Реклама на портале

Юпитер — самая массивная планета. Юпитер - самая большая планета солнечной системы Краткая характеристика планеты юпитер

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

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

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

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

Наблюдения за Юпитером

Оптический диапазон

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

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

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

Гамма-диапазон

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

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

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

Радионаблюдения

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

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

Вычисления гравитационного потенциала

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

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

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

Юпитер в Солнечной системе

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

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

Планета Юпитер как «неудавшаяся звезда»

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

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

Вращение и орбита Юпитера

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

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

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

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

    Резонансное - проявляется за счет соотношения близости 2:5.

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

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

Теории о существовании жизни на Юпитере

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

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

Но это только гипотезы, которые не подтверждены научными фактами.

Строение планеты

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

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

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

Структура Юпитера

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

Наиболее признанная модель строения Юпитера:

  1. Атмосфера:
  2. Внешний водородный слой.

    Средний слой представлен гелием (10%) и водородом (90%).

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

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

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

Атмосфера Юпитера

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

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

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

Будущее Юпитера и его спутников

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

Спутники Юпитера

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

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

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


Юпитер самая большая планета в нашей солнечной системе, с четырьмя большими спутниками и множество небольших спутников, которые образует своего рода миниатюрную солнечную систему. Юпитер по размерам напоминает звезду, если бы он был примерно в 80 раз более массивным, он бы стал звездой, а не планетой.

7 января 1610 года, используя свой примитивный телескоп, астроном Галилео Галилей увидел четыре маленькие «звезды» вблизи Юпитера. Так он открыл у Юпитера четыре крупнейших спутника, которые называется Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Эти четыре спутника известны сегодня как Галилеевы спутники.

В настоящее время описано 50 спутников у Юпитера.

Ио является самым вулканически активным телом в нашей .

Ганимед является крупнейшим планетарным спутником и единственным в Солнечной системе, у которого есть собственное магнитное поле.

Океаны жидкости могут находиться под поверхностью Европы, ледяные океаны могут также лежать под поверхностью Каллисто и Ганимед.

Наблюдая эту планету, мы можем видеть только поверхность его атмосферы. Наиболее видимые облака состоят из аммиака.

Водяной пар находится ниже, и иногда его можно увидеть, как четкие пятна в облаках.

"Полосы", темные пояса и светлые зоны создают сильные западно-восточные ветры в верхних слоях атмосферы Юпитера.


Различимо, даже в телескоп Большое Красное Пятно, - гигантский вращающийся циклон, который наблюдается с 1800-х годов. В последние годы три циклона объединились в Малое Красное Пятно, которое составляет половину размера Большого Красного Пятна.

Состав атмосферы Юпитера похож на состав - в основном водород и гелий. В глубине атмосферы, высокое давление, повышение температуры, превращение водорода в жидкость.


На глубине около одной трети до центра планеты, водород становится электропроводным. В этом слое, мощное магнитное поле Юпитера генерирует электрический ток, который обусловлен быстрым вращением Юпитера. В центре планеты огромным давлением может поддерживаться твердое ядро, размером примерно с Землю.

Сильнейшее магнитное поле Юпитера почти в 20 000 раз мощнее магнитного поля Земли. Внутри магнитосферы Юпитера (область, в которой силовые линии магнитного поля окружают планету от полюса до полюса) находятся потоки заряженных частиц.

Кольца Юпитера и Спутники, находятся внутри радиационного пояса электронов и ионов, захваченных магнитным полем.

В 1979 году корабль Вояджер -1, обнаружил 3 кольца у Юпитера. Два кольца состоят из мелких темных частиц. Третье кольцо, соответственно состоит из еще 3-х колец, которые включают в себя микроскопический мусор и три спутника Амальтея, Тхебе и Адрастея.

В декабре 1995 года космический корабль Galileo сбросил зонд в атмосферу Юпитера, который сделал первые прямые измерения атмосферы планеты.

Спутники Юпитера

Планета Юпитер имеет четыре крупных спутника, которые называютсяГалилеевы спутники, поскольку их открыл итальянский астроном Галилео Галилей в 1610 году.

Немецкий астроном Симон Мариус заявил, что видел спутники примерно в то же время, но он не опубликовал свои наблюдения и таким образом Галилео Галилей считается первооткрывателем.

Эти большие спутники называются: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто .


Спутник Юпитера - Ио

Поверхность Ио покрыта серой в различных красочных формах.

Ио движется по слегка эллиптической орбите, огромная гравитация Юпитера вызывает «приливы» в твердой поверхности спутника, до 100 м в высоту, производя достаточно энергии для вулканической активности. Вулканы Ио извергают горячую силикатную магму.


