose.net

Строение планеты Юпитер

Видимая поверхность Юпитера представляет собой верхний уровень облаков, окружающих планету. Благодаря этому все детали на поверхности Юпитера постоянно меняют свой вид. Из устойчивых деталей известно Большое Красное пятно, наблюдающееся уже более 300 лет . Это - громадное овальное образование, размерами около 35000 км по долготе и 14000 по широте между Южной тропической и Южной умеренной полосами. Цвет его красноватый, но подвержен изменениям. Спектральные исследования Юпитера показали, что атмосфера его состоит из молекулярного водорода и его соединений: метана и аммиака. В небольших количествах присутствуют также этан, ацетилен, фосфен и водяной пар. Облака Юпитера состоят из кристалликов и капелек аммиака. В декабре 1973 г. с помощью американского космического аппарата "Пионер -10" удалось обнаружить наличие гелия в атмосфере Юпитера и измерить его содержание. Можно считать, что атмосфера Юпитера на 74% состоит из водорода и на 26% из гелия. На долю метана приходится не более 0,1% состава атмосферы планеты. Атмосферный слой имеет толщину около 1000 км. Ниже чисто газового слоя в атмосфере лежит слой облаков, которые мы и видим в телескоп.

В настоящее время построена двухслойная модель внутреннего строения планеты. Оболочка планеты состоит в основном из газовой компоненты (водород, гелий, неон), а ядро - из тяжелой компоненты (оксиды кремния, магния и железа, сульфиды, железо, никель и др.). Слой жидкого молекулярного водорода имеет толщину 24000 км. На этой глубине давление достигает 300 ГПа, а температура 11000 К, здесь водород переходит в жидкое металлическое состояние, т.е. становится подобным жидкому металлу. Слой жидкого металлического водорода имеет толщину около 42000 км. Внутри него располагается небольшое железно-силикатное твердое ядро радиусом 4000 км . На границе ядра температура достигает 30000 К. По массе ядро Юпитера составляет 3-4% от полной массы.

В 1956 г. было обнаружено радиоизлучение Юпитера на волне 3 см, соответствующее тепловому излучению с температурой 145 К. По измерениям в инфракрасном диапазоне температура самых наружных облаков Юпитера 130 К. Полеты американских космических аппаратов "Пионер-10" и "Пионер-11" позволили уточнить строение магнитосферы Юпитера, а изменение температуры облачного слоя в основном подтвердило известный из наземных наблюдений результат: количество тепла, которое Юпитер испускает, более чем вдвое превышает тепловую энергию, которую планета получает от Солнца. Возможно, что идущее из недр планеты тепло выделяется в процесс медленного сжатия гигантской планеты (1мм. в год). Магнитное поле планеты оказалось сложным и состоит как бы из двух полей: дипольного (как поле Земли), которое простирается до 1,5 млн. км от Юпитера, и не дипольного, занимающего остальную часть магнитосферы. Напряженность магнитного поля у поверхности в 20 раз больше, чем на Земле. Кроме теплового и дециметрового радиоизлучения Юпитер является источником радиовсплесков (резких усилений мощности излучения) на волнах длиной от 4 до 85 м, продолжительностью от долей секунды до нескольких минут или даже часов. Однако длительные возмущения - это не отдельные всплески, а серии всплесков - своеобразные шумовые бури и грозы. Согласно современным гипотезам, эти всплески объясняются плазменными колебаниями в ионосфере планеты.

Юпитер хранит ключи от многих тайн Солнечной системы. Около 4,5 млрд. лет тому назад, когда Солнечная система формировалась из вращающегося облака газов и пыли, ядро Юпитера, вероятно, зарождалось из льда и камней общей массой, превышающей в 15 раз земную. Давление солнечного света выталкивало атомы легких газов (водорода и гелия) из внутренней по отношению к орбите Юпитера части Солнечной системы, а притяжение больших ледяных ядер нашего гиганта и зарождавшегося по соседству Сатурна постаралось собрать эти атомы возле себя. Из гелия и водорода, в основном, и состоит атмосфера Юпитера сегодня. Юпитер "оброс" самой большой атмосферой среди всех планет, так как центральное внутреннее ядро его раньше достигло необходимой массы. Лик Юпитера, который мы видим, - это верхние слои его атмосферы.

