Свойства атмосферы планеты юпитер

Содержание

Общая информация

Соседствует Юпитер с Марсом и Сатурном. Он примерно в 2,5 раза больше, чем все остальные планеты вместе взятые. Сейчас дано краткое описание 76 естественным спутникам. У Юпитера есть небольшие кольца, но рассмотреть их с Земли можно только при благоприятных метеорологических условиях.


Состав и внутреннее строение

Внутреннее строение Юпитера и структура слоев этого газового гиганта изучены слабо. Ученые предполагают, что большая часть объема представлена жидким и газообразным веществами. Внутри небесного тела располагается ядро. Оно отличается высокой плотностью. Некоторые ученые считают, что ядро может иметь твердую скальную структуру. Следующий слой является наиболее толстым. Он состоит из металлического водорода.

Затем следует относительно тонкий слой. Он состоит преимущественно из жидкого водорода. Его поверхность разрежена. Верхний слой представлен водородом, который находится в газообразном состоянии. Атмосфера Сатурна состоит из плотных облаков. На 90% этот гигант состоит из водорода и еще на 8% — из гелия. В химический состав этой планеты (оставшиеся 2%) в небольших количествах входят следующие вещества:

  • метан;
  • сера;
  • этан;
  • неон;
  • углерод;
  • сероводород;
  • водяной пар;
  • фосфин;
  • кислород;
  • кремний;
  • бензол и т.д.

На наличие примесей этих элементов указывают цветные разводы, возникающие на поверхности планеты.

Орбитальные характеристики

Среднее расстояние от Юпитера до Солнца составляет 778,57 млн км. Афелий, т.е. самая отдаленная точка от небесного светила, достигает 816,51 млн км. Перигелий, т.е. наиболее приближенная к Солнцу точка обриты, составляет 740,68 млн км. Полный оборот вокруг звезды планета совершает за 11,86 земных лет. Период обращения гиганта вокруг Солнца занимает 398,88 юпитерианских суток. Юпитер движется по орбите со скоростью 13,07 км/с.

Физические параметры

Юпитер имеет приплюснутую форму. Экваториальный радиус достигает 71 492 км, а полярный — 66 854 км. Средний радиус составляет 69 911 км.

Масса этого газового гиганта — 1,89*10 в 27 степени кг, а объем — 1,43*10 в 15 степени км³. Несмотря на большой вес небесного тела, его плотность невысока и составляет всего 1,33 г/см³. Площадь поверхности планеты достигает 6,22*10 в 10 степени км². Наклон оси Юпитера составляет 3,13°.

Атмосфера и радиация

Погодные условия на поверхности необычны: дуют интенсивные разнонаправленные ветры. Их скорость может достигать 620 км/ч. Усиление интенсивности шторма до критических отметок может произойти всего за несколько часов.

Штормы на этой планете могут достигать тысячи километров в диаметре. Считается, что ураганы поднимают большое количество пыли в атмосферу. Поверхность планеты почти все время прикрыта плотными облаками, состоящими из гидросульфата аммония, водяных паров и аммиака.

Периодически регистрируются вспышки молний, более интенсивные, чем на Земле. На поверхности планеты присутствуют аномальные зоны. К ним относится Большое Красное Пятно. Это большой шторм.

Планету опоясывают мощные радиационные пояса. Излучение, исходящее от Юпитера, во много раз превышает дозу, смертельную для человека. Это затрудняет исследования, т.к. аппараты, приближающие к нему, быстро выходят из строя.

Карта поверхности

Планета затянута плотными облаками, поэтому изучение ее поверхности представляет сложность. Рассматривая Юпитер с Земли, можно увидеть только их. Однако данные со спутников позволили определить, что поверхность находится в расплавленном состоянии. Поэтому данных о рельефе быть не может. Карту Юпитера невозможно составить. Имеются только снимки поверхности и описание штормовых зон.

Интересные факты о планете Юпитер

На 4-м месте по яркости

По уровню яркости планету опережают Солнце, Луна и Венера. Входит в пятерку планет, которые можно найти без использования инструментов.

