Юпитер Страница: 1/4
|
 |
|
|
Зоны и пояса Юпитера.
|
Изменение юпитерианских облаков
за четыре месяца. Левое изображение юпитерианских облаков, полученное
"Вояджером-1", относится к 24 января 1979г, а правое ("Вояджером - 2") - ко
2 мая 1979г. |
ЮПИТЕР (астрологический знак G), пятая планета от Солнца и самая большая планета-гигант
Солнечной системы. Его экваториальный диаметр равен 143884 км, что в 11,209 раз
превышает диаметр Земли и составляет 0,103 диаметра Солнца. Форма Юпитера не совсем
сферическая, поскольку планета состоит из газа и жидкости и быстро вращается. Полярный
диаметр Юпитера равен 133708 км. По объему Юпитер эквивалентен 1319 объемам Земли.
Для наблюдателя с Земли это вторая по яркости планета после Венеры. Среднее расстояние
от Солнца 5,2 а. е. (778,3 млн. км, минимальное 4,95 а. е., максимальное —
5,45 а. е.), сидерический период обращения 11,9 года, период вращения (облачного
слоя близ экватора) около 10 часов. Юпитер движется вокруг Солнца по близкой к круговой
эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом
1°18,3'. Экватор наклонен к плоскости орбиты под углом 3°5'; из-за малости этого
угла сезонные изменения на Юпитере выражены весьма слабо. Расстояние Юпитера от
Земли меняется в пределах от 188 до 967 млн. км. Масса Юпитера в 317,8 раз превосходит
массу Земли и в 2,5 раза больше массы всех остальных планет, вместе взятых, но при
этом средняя плотность равна 1,33 г/см3, то есть в 4 раза меньше, чем у Земли. В
противостоянии Юпитер виден как чуть желтоватая звезда -2,6 звездной величины; из
всех планет уступает в блеске только Венере и Марсу во время великого противостояния
последнего.
СТРОЕНИЕ. Юпитер представляет собой гигантский газовый шар, диаметр которого
в десять раз превышает диаметр Земли, составляя одну десятую диаметра Солнца. Его
масса равна 0,1% массы Солнца, а химический состав (по числу молекул) очень близок
к составу Солнца: 90% водорода (находящегося на Юпитере в молекулярной форме) и
10% гелия (в «солнечной» пропорции 3,4 : 1). Среди следовых газов наиболее существенны
водяной пар, метан и аммиак. Под слоем облаков нет никакой твердой поверхности.
Вместо этого ниже внешних слоев наблюдается (при увеличении давления с глубиной)
постепенный переход от газа к жидкости (водно-аммиачной жидкой оболочкой). Затем
следует резкий переход к металлической жидкости, в которой атомы лишены электронов.
Радиус этого ядра порядка 1/10 радиуса планеты, масса ~ 0,3-0,4 ее массы, температура
около 25000 К при давлении ~ 8000ГПа. Наличие источника внутренней энергии (тепло
выделяется в результате медленного гравитационного сжатия Юпитера) позволяет планете
излучать в 1,5 - 2 раза больше тепла, чем она получает от Солнца.
 |
 |
| Крупный план юпитерианских облаков на изображении, полученном
"Вояджером-1" ; видна часть белого овала. |
Большое красное пятно Юпитера на фото, полученном с "Вояджера". Видны окружающие
его турбулентные вихри и два белых овала. Большое красное пятно имеет в длину
около 24000 км при ширине 11000 км. Подобно гигантскому антициклону, оно медленно
вращается против часовой стрелки.
|
АТМОСФЕРА. При визуальных наблюдениях диск Юпитера кажется пересеченным чередующимися
светлыми зонами и темными поясами. Состав атмосферы: H2, CH4, NH3, He. Согласно
данным, полученным четырьмя космическими зондами, пролетевшими мимо Юпитера в 1973
- 1981гг ("Пионер-10 и -11", "Вояджер-1 и -2"), и АМС "Галилео", работающей на орбите
планеты с 1995г, внутри этих полос наблюдается очень сложная система потоков. В
каждом полушарии имеется пять или шесть таких полос, по направлению совпадающих
с ветровыми течениями, вращающиеся вокруг оси планеты с различными угловыми скоростями.
Быстрее всего вращается экваториальная зона — период ее обращения 9 ч 50 мин 30
с, что на 5 мин 11с меньше периода обращения полярных зон. Так быстро не вращается
ни одна другая планета Солнечной системы. На Юпитере атмосферные
процессы намного стабильнее чем на Земле. Пояса облаков на Юпитере сохраняются годами
и вращаются вокруг планеты со скоростью 480 км/ч. Штормы, перед которыми земные
ураганы покажутся лишь легким ветерком, могут бушевать десятилетиями. Активный
облачный слой довольно тонок и составляет сотую долю радиуса планеты. Относительно
долговечными деталями планеты являются белые или цветные овалы.
