Юпитер (планета) Вики

Юпитер

Полномасштабная фотография Юпитера.
Сделана 21.4.2014 года камерой телескопа «Хаббл».
Орбитальные характеристики
Перигелий 7,405736⋅108 км
(4,950429 а. е.)[1]
Афелий 8,165208⋅108 км
(5,458104 а. е.)[1]
Большая полуось (a) 7,785472⋅108 км
(5,204267 а. е.)[2]
Эксцентриситет орбиты (e) 0,048775[1]
Сидерический период обращения 4332,589 дня (11,8618 года)[1]
Синодический период обращения 398,88 дня[1]
Орбитальная скорость (v) 13,07 км/с (средн.)[1]
Наклонение (i) 1,304° (относительно эклиптики)
6,09° (относительно солнечного экватора)
Долгота восходящего узла (Ω) 100,55615°[1]
Аргумент перицентра (ω) 275,066°
Чей спутник Солнце
Спутники 79
Физические характеристики
Полярное сжатие 0,06487[1]
Экваториальный радиус 71 492 ± 4 км[1]
Полярный радиус 66 854 ± 10 км[1]
Средний радиус 69 911 ± 6 км[3]
Площадь поверхности (S) 6,21796⋅1010 км²
Объём (V) 1,43128⋅1015 км³
Масса (m) 1,8986⋅1027 кг
317,8 земных
Средняя плотность (ρ) 1,326 г/см³[1]
Ускорение свободного падения на экваторе (g) 24,79 м/с² (2,535 g)
Первая космическая скорость (v1) 42,073 км/с
Вторая космическая скорость (v2) 59,5 км/с[1]
Экваториальная скорость вращения 12,6 км/с или 45 300 км/ч
Период вращения (T) 9,925 часа[1]
Наклон оси 3,13°
Прямое восхождение северного полюса (α) 17 ч 52 мин 14 с
268,057°
Склонение северного полюса (δ) 64,496°
Альбедо 0,343 (Бонд)[1]
0,52 (геом. альбедо)[1]
Видимая звёздная величина от -1,61 до -2,94
Абсолютная звёздная величина -9,4
Угловой диаметр 29,8″—50,1″
Атмосфера
Атмосферное давление 20—220 кПа[4]
Шкала высоты 27 км
Состав:
Информация в Викиданных 

Юпи́тер — крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант.

Планета была известна людям с глубокой древности, что нашло своё отражение в мифологии и религиозных верованиях различных культур: месопотамской, вавилонской, греческой и других. Современное название Юпитера происходит от имени древнеримского верховного бога-громовержца.

Ряд атмосферных явлений на Юпитере: штормы, молнии, полярные сияния, — имеет масштабы, на порядки превосходящие земные. Примечательным образованием в атмосфере является Большое красное пятно — гигантский шторм, известный с XVII века.

Юпитер имеет, по крайней мере, 79 спутников[5], самые крупные из которых — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты Галилео Галилеем в 1610 году.

Исследования Юпитера проводятся при помощи наземных и орбитальных телескопов; с 1970-х годов к планете было отправлено 8 межпланетных аппаратов НАСА: «Пионеры», «Вояджеры», «Галилео» и другие.

Во время великих противостояний (одно из которых происходило в сентябре 2010 года) Юпитер виден невооружённым глазом как один из самых ярких объектов на ночном небосклоне после Луны и Венеры. Диск и спутники Юпитера являются популярными объектами наблюдения для астрономов-любителей, сделавших ряд открытий (например, кометы Шумейкеров-Леви, которая столкнулась с Юпитером в 1994 году, или исчезновения Южного экваториального пояса Юпитера в 2010 году).

Наблюдения и их особенности[ | код]

Инфракрасный диапазон[ | код]

В инфракрасной области спектра лежат линии молекул H2 и He, а также линии множества других элементов[6]. Количество первых двух несёт информацию о происхождении планеты, а количественный и качественный состав остальных — о её внутренней эволюции.

Однако молекулы водорода и гелия не имеют дипольного момента, а значит, абсорбционные линии этих элементов незаметны до того момента, пока поглощение за счёт ударной ионизации не станет доминировать. Это с одной стороны, с другой — эти линии образуются в самых верхних слоях атмосферы и не несут информацию о более глубоких слоях. Поэтому самые надёжные данные по обилию гелия и водорода на Юпитере получены со спускаемого аппарата «Галилео»[6].

Что же касается остальных элементов, то при их анализе и интерпретации тоже возникают трудности. Пока что нельзя с полной уверенностью сказать, какие процессы происходят в атмосфере Юпитера и насколько сильно они влияют на химический состав — как во внутренних областях, так и во внешних слоях. Это создаёт определённые трудности при более детальной интерпретации спектра. Однако считается, что все процессы, способные тем или иным образом влиять на обилие элементов, локальны и сильно ограничены, так что они не способны глобально изменить распределения вещества[7].