Первые записи принадлежат вавилонянам

Упоминания о Юпитере начинаются еще в 7-8 вв. до н.э. Получил имя в честь верховного божества в пантеоне (у греков – Зевс). В Месопотамии это был Мардук, а у германских племен – Тор.

Обладает самым коротким днем

Выполняет осевой оборот всего за 9 часов и 55 минут. Из-за стремительного вращения происходит сплющивание на полюсах и расширение экваториальной линии.

Год длится 11.8 лет

С позиции земного наблюдения его движение кажется невероятно медленным.

Есть примечательные облачные формирования

Верхний атмосферный слой делится на облачные пояса и зоны. Представлены кристаллами аммиака, серы и их смеси.

Есть крупнейший шторм

На снимках запечатлено Большое Красное Пятно – масштабный шторм, не прекращающийся уже 350 лет. Он настолько огромен, что способен поглотить три Земли.

В структуру входят каменные, металлические и водородные соединения

Под атмосферным слоем скрываются слои газообразного и жидкого водорода, а также ядро изо льда, камня и металлов.

Ганимед – крупнейший спутник в системе


Среди спутников наибольшими выступают Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Первый в диаметре охватывает 5268 км, что больше Меркурия.

Есть кольцевая система

Кольца тонкие и представлены пылевыми частичками, выбрасываемые лунами во время столкновения с кометами или астероидами. Начинаются с удаленности в 92000 км и простираются на 225000 км от Юпитера. Толщина – 2000-12500 км.

Отправлено 8 миссий

Это аппараты Пионеры-10 и 11, Вояджеры-1 и 2, Галилео, Кассини, Уиллис и Новые Горизонты. Будущие могут сосредоточиться на спутниках.

Состав и поверхность спутника Европа

По плотности достигает 3.013 г/см3, а значит состоит из скалистой части, силикатной породы и железного ядра. Над скалистым интерьером расположен ледяной слой (100 км). Возможно, он отделен внешней корой и нижним океаном в жидком состоянии. Если последний существует, то будет теплым, соленым с органическими молекулами.

Поверхность делает Европу одним из наиболее гладких тел в системе. Располагает незначительным количеством гор и кратеров, потому что верхний слой молодой и остается активным. Полагают, что возраст обновленной поверхности – 20-180 млн. лет.

Художественное видение хлористых солей, пузырящихся в океане Европы

Но экваториальной линии все же немного досталось и заметны 10-метровые ледяные пики (пенитенты), созданные влиянием солнечных лучей. Крупные линии простираются на 20 км и обладают рассеянными темными краями. Скорее всего, появились из-за извержения теплого льда.

Есть также мнение, что ледяная корка может выполнять обороты быстрее внутренней части. Это значит, что океан способен отделять поверхность от мантии. Тогда ледяной слой ведет себя по принципу тектонических плит.

Среди других особенностей заметны линтикулы эллиптической формы, относящиеся к разнообразным куполам, ямам и пятнам. Вершины напоминают старые равнины. Могли сформироваться из-за талой воды, поступающей на поверхность, а грубые узоры – небольшие фрагменты более темного материала.

Европа, запечатленная миссией Галилео

При пролете Вояджера в 1979 году удалось разглядеть красновато-коричневый материал, укрывающий разломы. Спектрограф говорит, что эти участки богаты на соли и осаждаются через испарение воды.

Альбедо ледяной корки – 0.64 (одно из наивысших среди спутников). Уровень поверхностной радиации – 5400 мЗв в день, что убьет любое живое существо. Температурный показатель опускается к -160°C на экваториальной линии и -220°C на полюсах.

Циркуляция воздушных масс

В местной атмосфере отчетливо наблюдаются движения воздушных масс, что объяснимо двумя причинами:

  1. Планета быстро вращается вокруг своей оси (1 оборот равен 10 часам) — так возникают пояса циркуляции.
  2. От поверхности из-за отдачи внутреннего тепла поднимаются потоки воздуха — это зональное движение.

Поясная циркуляция воздушных масс происходит преимущественно параллельно экватору. По мере удаления от него потоки несколько меняют направление, сворачивая к полюсам, и замедляются. Если у экватора они движутся со скоростью 140 м/с, то в средних широтах замедляются, а у полюсов постепенно стихают до полного штиля.