Читайте также:

planetologia.ru

Юпитер – общие сведения

Вероятно, окончательную судьбу и состояние планет, обращающихся в настоящее время вокруг Солнца, в первую очередь предопределило распределение температуры в первичной солнечной туманности. В теплых внутренних областях туманности пылевые частицы состояли в основном из металлов, окислов и силикатов. Температура там была слишком высока, и это исключало возможность существенной конденсации таких летучих веществ, как вода, метан и аммиак. Поэтому четыре планеты, образовавшиеся вблизи первичного Солнца, должны были состоять почти целиком из твердого каменного вещества. Хотя основными веществами в солнечной туманности были водород и гелий, небольшие внутренние планеты не могли удержать ни один из этих легких газов. Сила тяжести на поверхности этих планет была слишком мала, а поверхностные температуры слишком высоки. Поэтому водород и гелий легко улетучивались в космическое пространство.

Однако на расстояниях около полумиллиарда километров от Солнца всегда было холодно. На орбите Юпитера, которая расположена в пять раз дальше от Солнца, чем орбита Земли, освещенность, создаваемая Солнцем, составляет только 1/27 от освещенности на по-верхности нашей планеты. Даже в очень далекие времена температура там была чрезвычайно низкой, и поэтому первичные пылевые частицы были покрыты толстыми заиндевелыми слоями льда и замерзших метана и аммиака. Таким образом, было «предначертано», что эти летучие вещества станут существенными составляющими далеких миров, обращающихся вокруг Солнца.

На этом расстоянии от протосолнца объединение первичных пылевых частиц, покрытых льдом, должно было происходить в бешеном темпе, гораздо эффективнее, чем во внутренних областях солнечной туманности. Так быстро сформировалось большое ядро планеты – первичный зародыш, вокруг которого мог расти Юпитер. В дальнейшем благодаря низкой температуре и большой силе тяжести на поверхности массивного ядра протопланеты ее гравитационное поле могло захватить большое количество водорода и гелия. Как показали детальные расчеты этого процесса, проведенные Ф.Перри и А.Камероном, атмосфера из водорода и гелия должна была становиться гидродинамически неустойчивой. Другими словами, как только ядро планеты выросло до определенного критического размера, водород и гелий, находящиеся вблизи нее, сразу обрушились на протопланету. Таким образом сформировалась самая большая планета в Солнечной системе, содержащая 82% водорода, 17% гелия и 1% прочих веществ, т.е. ее состав по существу оказался очень близким к составу первичной солнечной туманности. Можно полагать, что состав и размеры Сатурна объясняются примерно теми же общими процессами (вероятно, образование Урана и Нептуна происходило подобным образом, но гораздо менее интенсивно).

Юпитер – огромен. Его диаметр в 11,25 раза больше диаметра Земли: если бы Юпитер был полый, то внутри его могло бы поместиться 1400 земных шаров.

Юпитер – массивен. Его масса в 318 раз больше массы Земли и в 2,5 раза больше массы всех остальных тел Солнечной системы – планет, спутников, астероидов, метеоритов и комет, вместе взятых.

Юпитер вращается очень быстро. Вокруг своей оси он вращается быстрее любой другой планеты в Солнечной системе. «День» на Юпитере длится всего только 9 ч 55 мин. Фактически планета вращается не как твердое тело: экваториальные области вращаются чуть быстрее (9ч 50 мин), чем среднеширотные и полярные. Это, конечно, объясняется тем, что планета состоит не из твердого вещества.

Быстрым вращением непосредственно обусловлены многие замечательные свойства Юпитера. Его форма отлична от сферической – Юпитер чуть «сплюснут» по экватору: экваториальный диаметр Юпитера приблизительно на 9000 км больше диаметра, проведенного от южного полюса планеты к северному.

Рис.2. Структура верхнего слоя облаков Юпитера (снимок с аппарата Cassini).

Быстрое вращение Юпитера во многом определяет и общий облик планеты. Даже небольшого любительского телескопа достаточно, чтобы увидеть характерную полосатую структуру верхнего слоя облаков Юпитера. В верхней атмосфере обнаруживается серия светлых и темных полос (рис.2), обращающихся параллельно юпитерианскому экватору. Светлые белесые полосы принято называть зонами, а более темные, красновато-коричневые – полосами. Те, кто следит за сообщениями о погоде, передаваемыми в вечерних последних известиях, знают, что на метеорологические условия на нашей планете сильно влияет перемещение областей высокого и низкого давлений в атмосфере. В областях высокого давления атмосферное давление выше среднего значения. Если бы мы могли увидеть земную атмосферу из космического пространства, то заметили бы в ней выпуклость там, где скопилось «избыточное» количество воздуха. «Избыток» воздуха создает дополнительное давление на земную поверхность; это и есть области высокого давления. В областях низкого давления атмосферное давление ниже среднего. Такие области выглядели бы из космоса как впадины в атмосфере, возникающие там, где на земную поверхность давит масса воздуха меньше средней. Подобно тому как вода течет под гору, воздушный поток имеет преобладающее направление от областей высокого давления к областям низкого давления. Дождь и снег, облака и солнечный свет появляются и исчезают по мере того, как области высокого и низкого давления постепенно проходят по нашей небольшой, медленно вращающейся планете.

