Содержание
- Магнитное поле Юпитера:
- Ганимед
- Наблюдение Юпитера
- Спутники Юпитера
- Особенности марсианского климата
- Какие спутники есть у Юпитера
- Основные характеристики и параметры Юпитера
- Размер, масса и объем самой большой планеты Солнечной системы
- Физические и орбитальные характеристики Юпитера:
- Солнечная система
- Гигант Солнечной системы
- Общие сведения о Юпитере
- Ио
- Самые большие космические тела
- Наблюдения за Юпитером
- Космический гигант
Магнитное поле Юпитера:
Магнитное поле планеты Юпитер имеет дипольную составляющую, а также квадруполь, октуполь и прочие гармоники, относящиеся к более высоким порядкам. Предположительно, магнитное поле Юпитера создаётся динамо-машиной, которая похожа на земную. Однако в отличие от нашей планеты, в роли проводника токов на Юпитере выступает слой металлического гелия.
Наклон оси магнитного поля относительно оси вращения составляет 10,2 ± 0,6°, практически как на Земле. Северный магнитный полюс располагается близко к северному географическому, а южный магнитный — к южному географическому. Значение напряжённости поля на уровне видимости поверхности облаков у северного полюса равно 1,1 нТл, у южного – 0,9 нТл у южного. Полярность обратна полярности магнитного поля Земли.
По форме магнитное поле у Юпитера напоминает диск, оно сильно сплюснуто. Для сравнения – у Земли каплевидная форма магнитного поля. Центробежная сила, которая действует на вращающуюся плазму, и тепловое давление раскалённой плазмы растягивают силовые линии и на расстоянии 20 RJ (где RJ – радиус Юпитера) образуют структуру, похожую на тонкий блин, – она также известна как магнитодиск. Ему присуща тонкая токовая структура близи магнитного экватора.
Вокруг Юпитера есть магнитосфера – область, где магнитное поле определяет поведение плазмы, заряженных частиц. Источники таких частиц – солнечный ветер и спутник Ио. Выбрасываемый вулканами Ио пепел от воздействия солнечного ультрафиолета ионизируется, образуя ионы серы и кислорода. Частицы уходят из атмосферы спутника, но остаются вокруг него на орбите, образуя тор, который располагается в плоскости экватора Юпитера.
От тора во многом зависит динамика магнитосферы Юпитера. Давление магнитного поля уравновешивает набегающий солнечный ветер на расстоянии от 50 до 100 радиусов Юпитера. Без воздействия спутника Ио данное расстояние не превышало бы 42 RJ.
Юпитер обладает мощными радиационными поясами. Энергия электронов огромна – порядка 20 МэВ, а уровень радиации в 25 раз превышает смертельную дозу для человека.
Ганимед
Изображение самого крупного спутника Юпитера — Ганимеда, полученное КА»Вояджер 1″
с расстояния 3,4 млн. км. Цвета на снимке выбраны с использованием трех фильтров
Обратите внимание на светлые и темные детали поверхности, отражающие сложную
историю формирования. (Voyager 1, P-21186)
Самый крупный спутник в системе Юпитера — Ганимед имеет
диаметр 5262 км, однако средняя плотность его лишь вдвое превосходит плотность
воды, поэтому около 50% его массы должно приходиться на лед. Множество кратеров,
покрывающих участки темно-коричневого цвета, свидетельствуют об их древнем
возрасте в 3-4 млрд. лет. Более молодые участки покрыты системами параллельных
борозд, сформированных более светлым материалом под действием растяжения ледяной
коры. Глубина этих борозд — несколько сотен метров, ширина — десятки километров,
а протяженность может доходить до нескольких тысяч километров. У некоторых
кратеров Ганимеда встречаются не только светлые лучевые системы, но иногда и
темные.
Изображение Ганимеда, полученное КА «Вояджер 2» с расстояния 1230000 км.
Темная округлая область вверху, справа — Область Галилео поперечником 3200 км,
центр которой находится на 36 с.ш., 138 з. д., возможно покрыта инеем в верхней
правой части. Светлая полоса слева от Области Галилео — борозды Урук.