Поверхности Европы состоит в основном из водяного льда.

Европа, как полагают, имеет в два раза больше воды, чем Земля. Астробиологи выдвигают теорию, что на планете возможна жизнь в примитивном виде – в виде бактерий, микробов.

Жизненные формы были найдены возле подземных вулканов на Земле и в других экстремальных местах, которые могут быть аналогами того, что может существовать на Европе.



Ганимед является крупнейшим спутником в Солнечной системе (больше, чем планета Меркурий), он так же является единственным спутником, обладающим магнитным полем.

Поверхность Каллисто очень сильно заполнена кратерами, как свидетельством ранней истории Солнечной системы. Несколько небольших кратеров, возможно активны.


Планеты Ио, Европа и Ганимед имеют слоистую структуру (как Земля).

Ио имеет ядро, мантию, частично расплавленную породу, покрытую скалами и соединениями серы.

Европа и Ганимед имеют ядро; оболочку вокруг ядра; густой, мягкий слой льда, и тонкую корку льда воды.

Расстояние до орбиты : 778 340 821 км (5,2028870 А.Е.)
Для сравнения: 5,203 расстояния от Солнца до Земли
Перигелия (ближайшая точка орбиты до Солнца) : 740 679 835 км (4,951 А.Е.)
Для сравнения: 5,035 расстояния от Солнца до Земли
Апогелий (самая дальняя точка орбиты от Солнца) : 816 001 807 км (5,455 А.Е.)
Для сравнения: 5,365 расстояния от Солнца до Земли
Звездный период орбиты (длина года) : 11.862615 земных лет, 4 332.82 земных суток
Длина окружности орбиты : 4887595931 км
Для сравнения: 5,200 расстояния земной орбиты
Средняя скорость движения по орбите : 47 002 км / ч
Для сравнения: 0,438 скорости движения по орбите Земли
Эксцентриситет орбиты : 0.04838624
Для сравнения: 2,895 эксцентриситета орбиты Земли
Наклонение орбиты : 1,304 градусов
Средний радиус Юпитера : 69911 км
Для сравнения: 10,9733 радиуса Земли
Длина экватора : 439 263,8 км
Для сравнения: 10,9733 длинны Экватора
Объем : 1 431 281 810 739 360 км 3
Для сравнения: 1321,337 объема Земли
Масса : 1 898 130 000 000 000 000 000 000 000 кг
Для сравнения: 317,828 массы Земли
Плотность : 1,326 г / см3
Для сравнения: 0,241 плотности Земли
Площадь, более : 61 418 738 571 км2
Для сравнения: 120,414 площади Земли
Поверхностная гравитация : 24,79 м / с2
Вторая космическая скорость : 216 720 км / ч
Для сравнения: 5,380 космической скорости Земли
Звездный период вращения (длина дня) : 0,41354 земных суток
Для сравнения: 0,41467 период вращения Земли
Средняя температура : -148 ° C

Пятой и самой большой планетой в солнечной системе, известной с древнейших времен, является Юпитер. Газовый гигант получил имя в честь древнеримского бога Юпитера, аналогичному Зевсу-громовержцу у греков. Юпитер находится за поясом астероидов и почти полностью состоит из газов, преимущественно – водорода и гелия. Масса Юпитера настолько огромна (М = 1,9∙1027 кг), что почти в 2,5 раза превышает массу всех вместе взятых планет солнечной системы. Вокруг оси, Юпитер вращается со скоростью 9 часов 55 минут, а орбитальная скорость равна 13 км/с. Сидерический период (период вращения по своей орбите) составляет 11,87 лет.

По степени освещенности, не считая Солнце, Юпитер уступает только Венере, поэтому является прекрасным объектом для наблюдений. Он светится белым светом с альбедо 0, 52. При хорошей погоде, даже в простейший телескоп, можно разглядеть не только саму планету, но и четыре крупнейших спутника.
Формирование Солнца и остальных планет началось миллиарды лет назад из общего газопылевого облака. Так вот Юпитеру досталось 2/3 массы от массы всех планет в солнечной системе. Но, так как планета легче самой маленькой звезды в 80 раз, термоядерные реакции так и не начались. Однако планета выделяет в 1,5 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Собственный источник тепла, связан в первую очередь с радиоактивными распадами энергии и вещества, которое высвобождается в процессе сжатия. Все дело в то, что Юпитер не твердое тело, а газообразная планета. Поэтому скорость вращения на разных широтах неодинакова. У полюсов, планета имеет сильное сжатие, из-за быстрого вращения вокруг оси. Скорость ветров превышает 600км/ч.

