Содержание

Спутники Юпитера

Солнечная система > Система Юпитер > Спутники Юпитера

Четыре крупнейших спутника Юпитера называются спутниками Галилея, в честь великого астронома Галилео Галилея, который наблюдал их в 1610 году. Немецкий астроном Симон Мариус утверждал, что видел спутники примерно в то же время, но он не опубликовал свои наблюдения. Так что именно Галилео Галилею приписывается открытие этих лун. Эти большие спутники, названные Ио, Европа, Ганимед и Каллисто имеют свои отличительные черты.

Ио, например, является наиболее вулканически активным телом в нашей Солнечной системе. Поверхность Ио покрыта серой в различных красочных формах. Так как Ио путешествует по эллиптической орбите, огромная гравитация Юпитера вызывает «приливы» в твердой поверхности, которые поднимаются до 100 м (300 футов) в высоту на Ио, что в свою очередь генерирует достаточно тепла для вулканической активности. Из вулканов Ио вытекает горячая силикатная магма.

Юпитер и два его спутника: Ганимед и Ио

Поверхность Европы в свою очередь покрыта в основном водяным льдом, но есть свидетельства того, что существует целый океан воды под слоем толстой ледяной поверхности. На Европе, как полагают, в два раза больше воды, чем есть на Земле. Этот факт интригует астробиологов. Различные живые организмы могут быть найдены рядом с подземными вулканами на Земле и в других экстремальных местах, которые могут быть аналогами того, что может существовать на Европе.

Ганимед является крупнейшим спутником в Солнечной системе (больше, чем планета Меркурий), и это единственный из известных спутников, который имеет собственное внутреннее магнитное поле. Поверхность Каллисто сильно кратерирована и очень древняя, так что на ней запечатлены события ранней истории Солнечной системы. Тем не менее, многочисленные мелкие кратеры на поверхности Каллисто показывают небольшую степень поверхностной активности.

Юпитер и Ганимед

Поверхность Ио, Европы и Ганимеда имеет слоистую структура (такую же, как и у Земли). Ио имеет твердое ядро и мантию, из частично расплавленной породы, увенчанную твердой корой, покрытой соединениями серы. Европа и Ганимед также имеют твердое ядро, мантию вокруг ядра из толстого слоя мягкого льда и тонкую корку из грязного водяного льда. В случае Европы, есть еще огромный слой подземной воды, который находится под ледяной коркой. Слои на Каллисто менее четко определены и, как представляется, в основном состоят из смеси льда и камня.

Трое из спутника Галилея вращаются весьма любопытно. Орбитальный период Европы в два раза больше орбитального периода Ио, а орбитальный период Ганимеда в два раза больше, чем у Европы. Другими словами, каждый раз, когда Ганимед совершает один полный оборот вокруг Юпитера, Европа совершает два оборота, а спутник Ио четыре.

Основные параметры спутников Юпитера

Имя Размеры (км) Масса (кг) Большая полуось Орбитальный период e Год открытия
1 Метис 60×40×34 ~3,6·1016 127 690 км +7ч4м29с 0,00002 1980
2 Адрастея 20×16×14 ~2·1015 128 690 км +7ч9м30с 0,0015 1979
3 Амальтея 250× 146×128 2,08·1018 181 366 км +11ч57м23с 0,0032 1892
4 Фива     116×     98×84 ~4,3·1017 221 889 км +16ч11м17с 0,0175 1980
5 Ио 3660,0×
3637,4×
3630,6
8,9·1022 421 700 км +1,77 0,0041 1610
6 Европа 3121,6 4,8·1022 671 034 км +3,55 0,0094 1610
7 Ганимед 5262,4 1,5·1023 1 070 412 км +7,15 0,0011 1610
8 Каллисто 4820,6 1,1·1023 1 882 709 км +16,69 0,0074 1610
9 Фемисто 8 6,9·1014 7 393 216 км +129,87 0,2115 1975/  2000
10 Леда 10 1,1·1016 11 187 781 км +241,75 0,1673 1974
11 Гималия 170 6,7·1018 11 451 971 км +250,37 0,1513 1904
12 Лиситея 36 6,3·1016 11 740 560 км +259,89 0,1322 1938
13 Элара 86 8,7·1017 11 778 034 км +261,14 0,1948 1905
14 S/2000 J 11 4 9,0·1013 12 570 424 км +287,93 0,2058 2000/ 2012
15 Карпо 3 4,5·1013 17 144 873 км +458,62 0,2735 2003
16 S/2003 J 12 1 1,5·1012 17 739 539 км −482,69 0,4449 2003
17 Эвпорие 2 1,5·1013 19 088 434 км −538,78 0,0960 2002
18 S/2003 J 3 2 1,5·1013 19 621 780 км −561,52 0,2507 2003
19 S/2003 J 18 2 1,5·1013 19 812 577 км −569,73 0,1569 2003
20 S/2011 J 1 1 ? 20 101 000 км −580,7 0,296 2011
21 S/2010 J 2 1 ? 20 307 150 км −588,82 0,3076 2010
22 Тельксиное 2 1,5·1013 20 453 753 км −597,61 0,2684 2004
23 Эванте 3 4,5·1013 20 464 854 км −598,09 0,2000 2002
24 Гелике 4 9,0·1013 20 540 266 км −601,40 0,1374 2003
25 Ортозие 2 1,5·1013 20 567 971 км −602,62 0,2433 2002
26 Иокасте 5 1,9·1014 20 722 566  км −609,43 0,2874 2001
27 S/2003 J 16 2 1,5·1013 20 743 779 км −610,36 0,3184 2003
28 Праксидике 7 4,3·1014 20 823 948 км −613,90 0,1840 2001
29 Гарпалике 4 1,2·1014 21 063 814 км −624,54 0,2440 2001
30 Мнеме 2 1,5·1013 21 129 786 км −627,48 0,3169 2003
31 Гермиппе 4 9,0·1013 21 182 086 км −629,81 0,2290 2002
32 Тионе 4 9,0·1013 21 405 570 км −639,80 0,2525 2002
33 Ананке 28 3,0·1016 21 454 952 км −642,02 0,3445 1951
34 Герсе 2 1,5·1013 22 134 306 км −672,75 0,2379 2003
35 Этне 3 4,5·1013 22 285 161 км −679,64 0,3927 2002
36 Кале 2 1,5·1013 22 409 207 км −685,32 0,2011 2002
37 Тайгете 5 1,6·1014 22 438 648 км −686,67 0,3678 2001
38 S/2003 J 19 2 1,5·1013 22 709 061 км −699,12 0,1961 2003
39 Халдене 4 7,5·1013 22 713 444 км −699,33 0,2916 2001
40 S/2003 J 15 2 1,5·1013 22 720 999 км −699,68 0,0932 2003
41 S/2003 J 10 2 1,5·1013 22 730 813 км −700,13 0,3438 2003
42 S/2003 J 23 2 1,5·1013 22 739 654 км −700,54 0,3930 2004
43 Эриноме 3 4,5·1013 22 986 266 км −711,96 0,2552 2001
44 Аойде 4 9,0·1013 23 044 175 км −714,66 0,6011 2003
45 Каллихоре 2 1,5·1013 23 111 823 км −717,81 0,2041 2003
46 Калике 5 1,9·1014 23 180  773 км −721,02 0,2139 2001
47 Карме 46 1,3·1017 23 197 992 км −721,82 0,2342 1938
48 Каллирое 9 8,7·1014 23 214 986 км −722,62 0,2582 2000
49 Эвридоме 3 4,5·1013 23 230 858 км −723,36 0,3769 2002
50 S/2011 J 2 1 ? 23 267 000 км −726,8 0,387 2011
51 Пазифее 2 1,5·1013 23 307 318 км −726,93 0,3288 2002
52 S/2010 J 1 2 ? 23 314 335 км −724,34 0,3200 2010
53 Коре 2 1,5·1013 23 345 093 км −776,02 0,1951 2003
54 Киллене 2 1,5·1013 23 396 269 км −737,80 0,4115 2003
55 Эвкеладе 4 9,0·1013 23 483 694 км −735,20 0,2828 2003
56 S/2003 J 4 2 1,5·1013 23 570 790 км −739,29 0,3003 2003
57 Пасифе 60 3,0·1017 23 609 042 км −741,09 0,3743 1908
58 Гегемоне 3 4,5·1013 23 702 511 км −745,50 0,4077 2003
59 Архе 3 4,5·1013 23 717 051 км −746,19 0,1492 2002
60 Исоное 4 7,5·1013 23 800 647 км −750,13 0,1775 2001
61 S/2003 J 9 1 1,5·1012 23 857 808 км −752,84 0,2761 2003
62 S/2003 J 5 4 9,0·1013 23 973 926 км −758,34 0,3070 2003
63 Синопе 38 7,5·1016 24 057 865 −762,33 0,2750 1914
64 Спонде 2 1,5·1013 24 252 627 км −771,60 0,4431 2002
65 Автоное 4 9,0·1013 24 264 445 км −772,17 0,3690 2002
66 Мегаклите 5 2,1·1014 24 687 239 км −792,44 0,3077 2001
67 S/2003 J 2 2 1,5·1013 30 290 846 км −1077,02 0,1882 2003