В начале 70-х годов два космических аппарата пролетели мимо Юпитера, передав на Землю множество фотографий и разнообразных данных об атмосфере Юпитера и о его окрестностях. Типичный крупномасштабный снимок некоторых полос и зон планеты приведен на рис.2. Из полученных сведений вскоре стало ясно, что светлые зоны – это области высокого атмосферного давления на Юпитере, а темные полосы – области низкого давления. Теплые газы поднимаются вверх в области зон и остывают, достигнув верхней границы облаков. Затем охладившиеся газы «падают» в соседние полосы, где давление низкое. Вследствие быстрого вращения планеты сильные пассаты и мощные струйные потоки текут по границам между полосами и зонами. В действительности картина крупномасштабной циркуляции в атмосфере Юпитера точно такая, какую мы могли бы получить, если бы «растянули» области высокого и низкого давления в земной атмосфере вокруг всей планеты. Иначе говоря, из-за быстрого вращения Юпитера циклоны и антициклоны, связанные с областями высокого и низкого давления, полностью «обвивают» гигантскую планету. В высоких широтах, в южной и северной полярных областях, упорядоченная картина зон с высоким давлением и полос с низким давлением разбивается на беспорядочные ураганы (рис.2).

Рис.3. Большое Красное Пятно (снимок с орбиты Юпитера сделан аппаратом Galileo).

При помощи небольшого телескопа кроме полос и зон нетрудно также увидеть одну замечательную и маломеняющуюся деталь в атмосфере Юпитера – так называемое Большое Красное Пятно (рис.3). Первым увидел Большое Красное Пятно итальянский астроном Джованни Доменико Кассини в 1665 г. Хотя яркость окраски пятна порою несколько блекнет, эту деталь астрономы наблюдают уже в течение трех столетий.

Подобно самой планете Большое Красное Пятно – огромно. Его ширина составляет приблизительно 14000 км, а длина в течение веков менялась от 30000 до 40000 км, т.е. на Большом Красном Пятне могли бы удобно разместиться рядом три земных шара.

Большое Красное Пятно расположено в хорошо изученной зоне, лежащей к югу от юпитерианского экватора, называемой Южной Тропической зоной. Данные, полученные космическими аппаратами, показали, что имеющая цвет ржавчины верхняя граница облаков Большого Красного Пятна простирается на несколько километров выше окружающей верхней границы облаков Южной Тропической зоны. Но, как мы уже знаем, Южная Тропическая зона сама является областью высокого давления на Юпитере, так как граница облачного слоя зон на несколько километров выше границы облачного слоя полос. Таким образом, Большое Красное Пятно представляет собой область высокого давления, расположенную в зоне, где давление само по себе выше среднего. Поэтому Большое Красное Пятно иногда называют суперзоной.

B Большом Красном Пятне ветры направлены против часовой стрелки. Подобно огромному вихрю, в области которого давление высоко, Большое Красное Пятно вращается, делая один оборот за 12 земных суток. Расчеты показали, что циркуляция такого масштаба в атмосфере Юпитера сравнительно устойчива и происходит без трения. Другими словами, подобно колесу, катящемуся между двумя поверхностями, движущимися в противоположных направлениях (рис.3), Большое Красное Пятно вращается практически без трения или торможения. Поэтому-то такой огромный вихрь и может бушевать в течение трех столетий. Если бы Большое Красное Пятно было гораздо меньше, то оно испытывало бы более сильное торможение, и тогда вихрь скоро бы исчез. Действительно, на планете изредка наблюдались «небольшие красные пятна». Эти ураганы меньших размеров (величиной всего лишь с Землю) обычно через год-два иссякали.