Современная наука полагает, что масса ядра Юпитера на данный момент составляет 10 масс Земли или 4% от общей массы планеты, а размер – 1,5 ее диаметра. Оно каменистое, со следами льда.

Состав атмосферы Юпитера на 89,8% состоит из водорода (H2) и на 10% из гелия (Не). Менее 1% составляют метан, аммоний, этан, вода и другие компоненты. Под этой короной, планеты-гиганта имеется 3 слоя облаков. Верхний слой – оледеневший аммиак с давлением около 1 атм., в среднем слое – кристаллы метана и аммония, а нижний слой состоит из водяного льда или мельчайших жидких капель воды. Оранжевый цвет атмосфере Юпитера придает соединение серы и фосфора. Оно содержит ацетилен и аммиак, поэтому такой состав атмосферы, губителен для людей.
Полосы, которые тянуться вдоль экватора Юпитера, известны всем уже давно. Но никто пока не мог толком объяснить их происхождение. Основной теорией, была теория конвекции – опускание более холодных газов к поверхности, и подъему более нагретых. Но в 2010 году, было выдвинуто предположение, о влиянии спутников (лун) Юпитера, на формирование полос. Якобы они, своим притяжением сформировали некие «столбы» веществ, которые тоже вращаются и просматриваются как полосы. Теория подтверждена в лабораторных условиях, экспериментальным путем и теперь представляется наиболее вероятно.

Пожалуй, самым загадочным и длительным наблюдением, описанным в характеристиках планеты, можно считать знаменитое Большое Красное Пятно на Юпитере. Его открыл Роберт Гук в 1664 году, следовательно, за ним наблюдают уже почти 350 лет. Это огромное образование, постоянно меняющееся в размерах. Скорее всего, это долгоживущий, гигантский атмосферный вихрь, его размеры 15х30 тыс. км, для сравнения – диаметр Земли составляет около 12,6 тыс. км.

Магнитное поле Юпитера

Магнитное поле Юпитера настолько огромно, что выходит даже за орбиту Сатурна и составляет около 650 000 000 км. Оно превышает земное почти в 12 раз, а наклон магнитной оси, составляет 11° относительно оси вращения. Металлический водород, присутствующий в недрах планеты и объясняет наличие столь мощного магнитного поля. Он является отличным проводником и, вращаясь с огромной скоростью, образует магнитные поля. На Юпитере, как и на Земле, тоже имеются 2 магнитных инвертированных полюса. Но стрелка компаса на газообразном гиганте всегда показывает на юг.

На сегодняшний день, в описании Юпитера можно встретить около 70 спутников, хотя предположительно их около сотни. Первые и самые большие спутники Юпитера – Ио, Европу, Ганимед и Каллисто – открыл Галилео Галилей еще в 1610 году.

Больше всего внимания ученых приковывает к себе спутник Европа. По возможности наличия существования жизни, он следует за спутником Сатурна – Энцелада и занимает второе место. Они полагают, что на нем может быть жизнь. Прежде всего, из-за наличия глубокого (до 90 км) подледного океана, объем которого превосходит даже земной океан!
Ганимед, просто самый большой спутник в солнечной системе. Пока, интерес к его строению и характеристикам, является минимальным.
Ио – вулканически активный спутник, большая часть его поверхности покрыта вулканами и залита лавой.
Предположительно, на спутнике Каллисто, тоже есть океан. Скорей всего он находится под поверхностью, о чем свидетельствует его магнитное поле.
Плотность галиеевых спутников, определятся их удаленностью от планеты. Например: плотность самого удаленно из крупных спутников – Каллисто p = 1,83 г/см³, далее по мере приближения, плотность возрастает: у Ганимеда p = 1,94 г/см³, у Европы p = 2,99 г/см³, у Ио p = 3,53 г/см³. Все большие спутники, всегда обращены к Юпитеру одной стороной и вращаются синхронно.
Остальные были открыты значительно позднее. Некоторые из них вращаются в обратную сторону, в сравнении с большинством и представляют собой некие тела-метеориты, различной формы.

Характеристики Юпитера

Масса: 1,9*1027 кг (в 318 раз больше массы Земли)
Диаметр на экваторе: 142984 км (в 11,3 раза больше диаметра Земли)
Диаметр на полюсе: 133708 км
Наклон оси: 3,1°
Плотность: 1,33 г/см3
Температура верхних слоев: около –160 °C
Период обращения вокруг оси (сутки): 9,93 ч
Расстояние от Солнца (среднее): 5,203 а. е. или 778 млн. км
Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 11,86 лет
Скорость вращения по орбите: 13,1 км/с
Эксцентриситет орбиты: e = 0,049
Наклон орбиты к эклиптике: i = 1°
Ускорение свободного падения: 24,8 м/c2
Спутники: есть 70шт

Планета Юпитер – крупнейший газовый гигант Солнечной системы. Его масса превышает массу всех остальных объектов нашей системы вместе взятых. Поэтому недаром гигант был назван в честь самого верховного бога древнеримского пантеона.