Ссылки


o-kosmose.net

Спутники Юпитера

Восход Европы, снятый космическим аппаратом Кассини.

К настоящему времени в Солнечной системе открыто около 180 спутников планет. Развитие астрономии, а также использование для исследования космического пространства межпланетных летательных аппаратов, позволяет фиксировать в нем небесные тела все меньшего размера, поэтому указанная цифра постоянно увеличивается. Более половины обнаруженных сателлитов приходится на спутники Юпитера – самой крупной планеты, вращающейся вокруг Солнца.

Спутники несостоявшейся звезды

Визуализация движения спутников Юпитера

На сегодняшний день их количество оценивается цифрой 79, но она достаточно условна и ученые говорят, что фактически их не меньше ста. 50 спутников уже имеют собственные имена – по традиции их называют женскими именами в честь возлюбленных и многочисленных дочерей Юпитера (Зевса). Божества в древние времена особой нравственностью и разборчивостью не отличались, поэтому среди сателлитов Юпитера оказался и Ганимед – прекрасный юноша, понравившийся всемогущему громовержцу и потому похищенный им. Остальные 29 небесных тел, открытые относительно недавно, собственных имен пока не имеют.

Роль спутников Юпитера в развитии астрономии

На снимке слева направо Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Эти спутники входят в число крупнейших в Солнечной системы и могут наблюдаться в небольшой телескоп.

Юпитер стал первой планетой Солнечной системы, у которой были обнаружены сателлиты, если не считать Луну – спутник Земли. Сделал это Галилео Галилей, который в 1610 году с помощью телескопа обнаружил рядом с гигантом маленькие звездочки, которые вели себя необычно по сравнению с другими небесными объектами. Понаблюдав за их перемещениями в течение нескольких дней, он понял, что они вращаются вокруг Юпитера, а значит, являются не самостоятельными планетами, а его спутниками. Так были открыты Ганимед, Европа, Ио и Каллисто.

Измерение скорости света

Эксперимент Рёмера

В XVII веке ученые не имели точного представления о конечности скорости света, поэтому важно было экспериментально узнать, как он распространяется – мгновенно или все-таки нет. Спутники Юпитера смогли помочь решить эту задачу. Если бы световые волны от любых источников распространялись мгновенно, то расположение небесных тел на небе, зафиксированное наблюдателем, полностью бы соответствовало фактическому. Если же это излучение имеет конечную скорость, то реальная картина будет искажена за счет разной удаленности рассматриваемых объектов.

В 1675 году датчанин Оле Ремер, провел расчеты местоположения сателлитов Юпитера для двух случаев: первый – Земля и газовый гигант находятся по одну сторону от Солнца, второй – по разные. Выявив расхождения расчетов и наблюдений, он пришел к правильному выводу, что скорость света имеет конечное значение, но точно вычислить ее не смог по причине отсутствия в тот период времени точных данных по удаленности орбит Земли и Юпитера от Солнца.

Несостоявшаяся звезда

Юпитер, обработанный снимок зонда Вояджер-1

Газовый гигант образовал внутри Солнечной системы свою собственную мини-структуру с многочисленными спутниками самых разных размеров, обращающихся вокруг него. Этот факт, химический состав его атмосферы (водород и гелий), а также поистине внушительные размеры позволяют называть Юпитер несостоявшейся звездой. Однако его массы недостаточно для возникновения термоядерной реакции, а значит, стать ей он так никогда и не сможет. Но будь Юпитер тяжелее на порядок, то в Солнечной системе было бы не одно светило, а целых два, – исследователям Вселенной известны коричневые карлики, имеющие массу примерно в 12-80 раз больше, чем у крупнейшей планеты Солнечной системы, которые относятся к самой легкой «весовой категории» звезд.

Энергия Юпитера

Внутреннее строение планеты

Изучение самой большой планеты Солнечной системы показало, что она излучает энергии примерно в 2,5 раза больше, чем получает извне, что говорит о наличии неких внутренних источников этого явления. Причем излучение Юпитера находится в очень широком диапазоне волн, включая видимый спектр.

Общепризнанное объяснение этого факта пока не найдено. Предполагается, что источниками энергии могут служить процессы фазового перехода металлического водорода в молекулярную фазу. Также большинство исследователей сходятся во мнении, что ядро планеты разогрето за счет внутреннего сжатия и имеет температуру, по разным источникам, от 20 000°С до 30 000°С.

Классификация спутников Юпитера

Галилеевы спутники

Если планета имеет много спутников, то в целях удобства их принято делить на три основные группы: главные, внутренние и внешние. Под главными спутниками понимаются наиболее крупные сателлиты, которых у Юпитера четыре: Ганимед, Европа, Ио и Каллисто. Их также часто называют «галилеевы», в честь открывшего их итальянского ученого-астронома. Области пространства вокруг центральной планеты подразделяются по отношению к орбитам главных спутников на внутреннюю и внешнюю области. В зависимости от того, в какой из этих частей пространства находится любой другой сателлит, он имеет название: «внутренний» или «внешний».

Внутренние спутники

Внутренние спутники значительно меньше галилеевых и вращаются по орбитам в 1,8-3,1 радиуса Юпитера, то есть очень близко к его условной поверхности.

Главные сателлиты располагаются несколько дальше, занимая кольцо шириной 20 радиусов планеты, при этом самый близкий из них – Ио – находится в шести радиусах от центра вращения. Внутренние и главные небесные тела, составляющие свиту Юпитера, вращаются в экваториальной плоскости.

Внешние спутники размещаются на расстоянии 2-50 млн. км от центра планеты. Их габариты в основной массе оцениваются в несколько километров, но есть несколько относительно крупных (самый большой – 170 км). Эти небесные тела обычно имеют неправильную форму, эллиптические орбиты и различные наклоны к плоскости экватора.

Орбиты внешних спутников

Часть из них вращается в сторону противоположную вращению планеты и остальных спутников. Расчетным путем можно определить область гравитационного притяжения любого тела (так называемую сферу Хилла), которая для Юпитера составляет около 50 млн. км. Это и есть возможная граница для поиска спутников.

Внутренние спутники

Фива

Метида

Внутренних сателлитов у Юпитера четыре и все они расположены внутри орбиты Ио – самого близкого к планете галилеева спутника.

Называются они Адрастея, Амальтея, Метида и Фива. Самый крупный из них – Амальтея – имеет неправильную форму, сильно изрыт кратерами и по своим размерам (270х165х150 км) занимает пятое место в системе Юпитера. Фива примерно в два раза меньше (116x98x84 км) и по форме напоминает эллипсоид. Остальные два спутника – Адрастея и Метида – имеют габариты 25x20x15 км и 60x40x34 км соответственно.

Адрастея

Все четыре малых планеты относятся к категории регулярных, т. е. вращаются в том же направлении, что и главные спутники, а их орбиты расположены в экваториальной плоскости и близки к круговой.