Наиболее известная и самая заметная из таких деталей
- Большое Красное Пятно, которое наблюдается уже около 300 лет. Находясь в умеренных
южных широтах Юпитера оно медленно перемещается, делая за сто лет примерно 3 оборота.
По краям Красного Пятна располагаются облака, состоящие из аммиака. По предыдущим
наблюдениям космической станцией Galileo, также принадлежащей NASA, граничные области
Большого Красного Пятна вращаются с большой скоростью против часовой стрелки, в
то время как внутренняя часть медленно вращается в противоположном направлении.
За последнее время Большое Красное Пятно несколько изменилось. На фотографиях, полученных
ранее космическими кораблями NASA Voyager и Galileo, Пятно окружает темная область,
что указывает на отсутствие облаков вокруг него. Теперь же эту область заполнили
светлые аммиачные облака
Последние исследования показывают что, чем
дальше планета от Солнца, тем менее турбулентная ее атмосфера, тем менее интенсивно
происходит теплообмен между соседними областями и рассеивается меньше энергии. В
тонкой атмосфере больших планет физические процессы таковы, что энергия из отдельных
мелких областей переносится в более крупные и скапливается затем в глобальные воздушные
структуры - зональные потоки. Эти потоки и являются поясами облаков, которые можно
разглядеть даже в небольшой телескоп. Соседние потоки движутся в противоположных
направлениях. Их цвет может слегка отличаться в зависимости от химического состава.
Цветные облака находятся в самых высоких слоях Юпитера (их глубина составляет
около 0,1-0,3% радиуса планеты). Происхождение их окраски остается тайной, хотя,
по-видимому, можно утверждать, что она связана со следовыми составляющими атмосферы
и свидетельствует о происходящих в ней сложных химических процессах. На основе исследования
в конце 2000г зондом Cassini выяснено, что светлые полосы
и Большое Красное Пятно (гигантский шторм с размером большой оси
около 35 тыс. км, а малой оси - 14 тыс. км) связаны с нисходящими потоками
(вертикальная циркуляция атмосферных масс); облака здесь
выше, а температура ниже, чем в остальных областях. Цвет облаков коррелирует с высотой:
синие структуры - самые верхние, под ними лежат коричневые, затем белые. Красные
структуры - самые низкие. Красноватый оттенок планеты приписывают главным образом
присутствию в атмосфере красного фосфора и, возможно, органике, возникающей благодаря
электрическим разрядам. В области, где давление порядка 100 КПа, температура составляет
около 160 К. В атмосфере Юпитера замечены грозы. Температура верхних облаков составляет
–130оС. Юпитер выделяет на 60% больше энергии, чем получает от Солнца. Атмосфера
отражает 45% падающего солнечного света. Установлено также наличие ионосферы, протяженность
которой по высоте — порядка 3000 км.
Зонд с АМС "Галилео" в 1995г парашютировал сквозь верхние
слои атмосферы Юпитера, опустившись на 150 км вглубь атмосферы, передавая данные
относительно состава и физических условий среды. Наземные наблюдения места вхождения
зонда показали, что оно, по-видимому, было относительно свободно от облаков. Этим
можно объяснить, почему не было получено почти никаких подтверждений существования
ожидаемых трех слоев облаков (состоящих на самых больших высотах из кристаллов аммиака,
гидросульфида аммония в середине, а внизу - из водяных и ледяных кристаллов). Скорость
ветра, достигающая 530 км/час, оказалась даже больше, чем ожидалось. В то же время
содержание гелия составило только около половины ожидаемого. Вероятное объяснение
этого явления - увеличение концентрации гелия к центру планеты.
В 1997г космический телескоп Hubble
впервые обнаружил Большое Темное пятно возле северного полюса планеты.
В конце 2000г зонд Cassini с 1 октября по 15 декабря
фотографировал пятно во всех подробностях с помощью УФ-камеры. В
течение 11 недель это пятно росло в размерах до вдвое превышающее Землю, закручивалось,
темнело и меняло форму. Потом, когда зонд Cassini стал удаляться от Юпитера пятно
стало бледнеть. По мнению специалистов, Темное пятно на Юпитере может быть относительно
кратковременным "облачным" явлением, поэтому телескоп Hubble и видел его лишь однажды.
И если бы Cassini пролетал мимо Юпитера на месяц или два позже, то он, может быть,
не увидел бы никакого пятна. Есть и другое мнение. Возможно Темное пятно является
каким-то побочным эффектом полярных сияний на Юпитере. Там они в сотни и тысячи
раз ярче, чем на Земле, ведь магнитное поле Юпитера намного сильнее земного, а сам
Юпитер является мощным источником электронов и ионов (для земных полярных сияний
заряженные частицы поставляет Солнце).
Следующая страница (2/4)  |