Фото сделанное 21.04.2014 Hubble’s Wide Field Camera 3 (WFC3).

Юпитер пятая планета Солнечной системы. На его поверхности постоянно бушуют гигантские ураганы, один из которых по диаметру превышает размеры Земли. Еще одним рекордом планеты является число ее спутников, из которых открыты на сегодняшний момент только 79. Уникальные особенности сделала ее одним из самых интересных для наблюдений объектов Солнечной системы.

История открытия и исследования

Наблюдения за газовым гигантом проводились еще с древних времен. Шумеры называли планету «белая звезда». Астрономы древнего Китая подробно описали движение планеты, а инки наблюдали за спутниками, называя его «амбаром». Римляне же назвали планету в честь верховного божества и отца всех древнеримских богов.

Впервые увидел планету в телескоп Галилео Галилей. Он же открыл 4 самых крупных спутника Юпитера. Наблюдения за планетой и ее спутниками также помогли средневековым астрономам вычислить примерную скорость света.

Активно изучать газового гиганта стали в XX веке после появления межпланетных станций и космических телескопов. Примечательно, что все космические аппараты, запускаемые к нему, принадлежат NASA. Первые снимки планеты, полученные в высоком разрешении, произвели межпланетные аппараты серии Вояджер. Первый орбитальный спутник, космический аппарат Галилео, помог установить состав юпитерианской атмосферы и динамику процессов внутри нее, а также получить новые сведения о естественных спутниках газового исполина. Межпланетная станция Юнона, запущенная в 2011 году, занимается изучение полюсов Юпитера. В ближайшем будущем планируется запуск американо-европейской и российско-европейской межпланетных миссий с целью изучения пятой от Солнца планеты и ее многочисленных спутников.

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*10 27 , что больше суммарной массы всех остальных планет, спутников и астероидов Солнечной системы. Площадь поверхности Юпитера равняется 6,22*10 10 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.

Орбита и радиус

Среднее расстояние от планеты до центральной звезды нашей системы составляет 780 млн. км. Орбита Юпитера не отличается высокой эксцентричностью – 0,049.

Двигаясь со средней орбитальной скоростью 13 км/с, он совершает оборот по своей орбите за 11,9 лет. При этом для него не характерна смена времен года – наклон оси вращения к орбите составляет всего 3,1°. Вокруг своей оси Юпитер вращается с очень большой скоростью и совершает полный оборот за 9 ч 55 мин. Сутки на планете считаются самыми короткими во всей Солнечной системе.

Физические характеристики

Основные параметры второго по размерам объекта Солнечной системы:

  • Средний радиус Юпитера – 69,9 тыс. км.
  • Масса – 1,9*10 27 кг.
  • Среднее значение плотности – 1,33 г/куб. см, что приблизительно равно плотности Солнца.
  • Ускорение свободного падения на экваторе – 24,8 м/с 2 . Это означает, что гравитация Юпитера почти в 2,5 раза больше земной.

Строение Юпитера

  • Атмосфера, имеющая трехслойное строение: внешний чисто водородный слой, далее водородно-гелиевый (соотношение газов 9:1) и нижний слой аммиачных и водяных облаков.
  • Водородная мантия глубиной до 50 тыс. км.
  • Твердое ядро с массой, превышающей в 10 раз земную.

Достоверно химический состав планеты определить на данный момент невозможно. Известно то, что основными его компонентами являются водород и гелий, преходящие их газообразного состояния в жидкое. Кроме них атмосфера планеты содержит множество простых веществ и инертные газы. Характерную окраску юпитерианской газовой оболочке придают соединения фосфора и серы.

Атмосфера и климат

Водородно-гелиевая атмосфера плавно переходит в жидкую водородную мантию, не имея очерченной нижней границы.

Для нижнего слоя юпитерианской атмосферы – тропосферы – характерна сложная структура облаков. Верхние облака состоят из аммиачного льда и сульфида аммония, далее идет плотный слой водяных облаков. Температура в тропосфере снижается с ростом высоты от 340 до 110К. Стратосфера постепенно разогревается до 200К, а максимальное значение температур(1000К) регистрируется в термосфере. Среднюю температуру Юпитера невозможно посчитать из-за отсутствия целостной поверхности. Его атмосфера граничит с кипящим океаном жидкого водорода. Ядро планеты прогревается до 35 тысяч градусов по Цельсию, что выше температуры Солнца.