Движение поверхности Юпитера

Также Юпитер излучает (в основном в инфракрасной области спектра) на 60 % больше энергии, чем получает от Солнца[8][9][10]. За счёт процессов, приводящих к выработке этой энергии, Юпитер уменьшается приблизительно на 2 см в год[11].
По мнению П. Боденхеймера (1974), когда планета только сформировалась, она была в 2 раза больше и её температура была значительно выше, чем в настоящее время[12].

Коротковолновый диапазон[ | код]

Излучение Юпитера в гамма-диапазоне по данным «Чандра»

Излучение Юпитера в гамма-диапазоне связано с полярным сиянием, а также с излучением диска[13]. Впервые зарегистрировано в 1979 году космической лабораторией имени Эйнштейна.

На Земле области полярных сияний в рентгене и ультрафиолете практически совпадают, однако на Юпитере это не так. Область рентгеновских полярных сияний расположена гораздо ближе к полюсу, чем ультрафиолетовых. Ранние наблюдения выявили пульсацию излучения с периодом в 40 минут, однако в более поздних наблюдениях эта зависимость проявляется гораздо хуже.

Ожидалось, что рентгеновский спектр авроральных сияний на Юпитере схож с рентгеновским спектром комет, однако, как показали наблюдения на Chandra, это не так. Спектр состоит из эмиссионных линий с пиками у кислородных линий вблизи 650 эВ, у OVIII линий при 653 эВ и 774 эВ, а также у OVII на 561 эВ и 666 эВ. Существуют также линии излучения при более низких энергиях в спектральной области от 250 до 350 эВ, возможно, они принадлежат сере или углероду[14].

Гамма-излучение, не связанное с полярным сиянием, впервые было обнаружено при наблюдениях на ROSAT в 1997 году. Спектр схож со спектром полярных сияний, однако в районе 0,7—0,8 кэВ[13]. Особенности спектра хорошо описываются моделью корональной плазмы с температурой 0,4—0,5 кэВ с солнечной металличностью, с добавлением эмиссионных линий Mg10+ и Si12+. Существование последних, возможно, связано с солнечной активностью в октябре-ноябре 2003 года[13].

Наблюдения космической обсерватории XMM-Newton показали, что излучение диска в гамма-спектре — это отражённое солнечное рентгеновское излучение. В отличие от полярных сияний, никакой периодичности изменения интенсивности излучения на масштабах от 10 до 100 мин обнаружено не было.

Радионаблюдения за планетой[ | код]

Юпитер — самый мощный (после Солнца) радиоисточник Солнечной системы в дециметровом — метровом диапазонах длин волн. Радиоизлучение имеет спорадический характер и в максимуме всплеска достигает 106Янских[15].

Всплески происходят в диапазоне частот от 5 до 43 МГц (чаще всего около 18 МГц), в среднем их ширина составляет примерно 1 МГц. Длительность всплеска невелика: от 0,1—1 с (иногда до 15 с). Излучение сильно поляризовано, особенно по кругу, степень поляризации достигает 100 %. Наблюдается модуляция излучения близким спутником Юпитера Ио, вращающимся внутри магнитосферы: вероятность появления всплеска больше, когда Ио находится вблизи элонгации по отношению к Юпитеру. Монохроматический характер излучения говорит о выделенной частоте, скорее всего гирочастоте. Высокая яркостная температура (иногда достигает 1015 K) требует привлечения коллективных эффектов (типа мазеров)[15].

Радиоизлучение Юпитера в миллиметровом — короткосантиметровом диапазонах имеет чисто тепловой характер, хотя яркостная температура несколько выше равновесной, что предполагает поток тепла из недр. Начиная с волн ~9 см Tb (яркостная температура) возрастает — появляется нетепловая составляющая, связанная с синхротронным излучением релятивистских частиц со средней энергией ~30 МэВ в магнитном поле Юпитера; на волне 70 см Tb достигает значения ~5⋅104 K. Источник излучения расположен по обе стороны планеты в виде двух протяжённых лопастей, что указывает на магнитосферное происхождение излучения[15][16].