Зональная циркуляция видна наблюдателям по светлой окраске потоков, которую им придает аммиак, застывший в виде кристаллов, а также по темным границам слоя облакам.

Воздух движется с одинаковой скоростью и не меняя своего направления — снизу вверх.

Ведическая астрология

Юпитер является самой щедрой и благоприятной из всех планет. Управляет ею Брихатспати, который является наставником полубогов. Именно он заправляет всеми остальными планетами. Юпитер показывает настоящую истину, дают ответы на вопросы, кто есть человек и для чего он вообще существует. В период расположения планеты в гороскопе человека можно понять его характер и цели в жизни. Это планета духовности и внутреннего я. Юпитер способен подарить человеку материальные и моральные блага. Также планета показывает отличную карму, человек постоянно пользуется подарками судьбы.

Юпитер как владыка рождения

Юпитер символизирует счастье и материальные блага. Добрый Юпитер осуществляет все желания человека, помогает проявить честолюбие в полной мере. Человек сможет занять высокое положение в обществе, добиться успеха и всеобщего признания. У человека существует масса возможностей для получения всего, чего он только захочет, поэтому нужно умело ими пользоваться.

Злой Юпитер обеспечивает человеку трудности в общении с окружающими. Такие люди очень высокомерные, склонны обещать, но не делать. Карьера не получается, человек топчется на одном месте. Руководители постоянно недовольны своим сотрудником. Здесь присутствует тщеславие и высокомерие, склонность пользоваться другими для удовлетворения собственных желаний.

Атмосфера, химический состав и условия на Юпитере

Юпитер является одной из планет первой генерации и появился около 4,5 млрд. лет тому назад, когда Солнечная система только формировалась из вращающегося облака газов и пыли. Ядро Юпитера, вероятно, зарождалось из льда и камней общей массой, превышающей в 15 раз земную.

Давление солнечного света выталкивало атомы легких газов (водорода и гелия) из внутренней по отношению к орбите Юпитера части Солнечной системы, а притяжение больших ледяных ядер нашего гиганта и зарождавшегося по соседству Сатурна постаралось собрать эти атомы возле себя.


Из гелия и водорода, в основном, и состоит атмосфера Юпитера сегодня. Юпитер “оброс” самой большой атмосферой среди всех планет, так как центральное внутреннее ядро его раньше достигло необходимой массы.

К сожалению, гигантская гравитация Юпитера и чудовищное давление не оставляют нам шансов заглянуть хотя бы под верхний слой облаков, поэтому всё что мы можем увидеть визуально – верхние слои атмосферы планеты.

Впрочем, благодаря спектральным анализам, мы достаточно точно можем определить из чего состоит ближайший к нам газовый гигант.

Если не считать ядра, Юпитер на 90% – водород и на 10% – гелий по количеству атомов, и в соотношении 3 к 1 по массе. В атмосфере планеты обнаружены метан, вода, аммиак и многие другие вещества.

Облака Юпитера имеют три слоя:

  • Облака из оледеневшего аммиака. Его температура составляет около −145 °C, давление — около 1 атмосферы.
  • Облака кристаллов сероводорода аммония
  • Водяной лед и, возможно, жидкая вода. Его температура составляет около −130 °C, давление — около 1 атмосферы.

Что находится под облаками? Тут факты у нас почти заканчиваются и начинаются гипотезы.

Известно, что огромная атмосфера Юпитера создает и огромное давление, которое увеличивается при приближении к центру планеты. В таких экстремальных условиях газы в атмосфере находятся в необычных состояниях. Находящийся достаточно глубоко водород под давлением атмосферы, возможно, сформировал слой в жидком металлическом состоянии.

Это и не “земная твердь”, и не океан, и не атмосфера. Такой слой водорода должен иметь свойства, которые не укладываются в наше привычное понимание. В отличие от простого газообразного водорода, жидкий металлический водород способен проводить электрический ток. Устойчивый радиошум и сильное магнитное поле Юпитера излучаются как раз этим слоем металлической жидкости.