Двигаясь почти на одном расстоянии от Юпитера, Метида и Адрастея опережают его вращение вокруг собственной оси, что приводит к возникновению приливных сил, неумолимо приближающих их к поверхности планеты. Поэтому очень высока вероятность, что в итоге они упадут на нее.

Амальтея

Амальтея, фото зонда Галилео

Амальтея

Наибольший интерес из указанных спутников вызывает Амальтея, открытая в 1892 году Эдуардом Барнардом. Темно-красный цвет ее поверхности не имеет аналогов в Солнечной системе. Последние исследования позволили предположить, что состоит она в основном изо льда с включениями минералов и серосодержащих веществ.

Такие выводы позволяет сделать низкая плотность небесного тела (900 кг/м3;) и данные анализа его излучения. Но такая гипотеза не объясняет цвет спутника. Если же ее принять за основу, то можно говорить о внеюпитерианском происхождении этого тела, так как поблизости от поверхности Юпитера ледяной сателлит образоваться не мог.

Внешние спутники

Внешние спутники, а в настоящее время их насчитывается 59, отличаются существенно большим разбросом параметров и характеристик, чем у главных и внутренних. Все они обращаются по эллиптическим орбитам, имеющим большой угол наклона к плоскости экватора. Все внешние спутники, которые удалось наблюдать пролетающим мимо космическим аппаратам, визуально напоминают бесформенные глыбы с изъеденной странствиями поверхностью.

Классифицировать их можно по значениям большой полуоси и углу наклона вращения к плоскости экватора Юпитера, а также его направлению. Часть сателлитов движется по очень близким орбитам и, видимо, является кусками более крупного небесного тела, разрушившегося в результате столкновения с другим космическим объектом. Ближе к планете находятся спутники, вращающиеся в том же направлении, что и главные.

Нерегулярные спутники

Ананке

Далее расположены спутники с обратным движением. Их подразделяют на группы: Ананке, Карме, Гималии и Пасифе. В каждом из указанных семейств выделяется одно крупное (размер – более 14 км) и ряд мелких (менее 4 км) тел.

Схожесть траекторий движения, скорей всего, говорит об общем происхождении спутников одной группы, что дополнительно подтверждается анализом их скоростей, которые между собой отличаются несущественно. Ряд спутников пока не классифицирован и ждет своих исследователей.

Гималия

Изучение небесных тел, обращающихся на далеких внешних орбитах Юпитера, интересно тем, что они претерпели мало изменений с момента образования и поэтому несут в себе информацию о природе Солнечной системы.

Вероятнее всего, часть из них свободно летела в космическом пространстве из других областей галактики и была захвачена гравитационным полем гигантской планеты. Поэтому анализ их химического состава позволит узнать больше не только о Юпитере и его спутниках, но и о строении Вселенной в целом.

 

Главные (галилеевы) спутники

Полумесяцы планет и крупнейших спутников Солнечной системы

Главные спутники Юпитера образовались одновременно с ним и имеют орбиты, близкие к круговым. Вращаются они в плоскости экватора на расстоянии от 420 тыс. км до почти 2 млн. км от центра ядра планеты. В системе газового гиганта таких спутников четыре. Их имена в порядке удаления от планеты – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Плотность строения указанных сателлитов зависит от удаленности от планеты. Чем ближе спутник находится к Юпитеру, тем больший удельный вес имеет материал, из которого он состоит. Так у Ио плотность равна 3530 кг/м3, а у Каллисто – 1830 кг/м3. Все эти небесные тела, как и Луна по отношению к Земле, всегда обращены к своей планете одной стороной.

Первая геологическая карта Ганимеда

Все спутники Юпитера минимум в полтора больше Луны, а Ганимед – самый крупный сателлит Солнечной системы превышает размеры ее наименьшей планеты – Меркурия на 8% (по диаметру). Правда из-за низкой плотности (1936 кг/м3;) он уступает этой планете в массе более чем в два раза. Ученые считают, что раньше главных спутников было больше, и все они образовались из одного газопылевого облака. Впоследствии часть из них под действием гравитационных сил упала на поверхность Юпитера, и осталось всего четыре, наблюдаемые ныне.

Некоторые особенности галилеевых спутников

Пристальное и длительное изучение астрономами многих стран, а также несколько межпланетных космических миссий, передавших свои наблюдения на Землю, позволили получить очень много интересных данных о главных спутниках Юпитера.

Ио

Ио спутник Юпитера

Ио – самое вулканически активное небесное тело Солнечной системы. Близость массивного Юпитера приводит к разлому поверхности сателлита и активизации выбросов серы, придающей ему оранжево-желтую окраску. Скорей всего, его поверхность состоит из смеси льда и горных пород.

Европа

Европа, снимок амс Галилео

Европа полностью покрыта коркой водяного льда, под которой может скрываться жидкий океан, объем которого превышает запасы воды на Земле более чем в два раза. Причем на фотографических изображениях поверхность спутника имеет сетчатую структуру, что позволяет говорить о наличии разломов, трещин и проталин. Предполагается, что вода имеется также на Ганимеде и Каллисто. На Европе может быть в два раза больше воды, чем на Земле. Опять же, гравитация планеты, как считается, разогревает недра и согревает ее.

Ганимед

Ганимед

Ганимед — самый крупный спутник, больше чем планета Меркурий. Он единственный в Солнечной системе, у которого имеется собственное магнитное поле.

Каллисто

Каллисто

Каллисто — четвертый спутник, имеет одну из самых густо кратерированых поверхностей. В отличие от других, поверхность Каллисто, очень древняя, с ударными кратерами, ее возраст-миллиарды лет.

comments powered by HyperComments

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 6349

spacegid.com

Планета Юпитер и спутники Юпитера

Подробно:


© Владимир Каланов,
сайт «Знания-сила».

Спутники Юпитера, снятые КА «Galileo»

Первые четыре спутника открыл ещё Галилей, когда в
январе 1610 г (по новому стилю) он навёл в ночное небо собственноручно изготовленный им телескоп, точнее, зрительную трубу. Это открытие он посвятил
семье герцога Тосканского Козимо II Медичи, у которого он служил придворным математиком. Спутники получили названия Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Эти
спутники до сих пор считаются «галилеевыми спутниками», а раньше их называли «галилеевыми лунами».

Галилей рассматривал спутники в телескоп с увеличением в 32 раза. Увидеть эти спутники около Юпитера в виде маленьких светящихся точек можно
в хороший современный бинокль.

Все четыре «галелеевы спутника» движутся в плоскости экватора Юпитера. Подчиняясь не совсем ясному закону движения, все они вращаются вокруг
своей оси со скоростью, равной скорости обращения вокруг планеты. Поэтому они обращены к Юпитеру всегда одной стороной. Этот же феномен мы наблюдаем у нашей Луны.

До 1892 года были известны только эти четыре спутника. В 1892 году французский астроном Бернард с помощью телескопа открыл ещё один спутник –
Амальтею. Это был последний спутник Юпитера, открытый визуально. Но когда Юпитер и его окрестности начали исследовать с помощью автоматических зондов, имеющих
аппаратуру для фотографирования, то было обнаружено ещё несколько спутников. В настоящее время известно и в определённой мере изучено 16 спутников Юпитера. Но
это не окончательная цифра. Автоматические межпланетные станции фиксируют наличие других, более мелких небесных тел, вращающихся вокруг планеты.

Основные характеристики спутников Юпитера

Основные характеристики спутников Юпитера, открытых Галилеем, приведены в таблице.

Спутники Медичи

Спутники Расстоя­ние до Юпитера (км) Орби­таль­ный период (дни) Радиус (км) Масса (гр) Сред­няя плот­ность (г/см³)
Ио 421600 1,77 1821 8,94 x1025 3.57
Европа 670900 3,55 1565 4,8 x1025 2,97
Ганимед 1070000 7,16 2634 1,48 x1026 1,94
Каллисто 1883000 16,69 2403 1,08 x1026 1,86

Приведём теперь основные све́дения о спутниках Юпитера, полученные в результате их исследования автоматическими межпланетными станциями.