Ганимед по размерам (5300 км) больше планеты Меркурий и является самым крупным
спутником в Солнечной системе. (Voyager 2, FDS 20608.11)
Изображение самого крупного спутника Юпитера — Ганимеда, полученное 2 июля 1976г.
КА «Вояджер 2» с расстояния 6 млн.км. Светлые голубоватые области около северного
и южного полюсов возможно являются областями водяного льда или снега.
Диаметр Ганимеда 5300 км. (Voyager 2, P-21749)
Вид с близкого расстояния района Борозды Нипер на Ганимеде, полученный
КА «Вояджер 2». Сложная сеть борозд пересекается под разными углами,
отражая очень сложную историю формирования поверхности.
В нижней части снимка видна граница между темными и светлыми областями.
Центр снимка 58 с. ш., 200 з. д. Размер кадра 550 км.
Снимок получен с расстояния 175000 км. (Voyager 2, 20635.25)
Наблюдение Юпитера
Эта планета очень удобна для начинающих астрономов-любителей. Видно её в южной части неба, притом поднимается она достаточно высоко над горизонтом. По яркости Юпитер уступает разве что Венере. Самые удобные моменты для наблюдений – противостояния, когда планета находится наиболее близко к Земле.
Противостояния Юпитера:
08 апреля 2017 г. -2,5m
09 мая 2018 г. -2,5m
10 июня 2019 г. -2,6m
14 июля 2020 г. -2,8m
20 августа 2021 г. -2,9m
26 сентября 2022 г. -2,9m
03 ноября 2023 г. -2,9m
Наблюдать планету Юпитер интересно даже в бинокль. 8-10-кратное увеличение в темную ночь позволит увидеть 4 галилеевых спутника – Ио, Европу, Ганимед и Каллисто. Диск планеты при этом становится заметным и не выглядит просто точкой, как другие звезды. Деталей, конечно, в бинокль при таких увеличениях не видно.
Вид Юпитера в телескоп при разных увеличениях.
Если вооружиться телескопом, то можно увидеть гораздо больше. Например, 90-мм рефрактор Sky Watcher 909 уже с комплектным окуляром 25-мм (увеличение 36 крат) позволяет увидеть несколько полос на диске Юпитера. 10-мм окуляр (90 крат) позволит увидеть несколько больше подробностей, в том числе и Большое красное пятно, тени от спутников на диске планеты.
Более крупные телескопы конечно, позволят рассмотреть детали Юпитера более подробно. Станут видны детали в поясах планеты и можно увидеть более слабые спутники. С мощным инструментом можно получить и неплохие снимки. Использовать телескоп диаметром более 300 мм бесполезно – атмосферное влияние не позволит увидеть больше деталей. Большинство астрономов-любителей для наблюдений Юпитера используют телескоп-рефлектор диаметром от 150 мм.
Для большего удобства можно применять светофильтры голубого или синего цвета. С ними более контрастно видно Большое красное пятно и пояса. Светло-красные фильтры помогают лучше рассмотреть детали синего оттенка, а с желтыми лучше рассматривать полярные области. С зелеными фильтрами контрастнее выглядят облачные пояса и Большое красное пятно.
Планета Юпитер очень активная, в атмосфере постоянно происходят изменения. Полный оборот он делает менее, чем за 10 часов, что позволяет увидеть на нем множество изменяющихся деталей. Поэтому это очень удобный объект для первых наблюдений, даже для тех, у кого довольно скромный инструмент.
Спутники Юпитера
Галилеевы спутники Юпитера: Европа, Ганимед, Ио и Каллисто
В 2017 году было известно 69 спутников Юпитера (на конец 1983 года — 15). Четыре самых крупных (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто) открыты в 1610 году Галилеем и называют галилеевыми. В либрационных точках орбиты Юпитера движутся астероиды (9 впереди и 5 позади Юпитера) — «троянцы». Юпитер оказывает сильное возмущающее воздействие на периодические кометы, движущиеся по вытянутым орбитам между Солнцем и внешними областями Солнечной системы. У Юпитера обнаружено кольцо, внешний край которого находится на расстоянии 55 тыс. км от верхней границы облаков. Ширина кольца ~6 тыс. км, толщина ~1 км; оно состоит из частиц, обладающих низким альбедо, диапазон размеров которых оценивается от нескольких микрометров до нескольких метров.
