Юпитер — самая большая планета . Диаметр планеты в 11 раз больше диаметра Земли и составляет 142 718 км.
Вокруг Юпитера находится тонкое кольцо, опоясывающее его. Плотность кольца очень мала, поэтому оно невидимо (как у Сатурна).
Период вращения Юпитера вокруг оси — 9 ч 55 мин. При этом каждая точка экватора движется со скоростью 45 000 км/ч.
Так как Юпитер — не твердый шар, а состоит из газа и жидкости, экваториальные его части вращаются быстрее, чем приполярные области. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна его орбите, следовательно, на планете смена времен года выражена слабо.
Масса Юпитера намного превышает массу всех других планет Солнечной системы, вместе взятых, и составляет 1,9 . 10 27 кг. При этом средняя плотность Юпитера составляет 0,24 средней плотности Земли.
Общие характеристики планеты Юпитер
Атмосфера Юпитера
Атмосфера Юпитера очень плотная. Она состоит из водорода (89 %) и гелия (11 %), напоминая по химическому составу Солнце (рис. 1). Ее протяженность 6000 км. Оранжевый цвет атмосфере
придают соединения фосфора или серы. Для людей она губительна, так как содержит ядовитые аммиак и ацетилен.
Разные части атмосферы планеты вращаются с разными скоростями. Такое различие породило пояса облаков, которых у Юпитера три: наверху — облака из оледеневшего аммиака; под ними — кристаллы сероводорода аммония и метана, а в самом нижнем слое — водяной лед и, возможно, жидкая вода. Температура верхних облаков составляет 130 °С. Кроме того, Юпитер имеет водородную и гелиевую короны. Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км/ч.
Достопримечательностью Юпитера является Большое Красное Пятно, которое наблюдают уже 300 лет. Оно было открыто в 1664 г. английским естествоиспытателем Робертом Гуком (1635-1703). Сейчас его длина достигает 25 000 км, а 100 лет назад она была около 50 000 км. Это пятно впервые было описано в 1878 г., а зарисовано 300 лет назад. Оно как бы живет своей жизнью — то расширяется, то сжимается. Цвет его также меняется.
Американские зонды «Пионер-10» и «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2», «Галилео» выяснили, что у пятна нет твердой поверхности, оно вращается, как циклон в атмосфере Земли. Предполагают, что Большое Красное Пятно — это атмосферное явление, вероятно, верхушка циклона, бушующего в атмосфере Юпитера. В атмосфере Юпитера обнаружено также белое пятно размером более 10 000 км.
На 1 марта 2009 г. у Юпитера известно 63 спутника. Самые крупные из них Но и Европа размером с Меркурий. Они всегда повернуты к Юпитеру одной стороной, как Луна к Земле. Эти спутники называют галилеевыми, так как их впервые открыл итальянский физик, механик и астроном Галилео Галилей (1564-1642) в 1610 г., испытывая свой телескоп. На Ио имеются действующие вулканы.
Рис. 1. Состав атмосферы Юпитера
Двадцать внешних спутников Юпитера настолько далеки от планеты, что невидимы с ее поверхности невооруженным глазом, а Юпитер в небе самого дальнего из них выглядит меньше Луны.
Характеристики планеты:
- Расстояние от Солнца: ~ 778.3 млн км
- Диаметр планеты: 143 000 км *
- Сутки на планете: 9ч 50мин 30с **
- Год на планете: 11,86 лет ***
- t° на поверхности: -150°C
- Атмосфера: 82% водород; 18% гелий и незначительные следы других элементов
- Спутники: 16
* диаметр по экватору планеты
** период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
*** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)
Юпитер - пятая от Солнца планета. Расположена она на расстоянии 5,2 астрономических лет от Солнца, это примерно 775 млн км. Планеты Солнечной системы разделяются астрономами на две условные группы: планеты земного типа и газовые гиганты. Самой крупной планетой из группы газовых гигантов является Юпитер.
Презентация: планета Юпитер
Размеры Юпитера превышают размеры Земли в 318 раз, и будь он ещё больше примерно раз в 60, то имел бы все шансы стать звездой за счёт спонтанной термоядерной реакции. Атмосфера планеты примерно на 85% состоит из водорода. Остальные 15% - это в основном гелий с примесями аммиака и соединений серы и фосфора. Также в атмосфере Юпитера содержится метан.