Вычисление гравитационного потенциала[ | код]

Из наблюдений движения естественных спутников, а также из анализа траекторий космических аппаратов можно восстановить гравитационное поле Юпитера. Оно заметно отличается от сферически-симметричного из-за быстрого вращения планеты. Обычно гравитационный потенциал представляется в виде разложения по полиномам Лежандра[7]:

Jn J2 J4 J6
Значение 1,4697⋅10−2 −5,84⋅10−4 0,31⋅10−4

Vext(r,θ)=−GMr(1−∑i=1∞(Reqr)iJiPi(cos⁡θ)){\displaystyle V_{\mathrm {ext} }(r,\theta )=-{\frac {GM}{r}}\left(1-\sum _{i=1}^{\infty }\left({\frac {R_{\mathrm {eq} }}{r}}\right)^{i}J_{i}P_{i}(\cos \theta )\right)}

где G{\displaystyle G} — гравитационная постоянная, M{\displaystyle M} — масса планеты, r{\displaystyle r} — расстояние до центра планеты, Req{\displaystyle R_{\mathrm {eq} }} — экваториальный радиус, θ{\displaystyle \theta } — полярный угол, Pi{\displaystyle P_{i}} — полином Лежандра i{\displaystyle i}-го порядка, Ji{\displaystyle J_{i}} — коэффициенты разложения.

При пролёте аппаратов Пионер-10, Пионер-11, Вояджер-1, Вояджер-2, Галилео и Кассини для вычисления гравитационного потенциала использовались: измерение эффекта Доплера аппаратов (для отслеживания их скорости), изображение, передаваемое аппаратами для определения их местоположения относительно Юпитера и его спутников, радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами[17]. Для Вояджера-1 и Пионера-11 пришлось учитывать и гравитационное влияние Большого красного пятна[18].

Кроме того, при обработке данных приходится постулировать верность теории о движении Галилеевых спутников вокруг центра Юпитера. Для точных вычислений большой проблемой является также учёт ускорения, имеющего негравитационный характер[18].

По характеру гравитационного поля также можно судить о внутреннем строении планеты[19].

Юпитер среди планет Солнечной системы[ | код]

Масса[ | код]

Масса Юпитера в 2,47 раза превосходит массу остальных планет Солнечной системы[20].

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, газовый гигант. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км[21], что в 11,2 раза превышает радиус Земли[1] .

Юпитер — единственная планета, у которой центр масс с Солнцем находится вне Солнца и отстоит от него примерно на 7 % солнечного радиуса.

Масса Юпитера в 2,47 раза[22] превышает суммарную массу всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых[23], в 317,8 раз — массу Земли[1] и примерно в 1000 раз меньше массы Солнца[21]. Плотность (1326 кг/м³) примерно равна плотности Солнца и в 4,16 раз уступает плотности Земли (5515 кг/м³)[1]. При этом сила тяжести на его поверхности, за которую обычно принимают верхний слой облаков, более чем в 2,4 раза превосходит земную: тело, которое имеет массу, например, 100 кг[24], будет весить столько же, сколько весит тело массой 240 кг[2] на поверхности Земли. Это соответствует ускорению свободного падения 24,79 м/с² на Юпитере против 9,81 м/с² для Земли[1].

Большинство из известных на настоящее время экзопланет сопоставимы по массе и размерам с Юпитером, поэтому его масса (MJ) и радиус (RJ) широко используются в качестве удобных единиц измерения для указания их параметров[25].

Юпитер как «неудавшаяся звезда»[ | код]

Сравнительные размеры Юпитера и Земли

Теоретические модели показывают, что если бы масса Юпитера была намного больше его реальной массы, то это привело бы к сжатию планеты. Небольшие изменения массы не повлекли бы за собой каких-нибудь значительных изменений радиуса. Однако если бы масса Юпитера превышала его реальную массу в четыре раза, плотность планеты возросла бы до такой степени, что под действием возросшей гравитации размеры планеты сильно уменьшились. Таким образом, по всей видимости, Юпитер имеет максимальный диаметр, который могла бы иметь планета с аналогичным строением и историей. С дальнейшим увеличением массы сжатие продолжалось бы до тех пор, пока в процессе формирования звезды Юпитер не стал бы коричневым карликом с массой, превосходящей его нынешнюю примерно в 50 раз[26][27]. Это даёт астрономам основания считать Юпитер «неудавшейся звездой», хотя неясно, схожи ли процессы формирования таких планет, как Юпитер, с теми, что приводят к формированию двойных звёздных систем. Хотя для того, чтобы стать звездой, Юпитеру потребовалось бы быть в 75 раз массивнее, самый маленький из известных красных карликов всего лишь на 30 % больше в диаметре[28][29].

Орбита и вращение[ | код]

Великие противостояния Юпитера
с 1951 по 2070 год

Год Дата Расстояние, а. е.
1951 2 октября 3,94
1963 8 октября 3,95
1975 13 октября 3,95
1987 18 октября 3,96
1999 23 октября 3,96
2010 21 сентября 3,95
2022 26 сентября 3,95
2034 1 октября 3,95
2046 6 октября 3,95
2058 11 октября 3,95
2070 16 октября 3,95

При наблюдениях с Земли во время противостояния Юпитер может достигать видимой звёздной величины в −2,94m, это делает его третьим по яркости объектом на ночном небе после Луны и Венеры. При наибольшем удалении видимая величина падает до −1,61m. Расстояние между Юпитером и Землёй меняется в пределах от 588 до 967 млн км[30].