По результатам пролётов космических аппаратов получены следующие отношения масс галилеевых спутников к массе Юпитера и значений их диаметров:
Спутник | Отношение массы к массе Юпитера | Диаметр, км |
Ио | (4,684 ±0,022)×10–5 | 3640 ±30 |
Европа | (2,523 ± 0,025)×10–5 | 3130 ±30 |
Ганимед | (7,803 ± 0,030)×10–5 | 5280 ±30 |
Каллисто | (5,661 ± 0,019)×10–5 | 4840 ±30 |
Плотности спутников последовательно убывают с ростом расстояния от Юпитера: 3530 кг/м3 (Ио), 3030 кг/м3 (Европа), 1930 кг/м3 (Ганимед), 1790 кг/м3 (Каллисто). Это отражает особенности их внутреннего строения: Ио целиком состоит из «скальных» пород, в то время как Европа на 20%, Ганимед на 40% и Каллисто почти наполовину состоят из водяного льда. На Ио открыта сильная вулканическая деятельность. Современный активный вулканизм, вероятно, объясняется приливной диссипацией энергии из-за наличия соизмеримостей в движении галилеевых спутников в гравитационном поле Юпитера. Зарегистрированы мощные выбросы серы из вулканов (на высоту до 250 км со скоростью 1 км/с); толстый (в несколько километров) слой серы и двуокиси серы предположительно покрывает поверхность Ио, придавая ему красно-оранжевую окраску. Поверхность Европы ледяная, выровненная, с многочисленными широкими протяжёнными трещинами. Поверхности Ганимеда и Каллисто также в основном ледяные, с обширными отложениями и выходами тёмного материала, сильно кратерированные (особенно Каллисто); в формировании наблюдаемых структур значительную роль, по-видимому, играла в прошлом тектоническая деятельность.
У Ио обнаружены атмосфера и ионосфера, состоящая в основном из ионов серы и натрия, а вдоль орбиты спутника образуется газовый тор. Ионосфера, очевидно, создаётся за счёт ударной ионизации атмосферных атомов, заряженных частицами магнитосферы Юпитера. В свою очередь, сами спутники вносят заметное возмущение в магнитосферу: ионосфера Ио вызывает модуляцию радиоизлучения Юпитера. Между тором Ио и магнитосферой Юпитера в полярных областях образуются сильные электрические поля, приводящие к ускорению заряженных частиц и их высыпанию в атмосферу Юпитера с возникновением полярных сияний, сопровождаемых мощными водородными эмиссиями.
Особенности марсианского климата
Наиболее яркие отличительные особенности Марса связаны с климатом планеты. Интерес представляет атмосфера на Марсе. На сегодня атмосфера Марса сильно разряженная. Весьма вероятно, что со временем Марс вообще утратит атмосферу. Сегодня атмосферное давление на Красном гиганте составляет около 1% от того, что на Земле. Характерной чертой атмосферы Марса является втрое меньшая сила притяжения по сравнению с условиями Земли. Отсутствие естественной защиты от воздействия солнечных лучей и радиации, суровые климатические условия, преобладание низких температур.
Температура на Марсе всегда интересовала исследователей, особое влияние здесь имеет отдаленность планеты от Солнца и практически отсутствующая атмосфера. Данные свидетельствуют, что температура на экваторе достигает +35 градусов в зимний период, однако после стремительно падает до 0, и гораздо ниже. Области полюсов характеризуются температурой от -46 градусов днем, до очень низкой температуры ночью. Средняя температура на Марсе -63 градуса, минимальная зафиксированная на полюсах -143 градуса. Характерная черта планеты в том, что она повержена частым пылевым бурям, наибольшим по своему масштабу во всей Солнечной системе, сила ветра при этом такая же, как при торнадо. Данное явление связывают с тем, что Марс движется вокруг Солнца по эллиптической траектории. Орбита движения Марса получается вытянутой формы, напоминающей овал.