Что находится в “сердце” Юпитера и из чего состоит его ядро – мы не знаем. Известно лишь, что но твердое и имеет диаметр около 20 тыс. км.

Внутренний состав Юпитера. На самом деле о том, что представляют себе недра этого газового гиганта, мы можем только догадываться

Интересные факты

Самые ранние упоминания о Юпитере находят в 7-8 веках до н.э. Древние вавилоняне были первыми, кто отобразил планету в своей культуре. Гигант берет текущее название в честь верховного божества и отца всех богов древнеримского пантеона. Ближайшим эквивалентом является бог громовержец Зевс в древнегреческой мифологии, благодаря которому планету и прозвали «сияющей» и «блестящей» звездой Зевса. Языческие племена германцев отождествляли планету с богом Донаром, известным как Тор в скандинавской мифологии. Сделанное Галилеем открытие четырех спутников Юпитера натолкнуло итальянского астронома на мысль об ошибочности геоцентрической системы мира. Дальнейшие наблюдения исследователя за движением тел, лишний раз подтвердили гелиоцентрическую систему Коперника

Но пристальное внимание церкви и вмешательство инквизиции не дали разработать теорию до конца. В научной среде существовала долгое время гипотеза о наличии неизвестной планеты между Марсом и Юпитером. В настоящее время этот промежуток заполнен скоплением астероидов, которые являются продуктом распада некогда существовавшей планеты. Обладая высокой скоростью вращения вокруг оси, титан приобрел слегка сплюснутую форму

Из-за такой скорости на планете самый короткий день среди всех планет Солнечной системы. Продолжительность дня составляет всего 9 часов и 50 минут. Оборот Юпитера вокруг солнечной орбиты составляет 4 332,589 дня. То есть Юпитерианский год равен 11,86 годам на Земле. А чтобы пройти путь от одного созвездия к другому, гиганту потребуются месяцы. Если наблюдать за планетой с Земли, то можно заметить, что скорость Юпитера крайне мала. Расстояние от Юпитера до Земли — 775,55 млн. км. На 2018 год список спутников на орбите Юпитера насчитывает 79 известных и открытых объектов. Юпитер – четвертое по яркости небесное тело в Солнечной системе. Благодаря этому Юпитер знают еще с древних времен. Ярче газового гиганта Солнце, Луна и Венера.

Что наблюдать на Юпитере

На планете можно найти множество интересных объектов для наблюдения. Сделать процесс максимально простым поможет карта Юпитера.

  • ЮПШ — Южная полярная шапка
  • СПШ — Северная полярная шапка
  • ЮЮУП — Юго-южный умеренный пояс
  • ЮУП — Южный умеренный пояс
  • БКП — Большое красное пятно
  • ЮЭП — Южный экваториальный пояс
  • ЭП — Экваториальный полоса
  • СЭП — Северный экваториальный пояс
  • СУП — Северный умеренный пояс
  • ССУП — Северо-северный умеренный пояс
  • ЮЮУЗ — Юго-южная умеренная зона
  • ЮУЗ — Южная умеренная зона
  • ЮТЗ — Южная тропическая зона
  • ЭЗ — Экваториальная зона
  • СТЗ — Северная тропическая зона
  • СУЗ — Северная умеренная зона
  • ССУЗ — Северо-северная умеренная зона

Юпитер можно смело назвать наиболее интересной планетой для исследований. Она крайне динамично, на ее поверхности постоянно происходят изменения. Сколько бы вы не смотрели на Юпитер, вы никогда не увидите его одинаковым. В первую очередь, причины этого кроются в разной скорости вращения облачного покрова. Так, полный оборот экваториальной зоны проходит за 9 часов 50 минут, а полярных зон – за 9 часов 57 минут. К тому же атмосфера никогда не бывает спокойной.

Там происходят атмосферные течения, циклоны, падения комет и астероидов, поэтому новые детали образуются ежедневно.

Наиболее известные детали на поверхности Юпитера

Если вы планируете серьезно изучать Юпитер, берите в руки телескоп как можно чаще. Чем дольше вы будете проводить наблюдения, тем выше будет ваше мастерство и тем больше деталей вы сможете увидеть на поверхности Юпитера.