Противостояния Юпитера происходят с периодом раз в 13 месяцев. В 2010 году противостояние планеты-гиганта пришлось на 21 сентября. Раз в 12 лет происходят великие противостояния Юпитера, когда планета находится около перигелия своей орбиты. В этот период времени его угловой размер для наблюдателя с Земли достигает 50 угловых секунд, а блеск — ярче −2,9m[31].

Среднее расстояние между Юпитером и Солнцем составляет 778,57 млн км (5,2 а. е.), а период обращения составляет 11,86 года[21][32]. Поскольку эксцентриситет орбиты Юпитера 0,0488, то разность расстояния до Солнца в перигелии и афелии составляет 76 млн км.

Основной вклад в возмущения движения Юпитера вносит Сатурн. Первого рода возмущение — вековое, действующее на масштабе ~70 тысяч лет, меняя эксцентриситет орбиты Юпитера от 0,2 до 0,06, а наклон орбиты от ~1° — 2°. Возмущение второго рода — резонансное с соотношением, близким к 2:5 (с точностью до 5 знаков после запятой — 2:4,96666[33][34]).

Экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты (наклон оси вращения составляет 3,13° против 23,45° для Земли[1]), поэтому на Юпитере не бывает смены времён года[35][36].

Юпитер вращается вокруг своей оси быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы[37]. Период вращения у экватора — 9 ч 50 мин 30 с, а на средних широтах — 9 ч 55 мин 40 с[38].
Из-за быстрого вращения экваториальный радиус Юпитера (71492 км) больше полярного (66854 км) на 6,49 %; таким образом, сжатие планеты составляет (1:51,4)[1].

Гипотезы о существовании жизни в атмосфере[ | код]

В настоящее время наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным: низкая концентрация воды в атмосфере, отсутствие твёрдой поверхности и т. д. Однако ещё в 1970-х годах американский астроном Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака[39]. Следует отметить, что даже на небольшой глубине в юпитерианской атмосфере температура и плотность достаточно высоки[2], и возможность, по крайней мере, химической эволюции исключать нельзя, поскольку скорость и вероятность протекания химических реакций благоприятствуют этому. Однако возможно существование на Юпитере и водно-углеводородной жизни: в слое атмосферы, содержащем облака из водяного пара, температура и давление также весьма благоприятны. Карл Саган совместно с Э. Э. Солпитером, проделав вычисления в рамках законов химии и физики, описали три воображаемые формы жизни, способные существовать в атмосфере Юпитера[40]:

  • Синкеры (англ. sinker — «грузило») — крошечные организмы, размножение которых происходит очень быстро и которые дают большое количество потомков. Это позволяет выжить части из них при наличии опасных конвекторных потоков, способных унести синкеров в горячие нижние слои атмосферы;
  • Флоатеры (англ. floater — «поплавок») — гигантские (величиной с земной город) организмы, подобные воздушным шарам. Флоатер откачивает из воздушного мешка гелий и оставляет водород, что позволяет ему держаться в верхних слоях атмосферы. Он может питаться органическими молекулами или вырабатывать их самостоятельно, подобно земным растениям;
  • Хантеры (англ. hunter — «охотник») — хищные организмы, охотники на флоатеров.

Внутреннее строение[ | код]

Химический состав[ | код]

Распространённость элементов в соотношении с водородом
на Юпитере и Солнце[41]
Элемент Солнце Юпитер/Солнце
He/H 0,0975 0,807 ± 0,02
Ne/H 1,23⋅10−4 0,10 ± 0,01
Ar/H 3,62⋅10−6 2,5 ± 0,5
Kr/H 1,61⋅10−9 2,7 ± 0,5
Xe/H 1,68⋅10−10 2,6 ± 0,5
C/H 3,62⋅10−4 2,9 ± 0,5
N/H 1,12⋅10−4 3,6 ± 0,5 (8 бар)
3,2 ± 1,4 (9—12 бар)
O/H 8,51⋅10−4 0,033 ± 0,015 (12 бар)
0,19—0,58 (19 бар)
P /H 3,73⋅10−7 0,82
S/H 1,62⋅10−45 2,5 ± 0,15

Химический состав внутренних слоёв Юпитера невозможно определить современными методами наблюдений, однако обилие элементов во внешних слоях атмосферы известно с относительно высокой точностью, поскольку внешние слои непосредственно исследовались спускаемым аппаратом «Галилео», который был спущен в атмосферу 7 декабря 1995 года[42].
Два основных компонента атмосферы Юпитера — молекулярный водород и гелий[41].
Атмосфера содержит также немало простых соединений, например, воду (H2O), метан (CH4), сероводород (H2S), аммиак (NH3) и фосфин (PH3)[41]. Их количество в глубокой (ниже 10 бар) тропосфере подразумевает, что атмосфера Юпитера богата углеродом,

ru.wikibedia.ru

Поверхность Юпитера. Удивительные факты.

Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Эта планета удивительна не только своими размерами, но, как и другие планеты неземной группы, она интересна своим строением и составом. Поверхность Юпитера так же очень интересная область исследования ученых всего мира. Прежде всего поверхность этой планеты интересна тем, что  она не привычна для понимания поверхности любой планеты. Люди думают, что на поверхность любой планеты можно опуститься и прогуляться по ней, но этого вы не найдете на Юпитере.

Поверхность Юпитера видом с Земли

Если вы заходите рассмотреть Юпитер даже из самого мощного телескопа на Земле, то максимум что вы сможете увидеть – густые облака, закрывающие всю планету. Эти облака не похожи на те, что находятся на Земле. Облака на Земле состоят из пара, а на Юпитере это вовсе не облака, а слой газа из которого и состоит планета. Размер Юпитера очень велик и поэтому в телескоп можно разглядеть желтые и красные полосы газа, движущиеся параллельно экватору планеты. На этих полосах можно увидеть вихревое движение газов. Такие вихри на поверхности Юпитера могут существовать от нескольких недель до нескольких месяцев, а некоторые из них бушуют до нескольких лет.

Самый известный и наиболее интересный объект на поверхности Юпитера – Большое красное пятно, так же его еще называют Глазом Юпитера. Интересно оно тем, что было обнаружено еще в 1664 году французским астрономом и с того момента не поменяло свою форму и размеры. По предположениям ученых там бушует самый сильный шторм в Солнечной системе. Размеры этого шторма просто поражают, он в несколько раз больше нашей планеты. Сложно предположить, что происходит в этом месте планеты, но оно вызывает особое внимание у ученых.

Условия на планете Юпитер

Сложно точно сказать, что ждет человека, если он захочет полететь к Юпитеру, но можно сказать точно, что это закончится для него смертью. Эта планета настолько огромна, что ее сила тяжести раздавит человека уже в верхних слоях атмосферы. Но ученые посылали космическую станцию вглубь самой планеты. Эта станция медленно опускалась к центру планеты, благодаря горячему водороду, находящемуся в куполе этого аппарата. Ученые знали, что этот аппарат не вернется обратно на Землю, его целью было трансляция на Землю условий на поверхности Юпитера. Все что удалось снять аппарату это сумасшедший шторм в облаках планеты, мощные молнии, которые в несколько раз превышают мощность молний на Земле. Пока этот аппарат спускался, он видел одну и ту же картину. Затем давление планеты разрушило космический аппарат и он перестал передавать сигналы на Землю. Ученые получили доказательства некоторых теорий, благодаря короткому спуску этого космического аппарата. Теперь они с уверенностью могли сказать, что Юпитер не имеет твердой поверхности, а состоит лишь из различных газов. В центре планеты находится железное ядро, которое больше Земли в десять раз.

Интересен для ученых не только сам Юпитер, но и спутники планеты Юпитер. Так как Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе, то и имеет он больше всех спутников на своих орбитах. Все они очень разнообразны и исследуются учеными.

on-space.ru

Планета Солнечной Системы, Расстояние до Него и Спутники, Радиус, Масса и Размеры, Орбита и Описание, Цвет, Температура и Особенности

13.05.2018

Те, кто хотя бы раз вечером внимательно наблюдал за звездами, не мог не заметить яркую точку, которая своим блеском и размерами выделяется на фоне остальных. Это не далекая звезда, свет которой идет к нам миллионы лет. Это сияет Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Во времена максимального сближения с Землей это небесное светило становится наиболее заметным, уступая по яркости нашим другими космическим спутницам — Венере и Луне.

Крупнейшая из планет нашей Солнечной системы стала известна людям еще много тысяч лет назад. Уже одно название планеты говорит о ее значимости для человеческой цивилизации: из уважения к размерам небесного светила древние римляне дали ему имя в честь главного античного божества — Юпитера.

Юпитер

Планета-гигант, ее главные особенности

Изучая Солнечную систему в пределах зоны видимости, человек сразу отметил присутствие в ночном небе огромного космического объекта. Первоначально считалось, что один из самых ярких объектов на ночном небе — это блуждающая звезда, однако со временем стала ясна иная природа этого небесного светила. Высокая яркость Юпитера объясняется его колоссальными размерами и достигает максимальных значений во время сближения планеты с Землей. Свет планеты – гиганта составляет -2,94 m видимой звездной величины, проигрывая по яркости только блеску Луны и Венеры.