Хотя ученые начинают понимать динамику метеорологических условий на Юпитере, цвета и оттенки, наблюдаемые в его атмосфере, остаются совершенно непостижимыми. Даже в любительский телескоп видно – и снимки, полученные межпланетными космическими аппаратами, это подтверждают, – зоны явно белесые, самое большее с легким желтоватым оттенком, а полосы оранжево-коричневые, цвета ржавчины.

Как мы уже знаем, Юпитер в основном (на 99%) состоит из водорода и гелия. Ни один из этих бесцветных газов не может придать атмосфере планеты окраску и оттенки, в действительности преобладающие в ее внешнем облике. Известно, что в атмосфере Юпитера присутствуют и другие вещества, а именно метан, аммиак и водяной пар. Хотя это тоже бесцветные газы, присутствие кристаллов аммиачного льда может объяснить светлую окраску верхней границы облаков в области зон. Здесь температура падает до -130°С, и аммиак кристаллизуется в белесые снежные хлопья.

Но почему облака приобретают красноватый цвет, когда эти газы «переваливаются» из зон в соседние полосы? Считается, что оранжевые и коричневые цвета в облаках Юпитера могут быть соотнесены с органическими соединениями, включающими в себя серу и фосфор.Некоторые ученые полагают, что при воздействии ультрафиолетового излучения Солнца на определенные вещества, содержащиеся на верхней границе облаков Юпитера, могут происходить фотохимические реакции. Проще говоря, ультрафиолетовое излучение вызывает реакцию, которая превращает какие-то (пока еще не открытые) химические соединения в новое вещество красновато-коричневого цвета. Когда это темное вещество опускается из зон в полосы, оно диссоциирует обратно на свои первоначальные компоненты и, поднимаясь через зоны, вновь оказывается чистым и бесцветным.

Но есть и другое объяснение, исходящее из заманчивой возможности протекания на Юпитере каких-то биологических процессов.
В начале 50-х годов Гарольд Юри и Стенли Миллер провели классический эксперимент: они поместили в колбу газовую смесь, состоящую из аммиака, метана, водяного пара и водорода, и затем пропускали через нее искровые разряды. Таким путем ученые просто пытались воспроизвести условия, существовавшие в первичной атмосфере Земли. Через несколько дней в колбе были обнаружены аминокислоты – «строительные блоки» молекул белков.

В последующие годы этот эксперимент многократно осуществлял Сирил Поннамперума в лаборатории химической эволюции в университете штата Мэриленд. Мы, разумеется, далеки от того, чтобы считать себя способными сотворить жизнь непосредственно из неорганических химических веществ, однако совершенно очевидно, что в описанных экспериментах образуются многие из молекулярных строительных блоков живой материи. Примечательно, что темное «варево», которое возникает в этих экспериментах, имеет характерный красновато-коричневый цвет, т.е. точно такую же окраску и те же оттенки, которые наблюдаются в полосах Юпитера.

Рис.4. Молнии на ночной стороне Юпитера (снимок с орбиты Юпитера сделан аппаратом Galileo).

По-видимому, вполне разумно предположить, что подобные химические реакции происходят в турбулентной атмосфере Юпитера. В 1955 г. радиоастрономы открыли, что мощные перемежающиеся всплески помех земной радиосвязи обусловлены излучением Юпитера. Очевидным объяснением этих помех может быть то, что в облаках Юпитера проходят грозовые фронты и непрерывно сверкают молнии. Соответствующие химические соединения в атмосфере Юпитера есть, электрические разряды происходят. Так почему бы там не быть аминокислотам и нуклеотидам? И поскольку такая химическая «обработка» происходила миллиарды лет (а не в течение нескольких дней, как в лабораторных экспериментах), возможно, что уже прошло достаточно времени для развития живых организмов. Всего только на 100 км ниже верхней границы облаков Юпитера температура и давление вполне подходят для этого, даже по земным стандартам. Простые одноклеточные организмы легко могли бы там выжить, плавая среди облаков.

В 1977 г. Карл Везе из университета штата Иллинойс сообщил об открытии формы жизни, не известной ранее на Земле. В отличие от бактерий, а также растений и животных организмов вновь открытая форма жизни существует только в бескислородной среде – она была обнаружена в глубоких горячих источниках Йеллоустонского национального парка (США) и на дне океана. Эти простейшие организмы, внешне похожие на бактерии, усваивают углекислый газ, воду и водород, а выделяют метан. Вполне возможно, что названные одноклеточные организмы относятся к первичным организмам, из которых в конечном счете развилась вся жизнь на Земле. Эти древние организмы идеально приспособлены к первичной атмосфере Земли и могли бы также существовать в облаках Юпитера. Конечно, думать, что метан (часто называемый «болотным газом»), обнаруживаемый в атмосфере Юпитера, в действительности мог бы частично образоваться в результате биологических процессов, происходящих в полосах и зонах, – это значит дразнить себя ложными надеждами.