Пыльные бури возникают как следствие активного воздействия солнечных лучей, так теплый поток воздуха поднимается, формируя бурю, протяженностью в тысячи километров. Наибольшая сила ветра при этом достигает около ста километров в час, что вдвое меньше наибольшей силы ветра в условиях Земли. Пыльные бури могут продолжаться несколько месяцев, окутывая собой почти всю поверхность Марса. Возникают пыльные бури при максимальном приближении Красной планеты к Солнцу.
Во время мощных пылевых бурь наблюдаются сильные электрические разряды, ученые называют их «сухими молниями». Механизм их возникновения следующий – пыль, перемещается по поверхности Марса на большой скорости, частицы имеют статический заряд. Далее в процессе хаотического сталкивания частиц друг с другом происходит формирование разряда. Чем большее количество частиц участвуют в данном процессе, тем большей мощности будет разряд.
Какие спутники есть у Юпитера
По последним данным, всего открыто 79 спутниковых объектов, которые вращаются вокруг этого гиганта. Кстати, по их количеству планета стоит на втором месте в нашей звёздной системе, уступая только Сатурну.
В сущности все спутники делятся на внутренние и внешние, а также галилеевые и негалилеевые (открытые Галилео Галилеем и другими). Главным образом, мы поговорим о четырёх объектах, крупнейших из всех. Их нашел Галилей в 1610 году и сейчас они более или менее изучены.
Спутники планеты
Например, отмечают их одновременное вращение относительно планеты; а под действием юпитерных приливных сил они всегда обращены к нему одной стороной
Обратите внимание, что чем сильнее удалён спутник, тем ниже его показатели плотности. Ниже они, как раз, указаны по увеличению расстояния (соответственно и плотности)
- Ио в основном покрывает сера и её соединения, как следствие активной вулканической деятельности. Причем вулканы и сейчас мощно извергаются. В результате чего цвет Ио ярко-жёлтый с коричнево-красными пятнами. А различие оттенков связано с разными температурами извержений.
- Планета Европа, разумеется, планета это сильно сказано, но такое название довольно часто ей приписывается. Поскольку учёные не исключают, что там возможно существование жизни. Отсюда и повышенный интерес к ней. Во-первых, на поверхности есть океан, превышающий по объему наш Мировой океан.Во-вторых, хотя Европу покрывают трещины и разломы, они образовались в ледяном покрытии. И главное, есть необходимый запас кислорода для поддержания жизнедеятельности.
- По праву, Ганимед является самым большим спутником среди всех в нашей системе. Его поверхность усыпана множеством кратеров.
- Каллисто обладает изменчивым магнитным полем, а на поверхностной оболочке имеются многочисленные кратеры, некоторые из них окружают трещины. Существует гипотеза, согласно которой поверхность спутника скрывает под собой океан.
Конечно, это лишь четыре тела, обращающихся по окружности Юпитера. Остальные, в значительной степени уступают по своим габаритам. Что, в принципе, не уменьшает к ним научный интерес.
Стоит отметить, диаметр всей системы спутников равен 24 млн км. Как предполагают учёные, что раньше их количество было больше.
Основные характеристики и параметры Юпитера
Расстояние от Юпитера до Солнца составляет 778,3 млн. км (5,2 астрономических единицы), вокруг своей оси он, в среднем, обращается за 10 часов. Так как Юпитер не является твердым телом, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части вращаются быстрее, чем приполярные области. Это же наблюдается у Солнца и других планет – газовых гигантов. По той же причине Юпитер заметно сплюснут у полюсов.
Ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Следовательно, на Юпитере нет смены времен года. Один оборот вокруг Солнца, Юпитер делает за 12 лет.
Атмосфера его изобилует молниями и гигантскими вихрями, такими как Большое Красное Пятно. Этот вихрь существует, по крайней мере, 300 лет. Примерно столько прошло времени со дня его открытия.