Спутник Ио

По фотографиям, переданным зондом «Вояджер-1» (1979г.), а затем и Галилео (старт окт. 1989 — достижение орбиты Юпитера дек. 1995 — конец
миссии сент.2003) установлено, что на этом спутнике происходит активная вулканическая деятельность. На одном из снимков видна впадина вулканического
происхождения диаметром около 50 км со следами застывшей лавы. Этот огромный кратер с ровным дном мог сформироваться в результате обруше́ния вулкана или в
процессе его извержения. Похожих образований диаметром более 25 км на поверхности Ио обнаружено более ста.

Цвет лавы, излива́ющейся из недр спутника, самый разнообразный: чёрный, желтый, красный, оранжевый, коричневый. Предположительно лава состоит из
расплавленного базальта с примесью серы, или даже чистой серы.

«Вояджер-1» запечатлел на этом спутнике девять извержений вулканов, происходивших одновременно. Через четыре месяца «Вояджер-2»
зафиксировал, что семь из этих вулканов продолжали действовать, выбрасывая столбы ды́ма и пепла на высоту до 300 км. отсюда можно сделать вывод, что
извержения вулканов на Ио происходят часто, а их продолжительность измеряется многими месяцами и даже годами. Учёные связывают высокую вулканическую
активность этого спутника с относительной близостью его к Юпитеру: Ио удалён от Юпитера в среднем на 420 тысяч километров. На поверхность Ио со стороны Юпитера
оказывается приливное воздействие, гораздо более сильное, чем воздействие Земли на Луну. В твёрдой коре Ио амплитуда приливов достигает 100 метров. Это
означает, что приливны́е силы выполняют на спутнике огромную работу, которая превращается в тепло, выделяемое из его недр. По расчетам учёных, мощность
тепла, выделяемого недрами Ио с каждого квадратного метра поверхности в 30 раз выше, чем на Земле.

Ио имеет магнитное поле, которое создаётся его ядром, содержащим жидкий металл. Активные вулканы создали вокруг спутника разряжё́нную
атмосферу, в которой почти не содержится свободного кислорода. Сера, в жидком виде выбрасываемая вулканами, накапливается на поверхности, т.к. для её сгорания
не хватает кислорода. Этим объясняется преобладающий оранжевый цвет поверхности Ио.

Ионосфера спутника Ио испытывает воздействие заря́женных частиц окружающего пространства, которые разгоняются магнитным полем Юпитера.
Возбуждение атомов ионосферы проявляется в виде интенсивных полярных сияний, отчетливо видимых на снимках, переданных зондом «Галилей».

Спутник Европа

Это не менее интересный спутник Юпитера. По размерам Европа в четыре раза меньше Земли. Предполагается, что в прошлые геологические эпохи на
Европе существовал океан. На снимках, переданных зондом «Галилей» (1995 г.), видно, что поверхность Европы покрыта слоем льда с трещинами и разломами.
Причиной трещин может оказаться вода в жидком состоянии, находящаяся под слоем льда и имеющая более высокую температуру. Причиной перепада температур учёные
считают воздействие Юпитера, вызывающее «приливы-отливы» на спутнике. Приливное воздействие Юпитера на поверхности Европы более слабое, чем на поверхности Ио,
но всё же достаточно заметное. Тёмный цвет трещин даёт основание считать, что по ним поднималась вода, впоследствии застывшая. Не исключается, что под ледяным
слоем Европы и до настоящего времени находится океан, который, как считается, имеет контакт с силикатной мантией спутника, что обеспечивает приток элементов —
«кирпичиков» жизни. На поверхности Европы имеются метеоритные кратеры, но их немного и они небольших размеров. Это можно объяснить тем, что при падении
крупного метеорита кратер, возника́вший от удара, заполнялся водой, которая вскоре замёрзла. Мелкие метеориты не могут пробить ледяной панцирь и остаются на
поверхности спутника, оставляя лишь небольшие воронки.

Предполагается, что Европа имеет металлическое ядро, радиус которого может достигать половины радиуса этого спутника, что составляет около
790 километров. По разным оценкам, толщина водно-ледяной оболочки Европы может быть в пределах от 80 до 170 км, а толщина ледяного покрова — от 2 до 20 км.

Гипотеза о наличии на Европе океана имеет в качестве своего логического следствия предположение о возможности жизни на Европе. Конечно, об
организованных формах жизни здесь речь идти не может, но почему бы не допустить вероятность белковой жизни хотя бы на уровне бактерий? Жизнь — это расход
энергии. Значит, нужен источник энергии. На Земле таким источником является Солнце. Но Европа удалена от Солнца на громадное расстояние (около 780 млн. км)
и получает ничтожное количество солнечного тепла, находясь половину своего орбитального периода в огромной тени Юпитера. Но это обстоятельство для жизни на
Европе было бы не так важно, ведь океан Европы получает тепловую энергию из её недр. Определённые условия для существования жизни в океане Европы, по-видимому
могут создавать подводные вулканы, которые там наверняка имеются … и т.д. вероятность такого развития событий исчезающее мала, но её сбрасывать со счетов не хочется.

Гипотеза о возможности примитивной жизни на Европе может быть подтверждена или отброшена только после тщательного исследования этого спутника
с помощью спускаемых зондов, если такое исследование станет когда-нибудь возможно.

Следует заметить, что сильная доза радиационного облучения вблизи Юпитера является серьёзной научно-технической проблемой при
проектировании и изготовлении оборудования автоматических станций, которые будут по́сланы к спутникам Юпитера. Расчеты показывают, что при радиационной защите
аппарата, которую можно обеспечить в ближайших планируемых космических проектах, за месяц пребывания посадочного модуля на поверхности Европы (в благоприятном
месте) набирается около 250000 рад (2500 грей) поглощенной дозы радиоактивного облучения. Для сравнения: человек, находящийся в скафандре без дополнительной
защиты на поверхности Европы ок. 90-150 минут уже не сможет выжить из-за поражения организма радиацией.

Спутник Ганимед

Это самый крупный из всех спутников Юпитера. Он больше Меркурия и во всей Солнечной системе по размерам занимает третье место после
Титана (спутник Сатурна) и Тритона (Спутник Нептуна). Ганимед вполне мог бы считаться самостоятельной планетой, если бы обращался вокруг Солнца, а не вокруг Юпитера.

Поверхность Ганимеда покрыта слоем льда, по последним данным толщина льда больше, чем на Европе. На поверхности Ганимеда множество кратеров,
образовавшихся в разные эпохи существования спутника. Характерной чертой поверхности является также наличие борозд шириной до 15 км и длиной в несколько
десятков километров. Возможно, это результаты тектонической деятельности, места разломов коры, из которых когда-то вытекала лава. Вулканическая деятельность на
Ганимеде имеет низкую активность, но действующие вулканы имеются. Предполагается, что при извержении вулканов на поверхность изливается не
раскалённая лава, а водно-солевой раствор.

Под слоем льда находится жидкая вода в смеси с фрагментами грунта. Эта смесь составляет основную часть массы спутника, поэтому средняя
плотность Ганимеда невелика — 1,93 (г/см³). Для сравнения: средняя плотность вещества Европы равна 2,97 (г/см³), а Ио — 3,57 (г/см³).
Тенденция ясна: чем дальше от центрального светила находится спутник, тем меньше в его веществе тяжелых элементов. По такому закону распределялась материя в
момент рождения светила и спутников. В данном случае «светилом» мы называем Юпитер.

Ганимед имеет сильно разреженную атмосферу (как на Ио и Европе). Верхние слои её состоят из заря́женных частиц, т.е. являются ионосферой.
Атмосферным явлением на Ганимеде является выпадение и́нея. Пока неясно, из чего состоит иней — из воды или углекислоты, или из того и другого вместе.

Ганимед обладает магнитным полем, что доказывает наличие у него металлического ядра.