Давление газовой оболочки имеет тенденцию к уменьшению по мере отдаления от водородного океана. На нижнем уровне тропосферы оно достигает 10 бар, тогда так в термосфере давление снижается до 1 нанобара.

На гиганте нет хорошей погоды. Тепловая энергия, идущая из ядра, превращает атмосферу планету в один огромный вихрь. Юпитерианские ветра достигают скорости 2160 км/ч. Самым известным ураганов в атмосфере планеты является Большое красное пятно. Он продолжается уже больше 300 лет, а его площадь на данный момент составляет 40*13 тыс. км. При этом скорость воздушных потоков достигает более 500м/с. Сопровождают юпитерианские вихри молнии протяженностью в несколько тысяч километров и мощностью в разы больше земных.

В юпитерианской атмосфере периодически проходят алмазные дожди. Драгоценные углеродные осадки выпадают из паров метана во время разряда молнии под воздействием высокой температуры и давления, царящих в верхних слоях атмосферы.

Рельеф

Поверхность Юпитера – не совсем верное понятие. Водородно-гелиевая атмосфера плавно переходит в мантию, представляющую собой океан металлического водорода. Мантия продолжается на глубину 45 тыс. км., а далее следует ядро, в десятки раз тяжелее Земли и в несколько раз горячее Солнца.

Кольца

Кольца Юпитера слабые и состоят из пыли, образующейся при столкновении спутников.

Кольцевая система имеет следующее строение:

  • кольцо-гало, представляющее собой толстый слой пыли;
  • тонкое и яркое Главное кольцо;
  • 2 внешних «паутинных» кольца.

Главное и гало-кольца образовались из пыли от спутников Метида и Адрастея, а паутинные кольца Юпитера сформировались благодаря Альматеи и Фиве.

По предположительным данным, существует еще одно тонкое и слабое кольцо рядом со спутников Гималаи, возникшее после его столкновения с более мелким спутником.

Спутники Юпитера

Всего у планеты имеется более сотни спутников, открыты из которых только 79. Они подразделяются на внутренние, число которых 8, и внешние (на данный момент 71). Самые крупные юпитерианские луны объединены в группу под названием галилеевские, т.к. они были открыты еще Галилео Галилеем. В эту группу входят , и .

Европа представляет собой огромный подледный океан. На этом спутнике теоретически возможна жизнь, т.к. под ледяным панцирем может быть кислород.

Ио, как и ее планетарный хозяин, не имеет четко выраженной поверхности. Этот спутник залит лавой из двух мощнейших вулканов. От этого он приобрел желтую окраску с пятнами бурого, коричневого и красного цветов.

Ганимед – крупнейший спутник Юпитера и всей Солнечной системы. Он состоит из минеральных солей кремниевых кислот и льда, а также обладает собственной магнитосферой и тонкой атмосферой. Также Ганимед больше самой маленькой планеты Солнечной системы (5262 км против 4879 км).

Каллисто – второй по величине спутник гиганта. Его поверхность состоит из силикатов, льда и органических соединений. Атмосфера представлена двуокисью углерода с незначительными примесями других газов. Каллисто изрыт крупными ударными кратерами, что придало ему характерный рельеф.

Планета Юпитер интересные факты

  • Ни один космический аппарат не может работать вблизи орбиты исполина из-за мощных радиационных поясов.
  • Своим мощным гравитационным полем он защищает планеты внутренней группы, в том числе Землю, от прилетающих извне комет и астероидов.
  • Чтобы наглядно сравнить размеры Земли и пятой планеты, положите рядом с пятикопеечной монетой баскетбольный мяч.
  • Теоретически, человек массой в 80 кг на юпитерианской поверхности будет весить 192 кг. Это связано с тем, что гравитация на газовом гиганте в 2,4 раза больше земной.
  • Если бы в момент формирования ему удалось бы нарастить массу в 80 раз больше нынешней, в Солнечной системе возникла бы вторая звезда. Она классифицировалась бы как коричневый карлик.
  • Самая большая планета Солнечной системы излучает самые мощные радиоволны. Их можно уловить даже коротковолновыми антеннами на Земле. Они трансформируются в довольно необычный аудиосигнал, который некоторые принимают за сигналы от пришельцев.
  • Средняя продолжительность полета до газового гиганта составляет 5 лет. АМС «Новые горизонты» быстрее всех других зондов преодолела расстояние до юпитерианской орбиты. Для этого ей понадобилось чуть больше года.

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.