Положение Юпитера на ночном небе

Первое описание Юпитера, крупнейшей планеты Солнечной системы датируется VIII-VII веком до н. э. Еще древние вавилоняне наблюдали яркую звезду в небе, олицетворяя ее с верховным богом Мардук, покровителем Вавилона. В более поздние времена, древние греки, а затем и римляне считали Юпитер вместе с Венерой одним из главных светил небесной сферы. Германские племена наделили гигантскую планету мистической божественной силой, дав ей имя в честь своего главного бога Донара. Более того, практически все астрологи, звездочеты и предсказатели древности всегда в своих предсказаниях и отчетах учитывали положение Юпитера, яркость его света. В более поздние времена, когда уровень технического оснащения позволил точнее вести наблюдения за космосом, оказалось что Юпитер явно выделяется в сравнении с другими планетами Солнечной системы.

Карта-схема Солнечной системы

Реальный размер небольшой яркой точки на нашем ночном имеет колоссальные значения. Радиус Юпитера в экваториальной зоне составляет 71490 км. В сравнении с Землей, диаметр газового гиганта составляет чуть меньше 140 тыс. км. Это в 11 раз больше диаметра нашей планеты. Таким грандиозным размера соответствует и масса. Гигант имеет массу 1,8986х1027кг и весит в 2,47 раз больше, чем общая масса оставшихся семи планет, комет и астероидов, принадлежащих Солнечной системе.

Масса Земли составляет 5,97219х1024 кг, что в 315 раз меньше массы Юпитера.

Однако «царь планет», не по всем параметрам является самой крупной планетой. Несмотря на свои размеры и огромную массу, Юпитер по плотности уступает в 4,16 раз нашей планете, 1326 кг/м3 и 5515 кг/м3 соответственно. Это объясняется тем, что наша планета представляет собой каменный шар с тяжелым внутренним ядром. Юпитер является плотным скоплением газов, плотность которых соответственно меньше плотности любого твердого тела.

Интересен и другой факт. При достаточно невысокой плотности сила тяжести на поверхности газового гиганта в 2,4 раза превышает земные параметры. Ускорение свободного падения на Юпитере будет составлять 24,79 м/с2 (аналогичная величина на Земле составляет 9,8 м/с2). Все представленные астрофизические параметры планеты определяются ее составом и структурой. В отличие от первых четырех планет, Меркурия, Венеры, Земли и Марса, относящихся к объектам земной группы, Юпитер возглавляет когорту газовых гигантов. Как и Сатурн, Уран и Нептун, самая крупная из известных нам планет не имеет земной тверди.

Газовые гиганты

Существующая на сегодняшний день трехслойная модель планеты дает представление о том, чем является Юпитер на самом деле. За внешней газообразной оболочкой, составляющей атмосферу газового гиганта, идет слой водяного льда. На этом прозрачная и видимая для оптических приборов прозрачная часть планеты заканчивается. Определить какого цвета поверхность планеты технически невозможно. Даже при помощи космического телескопа Хаббл ученым удалось рассмотреть только верхний слой атмосферы огромного газового шара.

Атмосфера Юпитера

Далее, если двигаться к поверхности наступает мрачный и горячий мир, который состоит из кристаллов аммиака и плотного металлического водорода. Здесь господствуют высокие температуры (6000-21000 К) и огромное давление, превышающее отметку в 4000Гпа. Единственным твердым элементом структуры планеты является каменное ядро. Наличие каменного ядра, которое в сравнении с размерами планеты имеет небольшой диаметр, наделяет планету гидродинамическим равновесием. Именно благодаря ему на Юпитере действуют законы сохранения масс и энергии, удерживая гиганта на орбите и заставляя вращаться вокруг собственной оси. У этого гиганта нет четко прослеживаемой границы между атмосферой и центральной, остальной частью планеты. В ученой среде принято считать условную поверхность планеты, где давление составляет 1 бар.

Давление в верхних слоях атмосферы Юпитера невысокое и составляет всего 1 атм. Зато здесь царит царство холода, так как температура не опускается ниже отметки – 130°С.

Строение Юпитера

Атмосфера Юпитера содержит огромное количество водорода, который немного разбавлен гелием и примесями аммиака и метана. Этим объясняется красочность облаков, плотно покрывающих планету. Ученые полагают, что такое скопление водорода произошло в процессе формирования Солнечной системы. Более твердое космическое вещество под влиянием центробежных сил пошло на образование планет земной группы, тогда как более легкие свободные молекулы газов под воздействием тех же физических законов стали скапливаться в сгустки. Эти частицы газа и стали строительным материалом, из которого состоят все четыре планеты – гиганты.

Наличие на планете в таком количестве водорода, который является основообразующим элементом воды, наталкивает на мысль о существовании в огромных количествах водных ресурсов на Юпитере. На практике оказывается, что резкие перепады температур и физические условия на планете не позволяют молекулам воды перейти из газообразного и твердого состояния в жидкость.