Спутник Каллисто

По размерам и массе, а также внутреннему строению Каллисто близок к Ганимеду. Это последний, т.е. наиболее удаленный от Юпитера и наименее
яркий из галилеевых спутников. Среднее расстояние Каллисто от Юпитера составляет 1883000 км. поверхность Каллисто покрыта льдом, под которым может находиться
жидкий солёный океан. Мантия Каллисто представляет собой смесь льда и минералов. По направлению к центру количество льда убывает. Магнитное поле у Каллисто
отсутствует, что может означать отсутствие сплошного металлического ядра. Ядро этого спутника состоит, вероятно, в основном из минералов в смеси с металлами.
Поверхность Каллисто покрыта бо́льшим, чем на других галилеевых спутниках количеством кратеров различных размеров. Среди кратеров особо выделяется
углубление диаметром около 600 км, которое обнаружено благодаря своему более светлому тону. Вероятно, такое углубление могло появиться в результате
столкновения Каллисто с крупным небесным телом в ту эпоху, когда поверхность спутника была ещё недостаточно твёрдой. Как и у Ганимеда, основную массу
спутника Каллисто составляют вода, лёд и включения минералов. Этим объясняется невысокая средняя плотность его вещества — 1,86 (г/см³).

Малые спутники Юпитера

Кроме спутников, открытых Галилеем, вокруг Юпитера вращаются многочисленные спутники небольших размеров. Всего их обнаружено более
шестидесяти. Радиусы их орбит составляют от нескольких сотен тысяч до нескольких десятков миллионов километров.

Основные характеристики 12-ти известных и в какой-то степени изученных малых спутников представлены в таблице.

Малые спутники Юпитера

Спутники Дата откры­тия Боль­шая полу­ось ор­биты (км) Орби­таль­ный период (дни) Радиус или раз­меры (км) Масса (кг) Плот­ность (г/см³)
Метида 1979 127691 0,295 86 1,2 x1017 3,0
Адрастея 1979 128980 0,298 20 x16 x14 2,0 x1015 1,8
Амальтея 1892 181365,8 0,498 250 x146 x128 2,1 x1018 0,857
Теба 1979 221889 0,675 116 x98 x84 4,3 x1017 0,86
Леда 1974 11160000 240,92 20 1,1 x1016 2,6
Гималия 1904 11461000 250,56 85 6,74 x1018 2,6
Лиситея 1938 11717100 259,2 18 6,2 x1018 2,6
Элара 1905 11741000 259,65 43 8,69 x1017 2,6
Ананке 1951 21276000 629,77 14 2,99 x1016 2,6
Карме 1938 23404000 734,17 23 1,32 x1017 2,6
Пасифе 1908 23624000 743,63 30 2,99 x1017 2,6
Синопе 1914 23939000 758,9 19 7,49 x1016 2,6

Наибольший интерес для астрономов представляют внутренние спутники Юпитера. Так условно названы четыре спутника:
Мети́да, Адрастея, Амальтея и Теба, орбиты которых лежат внутри орбиты Ио. Крупнейший из этих спутников — Амальтея представляет собой каменную глыбу
неправильной формы и внушительных (по земным меркам) размеров: 250x146x128 км. Астроному Бернарду, открывшему этот спутник визуально в 1892 году, конечно, не
удалось разглядеть в телескоп это небесное тело, которое казалось ему крошечной светящейся точкой рядом с Юпитером. Некоторые физические характеристики спутника
Амальтеи были получены с помощью автоматических зондов «Вояджер-1 и 2». Поверхность спутника
тёмного, коричневато-желтого цвета покрыта кратерами, среди которых два имеют огромные для габаритов Амальтеи размеры: у одного диаметр составляет 100 км, и
другого — около 80 км. цвет спутника объясняется возможным осаждением на его поверхность серы, выбрасываемой вулканами спутника Ио.

Ближайшие к Юпитеру спутники Мети́да и Адрастея (Мети́да чуть ближе к Юпитеру) имеют почти круговые орбиты, находящиеся в плоскости экватора
планеты. Эти спутники находятся вблизи внешнего края колец Юпитера. Существует предположение, подтвержденное данными, полученными от АМС
«Галилео», что кольца Юпитера основную массу своего вещества получили от внутренних спутников, в первую очередь от Метиды и
Адрастеи. Определённую роль в этом процессе играют вулканы спутника Ио, которые выбрасывают вещество, попадающее затем на поверхность внутренних спутников.
Ударами метеоритов вещество в виде пы́ли выбивается в окружающее космическое пространство, а гравитационное поле Юпитера направляет это вещество к планете,
захватывая его и формируя из него ко́льца.

О других малых спутниках Юпитера известно пока немного. Группа из четырёх спутников — Леда, Гималия, Лиситея и Элара характеризуется тем, что
их орбиты имеют большой наклон к экватору Юпитера — около 28°. Среди них Литисея — самый маленький по размеру спутник — его диаметр около 18 км.

Следующая группа из четырёх спутников — Ананке, Карме, Пасифе и Синопе примечательна тем, что орбиты этих спутников имеют большой
наклон к плоскости экватора Юпитера — до 150°, причём движутся эти спутники в направлении, противоположном направлению движения других спутников. Спутники
этой группы расположены на огромном расстоянии от Юпитера и представляют из себя не что иное, как крупные астероиды, захваченные гравитационным полем
планеты-гиганта.

© Владимир Каланов,
«Знания-сила»

znaniya-sila.narod.ru

Спутники планеты Юпитер. Галилеевы спутники

Как известно, Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе с самой большой массой. По этой причине спутников у Юпитера больше, чем у любой другой планеты в Солнечной системе. Юпитер иногда даже называют “Настоящая звезда” потому , что он имеет свою собственную систему космических тел центром которой он сам и является. На данный момент зарегистрировано 67 спутников на орбитах Юпитера, но это не самая точная цифра. На вопрос “Сколько спутников у Юпитера” ученые отвечаю что их не меньше 100, но не все еще открыты. Число изученных спутников составляет лишь 60. Спутники планеты Юпитер вращаются вокруг планеты как на близких расстояниях, так и на весьма больших, благодаря огромной силе тяжести планеты.

Спутники планеты Юпитер или Луны Юпитера.

Обычно спутники Юпитера или Луны Юпитера делят на три группы:

  • Галилеевы
  • Внутренние
  • Внешние

Галлиеевы спутники, как несложно догадаться, были открыты Галилеем еще в 1610 году. К этим спутникам относятся самые известные спутники Юпитера: Ио, Европа, Каллисто, Ганимед. Эти спутники были открыты самыми первыми потому, что они находятся ближе остальных к планете и они имеют достаточные размеры для того, чтобы их можно было обнаружить в то время. Другие спутники были обнаружены немного позднее. Размер Юпитера огромен и позволяет планете удерживать на своих орбитах массу спутников.

Ио

Этот спутник известен своей вулканической активностью. Из всех галилеевых спутников он находится ближе всех к планете и, благодаря все той же силе тяжести Юпитера, на Ио постоянно происходят извержения магмы. Магма на Ио принимает различный цветовой спектр: от желтого до коричневого и иногда даже черного. Поверхность Ио твердая, в отличии от поверхности Юпитера, и её покрывает своя же застывшая магма, поэтому цвет поверхности спутника, в основном, желтый.

Европа

Европа еще более интересный объект. Он имеет интересный рельеф который состоит из льда и необычных трещин в нем. Над вопросом происхождения такого рельефа ученые “ломают голову” уже довольно давно. Все трещины в огромной глыбе льда, покрывающей спутник, образуют сетку, которая располагается по всей поверхности Европы. Существует предположение, что под этим льдом, ближе к ядру спутника, находится океан в котором, возможно, существует жизнь.

Каллисто

Второй по величине спутник в системе Юпитера. Поверхность этого спутника полностью покрыта кратерами от попаданий на спутник различных космических тел. Этот факт свидетельствует о том, что Каллисто древнее остальных спутников и так же о том, что на Каллисто нет вулканической активности.

Ганимед

Самый крупный спутник в системе Юпитера. Поверхность Ганимеда, так же как и Европы, покрыта толстым слоем льда и имеет в своих недрах активное расплавленное металлическое ядро, что создает Ганимеду свое магнитное поле. Предположительно, ближе к ядру спутника, где температура позволяет существовать воде, существует океан, в котором может существовать жизнь. Если бы Ганимед не был спутником Юпитера, его можно было бы смело отнести к самостоятельной планете.