Магнитное поле Юпитера огромно, даже в сравнении с величиной самой планеты – оно простирается на миллионы километров. Если бы его магнитосфера была видимой, то при её рассмотрении с Земли, она была бы размером с Луну. Так как на магнитное поле оказывает влияние солнечный ветер, у Юпитера, как и у других планет оно не круглое, а вытянутое в сторону от Солнца. Здесь магнитосфера Юпитера простирается на 650 млн. км, то есть за орбиту Сатурна! В направлении Солнца оно почти в 40 раз меньше.
Вас может заинтересовать
- Законы Кеплера для движения планет
- Блуждающие планеты в космосе (планеты-изгои)
- Почему Плутон не является планетой Солнечной системы
- Факты про Меркурий: поверхность и атмосфера планеты
- Видимое движение планет на небесной сфере
Снова Земля, на этот раз на фоне Большого Красного Пятна Юпитера
В строении, Юпитер имеет больше общего не с планетой вроде Земли, а с небольшой звездой, в пользу этого говорят и гигантское внутреннее давление в недрах планеты, достигающее 100 миллионов атмосфер, и схожий со “звездным” химический состав. Однако до звания звезды даже такой гигант как Юпитер не дотягивает по “весовым” характеристикам: масса Юпитера составляет всего лишь одну восьмидесятую долю от того, чтобы в его недрах запустилась “звездная” термоядерная реакция.
Впрочем, даже “не дотягивая” до звезды, Юпитер со своей гигантской системой состоящей из 79(!) спутников, со стороны очень напоминает “действующую модель” Солнечной системы.
Огромное количество спутников Юпитера объясняется его чудовищной гравитацией. Этот газовый гигант иногда даже называют “стражем внутренней Солнечной системы” или “космическим пылесосом”, из-за того, что своей гигантской массой, он словно магнит притягивает множество комет, метеоритов и других малых тел, залетевших в Солнечную систему извне и потенциально несущих угрозу Земле. К счастью, львиная доля подобного космического мусора бесследно исчезает под толстым слоем облаков газового гиганта.
Размер, масса и объем самой большой планеты Солнечной системы
Сравнительные размеры Юпитера, Земли и Луны
Масса – 1.8981 x 1027 кг, объем – 1.43128 x 1015 км3, поверхностная площадь – 6.1419 x 1010 км2, а средняя окружность достигает 4.39264 x 105 км. Чтобы вы понимали, по диаметру планета в 11 раз крупнее Земли и в 2.5 раз массивнее всех солнечных планет.
Юпитер — газовый гигант, поэтому его плотность – 1.326 г/см3 (меньше ¼ земной). Низкая плотность – подсказка для исследователей, что объект представлен газами, но все еще продолжаются споры о составе ядра самой большой планеты.
Состав самой большой планеты Солнечной системы
Это крупнейший из газовых гигантов, разделенный на внешний атмосферный слой и внутреннее пространство. Атмосфера наполнена водородом (88-92%) и гелием (8-12%). Химический состав атмосферы Юпитера указан на рисунке.
Модель структуры Юпитера с каменным ядром и слоем жидкого металлического водорода
Заметны также следы метана, водного пара, кремния, аммиака и бензола. В небольших количествах можно отыскать сероводород, углерод, неон, этан, кислород, серу и фосфин.
Внутренняя часть Юпитера вмещает плотные материалы, поэтому состоит из водорода (71%), гелия (24%) и прочих элементов (5%). Ядро – плотная смесь из металлического водорода в жидком состоянии с гелием и внешний слой из молекулярного водорода. Считают, что ядро может быть скалистым, но точных данных нет.
О наличии ядра подняли вопрос в 1997 году, когда разобрались с гравитацией. Сведения намекали, что оно может достигать 12-45 земных масс и охватывать 4-14% массы Юпитера. Присутствие ядра также подкрепляется планетарными моделями, которые говорят, что планеты нуждались в скалистом или ледяном сердечнике. Но конвекционные токи, а также раскаленный жидкий водород могли уменьшить параметры ядра.