С помощью спектрального анализа было установлено, что кислорода на планете нет, следовательно, отсутствует вода - основа жизни. По другой гипотезе лёд в атмосфере Юпитера всё-таки имеется. Пожалуй, ни одна планета нашей системы не вызывает столько споров в научном мире. Особенно много гипотез связано с внутренним строением Юпитера. Последние исследования планеты с помощью космических аппаратов позволили создать модель, позволяющую с высокой степенью достоверности судить о ее строении.
Внутреннее строение
Планета представляет собой сфероид, достаточно сильно сжатый с полюсов. Она обладает сильным магнитным полем, которое уходит на миллионы километров за орбиту. Атмосфера представляет собой чередование слоёв с различными физическими свойствами. Учёные предполагают наличие у Юпитера твёрдого ядра размером 1 - 1,5 диаметра Земли, но гораздо более плотного. Его наличие пока не доказано, но и не опровергнуто.
Атмосфера и поверхность
Верхний слой атмосферы Юпитера состоит из смеси газов водорода и гелия и имеет толщину 8 - 20 тыс. км. В следующем слое, толщина которого 50 - 60 тыс. км, из-за повышения давления газовая смесь переходит в жидкое состояние. В этом слое температура может достигать 20 000 С. Ещё ниже (на глубине 60 - 65 тыс. км.) водород переходит в металлическое состояние. Этот процесс сопровождается увеличением температуры до 200 000 С. При этом давление достигает фантастических величин в 5 000 000 атмосфер. Металлический водород - это гипотетическое вещество, характеризующееся наличием свободных электронов и проводящее электрический ток, как это свойственно металлам.
Спутники планеты Юпитер
У самой большой планеты в Солнечной системе есть 16 естественных спутников. Четыре из них, о которые говорил еще Галилей имеют свой уникальный мир. Один из них спутник Ио имеет удивительный пейзажи скалистых пород с настоящими вулканами на которых, изучавший спутники аппарат "Галилео" запечатлел извержение вулкана. Самый крупный в Солнечной системе спутник Ганимед, хоть и уступает в диаметре спутникам Сатурна Титану и Нептуна Тритону имеет ледяную кору, которая покрывает поверхность спутника толщиной 100 км. Есть предположение, что под толстым слоем льда находится вода. Также, о существовании подземного океана выдвигается гипотеза и на спутнике Европа, который тоже состоит из толстого слоя льда, на снимках отчетливо прослеживаются разломы, словно от айсбергов. А самый древний обитатель Солнечной системы может считаться по праву спутник Юпитера Калисто, на его поверхности кратеров больше, чем на любой другой поверхности других объектов Солнечной системы, да и поверхность не сильно претерпела изменений за последний миллиард лет.
Юпитер – одна из планет Солнечной системы. Пожалуй, Юпитер можно назвать самой таинственной и загадочной планетой. Между Сатурном и Марсом можно увидеть пятую планету Солнечной системы. Именно Юпитер считается самой большой планетой в Солнечной системе. По крайней мере, человечеству не известно никаких планет, которые превосходили бы Юпитер по размеру. Поэтому дальше предлагаем прочитать больше интересных и удивительных фактов о планете Юпитер.
1. Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. В объеме Юпитер превышает Землю в 1300 раз, а по тяжести – в 317 раз.
2. Юпитер расположился между Марсом и Сатурном и является пятой планетой Солнечной системы.
3. Планету назвали в честь верховного бога римской мифологии – Юпитера.
4. Сила гравитации на Юпитере больше земной в 2,5 раза.
5. В 1992 году к Юпитеру приблизилась комета, которая разорвала мощное гравитационное поле планеты на множество осколков на расстоянии 15 тысяч км от планеты.
6. Юпитер – самая быстрая планета Солнечной системы.
7. На то, чтобы совершить оборот вокруг своей оси, Юпитеру нужно 10 часов.
8. Оборот вокруг солнца Юпитер совершает за 12 лет.
9. На Юпитере самое сильное магнитное поле. Сила его действия превышает земное магнитное поле в 14 раз.
10. Сила радиации на Юпитере может нанести вред космическим аппаратам, которые приближаются к планете слишком близко.
11. У Юпитера самое большое число спутников из всех изученных планет – 67.
12. Большинство спутников Юпитера невелики в диаметре и достигают 4 км.
13. Самые известные спутники Юпитера – Каллисто, Европа, Ио, Ганимед. Их открыл Галилео Галилей.