Так же существуют небольшие спутники которые вращаются очень близко к планете и называются внутренними. Здесь можно было бы рассказать еще о 56 изученных спутников Юпитера, но о них пока мало что известно. Спутники планеты Юпитер имеют свою механику вращения вокруг планеты, которая представлена на анимации ниже.

on-space.ru

Планета Юпитер. Фото. Спутники. Масса. Видео.

Юпитер является пятой планетой по удаленности от Солнца и самой крупной в Солнечной системе. Так же, как и Уран, Нептун и Сатурн, Юпитер относится к газовым гигантам. Про него человечество знало уже давно. Довольно часто встречаются упоминания о Юпитере в религиозных верованиях и мифологии. В современности планета получила свое имя в честь древнеримского бога.

По масштабам на Юпитере атмосферные явления намного превосходят земные. Самым примечательным образованием на планете считается Большое красное пятно, которое является гигантским штормом, известным нам еще с 17 века.

Примерное число спутников – 67, из которых самыми крупными являются: Европа, Ио, Каллисто и Ганимед. Первым их открыл Г. Галилей в 1610 году.

Все исследования планеты проводятся при помощи орбитальных и наземных телескопов. Начиная с 70-х годов к Юпитеру отправили 8 аппаратов НАСА. Во время великих противостояний планета была видна невооруженным глазом. Юпитер относится к самым ярким объектам неба после Венеры и Луны. А спутники и сам диск считаются самыми популярными для наблюдателей.

Наблюдения за Юпитером

Оптический диапазон

Если рассматривать объект в инфракрасной области спектра, можно обратить внимание на молекулы Не и Н2, точно так же становятся заметными линии остальных элементов. Количество Н говорит о происхождении планеты, а про внутреннюю эволюцию можно узнать благодаря качественному и количественному составу других элементов. Но молекулы гелия и водорода не обладают дипольным моментом, а это означает, что их абсорбционные линии не заметны до момента поглощения ударной ионизацией. Также данные линии появляются в верхних слоях атмосферы, откуда они не способны нести данные про более глубокие слои. Исходя из этого, самую достоверную информацию о количестве водорода и гелия на Юпитере можно получить, используя аппарат «Галилео».

Касательно остальных элементов, их анализ и интерпретация сильно затруднительны. Полной достоверности о происходящих процессах в атмосфере планеты сказать никак нельзя. Также под большим вопросом химический состав. Но, по мнению большинства астрономов, все процессы, которые могут влиять на элементы, локальны и ограничены. Из этого выходит, что они не несут особых изменений в распределение веществ.

Юпитер излучает энергии на 60% больше, чем потребляет от Солнца. Данные процессы влияют на размеры планеты. В год Юпитер уменьшается на 2 см. П. Боденхеймер в 1974 году выдвинул мнение, что в момент формирования планета была в 2 раза больше, нежели сейчас, а температура была значительно выше.

Гамма-диапазон

Изучение планеты в гамма-диапазоне касается полярного сияния и изучения диска. Космическая лаборатория Эйнштейна зарегистрировала это в 1979 году. С Земли области полярного сияния в ультрафиолете и рентгене совпадают, но к Юпитеру это не относится. Более ранние наблюдения установили пульсацию излучения с периодичностью в 40 минут, но поздние наблюдения эту зависимость проявили намного хуже.

Астрономы надеялись, что при помощи рентгеновского спектра авроральное сияние на Юпитере будет похоже на сияние комет, но наблюдения с Chandra опровергли эту надежду.

По данным космической обсерватории XMM-Newton, выходит, что излучение диска в спектре гамма – это солнечное рентгеновское отражение излучения. По сравнению с полярным сиянием нет никакой периодичности интенсивности излучения.

Радионаблюдения

Юпитер относится к самым мощным радиоисточникам Солнечной системы в метровом-дециметровом диапазонах. Радиоизлучение обладает спорадическим характером. Подобные всплески происходят в диапазоне от 5 до 43 МГц, со средней шириной – 1 МГц. Продолжительность всплеска сильно мала – 0,1-1 сек. Излучение поляризовано, а по кругу может достигать 100%.

Радиоизлучение планеты в короткосантиметровом-миллиметровом диапазонах обладает чисто тепловым характером, хоть в отличие от равновесной температуры яркостная значительно выше. Эта особенность говорит о потоке тепла из недр Юпитера.

Вычисления гравитационного потенциала

Анализ траекторий космических аппаратов и наблюдения движений естественных спутников показывают гравитационное поле Юпитера. Обладает сильными отличиями в сравнении со сферически симметричным. Как правило, гравитационный потенциал представлен в разложенном виде по полиномам Лежандра.

Аппараты «Пионер-10», «Пионер-11», «Галилео», «Вояджер-1», «Вояджер-2» и «Кассини» использовали для вычисления гравитационного потенциала насколько измерений: 1) передавали изображения, чтобы определить их местоположение; 2) эффект Доплера; 3) радиоинтерферометрия. Некоторым из них при измерениях приходилось учитывать гравитационное присутствие Большого красного пятна.

Помимо этого, обрабатывая данные, приходится постулировать теорию движения спутников Галилея, обращающихся вокруг центра планеты. Огромной проблемой для точных вычислений считается учет ускорения, у которого негравитационный характер.

Юпитер в Солнечной системе

Экваториальный радиус данного газового гиганта составляет 71,4 тыс. км, тем самым в 11,2 раза превышая Земной. Юпитер – это единственная в своем роде планета, у которой центр масс с Солнцем расположен вне Солнца.

Масса Юпитера превышает суммарный вес всех планет в 2,47 раза, Земли – в 317,8 раз. Но меньше от массы Солнца в 1000 раз. По плотности сильно схожа со Светилом и в 4,16 раз меньше, чем у нашей планеты. Зато сила тяжести превышает земную в 2,4 раза.

Планета Юпитер как «неудавшаяся звезда»

Некоторые исследования теоретических моделей показали, что если бы масса Юпитера была немного большей, чем она есть в действительности, то планета начала бы сжиматься. Хоть небольшие изменения особо не повлияли бы на радиус планеты, при условии если б реальная масса увеличилась в четыре раза, планетарная плотность выросла настолько, что начался б процесс уменьшения размеров из-за действия сильной гравитации.

Исходя из данного исследования, Юпитер обладает максимальным диаметром как для планеты с аналогичной историей и строением. Дальнейшее увеличение массы привело к продолжительности сжатия до тех пор, пока Юпитер в процессе формирования звезды не превратился бы в коричневого карлика с массой, превосходящей его нынешнюю массу в 50 раз. Астрономы считают, что Юпитер – это «неудавшаяся звезда», хоть до сих пор не ясно, существует ли схожесть между процессом формирования планеты Юпитер и теми планетами, которые формируют двойные звездные системы. По ранним данным выходит, что Юпитер должен был быть в 75 раз массивнее, чтобы стать звездой, но самый маленький известный красный карлик больший в диаметре всего на 30%.                   

Вращение и орбита Юпитера

Юпитер с Земли имеет видимую величину в 2,94m, что делает планету третьим объектом по яркости, которые видны невооруженным взглядом после Венеры и Луны. Максимально отдалившись от нас, видимый размер планеты равен 1,61m. Минимальное расстояние от Земли к Юпитеру равно 588 миллионов километров, а максимальное — 967 миллионов километров.

Противостояние между планетами происходит каждые 13 месяцев. Нужно отметить, что раз в 12 лет проходит великое противостояние Юпитера, в данный момент планета находится возле перигелия собственной орбиты, при этом угловой размер объекта с Земли равен 50 угловым секундам.

Юпитер удален от Солнца на 778,5 миллионов километров, при этом полный оборот вокруг Солнца планета делает за 11,8 земных года. Наибольшее возмущение на движение Юпитера по собственной орбите делает Сатурн. Существует два вида возмещения:

  • Вековое – оно действует на протяжении 70 тысяч лет. При этом меняется эксцентриситет орбиты планеты.