Астрофизические параметры Юпитера

Пятая по счету планета интересна и своими астрофизическими параметрами. Находясь за поясом астероидов, Юпитер условно делит Солнечную систему на две части, оказывая сильнейшее влияние на все космические объекты, находящиеся в сфере его влияния. Ближайшей планетой к Юпитеру является Марс, который постоянно находится в сфере влияния магнитного поля и силы притяжения огромной планеты. Орбита Юпитера имеет форму правильного эллипса и незначительный эксцентриситет, всего 0,0488. В связи с этим Юпитер практически все время пребывает от нашей звезды на одном и том же расстоянии. В перигелии планета находится центра Солнечной системы на расстоянии 740,5 млн. км., а в афелии Юпитер находится на расстоянии от Солнца 816,5 млн. км.

Орбита Юпитера

Вокруг Солнца гигант двигается достаточно медленно. Его скорость составляет всего 13 км/с, тогда как у Земли этот параметр почти втрое больше (29,78 км/с). Весь путь вокруг нашего центрального светила Юпитер совершает за 12 лет. На скорость движения планеты вокруг собственной оси и на скорость движения планеты по орбите сильное влияние оказывает сосед Юпитера — громадный Сатурн.

Удивительно с точки зрения астрофизики и положение оси планеты. Экваториальная плоскость Юпитера отклонена от орбитальной оси всего на 3,13°. На нашей Земле осевое отклонение от плоскости орбиты составляет 23,45°. Планета словно лежит на боку. Несмотря на это, вращение Юпитера вокруг собственной оси происходит с огромной скоростью, что приводит к естественному сжатию планеты. По этому показателю газовый гигант быстрее всех в нашей звездной системе. Вокруг собственной оси Юпитер вращается чуть менее 10 часов. Если быть точнее, космические сутки на поверхности газового гиганта составляют 9 часов 55 минут, тогда как юпитерианский год длится 10475 земных дня. Ввиду таких особенностей расположения оси вращения, на Юпитере отсутствуют смены времен года.

Аппарат «Юнона»

В точке максимального сближения Юпитер находится на расстоянии от нашей планеты в 740 млн. км. Этот путь современные космические зонды, летящие в космическом пространстве со скоростью 40000 километров в час, преодолевают по-разному. Первый космический аппарат в сторону Юпитера «Пионер 10» был запущен в марте 1972 года. Последним из аппаратов, запущенных в сторону Юпитера, стал автоматический зонд «Юнона». Космический зонд был запущен 5 августа 2011 года и только через пять лет летом 2018 года достиг орбиты «царь-планеты». За время полета аппаратом «Юнона» был проделан путь длиной 2,8 млрд. км.

Спутники планеты Юпитер: почему их так много?

Не трудно догадаться, что столь впечатляющие размеры планеты обуславливают наличие у нее большой свиты. По количеству естественных спутников Юпитеру нет равных. Их насчитывается 69 штук. В этом наборе присутствуют и настоящие гиганты, сравнимые по размерам с полноценной планетой и совсем маленькие, едва заметные с помощью телескопов. Есть у Юпитера и свои кольца, схожие с системой колец Сатурна. Кольцами у Юпитера стали мельчайшие элементы частиц, захваченные магнитным полем планеты непосредственно из космоса в период формирования планеты.

Спутники Юпитера

Такое большое количество спутников объясняется тем, что Юпитер имеет самое сильное магнитное поле, оказывающее огромное влияние на все соседние объекты. Сила притяжения газового гиганта настолько велика, что позволяет Юпитеру удерживать вокруг себя столь обширное семейство спутников. К тому же действия магнитного поля планеты вполне хватает для притягивания к себе всех странствующих космических объектов. Юпитер выполняет в Солнечной системе функцию космического щита, отлавливая из открытого космоса кометы и крупные астероиды. Относительно спокойное существование внутренних планет объясняется именно этим фактором. Магнитосфера огромной планеты мощнее, чем магнитное поле Земли в несколько раз.

Впервые со спутниками газового гиганта в 1610 году познакомился Галилео Галилей. В свой телескоп ученый увидел сразу четыре спутника, совершающие движение вокруг огромной планеты. Этим фактом и была подтверждена идея о гелиоцентрической модели Солнечной системы.

Поражают размеры этих спутников, которые могут конкурировать даже с некоторыми планетами Солнечной системы. К примеру, спутник Ганимед больше в размерах Меркурия — самой маленькой планеты Солнечной системы. Немногим Меркурию уступает и другой спутник-гигант —  Каллисто. Отличительной чертой спутниковой системы Юпитера является то, что все вращающиеся вокруг газового гиганта планеты имеют твердую структуру.

militaryarms.ru

Самая большая планета: Юпитер.

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы.

 

Самой большой по размеру планетой в Солнечной системе является Юпитер.
Самой большой планетой во вселенной, которая известна человечеству является:
планета TrES-4b

Планета Юпитер.