Пусть первая встреча с Юпитером будет посвящена его общему обзору. Так вы научитесь находить самые крупные объекты – зоны, пояса, пятна. Затем вы сможете изучать тончайшие детали его поверхности и атмосферы. Большинство из них можно рассмотреть только с помощью большого любительского телескопа при отличных условиях и отработанных наблюдательных навыках.

Красные, белые и чёрные пятна

Как известно, Юпитер – это постоянно меняющаяся планета. Но на его поверхности есть некоторые детали, которые существуют на протяжении долгих лет. Из них наибольшую известность приобрело Большое Красное Пятно, открытое Джованни Кассини в 1665 году. Характер данного образования был изучен далеко не сразу. Только в последние годы миссии космических станций Вояджер и Пионер открыли нам природу Большого Красного Пятна. На самом деле, это долгоживущий вихрь размером 15 000 на 30 000 км, который делает полный оборот за 6 земных суток.

Движение Большого Красного Пятна через короткие промежутки времени

Для каждого любителя астрономии Большое Красное Пятно представляется контрастной деталью, которую можно наблюдать даже в телескопы начального уровня. Но Пятно периодически меняет интенсивность окраса, поэтому регулярно оно практически сливается с поверхностью Юпитера. К примеру, такое явление было зафиксировано в конце XIX, а в конце 1960-х годов Пятно вновь вернулось к своему обычному цвету. Также пятно постоянно уменьшается в размерах, которое наблюдается в течение последних десятилетий. По данным астрономов XIX века, 100-120 лет назад пятно было в 2 раза больше.

Не менее интересно наблюдать на Юпитере и иные устойчивые образования, в число которых входят Белые Пятна FA, BC и DE. Они располагаются у Южного Умеренного Пояса. Белый цвет данных образований сливается с общим фоном поверхности, поэтому их визуальные исследования весьма затруднены. Впервые они были замечены в 1939 году и были идентифицированы как маленькие наросты в Южном Умеренном Поясе. Но уже в 1947 году они приобрели вид заливов у южного края ЮУП. И только затем они трансформировались в белые пятна. Сегодня видимость белых пятен резко упала из-за того, что ЮУП постепенно теряет свою окраску. Но профессиональным астрономам всё-таки удается поймать моменты, когда из-за волнений атмосферы Белые Пятна выделяются на фоне поверхности Юпитера.


Анимация движения Юпитера, на которой можно заменить белые и черные пятна

Изредка атмосфера Юпитера радует наблюдателя красочным зрелищем – образованием крупных Черных Пятен, что вызвано многочисленными осколками комет и астероидов. В середине 1990-х годов такими «провокаторами» стали осколки кометы Шумейкера-Леви 9. Именно от них предположительно появилось Черное Пятно, которое недавно открыл астроном-любитель Энтони Уизли. Данный факт стал дополнительным доказательством того, что регулярные наблюдения Юпитера и отличные знания о его внешнем виде могут сделать любителей астрономии настоящими звездами научного мира.

Магнитосфера спутника Ганимед

Ганимед – уникальный спутник, потому что располагает магнитосферой. Величина стабильного магнитного момента – 1.3 х 103 Т · м3 (втрое выше показателя Меркурия). Магнитный диполь установлен на 176° относительно планетарного магнитного момента.

Магнитное поле Юпитера и общее вращение токов

Сила магнитного поля достигает 719 Тесла, а диаметр магнитосферы – 10.525-13.156 км. Замкнутые полевые линии находятся ниже 30° широты, где захватываются заряженные частички и формируют радиационный пояс. Среди ионов наиболее распространенными выступает одиночный ионизированный кислород.

Контакт между лунной магнитосферой и планетарной плазмой напоминает ситуацию с солнечным ветром и земной магнитосферой. Индуцированное магнитное поле намекает на существование подземного океана.