  • Резонансное — проявляется за счет соотношения близости 2:5.

Особенностью планеты можно назвать то, что она имеет  большую близость между плоскостью орбиты и плоскостью планеты. На планете Юпитер не бывает смены сезонов года, за счет того, что ось вращения планеты наклонена 3,13°, для сравнения можно добавить, что наклон оси Земли равен 23,45°.

Вращение планеты вокруг своей оси является самым быстрым среди всех планет, которые входят в Солнечную систему. Таким образом, в районе экватора Юпитер делает оборот вокруг оси за 9 часов 50 минут и 30 секунд, а средние широты этот оборот делают на 5 минут и 10 дольше. В силу такого вращения радиус планеты на экваторе на 6,5%  больше чем в средних широтах.

Теории о существовании жизни на Юпитере

Огромное количество исследований за все время говорит о том, что условия Юпитера не способствуют зарождению жизни. Прежде всего, это объясняется низким содержанием воды в составе атмосферы планеты и отсутствием твердой основы планеты. Нужно отметить, что в 70-х годах прошлого века была выдвинута теория о том, что в верхних слоях атмосферы Юпитера возможно существование живых организмов, которые живут на основе аммиака. В поддержку данной гипотезы можно сказать, что атмосфера планеты даже на небольших глубинах имеет высокую температуру и большую плотность, а это способствует химическим эволюционным процессам. Данная теория была высказана Карлом Саганом, после чего совместно с Э.Э. Солпитером ученые проделали ряд вычислений, которые позволили вывести три предполагаемых формы жизни на планете:

  • Флотеры – должны были выступать как огромные организмы, размером как большой город на Земле. Они подобны к воздушному шару, поскольку занимаются откачкой с атмосферы гелия и оставляя водород. Живут в верхних слоях атмосферы и вырабатывают молекулы для питания самостоятельно.
  • Синкеры – микроорганизмы, которые способны очень быстро размножаться, что и позволяет выжить виду.
  • Ханнтеры – хищники, которые питаются флотерами.

Но это только гипотезы, которые не подтверждены научными фактами.

Строение планеты

Современные технологии еще не позволяют ученым точно определить химический состав планеты, но все же верхние слои атмосферы Юпитера изучены с высокой точностью. Изучение атмосферы стало возможным только за счет спуска космического аппарата под названием «Галилео», он вошел в атмосферу планеты в декабре 1995 года. Это позволило точно говорить, что атмосфера состоит из гелия и водорода, кроме этих элементов, был обнаружен метан, аммиак, вода, фосфин и сероводород. Предполагается, что более глубокий шар атмосферы, а именно тропосфера, состоит из серы, углерода, азота и кислорода.

Также присутствуют инертные газы, такие как ксенон, аргон и криптон, причем их концентрация больше чем на Солнце. Возможность существования воды, диоксида и моноксидуглеродов возможна в верхних слоях атмосферы планеты за счет столкновения с кометами, как пример приводят комету Шумейкеров-Леви 9.

Красноватый цвет планеты объясняется присутствием соединений красного фосфора, углерода и серы или даже за счет органики, которая зародилась при воздействии электрических разрядов. Нужно отметить, что цвет атмосферы неоднороден, это говорит о том, что разные участки состоят из разных химических компонентов.

Структура Юпитера

Принято считать, что внутренняя структура планеты под облаками состоит со слоя гелия и водорода толщиной в 21 тысячу километров. Здесь вещество имеет плавный переход в своей структуре от газообразного состояния до жидкого, после чего идет слой с металлическим водородом мощностью в 50 тысяч километров. Средняя часть планеты занята твердым ядром с радиусом в 10 тысяч километров.

Наиболее признанная модель строения Юпитера:

  1. Атмосфера:
  2. Внешний водородный слой.
  • Средний слой представлен гелием (10%) и водородом (90%).

  • Нижняя часть состоит из смеси гелия, водорода, аммония и воды. Этот слой подразделяют еще на три:

    • Верхний – аммиак в твердой форме, который имеет температуру в −145 °C с давлением в 1 атм.
    • Посередине находится гидросульфат аммония в кристаллизованном состоянии.
    • Нижнюю позицию занимает  вода в твердом состоянии и возможно даже в жидком. Температура составляет порядка 130 °C, а давление 1 атм.
  1. Слой, состоящий из водорода в металлическом состоянии. Температуры могут меняться от 6,3 тысяч до 21 тысячи кельвинов. При этом давление так же изменчиво – от 200 и до 4 тысяч Гпа.
  2. Каменное ядро.

Создание данной модели стало возможным за счет анализа наблюдений и проведенных исследований с учетом законов экстраполяции и термодинамики. Нужно отметить, что данная структура строения не имеет четких границ и переходов между соседними слоями, а это в свою очередь говорит о том, что каждый слой полностью локализован, и исследовать их можно отдельно.

Атмосфера Юпитера

Температурные показатели роста по всей планете не монотонны. В атмосфере Юпитера, так же как и в атмосфере Земли, можно выделить несколько слоев. Верхние слои атмосферы обладают самыми высокими показателями температуры, а двигаясь к поверхности планеты, данные показатели значительно снижаются, но в свою очередь растет давление.

Термосфера планеты теряет большую часть тепла самой планеты, также здесь формируется так называемое полярное сияние. Верхней границей термосферы принято считать отметку давления в 1 нбар. При изучении были получены данные по температуре в этом слое, она достигает показателя в 1000 К. Ученым еще не удалось объяснить, почему здесь такая высокая температура.

Данные с аппарата «Галилео» показали, что температура верхних облаков составляет −107 °C при давлении в 1 атмосферу, а при спуске на глубину в 146 километров температура возрастает до показателя в +153 °C и давление в 22 атмосферы.

Будущее Юпитера и его спутников

Всем известно, что в итоге Солнце, как и другая звезда, исчерпает весь запас термоядерного топлива, при этом его светимость будет увеличиваться на 11% каждый миллиард лет. За счет этого привычная обитаемая зона значительно сместится за пределы орбиты нашей планеты вплоть до достижения поверхности Юпитера. Это позволит на спутниках Юпитера растопить всю воду, что позволит положить начало зарождения живых организмов на планете. Известно, что через 7,5 млрд лет Солнце как звезда превратится в красного гиганта, за счет этого Юпитер обретет новый статус и станет горячим Юпитером. При этом температура поверхности планеты будет составлять порядка 1000 К, а это приведет к свечению планеты. В этом случае спутники будут выглядеть как безжизненные пустыни.

Спутники Юпитера

Современные данные говорят, что Юпитер имеет 67 естественных спутников. Со слов ученых можно сделать вывод, что таких объектов вокруг Юпитера может быть больше сотни. Спутники планеты названы в основном в честь мифических персонажей, которые в какой-то мере связаны с Зевсом. Все спутники подразделены на две группы: внешние и  внутренние. К внутренним относятся только 8 спутников, среди которых и галилеевы.

Первые спутники Юпитера были открыты еще в 1610 году известным ученым Галилео Галилеем, это Европа, Ганимед, Ио и Каллисто. Данное открытие стало подтверждением правоты Коперника и его гелиоцентрической системе.

Вторая половина XX века ознаменовалась активным изучением космических объектов, среди которых особого внимания заслуживает Юпитер. Эту планету исследовали с помощью мощных наземных телескопов и радиотелескопов, но самые большие достижения в этой отрасли были получены за счет применения телескопа «Хаббла» и запуска большого количества зондов к Юпитеру. Исследования активно продолжаются и на данный момент, поскольку Юпитер хранит еще много тайн и загадок. 

kvant.space

Спутники Юпитера — интересные факты

 

Огромный оранжево-красный Юпитер – самая большая газообразная планета Солнечной системы. Имя ей древние римляне дали вполне соответствующее: Юпитер (у древних греков – Зевс) являлся верховным богом на Олимпе. У него огромное количество больших и малых спутников, которые назвали соответственно именам многочисленных возлюбленных, жен и потомков вышеупомянутого бога.

Наиболее значительные по размерам спутники Юпитера – это Ганимед, Европа, Ио и Каллисто. Они называются еще галилеевыми спутниками, поскольку первыми их заметил на небосводе знаменитый Галилео Галилей еще зимой 1610 года. Для этого ему понадобился телескоп, увеличивающий размеры в 32 раза.

Как и сам Юпитер, спутники его очень яркие, а их орбиты далеко отстоят друг от друга, поэтому их несложно разглядеть даже в современный полевой бинокль.

Восемь межпланетных станций последовательно исследовали планету и ее спутники. На основе этих изучений можно уверенно сказать, что все спутники Юпитера являются весьма необычными и у каждого из них есть своя «изюминка».

Ио – это самый разноцветный спутник. Объясняется это тем, что на нем имеется множество активно действующих вулканов, которые извергают черную, красную, желтую, коричневую, оранжевую лаву. Ни на каких других небесных телах, входящих в Солнечную систему, помимо Земли, действующих вулканов больше нет. Поэтому Ио носит титул самой вулканически активной планеты. А в ионосфере этого спутника под воздействием магнитного поля Юпитера беспрерывно вспыхивают полярные сияния высокой интенсивности.

Другой спутник Юпитера, Европа – самое светлое и самое гладкое твердое небесное тело в Солнечной системе. Возвышенности на ее поверхности не превышают одного метра в высоту. Кратеры от астероидов тоже неглубокие и практически невидны. Объяснение этого явления состоит в том, что вся планета покрыта толстым слоем льда, под которым ученые предполагают наличие огромного соленого океана. Когда на поверхности Европы образуются трещины и разломы, туда поступает вода и тут же замерзает, заполняя неровности. Более того, в водах «подледного» океана может находиться примитивная жизнь. Правда, все осложняется очень высоким уровнем радиации на планете. Но ученые рассчитывают решить все научно-технические проблемы и с помощью зондов тщательно исследовать этот загадочный спутник Юпитера.

Самый крупный из всех спутников – Ганимед. По своим размерам он превосходит Меркурий, и вполне мог быть самостоятельной планетой Солнечной системы, если бы вращался не вокруг Юпитера, а вокруг Солнца. Ганимед покрыт слоем льда, причем толщина его гораздо значительнее, чем на Европе. Вся поверхность спутника исчерчена ровными бороздами, ширина которых достигает 15 км, а длина – 30 км. Еще одна интересная особенность Ганимеда – это наличие действующих «вулканов», которые извергают вводно-солевой раствор, а не лаву. Из атмосферных явлений астрономы обнаружили выпадение инея, состав которого так и не изучен.

Каллисто – это самый дальний и самый древний спутник Юпитера. Он также состоит преимущественно изо льда, воды и минералов, а вся его поверхность покрыта кратерами самых разных диаметров. Магнитного поля у этого небесного тела нет, а значит, нет и сплошного металлического ядра.

Кроме четырех крупных, имеются также более мелкие спутники Юпитера – их порядка шестидесяти. Это и каменные глыбы, и удаленные от Юпитера астероиды, которые попали в его гравитационное поле, такие, как Карме и Синопе. Имеются также так называемые внутренние спутники Юпитера, орбиты которых проходят внутри орбиты Ио. На поверхности этих спутников, самые крупные из которых называются Амальтея и Адрастея, оседают вулканические выбросы Ио.

 

fb.ru

Спутники Юпитера — объяснение для детей

Астрономия для детей Солнечная система > Планета Юпитер > Спутники  Юпитера

Сколько у Юпитера спутников: описание для детей с фото, расстояние от планеты, самый большой спутник, крупные Ио, Ганимед, Европа и Каллисто, поиск Галилея.

В этой статье дети и их родители узнают не только сколько спутников у Юпитера, но также получат полноценное описание, характеристику, историю обнаружения, фото и интересные факты о спутниках с расстоянием от планеты.

Для самых маленьких будет неожиданностью, ведь Юпитер обладает 67 спутниками, поэтому среди ученых его в шутку называют Солнечной системой в миниатюре. Родители или учителя в школе должны объяснить детям, что почти все они по размеру очень маленькие, да и их количество часто меняется (66-67 лун было подтверждено в 2011 году). Большую часть нашли в конце 1970-х годов, а также позднее с полетами космических аппаратов (Вояджер в 1979 году и Галилео в 1995 году).

Дети не должны забывать, что Юпитер не только занимает призовое место по величине, но и выступает самым крупным по массе (в 300 раз больше земной). Это сыграло важную роль в количестве спутников, потому что такой широкий охват образуется благодаря сильной гравитации.

Это монтаж четырех крупнейших спутников Юпитера, снятые камерой Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) аппарата Новые Горизонты в конце февраля 2007 года.

Чтобы объяснение для детей было полным, важно рассказать и о магнитном поле, которое является самым сильным. Например, пролетающий мимо астероид притянется или же разрушится от гравитационных приливов.

Все спутники вращаются на разной скорости и удаленности, поэтому орбитальный период может тянуться от 7 часов до почти 3-х лет, а самые дальние вообще лишены постоянной орбиты. Необычно и то, что внешние орбитальные пути 33 спутников вращаются в противоположном планетарному направлению. Это говорит о том, что эти спутники раньше были астероидами, которые притянулись силой гравитации.

Галилейские спутники — объяснение для детей

В 1610 году астроном из Италии Галилео Галилей отыскал четыре спутника Юпитера: Ио, Европу, Ганимед и Каллисто. Хотя с самого начала он их просто пронумеровал римскими цифрами. Важно объяснить детям, что многие века астрономы использовали исключительно цифры для наименований, пока не поняли, что это значительно затрудняет процесс записывания и запоминания.

Это открытие стало невероятно важным для всего человечества, так как косвенно Галилей доказал, что мы не является центром Вселенной. 8 лун (4 от Галилея и еще 4 меньших) представляют собою пыльные кольца Юпитера.

Узнайте больше о спутниках Юпитера:

Из галилейской группы ближе всех расположен Ио. Интересно, что на нем были замечены вулканы, поэтому он единственный (кроме Земли) объект в нашей системе с вулканической активностью. Кроме того, на нем есть снежные поля с диоксидом серы, что заставляет луну совмещать огонь и лед. Внутри Ио состоит из железного сульфидного ядра и коричневого наружного слоя, придающего ему пятнистого оранжевого, желтого, красного, черного и белого окраса.

Дальше идет Европа. Она уступает по размерам земной Луне и является наименьшей в галилейской группе. На ледяной поверхности заметны трещины и линии с множеством мелких кратеров. У спутника высокий уровень отражательных способностей, поэтому он опережает по яркости все спутники в Солнечной системе. Возраст достигает 20-180 миллионов лет, из-за чего считается молодым объектом. Ученые полагают, что под поверхностью может скрываться океан с формами жизни.

Третья луна – Ганимед, являющаяся также самой большой из группы. У него низкая плотность, а размером достигает Меркурия, но лишь с половиной его массы. Дети должны запомнить этот объект, ведь он единственный наделен магнитным полем.

Состоит из железного ядра, покрытого толстой корой (по большей части изо льда). 40% поверхности отведено на кратеры, а 60% – легкий рельеф, образующий интересные узоры.

Последний в группе – Каллисто. Расположен дальше всех, но превосходит спутники системы по количеству кратеров. Важно объяснить для самых маленьких детей, что его ландшафт невероятно древний, так как не менялся с момента формирования. По размеру также напоминает Меркурий, но с намного низкой плотностью. Не так сильно поддается магнитному полю планеты, потому что удален и находится выше первичного радиационного поля Юпитера.

Надеемся, что вам понравился рассказ и описание спутников Юпитера. При объяснении детям обязательно используйте интересные факты, фото, видео и картинки, чтобы добавить в процесс обучения визуальный ряд. Ребенку также понравится наша 3D-модель Солнечной системы с картой планеты Юпитер и видом на спутники. Если хотите отыскать их самостоятельно, то протестируйте наши онлайн телескопы в режиме реального времени, хотя это будет крайне сложно сделать из-за отдаленности лун.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:


v-kosmose.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о