Чем ближе к ядру, тем выше температурные показатели и давление. Полагают, что на поверхности мы отметим 67°С и 10 бар, в фазовом переходе – 9700°С и 200 ГПа, а возле ядра – 35700°С и 3000-4500 ГПа.
Физические и орбитальные характеристики Юпитера:
Физические характеристики Юпитера | |
Плoщaдь пoвepxнocти | 6,22·1010 км² |
Macca | 1,89·1027 кг |
Oбъём | 1,43·1015 км³ |
Cpeдняя плoтнocть | 1,33 г/cм³ |
Пoляpнoe cжaтиe | 0,06487 |
Пoляpный paдиуc | 66 854 км |
Эквaтopиaльный paдиуc | 71 492 км |
Cpeдний paдиуc | 69 911 км |
Эквaтopиaльнaя cкopocть вpaщeния | 45 300 км/ч |
Bтopaя кocмичecкaя cкopocть | 59,5 км/c |
Уcкopeниe cвoбoднoгo пaдeния нa эквaтope | 24,79 м/c² |
Haклoн ocи | 3,13° |
Пepиoд вpaщeния | 9,925 чaca |
Cклoнeниe ceвepнoгo пoлюca | 64,496° |
Пpямoe вocxoждeниe ceвepнoгo пoлюca | 17 ч 52 мин 14 c
268,057° |
Aльбeдo | 0,343 (Бoнд)
0,52 (гeoм. aльбeдo) |
Орбитальные характеристики Юпитера | |
Aфeлий | 8,165·108 км
(5,458 a. e.) |
Пepигeлий | 7,405·108 км
(4,950 a. e.) |
Экcцeнтpиcитeт opбиты | 0,048775 |
Бoльшaя пoлуocь | 7,785·108 км
(5,204 a. e.) |
Cидepичecкий пepиoд oбpaщeния | 4332,589 дня |
Cинoдичecкий пepиoд oбpaщeния | 398,88 дня |
Haклoнeниe | 1,03° (oтнocитeльнo эклиптики) |
Opбитaльнaя cкopocть | 13,07 км/c (cpeдн.) |
Apгумeнт пepицeнтpa | 275,066° |
Дoлгoтa вocxoдящeгo узлa | 100,556° |
Cпутники | 79 |
Солнечная система
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.
Гигант Солнечной системы
Юпитер фото АМС Вояджер-2
Сравнение Юпитера с Землёй
Юпитер является пятой по расстоянию от Солнца планетой Солнечной системы. Он удалён от Солнца в среднем на 778,3 млн. км (минимально – на 740,9, максимально – на 815,7 млн. км).
Когда говорят о Юпитере, то среди прилагательных, пожалуй, чаще других мы слышим слова «огромный», «громадный»,
«гигантский». И это не случайно. Хотя всё в мире относительно, расстояния в сотни миллионов и миллиарды километров человеку кажутся
действительно огромными. Ведь на Земле самое большое расстояние – это длина линии экватора. Если кто-то захотел бы проехать строго вдоль этой линии, никуда
не отклоняясь, то, вернувшись в исходный пункт путешествия, он проделал бы путь, почти точно равный 40 тысячам километров. Правда, такой путь возможен только
теоретически, т.к. на этом пути встретились бы океаны, моря́, озёра, горы, непроходимые джунгли и другие препятствия. Мы не говорим уже о том, что на
поверхности Земли никакой такой линии экватора не видно. А теперь сравним две величины: 40 тыс. км и 449 тыс. км. вторая величина – это длина экватора планеты
Юпитер. Путь вдоль экватора этой планеты вообще немыслим, т.к. передвигаться пришлось бы не по твёрдому грунту и не по воде, а по газу.
Общие сведения о Юпитере
Размер планеты поистине впечатляет. Диаметр Юпитера больше земного почти в 11 раз и составляет 140 тыс. км. Масса газового гиганта – 1,9*1027, что больше суммарной массы всех остальных планет, спутников и астероидов Солнечной системы. Площадь поверхности Юпитера равняется 6,22*1010 кв.км. Чтобы осознать все величие гиганта стоит понимать, что только в Большом красном пятне в его атмосфере может поместиться 2 таких же планеты, как Земля.