Планета Юпитер открыта в глубокой древности.  Кто и когда открыл эту планету не известно.

Размеры планеты:

1. Экваториальный радиус – 71 492 км (в 11,2 раз больше экваториального радиуса Земли)
2. Полярный радиус – 66 854 км
3. Средний радиус – 69 911
4. Площадь поверхности – 6,21796 X 1010 км2
5. Масса планеты – 1, 8986 X 1027

Юпитер имеет 67 спутников известных на сегодняшний день. Первые спутники открыл Галилео Галилей в 1610 году.
Это газовая планета. У нее нет четкой границы между газом (атмосферой) и собственно твердой поверхностью.
Масса юпитера – это 71% всей массы планет Солнечной Системы.
Масса Юпитера в 317,8 раз больше массы Земли.

Единственная планета Солнечной системы, у которой общий центр масс с Солнцем выходит за пределы самого Солнца.
Плотность массы Юпитера в 4,16 раз меньше плотности Земли.
Ускорение свободного падения на Юпитере — 24,79 м/с²
Среднее расстояние между Солнцем и Юпитером – 778,57 миллионов километров или 5, 2 астрономические единицы.
Полный оборот вокруг своей оси планета делает за 9 часов 50 минут.

 

 

 

Исследовательский корабль «Галилео», был спущен в атмосферу Юпитера 7 декабря 1995 года.

Он передал такие данные:
В верхних слоях атмосферы давление 1 атмосфера и температура  -1070С
На глубине 146 км – давление 22 атмосферы.
Далее идет слой глубиной от 7 до 25 тысяч километров. В этом слое водород, под воздействием огромного давления меняет свою структуру из газообразного в жидкое.  Температура до 60000С в нижней границе.

 

На Юпитере различается Большое Красное Пятно. Оно было открыто Робертом Гуком в 1664 году. Хорошо визуально выделяется на общем фоне атмосферы Юпитера, его можно увидеть в телескоп.
Есть теория, что пятно – это долгоживущий гигантский ураган.

 

Характеристики планеты 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



min средн. max
110 К

(-165°С)
150 K

(-125°С)
н/д)
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%

Знаменательные даты в изучении Юпитера:

 

1610 — Галилео Галилей открыл Юпитер с помощью наблюдений.

1973 — Pioneer 10 становится первым космическим аппаратом, который пересек пояс астероидов и пролетел мимо Юпитера.

1979 — Voyager 1 и 2 открыть кольца у Юпитера, несколько новых спутников и наличие вулканической активности на поверхности спутника Юпитера: Ио.

1994 — Астрономы наблюдала, как части кометы Шумейкера-Леви 9 сталкиваются с планетой в южном полушарии Юпитера.

1995-2003 — космический аппарат Галилео послал зонд в атмосферу Юпитера и провел расширенное изучение Юпитера, его спутников и колец.

2007 – получены новые изображения от космического корабля NASA — New Horizons.

Космический корабль НАСА, на пути к Плутону, провел новые исследования и сделал снимки атмосферных штормов Юпитера, колец, извержений вулканов на Ио, ледяной покров на спутнике Юпитера – Европа.

2011 — Juno запускает космический аппарат для изучения химического состава Юпитера, атмосферы, внутреннего строения и магнитосферы.

Планета TrES-4b

Это планета за пределами Солнечной системы (экзопланета), которая вращается вокруг звезды GSC 02620-00648.
Расстояние от Земли до этой планеты 1400 световых лет. Открыта в 2007 году.
Очень похожа по внешним данным на Юпитер. Масса  TrES-4b составляет 0,92 массы Юпитера, а радиус в 1, 799 раз больше радиуса Юпитера.

 

 

Плотность планет — всего 0,333 грамма на см³.
Планета расположена очень близко от своей звезды, всего на расстоянии 0,05091 а.е.
Для сравнения – среднее расстояние Меркурия от Солнца – 0,3 а.е.
TrES-4b – делает оборот вокруг своей звезды за 3,543 земных дня.
За планетой тянется хвост, как у кометы, но иной по химическому составу, скорее всего это вызвано тем, что верхние слоя атмосферы, как бы сдуваются солнечным ветром ее звезды.
Возможно на поверхности планеты, в верхних слоях атмосферы температура, за счет близости к звезде достигает 1530 °C. Сама звезда в несколько раз ярче Солнца.
Собственно справедливости ради нужно сказать, что саму планету визуально никто не в какие телескопы не видел.  
Метод открытия и измерения размера планеты состоит в наблюдении за звездой. Когда планета проходит и затмевает звезду – этот факт засекается и дальнейшие расчеты уже проводятся на основе математических и физических формул.

 

 

Научно-документальный фильм о Юпитере:

total-rating.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о