Юпитер, как и Земля, имеет магнитное поле, которое захватывает заряженные частицы (протоны и электроны) из солнечного ветра. В окрестностях Земли частицы захватываются в два гигантских тороидальных пояса, образуя так называемые радиационные пояса Земли (или пояса ван Аллена), которые полностью окружают Землю. Радиационные пояса занимают внутренние области земной магнитосферы. Внешние ее области находятся под сильным воздействием солнечного ветра. Там, где солнечный ветер, распространяющийся со сверхзвуковой скоростью, внезапно замедляется при первом столкновении с геомагнитным полем, образуется ударная волна. За фронтом ударной волны находится турбулентная область – магнитослой, в котором солнечный ветер стремится обтекать Землю. Внутренняя граница магнитослоя называется магнитопаузой, здесь давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля Земли. Из-за постоянного обдувания солнечным ветром магнитосфера Земли сносится в направлении от Солнца подобно гигантской невидимой комете.

Астрономам давно известно, что у Юпитера должно быть сильное магнитное поле. Существование глобального магнитного поля дает самое простое объяснение постоянным радиопомехам, обусловленным радиоизлучением Юпитера, которые впервые были открыты в конце 50-х годов. Многие из этих непрерывных помех легко можно объяснить движением электронов с большой скоростью в магнитном поле планеты. Но более глубокое изучение магнитосферы Юпитера показало, что магнитное поле Юпитера примерно в 10 раз сильнее земного. Кроме того, силовые линии магнитного поля Юпитера оказались направленными противоположно силовым линиям земного магнитного поля. На Юпитере стрелка компаса указывала бы направление на южный полюс.

Рис.5. Строение Юпитера

Предполагается, что магнитное поле Земли является результатом существования электрических токов в жидкой части железного ядра Земли. Подобно гигантскому динамо эти токи при вращении Земли порождают общее магнитное поле нашей планеты. Однако у Юпитера нет железного ядра, поскольку он в основном состоит из водорода. Так что же может служить источником сильного магнитного поля Юпитера? Глубоко под верхним слоем облаков Юпитера атмосферное давление должно быть колоссальным. Сокрушающий вес триллионов триллионов тонн газа, давящий сверху, создает условия, невообразимые на Земле. Действительно, приблизительно на половине расстояния от поверхности до ядра Юпитера давление так велико, что находящийся там в жидком состоянии водород фактически переходит в металлическое состояние. Хотя жидкий металлический водород никогда не удавалось наблюдать в земных лабораториях, ученые вполне уверенно предсказывают существование жидкого металлического водорода при чрезвычайно высоких давлениях. По мнению ученых, большая часть недр Юпитера состоит из жидкого металлического водорода. Электрические токи в жидких металлических недрах Юпитера, вероятно, являются источником его магнитного поля, точно так же, как токи в жидком железном ядре Земли создают ее магнитное поле.

Так как магнитное поле Юпитера много сильнее земного, магнитосфера Юпитера поистине колоссальна, ее «хвост» простирается дальше орбиты Сатурна! Если бы можно было увидеть магнитосферу Юпитера ночью невооруженным глазом, она казалась бы в 16 раз больше полной Луны, хотя сам Юпитер выглядит на нашем небе не более чем очень яркой звездой.

Рис.6. Магнитосфера Юпитера

Магнитосфера Юпитера, как и магнитосфера Земли, ограничена фронтом ударной волны, магнитослоем и магнитопаузой. Но вследствие быстрого вращения планеты на заряженные частицы, находящиеся внутри магнитосферы Юпитера, действуют центробежные силы большей величины. Поэтому частицы не захватываются тороидальными радиационными поясами, а отбрасываются в гигантский плоский слой, называемый токовым кольцом, которое расположено примерно параллельно плоскости магнитного экватора планеты.