Другой его уникальной чертой является количество спутников. На данный момент изучено 79 из них, но, по данным исследователей, общее число юпитерианских лун не менее ста. Все они названы в честь героев древнеримских и древнегреческих мифов, связанных с самым могущественным богом на пантеоне. К примеру, Ио и Европа – спутники, названные в честь возлюбленных древнегреческого бога-громовержца. Помимо спутников планета имеет систему планетарных колец, названную Кольца Юпитера.
Крупнейшая планета Солнечной системой является еще и самой старой. Ядро Юпитера сформировалось в течение миллиона лет после образования нашей системы. Пока твердотельные объекты медленно образовывались из пыли и протопланетных обломков, газовый гигант быстро разрастался до своих огромных размеров. За счет своей интенсивной аккреции планетарный исполин препятствовал проникновению дополнительного материала для построения всей звездной системы, чем объясняется малый размер объектов внутри ее.
Ио
Изображение самого близкого из галилеевых спутников — Ио, полученное
КА «Вояджер 1». Диаметр Ио — 3600 км. Наименьшие детали на снимке имеют
поперечник — 10 км. Большая часть цветных пятен по-видимому является недавними
отложениями вулканов. Темные округлые образования также могут быть вулканами
или вулканическими кальдерами. (Voyager 1, P-21227c)
Диаметр ближайшего к Юпитеру спутника Ио — 3630 км, а
средняя плотность вещества 3,55 г/см3. Сернистый газ и пары серы
выбрасываются со скоростью 1 км/с на высоту в сотни километров над поверхностью
спутника. Недра этого спутника разогреваются из-за приливных сил, вызванных
Юпитером с одной стороны и Европой и Ганимедом с другой. Приливные силы изгибают
литосферу Ио и разогревают ее. При этом накопившаяся энергия вырывается на
поверхность в виде вулканов. Хотя в районе экватора температура составляет 130°
К, однако в горячих пятнах размером от 75 до 250 км температура достигает от 310
до 600° К. Возраст поверхности Ио, сложенной из продуктов извержений и имеющей
оранжевый цвет, оценивается в 1 млн. лет. Рельеф Ио в основном равнинный, но
имеется несколько гор высотой от 1 до 10 км. Атмосфера Ио сильно разрежена.
Практически это вакуум, однако вдоль орбиты Ио обнаружено излучение кислорода,
паров натрия и серы, поставляемых при извержении вулканов.
Самые большие космические тела
Самая большая планета
Самая большая планета во Вселенной – это TrES-4. Ее обнаружили в 2006 году, и располагается она в созвездии Геркулес. Планета под названием TrES-4 вращается вокруг звезды, которая находится на расстоянии около 1400 световых лет от планеты Земля.
Сама планета TrES-4 – шар, который состоит преимущественно из водорода. Ее размеры в 20 раз превосходят размеры Земли. Исследователи утверждают, что диаметр обнаруженной планеты практически в 2 раза (точнее в 1,7) больше диаметра Юпитера (это самая большая планета Солнечной системы). Температура TrES-4 около 1260 градусов по Цельсию.
Самая огромная звезда
На сегодняшний день самой большой звездой является UY Щита в созвездии Щита на расстоянии около 9500 световых лет от нас. Это одна из самых ярких звезд — она ярче нашего Солнца в 340 тысяч раз. Ее диаметр 2,4 млрд. км., что в 1700 раз больше нашего светила, при весе всего лишь в 30 раз превышающем массу солнца. Жаль что она постоянно теряем массу, ее еще называют самой быстро сгораемой звездой.
Возможно, поэтому некоторые ученые считают самой большой звездой NML Лебедя, а третьи — VY Большого пса.
Самая большая черная дыра
Черные дыры не измеряются в километрах, ключевым показателем является их масса. Самая гигантская черная дыра находится в галактике NGC 1277, которая не является самой крупной. Тем не менее дыра в галактике NGC 1277 имеет 17 млрд солнечных масс, что составляет 17% общей массы галактики. Для сравнения черная дыра нашего Млечного пути имеет массу 0,1% от общей массы галактики.