14. Имена спутников Юпитера неслучайны, они названы в честь любовников бога Юпитера.
15. Самый крупный спутник Юпитера – Гинимед. В диаметре он превышает 5 тысяч км.
16. Спутник Юпитера Ио покрыт горами и вулканами. Это второе известное космическое тело, имеющее действующие вулканы. Первое – Земля.
17. Европа – еще один спутник Юпитера – состоит из водяного льда, под которым может скрываться океан, превышающий земной.
18. Каллисто по предположениям состоит из темного камня, так как практически не имеет отражающей способности.
19. Юпитер практически полностью состоит из водорода и гелия, при этом имеет твердое ядро. По своему химическому составу Юпитер очень близок к Солнцу.
20. Атмосфера этого гиганта также состоит из гелия и водорода. Она имеет оранжевую окраску, которую придают соединения серы и фосфора.
21. На Юпитере есть атмосферный вихрь, который выглядит как огромное красное пятно. Это пятно впервые было замечено Кассини в 1665 году. Тогда протяженность вихря составляла около 40 тысяч километров, в наши дни этот показатель уменьшился вдвое. Скорость вращения вихря около 400 км/ч.
22. Время от времени атмосферный вихрь на Юпитере полностью исчезает.
23. На Юпитере регулярно бывают бури. Около 500 км/ч скорость вихревых потоков.
24. Чаще всего продолжительность бурь не превышает 4 дня. Однако, иногда они затягиваются на долгие месяцы.
25. Раз в 15 лет на Юпитере происходят очень сильные ураганы, которые разрушали бы все на своем пути, если было бы что разрушать, и сопровождаются молниями, которые по силе нельзя сравнить с молниями на Земле.
26. У Юпитера, так же как у Сатурна, есть так называемые кольца. Они возникают от столкновения спутников гиганта с метеорами, в результате чего в атмосферу выбрасывается большое количество пыли и грязи. Наличие колец у Юпитера было установлено в 1979 году, а обнаружены они были космическим аппаратом Вояджер-1.
27. Основное кольцо Юпитера ровное. В длину оно достигает 30 км, а в ширину 6400 км.
28. Гало – внутреннее облако – в толщину достигает 20000 км. Гало находится между основным и заключительным кольцами планеты и состоит из твердых темных частиц.
29. Третье кольцо Юпитера еще называют паутинкой, так как оно имеет прозрачную структуру. На деле оно состоит из мельчайших обломков спутников Юпитера.
30. На сегодняшний день у Юпитера насчитывают 4 кольца.
31. В атмосфере Юпитера очень низкая концентрация воды.
32. Астроном Карл Саган высказывал предположение о том, что верхних слоях атмосферы Юпитера возможна жизнь. Эта гипотеза была выдвинута в 70-е годы. На сегодняшний день гипотеза не доказана.
33. В слое атмосферы Юпитера, который содержит облака из водяного пара, давление и температура благоприятны для водно-углеводородной жизни.
Облачный пояс Юпитера
34. Галилео, Вояджер-1, Вояджер-2, Пионер-10, Пионер-11, Улисс, Кассини и Новые горизонты – 8 космических аппаратов, которые посетили Юпитер.
35. «Пионер-10» – первый космический аппарат, который посетил Юпитер. Зонд «Юнона» был запущен в сторону Юпитера в 2011 году и, по предположениям, достигнет планеты в 2016 году.
36. Свет Юпитера намного ярче Сириуса – самой яркой звезды на небе. В безоблачную ночь в небольшой телескоп или хороший бинокль можно увидеть не только Юпитер, но и 4 его спутника.
37. На Юпитере идут алмазные дожди.
38. Если бы Юпитер находился от Земли на расстоянии Луны, то мы могли бы видеть его таким.
39. Форма планеты чуть сдавлена с полюсов и немного выпуклая на экваторе.
40. Ядро Юпитера по размерам приближено к Земле, но по массе меньше ее в 10 раз.
41. Самое близкое расположение Юпитера к Земле составляет примерно 588 миллионов километров, а самое дальнее расстояние составляет 968 миллионов километров.
42. В самой ближней точке от Солнца Юпитер находится на расстоянии 740 миллионов км, а в самой дальней – 816 миллионов км.
43. Космическому аппарату «Галилео», чтобы достичь Юпитера, понадобилось больше 6 лет.
44. Космическому аппарату «Вояджер-1» понадобилось лишь два года для достижения орбиты Юпитера.