Художественная концепция сияния на Ганимеде

Но возможность магнитосферы все еще остается тайной. Кажется, что она формируется из-за динамо – перемещение материала в ядро. Но есть и другие тела с динамо, у которых нет магнитосферы. Полагают, что ответом могут служить орбитальные резонансы. Увеличение приливного нагрева способно изолировать ядро и не дать ему остыть. Или же все дело в остаточной намагниченности силикатных пород.

Регулярные спутники Юпитера

Регулярные спутники Юпитера называются так, потому что их орбиты совершают обороты в той же направленности, что и планета. Орбитальные пути практически круглые, наделены низким наклоном и вращаются возле экваториальной линии планеты. Самые крупные – луны Галилея.

Эти спутники вмещают примерно 99.999% общей массы на орбитальном пути вокруг планеты и отдалены на 400000 – 2000000 км. Это также одни из массивнейших тел в системе, превосходящие по радиусам карликов.

В список входят Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Имена дал Симон Мариус. Наиболее интересное – Ио, которая была жрицей Геры и стала любовницей Зевса.

Масштабный взгляд на спутник Ио, запечатленный на десятой орбите аппарата Галилео

Ио простирается в диаметре на 3642 км и занимает 4-е место среди лун по величине в системе. Это настоящее вулканическое царство, где насчитывают примерно 400 активных формирований. По большей части состоит из расплавленного железа. Луна наделена крайне тонким атмосферным слоем (двуокись серы).

Европу наименовали в честь финикийской дворянки, за которой ухаживал Зевс. Она стала королевой Крита. Охватывает 31216 км и выступает наименьшей в группе Галилея. Поверхность состоит из водяного слоя, окружающего мантию (100 км). Наиболее верхний слой – лед, а дно – вода в жидком состоянии. Если все так, то это перспективное место для поиска жизни.

Поверхностный покров Европы лишен кратеров, потому что луна молодая и тектонически активна. Состоит из силикатных материалов, железного ядра и слабого атмосферного слоя (кислородный).

С диаметром в 5262 км Ганимед стоит на первом месте по масштабности среди спутников Солнечной системы. Он превосходит Меркурий, но это ледяной мир, поэтому достигает лишь половины его массы. Это также единственная луна, располагающая магнитосферой, сформированной путем конвекции в железном ядре.

Спутник состоит из силикатной породы и водяного льда. Полагают, что на глубине в 200 км скрывается океан соленой воды. На поверхности много кратеров, большая часть из которых укрыта льдом. В атмосфере присутствуют О, О2 и озон.

Каллисто выступает наиболее отдаленной среди четверки спутников Галилея. Простирается на 4820.6 км и занимает третье место по величине в системе. Имя получила в честь дочери короля Ликаона. Представлена в равных частях горными породами и льдами. Не обладает высокой плотностью и может вмещать океан на глубине в 100 км.

Поверхность усыпана кратерами, где наибольший (Валгалла) вытягивается в ширину на 3000 км. Атмосфера тонкая и вмещает двуокись углерода и молекулярный кислород. Каллисто отдалена от Юпитера, поэтому сильнее защищена от излучения.

Естественный окрас Ганимеда, запечатленного аппаратом Галилео во время первой встречи с планетой

Во внутреннюю группу входит 4 спутника, чей диаметр меньше 200 км, удалены менее чем на 200000 км, а орбитальные наклоны – 0.5 градусов. Здесь присутствуют Метис, Адрастея, Альматея и Фива.

Ближе всех находится Метис (128000 км). В диаметре простирается на 40 км и крайне ассиметричный по форме. Его сумели отыскать только в 1979 году во время прохода Вояджер-1. Наименовали в честь первой жены Зевса.

На удаленности в 129000 км от планеты находится Адрастея с шириной в 20 км. Это наименьшая луна в этой группе, найденная Вояджером в 1979 году.

Кольцевая система Юпитера, демонстрирующая 4 главных компонента. Отображены разделенные орбитальные проходы Метиса и Адрастеи

В 1892 году нашли Альматею. Это сделал Э. Э. Барнард, который наименовал ее в честь нимфы. Представлена пористым водным льдом с неопределенными материалами. На поверхности много кратерных формирований.

Фива обладает неправильной формой и красноватым цветом. На поверхности также много кратеров, есть высокие горы.


С этим читают