Крупнейшая галактика
Мега-монстром среди известных в наше время галактик является IC1101. Расстояние до Земли около 1 млрд. световых лет. Ее диаметр около 6 млн световых лет и вмещает около 100 трлн. звезд, для сравнения диаметр Млечного пути 100 тыс. световых лет. По сравнению с Млечным путем IC 1101 более чем в 50 раз крупнее и в 2000 раз массивнее.
Самая большая клякса Лайман-альфа (Lyman-α blob — LAB)
Кляксы (капли, облака) Лайман-альфа представляют собой аморфные тела напоминающие по форме амеб или медуз, состоящие из огромной концентрации водорода. Эти кляксы являются начальной и очень короткой стадией зарождения новой галактики. Самая громадная из них LAB-1 имеет ширину более 200 млн. световых лет и находится в созвездии Водолея.
На фото слева LAB-1 зафиксирована приборами, справа — предположение, как она может выглядеть вблизи.
Радиогалактики
Радиогалактика — тип галактик, которые обладают намного большим радиоизлучением по сравнению с остальными галактиками.
Крупнейшая пустота
Галактики, как правило, расположены в кластерах (скоплениях), которые имеют гравитационную связь и расширяются вместе с пространством и временем.
Что же находится в тех местах, где нет расположения галактик? Ничего! Области Вселенной, в которой есть только «ничто» и является пустотой. Самая огромная из них — пустота Волопаса.
Она расположена в непосредственной близости от созвездия Волопаса и имеет диаметр около 250 млн. световых лет. Расстояние до Земли приблизительно 1 млрд. световых лет
Гигантский кластер
Крупнейшим сверхскоплением галактик является Шепли суперкластер. Шепли расположен в созвездии Центавра и выглядит как яркое уплотнение в распределении галактик. Это самый большой массив объектов, связанных между собой гравитацией. Его длина 650 млн. световых лет.
Самая большая группа квазаров
Самой большой группой квазаров (квазар — яркая, энергичная галактика) является Огромный-LQG, также называемый U1.27. Эта структура состоит из 73 квазаров и имеет диаметр 4 млрд. световых лет.
Однако на первенство также претендует Великая GRB стена, которая имеет диаметр 10 млрд. световых лет, — количество квазаров неизвестно.
Наличие таких больших групп квазаров во Вселенной противоречит Космологическому принципу Эйнштейна, поэтому их исследования для ученых вдвойне интереснее.
Космическая Паутина
Если на счет других объектов Вселенной у астрономов возникают споры, то в этом случае почти все из них единодушны во мнении, что самым большим предметом во Вселенной является Космическая Паутина.
Бесконечные скопления галактик, окруженные черной материей формируют «узлы» и при помощи газов — «нити», что внешне очень напоминают трехмерную паутину.
Ученые считают, что космическая паутина опутывает всю Вселенную и соединяет между собой все объекты в космосе.
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.
Космический гигант
Оглавление
Юпитер в два с половиной раза тяжелее общей массы планет Солнечной системы.
Экваториальный диаметр великана превышает поперечник Земли в 11 раз. В объеме пятой планеты легко могут поместиться 1300 планет, подобных нашей.
Сверхгигант имеет сплющенную с полюсов и выпирающую на экваторе форму из-за стремительной скорости кружения вокруг собственной оси.
Отсутствие тверди, впадин и горных массивов придает колоссу гладкую ровную поверхность.
Обладая наибольшей массой, Юпитер отличается и наибольшей проворностью: виток вокруг своей оси он совершает менее, чем за 10 часов.
Для полного оборота вокруг Солнца ему требуется 12 лет.
На супергиганте отсутствует смена времен года.
На Земле привыкли, что затененные места прохладнее, чем осиянные Солнцем. На Юпитере все наоборот: теневая поверхность нагрета гораздо сильнее, чем освещенные участки.
Получается, что исполинский планетоид выделяет энергии больше, чем поглощает тепла из солнечных лучей.