В протяженной магнитосфере Юпитера наблюдаются такие сложные явления, которые просто невозможны на нашей планете. Дело в том, что орбиты многих спутников Юпитера расположены внутри его магнитосферы. Орбиты всех четырех гигантских галилеевых спутников (Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто), а также крошечной Амальтеи проходят так близко к Юпитеру, что они постоянно выметают из магнитосферы заряженные частицы, оставляя позади себя пустые коридоры. Это приводит к временному уменьшению интенсивности излучения вблизи Юпитера; есть даже некоторые свидетельства того, что, возможно, каждые 10 ч магнитосфера Юпитера полностью опустошается.

У Юпитера есть кольца, подобно Сатурну, но намного более слабые. В отличие от Сатурна, кольца Юпитера – темные (альбедо приблизительно 0.05). Они состоят из очень мелких частиц горных пород. Также в отличие от колец Сатурна они не содержат льда.

Рис.7. Редкий снимок, на котором видны кольца Юпитера(сделан аппаратом Galileo).

В июле 1994 года можно было наблюдать интереснейшее событие – комета Шумейкера-Леви столкнулась с Юпитером. Последствия были ясно видны даже в любительские телескопы. Обломки, оставшиеся от столкновения, можно было наблюдать еще почти целый год.

Масса (1024кг)

1899

Диаметр (км)

142984

Плотность (кг/м3)

1326

Ускорение свободного падения (м/с2)

23.1

Вторая космическая скорость (км/с)

59.5

Период обращения (час)

9.9

Продолжительность суток (час)

9.9

Расстояние от Солнца (106 км)

778.6

Перигелий (106 км)

740.5

Афелий (106 км)

816.6

Период обращения (суток)

4331

Скорость движения по орбите (км/с)

13.1

Наклон орбиты (градус)

1.3

Эксцентриситет орбиты

0.049

Наклон оси вращения (градус)

3.1

Средняя температура на поверхности (гр.C)

-110

Давление на поверхности (bar)

Неизвестно

Число спутников

28

Наличие системы колец

Да

Наличие магнитосферы

Да

www.examen.ru

Из чего состоят планеты-гиганты?

Наука

Имея представление о том, из чего состоит наша планета Земля, мы порой и не догадываемся, что наши соседи по Солнечной системе – планеты, которые очень сильно отличаются по композиции. Узнайте о том, из чего состоят крупнейшие планеты нашей системы.

Юпитер

Состав самой крупной планеты Солнечной системы, Юпитера, включает в основном водород и гелий. Планета отличается от других планет, покрытых твердой оболочкой – корой (таких, как Земля). Ее поверхность газообразная и жидкая, поэтому граница между атмосферой и поверхностью самого тела просматривается очень плохо.

Под слоем атмосферы толщиной около 1 километра находится слой жидкого водорода глубиной 20 тысяч километров. И даже на такой глубине, по мнению ученых, находится слой жидкого металлического водорода под давлением 3 миллиона бар. Это колоссальное давление.

Ядро планеты, как считают исследователи, состоит из железоникелевого сплава и породы при температуре 20000 градусов Цельсия.

Сатурн

Как и его сосед Юпитер, гигант Сатурн состоит в основном из водорода и гелия и обладает очень низкой плотностью. Плотность Сатурна составляет всего две трети плотности воды.

Атмосфера Сатурна состоит, в порядке убывания, из слоя аммиака, из слоя аммиачного сульфида водорода и слоя льда. Под ними располагается сатурнианская поверхность, которая состоит из слоя жидкого водорода (как и в случае с Юпитером), под которым лежит слой жидкого металлического водорода.

Считается, что слой жидкого водорода Сатурна плотнее, чем слой того же вещества на Юпитере, а слой жидкого металлического водорода, наоборот, менее плотный. Ядро планеты, по мнению ученых, состоит из породы и льда.

Уран

Уран имеет газообразную композицию и в основном состоит из гелия и водорода, как и Сатурн и Юпитер. В атмосфере планеты в основном водород, но также гелий и метан.

Ядро планеты состоит из породы и льда, оно окружено внешним слоем льда, который состоит из воды, аммиака и метана.

Нептун

Атмосфера Нептуна состоит в основном из водорода, метана и гелия, и похожа по составу на атмосферу Урана. Под ней расположен жидкий слой водорода, который также включает гелий и метан. Более низкие слои состоят из жидких водородных соединений, кислорода и азота.

Считается, что ядро планеты состоит из породы и льда. Средняя плотность Нептуна, а также пропорция его ядра по отношению к общему размеру планеты - самые большие среди всех газовых гигантов Солнечной системы.

Перевод: Денисова Н. Ю.

www.infoniac.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *