Реферат про юпитер – Сообщение о планете Юпитер — масса и температура, спутники и кольца

Доклад о Юпитере

Юпитер и его спутники — Ганимед (вверху) и Ио (внизу). Фото НАСА

Юпитер — пятая от Солнца планета, находящаяся от него на расстоянии примерно 775 млн км. По форме представляет собой раздавленный шар — сфероид, — достаточно сильно сжатый с полюсов.

Юпитер — третий по яркости объект Солнечной системы после Венеры и Луны. Зато он светит даже ярче, чем самая яркая звезда на небосклоне — Сириус. В хороший бинокль или маленький телескоп можно увидеть белый диск Юпитера, а также его четыре ярких спутника.

Юпитер является самой большой планетой нашей Солнечной системы. Его средний радиус — около 70 000 км (что в 11 раз больше радиуса Земли), а объем в 1300 раз больше земного. Масса в 317 раз больше массы Земли, а также в 2,5 раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых. Гравитация на этом гиганте в 2,5 раза сильнее, чем на Земле. Это означает, что если бы человек весом 100 кг попал на эту планету, то он весил бы 250 кг. Правда, там некуда было бы поставить весы — у Юпитера нет твердой поверхности.

Планете необходимо почти 12 земных лет, чтобы завершить один оборот вокруг Солнца. Она мчится по своей орбите со скоростью 13 км/с. Экватор наклонен к плоскости орбиты под углом 3°, поэтому на Юпитере практически нет смены сезонов года.

В отличие от планет земной группы, Юпитер представляет собой шар, состоящий почти полностью из двух газов — водорода и гелия (как и Солнце). Температура на нем крайне низкая 140°С. Этот газовый гигант — самая быстро вращающаяся планета в Солнечной системе: один оборот вокруг своей оси он совершает каждые 10 ч.

Юпитер обладает собственным магнитным полем, которое в 14 раз сильнее земного. Оно простирается на 650 млн км (за орбиту Сатурна).

Магнитное поле обычно связывают с наличием у планеты электропроводящего ядра. Ученые предполагают, что у Юпитера твердое ядро размером с Землю, но гораздо более плотное. Возможно, оно состоит из каменных скальных пород. На глубине 60 000—65 000 км температура возрастает до 20 000°С. При этом давление достигает фантастических величин в 5 млн атмосфер.

Водород, будучи под таким колоссальным давлением атмосферы, превращается в металлическую жидкость, подобную ртути. В этой жидкости имеется много свободных электронов. Она способна проводить электрический ток, как это свойственно металлам. Получается, что каменное ядро окружено слоем жидкого металлического водорода, а в наружном его слое преобладает обычный молекулярный водород.

Наблюдаемые снаружи красивые облака и штормы на Юпитере — это верхний слой его атмосферы толщиной около 50 км. Эти облака образуют многочисленные полосы желто-коричневых, красных и голубоватых оттенков. Под ними простирается океан из водорода и гелия толщиной 8000— 20 000 км. Еще ниже атмосфера Юпитера создает гигантское давление, которое увеличивается при приближении к центру планеты. Там постепенно возникают экстремальные физические условия, приводящие к переходу вещества в особое состояние.

Для атмосферы Юпитера (как и остальных трех газовых планет) характерны ветра с большими скоростями, дующие в пределах широких полос, параллельных экватору планеты. При этом в соседних полосах на Юпитере ветры направлены в противоположные стороны. Эти полосы различимы даже в небольшой телескоп и находятся в постоянном движении. Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км/ч.

На планете наблюдается так называемое Большое красное пятно — гигантский атмосферный вихрь, который бушует в южном полушарии вот уже 400 лет. Столетие назад эта буря имела размер более 40 000 км в поперечнике. Однако ныне его размеры уменьшились наполовину, но все равно его можно наблюдать даже из земных телескопов. Это самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе: вдоль него могли бы разместиться три планеты размером с Землю. Он вращается против часовой стрелки со скоростью 435 км/ч.

Поделиться ссылкой

sitekid.ru

Планета Юпитер

Планета-гигант Солнечной системы

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

Скачать видео презентацию: 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.

Читайте также: Спутники Юпитера

Интересные факты о планете

Несмотря на колоссальные размеры Юпитера, сутки на планете длятся около 10 часов. Смены времён года там не существует, так как экватор находится в плоскости эклиптики, но ветры дуют параллельно экватору со скоростью до 500 км\час, образуя при этом Северный и Южный экваториальные пояса. Они хорошо заметны даже в любительские телескопы и представляют собой коричневатые полосы с турбулентными завихрениями. Интересной загадкой является Большое красное пятно. Учёные считают, что это огромный ураган, который вращается со скоростью более 300 км\час уже несколько столетий.

Ещё одна из загадок Юпитера в том, что он является источником рентгеновского излучения. Он пульсирует с периодом примерно в 40 минут. В атмосфере планеты постоянная и очень сильная электрическая активность. Молнии достигают величины свыше 1000 км.

Изучение планеты

Первое исследование Юпитера в 1610 году провёл Галилео Галилей помощью собственного телескопа. Он же открыл 4 самых крупных спутника планеты. В 1665 Кассини открывает Большое красное пятно и вычисляет длительность суток на планете. Визуальные исследования были затруднены из-за очень плотной атмосферы, и астрономы только открывали новые спутники.

С 1972 года началось планомерное исследование планеты космическими аппаратами серии «Пионер» и «Вояджер», которые передали на Землю огромное количество фотоснимков, данные о составе атмосферы и результаты исследования магнитного и радиационного поля Юпитера.

Запущенный в 1989 году межпланетный аппарат «Галилео» выпустил в атмосферу Юпитера зонд, который, спускаясь на парашюте, работал и передавал данные больше часа, пока высокое давление не разрушило аппарат.

Читайте также: Исследование Юпитера космическим аппаратом “Галилео”

xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai

Реферат: Юпитер

Юпитер

Введение

Юпитер- вторая по яркости после Венеры планета Солнечной системы. Но если Венеру можно видеть только утром или вечером ,то Юпитер иногда сверкает всю ночь. Из-за медленного, величественного перемещения этой планеты древние греки дали ей имя своего верховного бога Зевса ; в римском пантеоне ему соответствовал Юпитер.

Дважды Юпитер сыграл важную роль в истории астрономии. Он стал первой планетой , у которой были открыты спутники . В 1610 г. Галилей , направив телескоп на Юпитер, заметил рядом с планетой четыре звёздочки , не видимые простым глазом . На следующий день они изменили своё положение и относительно Юпитера , и относительно друг друга. Наблюдая за этими звёздами Галилей заключил , что наблюдает спутники Юпитера , образовавшиеся вокруг него как центрального светила .Это была уменьшенная модель Солнечной системы . Быстрое и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников Юпитера –Ио , Европы, Ганимеда и Каллисто-делает их удобными “ небесными часами”, и моряки долгое время пользовались ими , чтобы определять положение корабля в открытом море .

В другой раз Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок: распространяется ли свет мгновенно или скорость его конечна? Регулярно наблюдая затмения спутников Юпитера и сравнивая эти данные с результатами предварительных расчетов , датский астроном Оле Рёмер в 1675 г. обнаружил , что наблюдения и вычисления расходятся , если Юпитер и Земля находятся по разные стороны Солнца . В этом случае затмения спутников запаздывают примерно на 1000 с. Рёмер пришёл к правильному выводу , что 1000 с. – это как раз , которое нужно свету ,чтобы пересечь орбиту Земли по диаметру. Поскольку диаметр земной орбиты составляет 300 млн. километров , скорость света оказывается близкой к 300000км./с.

Юпитер- это планета – гигант которая содержит в себе более 2/3 всей нашей планетной системы . Масса Юпитера равна 318 земным. Его объем в 1300 раз больше , чем у Земли . Средняя плотность Юпитера 1330 кг/м^3, что сравнимо с плотностью воды и в четыре раза меньше , чем плотность Земли . Видимая поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли . Юпитер представляет собой гигантский шар из водорода , практически его химический состав совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая:-140 С.

Юпитер быстро вращается ( период вращения 9 ч. 55 мин. 29 с.). Из-за действия центробежных сил планета заметно расплющилась , и её полярный радиус стал на 4400 км меньше экваториального , равного 71400 км . Магнитное поле Юпитера в 12 раз сильнее земного .

Возле Юпитера побывало пять американских космических аппаратов : в 1973 г. – “Пионер-10” , в 1974 – “Пионер-11”. В марте и в июле1979 г. его посетили более крупные и “умные” аппараты – “Вояджер-1 и –2”.В декабре 1995 до него долетела межпланетная станция “Галилео”, которая стала первым искусственным спутником Юпитера и сбросила в его атмосферу зонд.

Особенности Юпитера.

Из четырех гигантских планет лучше всего изучен Юпитер — самая большая планета этой группы и ближайшая из планет-гигантов к нам и Солнцу. Ось вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его орбиты, поэтому сезонных изменений условия освещения на нем нет.

У всех планет-гигантов вращение вокруг оси довольно быстрое, а плотность мала. Вследствие этого они значительно сжаты.

Все планеты-гиганты окружены мощными протяженными атмосферами, и мы видим лишь плавающие в них облака, вытянутые полосами, параллельными экватору, вследствие их быстрого вращения.

Полосы облаков видны на Юпитере даже в слабый, телескоп Юпитер вращается зонами—чем ближе к полюсам, тем медленнее. На экваторе период вращения 9 ч 50 мин, а на средних широтах на несколько минут больше. Аналогичным образом вращаются и другие планеты-гиганты.

Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура (по крайней мере над их облаками) очень низка:

на Юпитере —145°С, на Сатурне —180°С, на Уране и Нептуне еще ниже.

Атмосферы планет-гигантов содержат в основном молекулярный водород, есть там метан СН4 и, по-видимому, много гелия, а в атмосфере Юпитера и Сатурна обнаружен еще и аммиак NНз. Отсутствие полос Nh4 в спектрах более далеких планет объясняется тем, что он там вымерз. При низкой температуре аммиак конденсируется, и из него, вероятно, состоят видимые облака Юпитера.

Интенсивные движения, охватывающие облачный и соседние с ним слои атмосферы, имеют устойчивый характер. В частности, таким устойчивым атмосферным “вихрем” является знаменитое Красное пятно, наблюдаемое на Юпитере уже свыше 300 лет.

Изучение процессов, происходящих в атмосферах различных планет, помогает земной метеорологии и климатологии.

Теоретически построены модели массивных планет, состоящих из водорода и гелия. Расчеты модели внутреннего строения Юпитера показывают, что по мере приближения к центру водород должен последовательно проходить через газообразную, газо-жидкую и жидкую фазы. В центре планеты, где температура может достигать нескольких тысяч кельвин, находится жидкое ядро, состоящее из металлов, силикатов и водорода в металлической фазе, которая наступает при давлениях порядка 10″ Па. В 1975 г. металлическую фазу водорода удалось экспериментально получить на Земле, что подтверждает справедливость теоретических расчетов внутреннего строения планет-гигантов.

Благодаря наличию магнитного поля Юпитер имеет пояса радиации, подобные земным, но значительно превосходящие их. Его магнитосфера простирается на миллионы километров, охватывая четыре крупнейших спутника. Юпитер является источником радиоизлучения. Космические аппараты зарегистрировали на нем мощные вспышки молний.

Из остальных данных о планетах заслуживает упоминания особенность осевого вращения Урана, которое, как и у Венеры, происходит в направлении, противоположном направлению вращения всех остальных планет. Кроме того, он вращается как бы лежа на боку, поэтому в течение года происходит значительное изменение условий освещения поверхности планеты.

Атмосфера.

Атмосфера Юпитера представляет собой огромную бушующую часть планеты, состоящую из водорода и гелия. Механизм, приводящий в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как и на Земле: разность в количестве тепла, получаемого от Солнца на полюсах и экваторе, вызывает возникновение гидродинамических потоков, которые отклоняются в зональном направлении кориолисовой силой. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии тока практически параллельны экватору. Картина усложняется конвективными движениями, которые более интенсивны на границах между гидродинамическими потоками, имеющими разную скорость. Конвективные движения выносят вверх окрашивающее вещество, присутствием которого объясняется слегка красноватый цвет Юпитера. В области темных полос конвективные движения наиболее сильны, и это объясняет их более интенсивную окраску.

Так же как и в земной атмосфере, на Юпитере могут формироваться циклоны. Оценки показывают, что крупные циклоны, если они образуются в атмосфере Юпитера, могут быть очень устойчивы (время жизни до 100 тысяч лет). Вероятно, Большое Красное пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера, полученные при помощи аппаратуры, установленной на американских аппаратах “Пионер-10” и “Пионер-11”, показали, что Красное пятно не является единственным образованием подобного типа: имеется несколько устойчивых красных пятен меньшего размера.

Спектроскопическими наблюдениями было установлено присутствие в атмосфере Юпитера молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, этана, ацетилена и водяного пара. По-видимому, элементный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается от солнечного (90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых элементов).

Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 1 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристаллов аммиака ниже, должны быть расположен облака из кристаллов льда и капелек воды.

Инфракрасная яркостная температура Юпитера, измеренная в интервале 8 – 14 мк, равна в центре диска 128 – 130К. Если рассмотреть температурные разрезы по центральному меридиану и экватору, можно увидеть, что температура, измеренная на краю диска, ниже, чем в центре. Это можно объяснить следующим образом. На краю диска луч зрения идет наклонно, и эффективный излучающий уровень (то есть уровень, на котором достигается оптическая толщина t=1) расположен в атмосфере на большей высоте, чем в центре диска. Если температура в атмосфере падает с увеличением высоты, то яркость и температура на краю будут несколько меньше. Слой аммиака толщиной в несколько сантиметров (при нормальном давлении) уже практически непрозрачен для инфракрасного излучения в интервале 8 – 14 мк. Отсюда следует, что инфракрасная яркостная температура Юпитера относится к довольно высоким слоям его атмосферы. Распределение интенсивности в полосах СН показывает, что температура облаков значительно больше (160 – 170К) При температуре ниже 170К аммиак (если его количество соответствует спектроскопическим наблюдениям) должен конденсироваться; поэтому предполагается, что облачный покров Юпитера, по крайней мере частично, состоит из аммиака. Метан конденсируется при более низких температурах и в образовании облаков на Юпитере принимать участие не может.

Яркостная температура 130К заметно выше, чем равновесная, то есть такая, которую должно иметь тело, светящееся только за счет переизлучения солнечной радиации. Расчеты, учитывающие измерение отражательной способности планеты приводят к равновесной температуре около 100К. Существенно, что величина яркостной температуры около 130К была получена не только в узком диапазоне 8-14мк, но и далеко за его пределами. Таким образом, полное излучение Юпитера 2,9 раз превосходит энергию, получаемую от Солнца, и большая часть излучаемой им энергии обусловлена внутренним источником тепла. В этом смысле Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако источником внутренней энергии Юпитера не являются, конечно, ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленный при гравитационном сжатии планеты (в процессе формирования планеты из протопланетной туманности гравитационная, когда гравитационная энергия пыли и газа, образующих планету, должна переходить в кинетическую и затем в тепловую).

Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км – около 1200К. А расчеты внутреннего строения показывают, что атмосфера Юпитера очень глубокая – 10000 км, но надо отметить, что основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидком состоянии. Водород при этом находится в вырожденном, что то же самое, в металлическом состоянии (электроны оторваны от протонов). При этом в самой атмосфере водород и гелий, строго говоря, находятся в сверхкритическом состоянии: плотность в нижних слоях достигает 0,6-0,7г/см ?, и свойства скорее напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты (по расчетам на глубине 30000 км), возможно, находится твердое ядро из тяжелых элементов, образовавшееся в результате слипания частиц металлов и каменных образований.

Кольцо Юпитера.

Юпитер преподносит много сюрпризов: он генерирует мощные полярные сияния, сильные радиошумы, возле него межпланетные аппараты наблюдают пылевые бури – потоки мелких твердых частиц, выброшенных в результате электромагнитных процессов в магнитосфере Юпитера. Мелкие частицы, которые получают электрический заряд при облучении солнечным ветром, обладают очень интересной динамикой: являясь промежуточным случаем между макро и микротелами, они примерно одинаково реагируют и на гравитационные и на электромагнитные поля.

Именно из таких мелких каменных частиц, в основном состоит кольцо Юпитера, открытое в марте 1979 года (косвенное обнаружение кольца в 1974 г. по данным “Пионера” осталось непризнанным). Его главная часть имеет радиус 123-129 тыс. км. Это плоское кольцо около 30км толщиной и очень разреженное – оно отражает лишь несколько тысячных долей процента падающего света. Более слабые пылевые структуры тянутся от главного кольца к поверхности Юпитера и образуют над кольцом толстое гало, простирающееся до ближайших спутников. Увидеть кольцо Юпитера с Земли практически невозможно: оно очень тонкое и постоянно повернуто к наблюдателю ребром из-за малого наклона оси вращения Юпитера к плоскости его орбиты.

Внутренние и внешние спутники Юпитера.

У Юпитера обнаружено 16 лун. Две из них – Ио и Европа – размером с нашу Луну, а другие две – Ганимед и Каллисто – превзошли ее по диаметру примерно в полтора раза. Каллисто равна по размерам Меркурию, а Ганимед его обогнал. Правда, они находятся дальше от своей планеты, чем Луна от Земли. Только Ио видна в небе Юпитера как яркий красноватый диск (или полумесяц) лунных размеров, Европа, Ганимед и Каллисто выглядят в несколько раз меньше Луны.

Владения Юпитера довольно обширны: восемь внешних спутников настолько удалены от него, что их нельзя было бы наблюдать с самой планеты невооруженным глазом. Происхождение спутников загадочно: половина из них движется вокруг Юпитера в обратную сторону (по сравнению с обращением других 12 спутников и направлением суточного вращения самой планеты). Самый внешний спутник Юпитера в 200 раз дальше от него, чем самый близкий. Например, если высадиться на один из ближайших спутников, то оранжевый диск планеты займет полнеба. А с орбиты самого дальнего спутника диск гиганта Юпитера будет выглядеть почти в два раза меньше лунного.

Спутники Юпитера – это интереснейшие миры, каждый со своим лицом и историей , которые открывались нам только в космическую эру.

Ио

Это самый близкий к Юпитеру галилеев спутник, он удален от центра планеты на 422 тыс. км, т. е. чуть дальше, чем Луна от Земли. Благодаря огромной массе Юпитера период обращения Ио гораздо короче лунного месяца и составляет всего 42,5 ч. Для наблюдателя в телескоп это самый непоседливый спутник: практически каждый день Ио видна на новом месте, перебегая с одной стороны Юпитера на другую.

По массе и радиусу (1815км) Ио похожа на Луну. Самая сенсационная особенность Ио заключается в том, что она вулканически активна! На ее желто-оранжевой поверхности “Вояджеры” обнаружили 12 действующих вулканов, извергающих султаны высотой до 300км. Основной выбрасываемый газ – диоксид серы, замерзающий потом на поверхности в виде твердого белого вещества. Доминирующим оранжевым цветом спутник обязан соединениям серы. Вулканически активные области Ио нагреты до 300° С.

Постоянно над планетой поднимается фонтан газа высотой 300 км. Мощный подземный гул сотрясает почву , из жерла вулкана с огромной скоростью ( до 1 км/с)вылетают вместе с газом камни и после свободного безатмосферного падения с огромной высоты врезаются в поверхность во многих сотнях километров от вулкана. Из некоторых вулканических кальдер (так называются котлообразные впадины , образовавшиеся вследствие провала вершины вулкана ) выплёскивается расплавленная черная сера и растекается горячими реками . на фотографиях “Вояджеров” видны черные озёра и даже целые моря расплавленной серы .

Крупнейшее лавовое море возле вулкана Локи имеет размер 20 км в поперечнике . В центре его расположен потрескавшийся оранжевый остров из твёрдой серы . Черные моря Ио колышутся в оранжевых берегах , а в небе над ними нависает громада Юпитера…

Существование таких пейзажей вдохновило много художников.

Вулканическая активность Ио обусловлена гравитационным влиянием на нее других тел системы Юпитера. Прежде всего, сама гигантская планета своим мощным тяготением создала два приливных горба на поверхности спутника, которые затормозили вращение Ио, так что она всегда обращена к Юпитеру одной стороной – как Луна к Земле. Орбита Ио не является точным кругом, горбы слегка перемещаются по её поверхности ,что приводит к разогреванию внутренних слоев планеты. В еще большей степени этот эффект вызывается приливными воздействиями других массивных спутников Юпитера, в первую очередь ближайшей к Ио Европе. Постоянное разогревание недр привело к тому, что Ио является самым вулканически активным телом Солнечной системы.

В отличие от земных вулканов , у которых мощные извержения эпизодичны, вулканы на Ио работают практически не переставая , хотя активность их может меняться. вулканы и гейзеры выбрасывают часть вещества даже в космос. Поэтому вдоль орбиты Ио тянется плазменный шлейф из ионизированных атомов кислорода и серы и нейтральных облаков атомарных натрия и калия.

Ударные кратеры на Ио отсутствуют из-за интенсивной вулканической переработки поверхности. На ней есть каменные массивы высотой до 9 км. Плотность Ио довольно высока – 3000 кг/м^3. Под частично расплавленной оболочкой из силикатов в центре спутника расположено ядро с большим содержанием железа и его соединений.

Европа.

Европа имеет радиус чуть меньше, чем у Ио – 1569км. Из галилеевых спутников у Европы самая светлая поверхность с явными признаками водяного льда. Существует предположение о том, что под ледяной коркой существует водный океан, а под ним твердое силикатное ядро. Плотность Европы очень высока – 3500кг/м3. Этот спутник удален от Юпитера на 671000 км.

Геологическая история Европы не имеет ничего общего с историей соседних спутников. Европа одно из самых гладких тел в солнечной системе: на ней нет возвышенностей более ста метров высотой. Вся ледяная поверхность спутника покрыта сетью полос огромной протяженностью. Темные полосы длиной в тысячи километров – это следы глобальной системы трещин по всей Европе. Существование этих трещин объясняется тем, что ледяная поверхность достаточно подвижна и неоднократно раскалывалась от внутренних напряжений и крупномасштабных тектонических процессов.

Из-за того , что поверхность молодая ( всего 100млн. лет ) , на почти не заметно ударных метеоритных кратеров, которые в большом количестве возникали 4,5 млрд. лет назад. Учёные нашли на Европе только пять кратеров диаметрами 10-30 км.

Ганимед.

Ганимед является крупнейшим спутником планет в Солнечной системе, его радиус равен 2631 км. Плотность мала, по сравнению с Ио и Европой, всего 1930кг/м3. Удаленность от Юпитера составляет 1,07 млн. км. Всю поверхность Ганимеда можно разделить на две группы: первая, занимающая 60% территории, представляет собой странные полосы льда, порожденные активными геологическими процессами 3,5 млрд. лет назад; вторая, занимающая остальные 40%, представляет собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую многочисленными метеоритными кратерами, нужно также отметить, что эта кора было частична разломлена и обновлена теми же процессами, что и упомянутые выше.

С точки зрения космического геолога Ганимед- самое привлекательное тело среди спутников Юпитера. Он имеет смешанный силикатно- ледяной состав: мантию из водяного льда и каменное ядро . Его плотность 1930 кгм^3. В условиях низких температур и высоких внутренних давлений водяной лёд может существовать в нескольких модификациях с различными типами кристаллической решётки. Богатая геология Ганимеда во многом определяется сложными переходами между этими разновидностями льда. Поверхность спутника припорошена слоем рыхлой каменно-ледяной пыли толщиной от нескольких метров до нескольких десятков метров.

Каллисто.

Это второй по величине спутник в системе Юпитера, его радиус 2400км. Среди галилеевых спутников Каллисто самый дальний: расстояние от Юпитера 1,88 млн. км, период вращения составляет 16,7 суток. Плотность силикатно-ледяной Каллисто мала – 1830кг/м3. Поверхность Каллисто до предела насыщена метеоритными кратерами. Темный цвет Каллисто – результат силикатных и других примесей. Каллисто – самое кратерированное тело Солнечной системы из всех известных. Огромной силы удар метеорита вызвал образование гигантской структуры, окружённой кольцевыми волнами , – Вальхаллы. В центре её находится кратер диаметром 350 км , а в радиусе 2000 км от него концентрическими кругами располагаются горные хребты.

У Юпитера внутри орбиты Ио открывается несколько маленьких спутников. Три из них – Метида, Адрастея и Теба- обнаружены с помощью межпланетных станций , и о них известно немного. Метида и Атрастея (их диаметры 40 и 20 км соответственно) движутся по краю главного кольца Юпитера ,по одной орбите радиусом 128000км. Эти самые быстрые спутники делают оборот вокруг гиганта Юпитера за 7 ч. со скоростью свыше 100000 км /ч.

Более удалённый спутник Теба расположен посередине между Ио и Юпитером- на расстоянии 222 тыс. км от планеты ; его диаметр около 100 км.

Наиболее крупный внутренний спутник Амальтерея имеет неправильную форму ( размеры 270*165*150 км) и покрыт кратерами ; он состоит из тугоплавких пород тёмно-красного цвета. Амальтелия обнаружена американским астрономом Эдуардом Бернардом в 1892 г. и стала пятым по счету открытым спутником Юпитера. Вращается она по орбите радиусом 181 тыс. км.

Внутренние спутники Юпитера и его четыре главные луны расположены вблизи плоскости экватора планеты на почти круговых орбитах. У орбит этих восьми спутников эксцентрисеты и наклонения настолько малы , что ни один из них не отклоняется от “идеальной” круговой траектории более чем на один градус . Такие спутники называются регулярными.

Остальные восемь спутников Юпитера относятся к нерегулярным и отличаются значительными эксцентрисетами и наклонениями орбит. В своём движении они могут они могут менять удаленность от планеты в 1,5-2 раза, отклоняясь при этом от её экваториальной плоскости на многие миллионы километров. Эти восемь внешних спутников Юпитера сгруппированы в две команды , котрые были названы по наиболее крупным телам : группа Гималии , куда также входят Леда, Лиситея и Элара ;и группа Пасифе с Ананке, Карме и Синопе. Эти спутники открывались с помощью наземных телескопов в течение 70 лет( 1904 –1974).Средние радиусы планет группы Гималии соответствуют 11,1-11,7 млн км . спутники группы Гималии совершают оборот вокруг Юпитера за 240-260 суток , а группы Пасифе -–за 630-760 суток , т.е. более чем за два года. Собственные радиусы спутников очень малы : в группе Гималии –от 8 км у Леды до 90 км у Гималии ; в группе Пасифе –от 15 до 35 км . они черны и неровны . Внешние спутники , входящие в группу Пасифе, вращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.

Учёные еще не пришли к единому мнению о происхождении нерегулярных спутников.( Считается , что регулярные внутренние спутники сформировались из околопланетного газопылевого диска в результате слипания многих мелких частиц .) Ясно только , что важную роль в формировании внешних спутников играл захват Юпитером астероидов. Компьютерные расчеты показывают, что, возможно, группа Пасифе возникла в результате систематического захвата планетой мелких частиц и астероидов на обратные орбиты во внешней области околоюпитерианского диска.

Список литературы

Жарков В.Н. “Внутреннее строение Земли и планет”, М.: Наука, 1974 год.

Энциклопедия для детей. Т. 8. Астрономия /Глав. ред. М.Д. Аксенова – М.: Аванта+, 1997 год, 688с: ил.


www.neuch.ru

Планета Юпитер – Доклад

Доклад на тему:

Планета Юпитер

Выполнила:

ученица 11 Б класса

экономического лицея №95

Нехаева Вера

Общие сведения

Радиус = 71398 км

Масса = 1.900.000.000.000.000.000.000.000.000 кг ( 1.9*1027 кг )

Плотность = 1,3 г/см3

Сутки = 9 часов 55 минут 30 секунд

Угол орбиты = 3,12°

Температура = – 140° С

Спутники = 28 штук

Образование Юпитера

Юпитер хранит ключи от многих тайн Солнечной системы. Около 4,5 млрд. лет

тому назад, когда Солнечная система 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. Лик

Юпитера, который мы видим, – это верхние слои его атмосферы.

Физические условия и строение Юпитера

Если не считать его ядра, Юпитер на 90% – водород и на 10% – гелий по

количеству атомов, и в соотношении 3 к 1-му – по массе. В атмосфере

обнаружены метана, вода, аммиак и многие другие вещества. В ядре планеты

преобладающими являются тяжелые элементы, в основном, вода

Огромная атмосфера Юпитера создает и огромное давление. Оно увеличивается

при приближении к центру планеты. В таких экстремальных условиях газы в

атмосфере находятся в необычных состояниях. Ученые имеют основания считать,

что находящийся достаточно глубоко водород под давлением атмосферы,

возможно, сформировал слой в жидком металлическом состоянии. Это – 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

При удалении от ядра планеты, когда мы можем без сомнения считать, что речь

идет об атмосфере, мы увидим, что газы ведут себя более знакомым образом,

перемещаясь в общих планетных циркуляциях, управляемых изначально вращением

планеты. Полагают, что Юпитер имеет три слоя облаков в своей атмосфере.

Наверху – облака из оледеневшего аммиака. Под ними – облака кристаллов

сероводорода аммония, а в самом низком слое – собираются водяной лед и,

возможно, жидкая вода

Атмосферам Юпитера и других газовых планет свойственны ветры больших

скоростей, дующие в пределах широких полос, параллельных экватору планеты. В

смежных полосах на Юпитере ветра направлены в противоположные стороны. Эти

полосы различимы даже в небольшой телескоп

Ветры на Юпитере достигают скорости 500 км в час. Изучение атмосферы

позволило сказать, что ветры эти также существуют в более низких ее слоях,

вплоть до тысячи километров от внешних облаков. Из этого сделан вывод, что

они управляются не энергией излучения Солнца, а внутренним теплом планеты, в

то время как на Земле все происходит наоборот

В атмосфере Юпитера возникают чудовищные бури и вихри, одним из которых

является Большое Красное Пятно, замеченное с Земли более 300 лет назад.

Большое Красное Пятно (БКП) – овал размером 12 000 на 25 000 км, т.е. это

достаточно большая область для того, чтобы вместить в себя две Земли

Исследования, проведенные в ИК-диапазоне, и визуальные наблюдения движений в

самом вихре указывают на то, что он – область высокого давления, т. е.

антициклон. Облака Пятна расположены значительно выше и более холодны, чем

облака вокруг. Схожие структуры обнаружены на Сатурне и Нептуне. До сих пор

неизвестно, как они могут существовать так долго. Как возникают такие

красочные явления – также неизвестно, но ученые полагают, что они

обусловлены потоками разогретых газов из недр планеты. Цвета потоков и

прочих облаков, вероятно, вызваны их химическим составом. Например, хотя

количество углерода в атмосфере Юпитера очень невелико, атомы этого вещества

легко объединяются с атомами водорода и кислорода, образуя целый ряд газов,

таких, как угарный, метан и другие органические соединения, вносящие

разнообразие цветов. Оранжевые и коричневые цвета в облаках Юпитера могут

быть соотнесены с органическими соединениями, включающими в себя серу и

фосфор

Юпитер излучает больше энергии в пространство, чем получает от Солнца. Недра

Юпитера, вероятно, разогреты до 20 000 K. Тепло создается медленным

гравитационным сжатием планеты

История открытий

Юпитер – одна из планет, видимых невооруженным глазом, и путь ее по ночному

небу был наблюдаем тысячи лет

В 1610-м году, итальянский астроном Галилео Галилей обнаружил четыре самых

больших спутника планеты: Ио, Европу, Ганимед, и Каллисто, известные также

как Галилеевы спутники. Это было одно из самых ранних астрономических

открытий, сделанных с телескопом. Оно сыграло свою роль, добавив уверенности

сторонникам гелиоцентрической системы мира, В те далекие дни борьба

мировоззрений была очень остра

В течение последующих лет, с улучшением телескопов , становились известными

и размер планеты, и существование Большого Красного Пятна, которое

представлялось, по началу, островом в гигантском море на поверхности Юпитера

Земная астрономия всегда продолжала совершенствоваться, мы достигли

истинного понимания некоторых “поверхностных” явлений (изменений в

расположении деталей, их размеров, цвете), считая их уже атмосферными, а не

относящимися к вовсе несуществующей твердой поверхности

С приходом радиоастрономии в науку (а именно в 1955-м году), мы обнаружили,

что Юпитер – источник устойчивого высокочастотного радиошума, указывающего

на электрическую деятельность гиганта. Юпитер изучается во всех длинах волн.

Справа Вы видите сравнение снимков Юпитера в тепловых и видимых лучах

В марте 1972-го года была запущена АМС “Пионер 10”, для наблюдения пояса

астероидов и Юпитера. Долетев до Юпитера в декабре 1973-го года, “Пионер 10”

обнаружил интенсивное излучение, исходящее от Юпитера, огромное магнитное

поле, предполагающее наличие проводящей ток жидкости в недрах планеты

Годом позже, однотипный космический аппарат “Пионер 11”, пролетал Юпитер на

своем пути к Сатурну и передал даже более подробные изображения гигантской

планеты. Изучая данные, полученные этим аппаратом, ученые впервые

заподозрили наличие у Юпитера колец

31 марта 1997-го года был выключен космический аппарат “Пионер 10”, который

еще в 1973-м году первым преодолел пояс астероидов и достиг Юпитера. В

1983-м году он пересек орбиту Нептуна – самой далекой на тот год планеты от

Солнца – и направился к границам Солнечной системы. Находящееся в

исправности оборудование “Пионера 10” питалось энергией распада помещенных

на спутник радиоактивных веществ. Теперь этот источник иссяк. “Пионер 10”

был выключен с расстояния в 9 световых часов, через 25 лет после запуска

В августе и сентябре 1977-го года, были запущенны два “Вояждера” для

изучения внешней части Солнечной системы. “Вояждеры” побывали возле Юпитера

в 1979-м году, подарив нам поразительные, красивые изображения царя планет,

обнаружив тысячи деталей, до тех пор неизвестные. “Вояджеры” поведали нам,

что процессы в атмосфере Юпитера – несоизмеримо более грандиозные подобия

тех же явлений земной атмосферы. “Вояджеры” подтвердили догадки о кольцах

планеты. Юпитер – третья планета, у которой открыли кольца

Запущенный в октябре 1989-го года с основной задачей изучения Юпитера,

космический аппарат “Галилео” вернулся к Земле 8 декабря 1990-го года для

совершения обычного гравитационного маневра. После он направился к астероиду

Гаспра, потом повстречался с другим астероидом – Идой, откуда уже попал в

систему Юпитера. “Галилео” был нацелен на самые разнообразные исследования

как самой планеты, так и ее спутников. В 1995-м году от аппарата отделился

специальный зонд, предназначенный для изучения атмосферы Юпитера

Крупным наземным и орбитальным телескопам, безусловно, по силам внести и

свою лепту в изучение гиганта. Тому пример результаты исследований телескопа

имени Хаббла

refdb.ru

Реферат: Юпитер

Юпитер

Орбитальные характеристики

Большая полуось (радиус)

778,4 млн. км

5,2 а.е.

Эксцентриситет (вытянутость)

0,048

Перигелий

740,7 млн. км

4,95 а.е.

Афелий

816,1 млн. км

5,5 а.е.

Орбитальный период

4333,3 дня

11,86 лет

Средняя орбитальная скорость

13,1 км/с

Наклон орбиты

1,3°

Количество спутников

63

Физические характеристики

Экваториальный диаметр

142,9 тыс. км

(11,2 земных)

Полярный диаметр

133,7 тыс. км

(10,5 земных)

Площадь поверхности

61,4 млрд. км²

(120,5 земных)

Объём

1,43×1015 км³

(1321 земных)

Масса

1,9×1027 кг

(318 масс Земли)

Средняя плотность

1,326 г/см³

Ускорение силы тяжести

23,1 м/с²

(в 2,4 раза больше земного)

Период обращения вокруг своей оси

9 ч. 55 мин.

Наклон осевого вращения

3,13°

Альбедо (отражательная способность)

0,52

Температура видимых облаков

Min

средн

Max

110 К

150 K

н/д

(-165°С)

(-125°С)

Состав верхних слоёв атмосферы

Водород (по объёму)

˜90%

Гелий (по объёму)

˜10%

Метан

0,1%

Водяной пар

0,1%

Аммиак

0,02%

Этан

0,0002%

Фосфин

0,0001%

Сероводород

менее 0,0001%

Юпитер — пятая по удалению от Солнца и первая по величине планета Солнечной системы. Планета известна с античных времён и названа в честь древнеримского бога Юпитера, аналога древнегреческого Зевса. Относится к типу газовых гигантов.

Параметры планеты

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли. При наблюдении Юпитера в телескоп с 40-кратным увеличением, его угловые размеры соответствуют размерам Луны (если смотреть невооружённым глазом).

Масса Юпитера более чем в 2 раза превышает суммарную массу всех остальных планет, в 318 раз — массу Земли и всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Если бы Юпитер был примерно в 70 раз массивнее, он мог бы стать звездой. Плотность Юпитера примерно равна плотности Солнца и значительно уступает плотности Земли.

Экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, поэтому на Юпитере не бывает смен времён года.

Юпитер вращается вокруг своей оси, причём не как твёрдое тело: угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. На экваторе сутки длятся около 9 ч 50 мин. Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 4,6 тыс. км (т. е. на 6,5%).

Всё, что мы можем наблюдать на Юпитере — это облака верхнего слоя атмосферы. Гигантская планета состоит преимущественно из газа и не имеет привычной нам твердой поверхности.

Юпитер выделяет в 2-3 раза больше энергии, чем получает от Солнца. Это может объясняться постепенным сжатием планеты, опусканием гелия и более тяжёлых элементов или процессами радиоактивного распада в недрах планеты.

Внутреннее строение

Юпитер состоит, в основном, из водорода и гелия. По составу он близок к Солнцу. Под облаками находится слой глубиной 7-25 тыс. км, в котором водород постепенно изменяет свое состояние от газа к жидкости с увеличением давления и температуры (до 6000°С). Четкой границы, отделяющей газообразный водород от жидкого, по-видимому, не существует. Это должно выглядеть как непрерывное кипение глобального водородного океана.

Под жидким водородом находится слой металлического водорода толщиной, согласно теоретическим моделям, около 30-50 тыс. км. Жидкий металлический водород формируется при давлении в несколько миллионов атмосфер. Протоны и электроны в нём существуют раздельно и он является хорошим проводником электричества. Мощные электротоки, возникающие в слое металлического водорода, порождают гигантское магнитное поле Юпитера.

Ученые полагают, что Юпитер имеет ядро, состоящее из тяжёлых элементов (более тяжёлых, чем гелий). Его размеры — 15-30 тыс. км в диаметре, ядро обладает высокой плотностью. По теоретическим расчетам, температура ядра планеты — порядка 30 000°С, а давление — 30-100 млн. атмосфер.

Атмосфера

Атмосфера Юпитера состоит из водорода (81% по числу атомов и 75% по массе) и гелия (18% по числу атомов и 24% по массе). На долю остальных веществ приходится не более 1%. В атмосфере присутствуют метан, водяной пар, аммиак; имеются также следы органических соединений, этана, сероводорода, неона, кислорода, фосфина, серы. Внешние слои атмосферы содержат кристаллы замороженного аммиака.

Красноватые вариации цвета Юпитера могут объясняться наличием соединений фосфора, серы и углерода. Поскольку цвет может сильно варьироваться, следовательно, химический состав атмосферы также различен в разных местах. Например, имеются «сухие» и «мокрые» области с разным содержанием водяного пара.

Температура внешнего слоя облаков — около 130°С, однако быстро растёт с глубиной. По данным спускаемого аппарата «Галилео», на глубине 130 км температура равна +150°С, давление — 24 атмосферы. Давление у верхней границы облачного слоя — около 1 атм, т. е. как у поверхности Земли. «Галилео» обнаружил «тёплые пятна» вдоль экватора. По-видимому, в этих местах слой внешних облаков тонок и можно видеть более тёплые внутренние области.

Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч. Циркуляция атмосферы определяется двумя основными факторами. Во-первых, вращение Юпитера в экваториальных и полярных областях неодинаково, поэтому атмосферные структуры вытягиваются в полосы, опоясывающие планету. Во-вторых, имеется температурная циркуляция за счёт тепла, выделяющегося из недр. В отличие от Земли (где циркуляция атмосферы происходит за счёт разницы солнечного нагрева в экваториальных и полярных областях) на Юпитере воздействие солнечной радиации на температурную циркуляцию незначительно.

Конвективные потоки, выносящие внутреннее тепло к поверхности, внешне проявляются в виде светлых зон и темных поясов. В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам. Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне (примерно на 20 км.), а их светлая окраска объясняется видимо повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Располагающиеся ниже тёмные облака поясов состоят предположительно из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония и имеют более высокую температуру. Эти структуры представляют области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера. Период обращения колеблется на несколько минут в зависимости от широты. Это приводит к существованию устойчивых зональных течений или ветров, постоянно дующих параллельно экватору в одном направлении. Скорости в этой глобальной системе достигают от 50 до 150 м/с и выше. На границах поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводят к образованию многочисленных вихревых структур. Наиболее известным таким образованием является Большое красное пятно, наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение последних 300 лет.

Большое красное пятно — овальное образование изменяющихся размеров, расположенное в южной тропической зоне. В настоящее время оно имеет размеры 15×30 тыс. км (значительно больше размеров Земли), а 100 лет назад наблюдатели отмечали в 2 раза большие размеры. Иногда оно бывает не очень чётко видимым. Большое красное пятно — это долгоживущий гигантский ураган (антициклон), вещество в котором вращается против часовой стрелки и совершает полный оборот за 6 земных суток. Оно характеризуется восходящими течениями в атмосфере. Облака в нём расположены выше, а температура их ниже, чем в соседних областях.

В атмосфере Юпитера наблюдаются молнии, мощность которых на три порядка превышает земные, a также полярные сияния. Кроме того, орбитальным телескопом «Чандра» обнаружен источник пульсирующего рентгеновского излучения (названный Большим рентгеновским пятном), причины которого представляют пока загадку.

Магнитное поле и магнитосфера

Юпитер обладает мощным магнитным полем; ось диполя наклонена к оси вращения на 10°. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 Э у северного полюса и 10,7 Э у южного. Его полярность обратна полярности земного магнитного поля. Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, будучи хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создает магнитные поля.

Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне тянется до расстояния в 50—100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Ускоренные в магнитосфере Юпитера электроны достигают Земли. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны. Магнитосфера формируется преимущественно за счёт потоков заряжённых частиц, которые выносятся магнитным полем планеты из плазменного тора вокруг орбиты Ио. Источником частиц являются вулканы Ио. Магнитосфера формируется также за счёт частиц солнечного ветра.

Юпитер обладает мощными радиационными поясами. При сближении с Юпитером «Галилео» получил дозу радиации, в 25 раз превышающую смертельную дозу для человека. Радиоизлучение радиационного пояса Юпитера впервые было обнаружено в 1955г. Радиоизлучение носит синхротронный характер. Юпитер окружён ионосферой протяжённостью 3000 км.

Подобно полярным сияниям на Земле полярные сияния на Юпитере обусловлены стеканием заряженных частиц вдоль линий магнитного поля в атмосферу в районе северного и южного полюсов планеты. Однако магнитное поле Юпитера очень велико, поэтому выброшенное с вулканического спутника Ио ионизованное вещество, улавливаемое магнитным полем Юпитера, создает сияния в тысячу раз интенсивнее, чем полярные сияния на Земле.

Спутники и кольца

По данным на декабрь 2005 года у Юпитера насчитывается 63 спутника, максимальное значение для Солнечной системы. По оценкам, спутников может быть не менее сотни. Четыре самых крупных спутника — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты ещё в 1610 г. Галилео Галилеем. Наибольший интерес представляет Европа, обладающая глобальным океаном, в котором не исключено наличие жизни. Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно, и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. Остальные спутники намного меньше, и представляют собой скалистые тела неправильной формы. Среди них есть обращающиеся в обратную сторону.

У Юпитера имеются слабые кольца, обнаруженные во время прохождения мимо Юпитера «Вояджера-1» в 1979. С Земли кольца могут быть замечены при наблюдении в инфракрасном диапазоне. По результатам исследований «Галилео» был сделан вывод, что источником пополнения колец являются небольшие спутники Юпитера.

Изучение Юпитера космическими аппаратами

В 1973 и 1974 мимо Юпитера прошли «Пионер-10» и «Пионер-11» на расстоянии (от облаков) 132 тыс. км и 43 тыс. км соответственно. Аппараты передали несколько сот снимков (невысокого разрешения) планеты и галилеевых спутников, впервые измерили основные параметры магнитного поля и магнитосферы Юпитера.

В 1979 около Юпитера пролетели «Вояджеры» (на расстоянии 207 тыс. км и 570 тыс. км). Аппараты передали большое количество подробных снимков планеты и её спутников, а также много других ценных данных (в частности, были обнаружены кольца Юпитера).

В 1992 мимо планеты прошёл «Улисс» на расстоянии 900 тыс. км. Аппарат провёл измерения магнитосферы Юпитера («Улисс» предназначен для изучения Солнца и не имеет фотокамер).

С 1995 по 2003 на орбите Юпитера находился «Галилео». С помощью этой миссии было получено множество новых данных. В частности, спускаемый аппарат впервые изучил атмосферу газовой планеты изнутри.

В 2000 мимо Юпитера пролетел «Кассини». Он сделал ряд снимков планеты с рекордным разрешением и получил новые данные о плазменном торе Ио. Кроме того, был поставлен уникальный эксперимент по измерению магнитного поля планеты одновременно с двух точек («Кассини» и «Галилео»).

В 2007 по пути к Плутону мимо Юпитера пройдёт аппарат «Новые горизонты».

На 2010 запланирован запуск аппарата «Юнона», который должен выйти на орбиту Юпитера и провести детальные исследования планеты.

В 2010-х годах планируется осуществление межпланетной миссии по изучению галилеевых спутников.

Жизнь на Юпитере

В настоящее время наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным в виду низкой концентрации воды в атмосфере и отсутствия твёрдой поверхности. В 1970-х годах Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака. Следует отметить, что даже на небольшой глубине в юпитерианской атмосфере температура и плотность достаточно высоки и возможность по крайней мере химической эволюции исключать нельзя, поскольку скорость и вероятность протекания химических реакций благоприятствуют этому.

Комета Шумейкеров-Леви

В июле 1992 года к Юпитеру приблизилась комета. Она прошла на расстоянии около 15 тысяч километров от верхней границы облаков и мощное гравитационное воздействие планеты-гиганта разорвало её ядро на 17 больших частей. Этот кометный рой был обнаружен на обсерватории Маунт-Паломар супругами Кэролайн и Юджином Шумейкерами и астрономом-любителем Дэвидом Леви. В 1994 году, при следующем сближении с Юпитером, все обломки кометы врезались в атмосферу планеты с огромной скоростью — около 64 километров в секунду. Этот грандиозный космический катаклизм наблюдался как с Земли, так и с помощью космических средств, в частности с помощью Космического телескопа «Хаббл», инфракрасного спутника IUE и межпланетной космической станции «Галилео». Падение ядер сопровождалось интересными атмосферными эффектами, например полярными сияниями, чёрными пятнами в местах падения ядер кометы, климатическими изменениями.

 

www.referatmix.ru

Доклад Астрономия Юпитер

                       Особенности  Юпитера.                       
Из четырех гигантских планет лучше всего изучен Юпитер — самая большая
планета этой группы и ближайшая из планет-гигантов к нам и Солнцу. Ось
вращения Юпитера почти перпендикулярна к плоскости его ор­биты, поэтому
сезонных изменений условия освещения на нем нет.
У всех планет-гигантов вращение вокруг оси довольно быст­рое, а плотность
мала. Вследствие этого они значительно сжаты.
Все планеты-гиганты окружены мощными протяженными ат­мосферами, и мы видим
лишь плавающие в них облака, вытяну­тые полосами, параллельными экватору,
вследствие их быстрого вращения.
Полосы облаков видны на Юпитере даже в слабый, телескоп Юпитер вращается
зонами—чем ближе к полю­сам, тем медленнее. На экваторе период вращения 9 ч
50 мин, а на средних широтах на несколько минут больше. Аналогичным образом
вращаются и другие планеты-гиганты.
Поскольку планеты-гиганты находятся далеко от Солнца, их температура (по
крайней мере над их облаками) очень низка:
на Юпитере —145°С, на Сатурне —180°С, на Уране и Нептуне еще ниже.
Атмосферы планет-гигантов содержат в основном молекуляр­ный водород, есть там
метан СН4 и, по-видимому, много гелия, а в атмосфере Юпитера и Сатурна
обнаружен еще и аммиак NНз. Отсутствие полос Nh4 в спектрах более далеких
планет объясняется тем, что он там вымерз. При низкой температуре аммиак
конденсируется, и из него, вероятно, состоят видимые облака Юпитера.
Интенсивные движения, охватывающие облачный и соседние с ним слои атмосферы,
имеют устойчивый характер. В частности, таким устойчивым атмосферным «вихрем»
является знаменитое Красное пятно, наблюдаемое на Юпитере уже \свыше 300 лет.
Изучение процессов, происходящих в атмосферах различных планет, помогает
земной метеорологии и климатологии.
Теоретически построены модели массивных планет, состоящих из водорода и
гелия. Расчеты модели внутреннего строения Юпитера показывают, что по мере
приближения к центру водо­род должен последовательно проходить через
газообразную, газо-жидкую и жидкую фазы. В центре планеты, где температура
может достигать нескольких тысяч кельвин, находится жидкое ядро, состоящее из
металлов, силикатов и водорода в металли­ческой фазе, которая наступает при
давлениях порядка 10" Па. В 1975 г. металлическую фазу водорода удалось
эксперимен­тально получить на Земле, что подтверждает справедливость
теоретических расчетов внутреннего строения планет-гигантов.
Благодаря наличию магнитного поля Юпитер имеет пояса ра­диации, подобные
земным, но значительно превосходящие их. Его магнитосфера простирается на
миллионы километров, охватывая четыре крупнейших спутника. Юпитер является
источником ра­диоизлучения. Космические аппараты зарегистрировали на нем
мощные вспышки молний.
Из остальных данных о планетах заслуживает упоминания особенность осевого
вращения Урана, которое, как и у Венеры, происходит в направлении,
противоположном направлению вра­щения всех остальных планет. Кроме того, он
вращается как бы лежа на боку, поэтому в течение года происходит значительное
изменение условий освещения поверхности планеты.
Самая далекая планета — Плутон — не является планетой-гигантом. Это очень
небольшая и плохо изученная холодная пла­нета, год на которой длится около
250 земных лет.
     Полеты космических кораблей “Аполлон”
     