45. Самым быстрым полетом к Юпитеру может похвастаться миссия «Новые горизонты» - чуть больше года.
46. Средний радиус Юпитера составляет 69911 км.
47. Диаметр Юпитера на экваторе составляет 142984 км.
48. Диаметр на полюсах Юпитера чуть меньше и имеет длину около 133700 км.
50. Для того чтобы стать звездой, Юпитеру недостает массы. Хотя это самая большая планета Солнечной системы.
51. Если представить ситуацию, что человек спрыгнул с парашюта, то на Юпитере он никогда не смог бы найти место для посадки.
52. Слои, из которых состоит планета – это не что иное, как наложение газов друг на друга.
53. По предположениям ученых, ядро газового гиганта окружено металлическим и молекулярным водородом. Более точную информацию о строении Юпитера получить не составляет возможности.
54. В тропосфере Юпитера содержится вода, гидросульфит и аммиак, которые образуют знаменитые белые и красные полосы планеты.
55. Красные полосы Юпитера горячие, и их называют поясами; белые полосы планеты холодные, и их называют зонами.
56. В южном полушарии ученые нередко наблюдают картину, что белые полосы полностью закрывают красные.
57. Температура в тропосфере колеблется от -160°C до -100°C.
58. Стратосфера Юпитера содержит углеводороды. Нагревание стратосферы происходит от недр планеты и солнца.
59. Над стратосферой лежит термосфера. Здесь температура достигает 725°C.
60. На Юпитере случаются штормы и полярные сияния.
61. Сутки на Юпитере равняются 10 земным часам.
62. Поверхность Юпитера, находящаяся в тени, гораздо горячее поверхности, освещаемой Солнцем.
63. На Юпитере отсутствуют времена года.
64. Все спутники газового гиганта вращаются в противоположную сторону от траектории движения планеты.
65. Юпитер издает звуки, похожие на человеческую речь. Также их название «электромагнитные голоса».
66. Площадь поверхности Юпитера составляет 6,21796 1010 км².
67. Объем Юпитера — 1,43128 1015 км³.
68. Масса газового гиганта составляет 1,8986 1027 кг.
69. Средний показатель плотности Юпитера — 1,326 г/см³.
70. Наклон оси Юпитера составляет 3,13°.
71. Центр масс у Юпитера с Солнцем находится вне Солнца. Это единственная планета с таким показателем центра масс.
72. Масса газового гиганта превышает суммарную массу всех планет Солнечной системы примерно в 2,5 раза.
73. Размер Юпитера максимальный для планеты такого строения и такой истории.
74. Ученые создали описание трех возможных видов жизни, которые способны обитать на Юпитере.
75. Синкер – первый воображаемый вид жизни на Юпитере. Маленькие организмы, способные к невероятно быстрому размножению.
76. Флоатер – второй воображаемый вид жизни на Юпитере. Огромные организмы, способные достигать размеров со средний земной город. Питается органическими молекулами или вырабатывает их самостоятельно.
77. Хантеры – хищники, пищей для которых служат флоатеры.
78. Иногда на Юпитере происходят столкновения циклонических структур.
79. В 1975 году произошло большое циклоническое столкновение, в результате чего поблекло Красное пятно и не восстанавливало свой цвет несколько лет.
80. В 2002 году Большое Красное пятно столкнулось с вихрем «Белый овал». Столкновение продолжалось на протяжении месяца.
81. Новый белый вихрь образовался в 2000 году. В 2005 году окраска вихря приобрела красный цвет, и он получил название «Малое красное пятно».
82. В 2006 году Малое красное пятно столкнулось по касательной с Большим красным пятном.
83. Протяженность молний на Юпитере превышает тысячи километров, а по мощности они намного превосходят земные.
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:
- Атмосфера:
- Внешний водородный слой.
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.
Средний слой представлен гелием (10%) и водородом (90%).
- 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.
- 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.
Юпитер является пятой по счету планетой Солнечной системы и относится к группе газовых гигантов. Название свое он получил от римского бога Юпитера, аналогом которого в греческой мифологии является Зевс. В статье приводится информация о параметрах Солнечной системы, о периоде обращения Юпитера вокруг Солнца и о других характеристиках этого гиганта.
Прежде чем рассматривать вопрос о том, сколько составляет звездный период обращения Юпитера вокруг Солнца, охарактеризуем систему, в которой находится этот газовый гигант.
Солнечная система представляет собой совокупность главной звезды и 8 планет, которые вращаются вокруг этой звезды. Эта система находится в одном из рукавов галактики Млечный Путь на расстоянии 33 000 световых лет от ее центра. Помимо планет, в состав Солнечной системы также входят малые планеты-карлики, астероиды, кометы, метеориты и другие небольшие космические тела.
Согласно одной из распространенных гипотез, рассматриваемая космическая система образовалась из гигантского облака газа и пыли приблизительно 4,7 млрд лет назад благодаря процессам фрагментации и коллапса.
Планеты Солнечной системы
До 24 августа 2006 года считалось, что в Солнечной системе существует 9 планет, однако после введения Международным астрономическим союзом специального класса "планеты карлики", Плутон перешел в их число и количество планет сократилось до 8.
Планеты представляют собой космические тела округлой формы, которые вращаются вокруг звезды Солнце по эллиптическим орбитам и вокруг собственной оси. Расстояние от планеты до звезды называется радиусом ее орбиты, а поскольку орбита имеет эллиптическую форму, то таких радиуса два: большой и малый. Как правило, расстояние до каждой следующей планеты от Солнца в 2 раза больше, чем до предыдущей. Все планеты Солнечной системы, за исключением Меркурия и Венеры, обладают спутниками, то есть космическими телами, вращающимися вокруг них. Самым известным из таких спутников является Луна.
Самые близкие к Солнцу планеты называются внутренними, их 4 (Меркурий, Венера, Земля и Марс). Все эти планеты характеризуются небольшими размерами, высокой плотностью образующей их материи (твердое тело), небольшой скоростью вращения вокруг собственной оси, а также наличием незначительного количества естественных спутников. Планеты, расположенные на периферии Солнечной системы, называются гигантами. Это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун. Для них характерна низкая плотность вещества (газ), быстрое вращение вокруг оси и большое количество спутников. Кроме того, период обращения вокруг Солнца планет Юпитер, Сатурн и других гигантов значительно больше периода внутренних планет.
Юпитер является самой большой планетой рассматриваемой системы, а Меркурий - самой маленькой. Венера по размеру и массе близка Земле, а Марс имеет в 2 раза меньшую массу, чем Земля.
Помимо описанных планет и их спутников, в Солнечной системе много астероидов и комет. Большое количество астероидов вращается между орбитами Марса и Юпитера (астероидный пояс).
Что представляет собой планета Юпитер?
Юпитер - это самая яркая планета нашего небосвода. Кроме того, по размерам он занимает второе место после самого Солнца. Если сложить все массы планет Солнечной системы, то масса Юпитера будет почти в 2 раза больше. Масса этого гиганта в 318 раз больше земной, а его объем в 1317 раз больше размеров нашей планеты. Некоторые ученые полагают, что Юпитеру больше лет, чем самому Солнцу.
Юпитер состоит в основном из гелия и водорода, которые находятся в газообразном состоянии. Среди его главных особенностей атмосферы можно назвать большое красное пятно (огромный антициклон, расположенный в тропической зоне планеты), структуру его облаков, которые имеют вид темных и светлых лент, а также высокую динамику его атмосферы, в которой дуют ветра со скоростью до 500 км/ч.
Юпитер обращается вокруг своей оси быстрее, чем за 10 часов, что является рекордным значением для Солнечной системы. Прежде чем говорить о периоде обращения Юпитера вокруг Солнца в земных сутках, следует отметить, что средний радиус его орбиты составляет 778 млн км, что приблизительно равно 5 расстояниям от нашей звезды до нашей планеты.
Теории образования Юпитера
Существует две теории образования этой планеты-гиганта:
- Планета сформировалась из ледяной как 10 планет Земля, которая постепенно собрала газ вокруг себя из околокосмического пространства.
- Планета образовалась благодаря гравитационному коллапсу, который подобен таковому при образовании звезд.
Обе теории имеют право на существование, однако невозможно объяснить некоторые факты о Юпитере. Например, почему планета имеет такие большие размеры, так же неясно, как невозможно объяснить насыщенность атмосферы этого гиганта благородными газами. Изучение внутренней структуры планеты должно внести ясность в эти и другие вопросы.
Период обращения Юпитера вокруг Солнца
Как уже выше было сказано, Юпитер находится на расстоянии 5,2 астрономические единицы (АЕ) от Солнца, то есть в 5,2 раза дальше, чем Земля. Согласно измеренным данным, период обращения Юпитера вокруг Солнца - 12 лет, за это время Земля успевает сделать почти 12 оборотов вокруг Солнца. Более точное значение периода Юпитера - 11,86 земного года.
Выше было отмечено, что форма орбиты любой планеты Солнечной системы является эллипсом, однако у Юпитера она является практически круглой. Доказать это можно простым способом. Средний радиус орбиты этого гиганта составляет R = 778412026 км. Если найти длину окружности орбиты планеты (2*pi*R, где pi = 3,14) и поделить ее на среднюю скорость движения гиганта по своей орбите v = 13,0697 км/с, то можно получить значение периода обращения Юпитера равное 11,86 года, что точно совпадает с измеренным экспериментально значением.
Справедливости ради отметим, что во время своего орбитального вращения Юпитер приближается к звезде на минимальное расстояние 4,95 АЕ, а удаляется на максимальное расстояние 5,46 АЕ, это означает, что форма его орбиты отличается от идеальной окружности приблизительно на 4,8 %.
Если выразить период обращения Юпитера вокруг Солнца в земных сутках, тогда это число составит 11 лет 315 суток и 1,1 час или 4334 суток с учетом високосных лет.
Особенность вращения планеты-гиганта по своей орбите
Раскрывая вопрос о том, какой период обращения Юпитера вокруг Солнца в сутках, следует рассказать об одном любопытном факте. Мы привыкли думать, что Юпитер, подобно остальным планетам, вращается вокруг нашей звезды, однако это не совсем так. Всему виной масса газового гиганта, которая всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Для сравнения отметим, что масса нашей голубой планеты в 330 тысяч раз меньше массы Солнца, а - второй по размерам планеты Солнечной системы - в 3500 раз меньше солнечной.
В то же время из физики известно, что два тела, которые вращаются друг вокруг друга, в действительности вращаются вокруг общего центра тяжести или барицентра. Если одно из этих двух тел имеет намного большую массу, чем второе тело, то барицентр практически совпадает с центром массы первого массивного тела. Последняя ситуация наблюдается, если рассматривать вращение любой планеты вокруг Солнца.
Если же речь идет о вращении Юпитера, то в реальности, благодаря влиянию сильной гравитации этого гиганта, наша звезда также вращается по некоторой небольшой орбите, радиус которой равен 1,068 радиуса Солнца. Описанное явление приведено ниже на рисунке, где словом Jupiter обозначен Юпитер.
Где можно увидеть Юпитер на небосводе?
Поскольку Юпитер находится дальше от Солнца, чем наша планета, и период обращения Юпитера вокруг Солнца значительно больше, чем это значение для Земли, гиганта можно увидеть в любой точке эклиптики, причем могут существовать и его затмения Солнцем. Отметим, что планеты Венера и Меркурий находятся ближе к нашей звезде, чем Земля, поэтому их увидеть можно только в направлении Солнца.
Юпитер является второй по счету самой яркой планетой (первая Венера), которую можно увидеть на небосводе невооруженным взглядом. Планета имеет бело-желтый цвет. С помощью телескопа видны атмосфера и спутники этого гиганта.
С астрономическими параметрами и движением тел в Солнечной системе тесно связана наука астрология, которая основывается на существовании корреляции между небесными и земными событиями. В настоящее время выделяют два основных вида астрологии: западная (популярна в Европе и Америке) и восточная (Китай, Индия).
В западной астрологии существует 12 созвездий, образующих зодиакальный круг, который Солнце, если смотреть с Земли, проходит в течение 1-го земного года. Линия, по которой наша звезда совершает свое годовое движение, называется эклиптикой. Все созвездия зодиака, при их рассмотрении с Земли, образуют полосу шириной 30 o , посередине этой полосы проходит линия эклиптики.
В астрологии считается, что когда Солнце расположено вблизи определенного созвездия зодиака, то люди, родившиеся в это время, будут обладать определенными качествами. Но эти качества определяются не только временем года, когда родился человек, но и положением планет в Солнечной системе.
Юпитер в астрологии
В астрологии эта планета представляет собой коммуникабельность человека. Она связана с путешествиями, философией и религиозными верованиями. В соответствии с периодом обращения Юпитера вокруг Солнца, планете нужен почти 1 земной год, чтобы пройти весь зодиакальный круг. Юпитер считается планетой-покровителем для знаков зодиака Стрелец и Рыбы.