№ корабляЭкипажДаты полета

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

Беспилотный

У. Ширра, Д. Эйзел, У. Каннингем

Ф. Борман, Дж. Ловелл, У. Андерс

Дж. Макдивитт, Д. Скотт, Р. Швейкарт

Т. Стаффорд, Дж. Янг, Ю. Сернан

Н. Армстронг, М. Коллинз, Э. Олдрин

Ч. Конрад, Р. Гордон, А. Бин

Дж. Ловелл, Дж. Суиджерт, Ф. Хейс

А. Шепард, Э. Митчелл, С. Руса

Д. Скотт, Дж. Ирвин, А. Уорден

Дж. Янг, Ч. Дьюк, Т. Маттингли

Ю. Сернан, Р. Эванс, Х. Шмитт

26.02.66

05.07.66

23.08.66

09.11.67

22.01 – 11.02.68

04.04.68

11 – 22.10.68

21 – 27.12.68

03 – 13.03.69

18 – 26.05.69

16 – 24.07.69

14 – 24.11.69

11 – 17.04.70

31.01 – 09.02.71

26.07 – 07.08.71

16 – 27.04.72

07 – 19.12.72

Происхождение Солнечной системы“ Вот уже два века проблема происхождения Солнечной системы волнует выдающихся мыслителей нашей планеты. Этой проблемой занимались, начиная от философа Канта и математика Лапласа, плеяда астрономов и физиков XIX и XX столетий. И все же мы до сих пор довольно далеки от решения этой проблемы. Но за последние три десятилетия прояснился вопрос о путях эволюции звезд. И хотя детали рождения звезды из газово-пылевой туманности еще далеко не ясны, мы теперь четко представляем, что с ней происходит на протяжении миллиардов лет дальнейшей эволюции. Переходя к изложению различных космогонических гипотез, сменявших одна другую на протяжении двух последних столетий, начнем с гипотезы великого немецкого философа Канта и теории, которую спустя несколько десятилетий независимо предложил французский математик Лаплас. Предпосылки к созданию этих теорий выдержали испытание временем. Точки зрения Канта и Лапласа в ряде важных вопросов резко отличались. Кант исходил из эволюционного развития холодной пылевой туманности, в ходе которого сперва возникло центральное массивное тело – будущее Солнце, а потом планеты, в то время как Лаплас считал первоначальную туманность газовой и очень горячей с высокой скоростью вращения. Сжимаясь под действием силы всемирного тяготения, туманность, вследствие закона сохранения момента количества движения, вращалась все быстрее и быстрее. Из-за больших центробежных сил от него последовательно отделялись кольца. Потом они конденсировались, образуя планеты. Таким образом, согласно гипотезе Лапласа, планеты образовались раньше Солнца. Однако, несмотря на различия, общей важной особенностью является представление, что Солнечная система возникла в результате закономерного развития туманности. Поэтому и принято называть эту концепцию “гипотезой Канта-Лапласа”. Однако эта теория сталкивается с трудностью. Наша Солнечная система, состоящая из девяти планет разных размеров и масс, обладает особенностью: необычное распределение момента количества движения между центральным телом – Солнцем и планетами. Момент количества движения есть одна из важнейших характеристик всякой изолированной от внешнего мира механической системы. Именно как такую систему можно рассмотреть Солнце и окружающие его планеты. Момент количества движения можно определить как “запас вращения” системы. Это вращение складывается из орбитального движения планет и вращения вокруг осей Солнца и планет. Львиная доля момента количества движения Солнечной системы сосредоточена в орбитальном движении планет-гигантов Юпитера и Сатурна. С точки зрения гипотезы Лапласа, это совершенно непонятно. В эпоху, когда от первоначальной, быстро вращающейся туманности отделилось кольцо, слои туманности, из которых потом сконденсировалось Солнце, имели (на единицу массы) примерно такой же момент, как вещество отделившегося кольца (так как угловые скорости кольца и оставшихся частей были примерно одинаковы), так как масса последнего была значительно меньше основной туманности (“протосолнца”), то полный момент количества движения кольца должен быть много меньше, чем у “протосолнца”. В гипотезе Лапласа отсутствует какой-либо механизм передачи момента от “протосолнца” к кольцу. Поэтому в течение всей дальнейшей эволюции момент количества движения “протосолнца”, а затем и Солнца должен быть много больше, чем у колец и образовавшихся из них планет. Но этот вывод противоречит с фактическим распределением количества движения между Солнцем и планетами. Для гипотезы Лапласа эта трудность оказалась непреодолимой. Остановимся на гипотезе Джинса, получившей распространение в первой трети текущего столетия. Она полностью противоположна гипотезе Канта-Лапласа. Если последняя рисует образование планетарных систем как единственный закономерный процесс эволюции от простого к сложному, то в гипотезе Джинса образование таких систем есть дело случая. Исходная материя, из которой потом образовались планеты, была выброшена из Солнца (которое к тому времени было уже достаточно “старым” и похожим на нынешнее) при случайном прохождении вблизи него некоторой звезды. Это прохождение был настолько близким, что его можно рассматривать практически как столкновение. Благодаря приливным силам со стороны налетевшей на Солнце звезды, из поверхностных слоев Солнца выброшена струя газа. Эта струя останется в сфере притяжения Солнца и после того, как звезда уйдет от Солнца. Потом струя сконденсируется и даст начало планетам. Если бы гипотеза Джинса была правильной, число планетарных систем, образовавшихся за десять миллиардов лет ее эволюции, можно было пересчитать по пальцам. Но планетарных систем фактически много, следовательно, эта гипотеза несостоятельна. И ниоткуда не следует, что выброшенная из Солнца струя горячего газа может сконденсироваться в планеты. Таким образом, космологическая гипотеза Джинса оказалась несостоятельной. Выдающийся советский ученый О.Ю.Шмидт в 1944 году предложил свою теорию происхождения Солнечной системы: наша планета образовалась из вещества, захваченного из газово-пылевой туманности, через которую некогда проходило Солнце, уже тогда имевшее почти “современный” вид. При этом никаких трудностей с вращением момента планет не возникало, так как первоначально момент вещества облака может быть сколь угодно большим. Начиная с 1961 года эту гипотезу развивал английский космогонист Литтлтон, который внес в нее существенные улучшения. По обеим гипотезам “почти современное” Солнце сталкивается с более или менее “рыхлым” космическим объектом, захватывая части его вещества. Тем самым образование планет связывается с процессом звездообразования.

works.tarefer.ru

Реферат Астрономия Планета Юпитер и ее спутники

Реферат по астрономии
на тему : «Планеты Солнечной системы».
     Что  же  окружает  Юпитер ?
выполнил ученик 11 класса «Б»
школы-гимназии №226
Соколов Александр.
Оглавление:
Введение                                   - 2 стр.
Атмосфера                                - 4 стр.
Кольцо Юпитера                      - 7 стр.
Внутренние и внешние           - 8 стр.
спутники Юпитера
                                              Введение.
Юпитер- вторая по яркости после Венеры планета Солнечной системы.   Но   если
Венеру   можно   видеть    только   утром    или
вечером ,то  Юпитер  иногда сверкает  всю ночь.  Из-за  медленного,
величественного  перемещения  этой   планеты   древние  греки дали
ей   имя   своего   верховного   бога   Зевса  ; в римском пантеоне ему
соответствовал Юпитер.
Дважды Юпитер сыграл важную роль в истории астрономии. Он стал первой
планетой , у которой были открыты спутники . В 1610 г. Галилей , направив
телескоп на Юпитер, заметил рядом с планетой четыре звёздочки , не видимые
простым глазом . На следующий день они изменили своё положение и относительно
Юпитера , и относительно друг друга. Наблюдая за этими звёздами  Галилей
заключил , что наблюдает спутники Юпитера , образовавшиеся вокруг него как
центрального светила .Это была уменьшенная модель Солнечной системы . Быстрое
и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников Юпитера –Ио , Европы,
Ганимеда и Каллисто-делает их удобными « небесными часами», и моряки долгое
время пользовались ими , чтобы определять положение корабля в открытом море .
В другой раз Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок:
распространяется ли свет мгновенно или скорость его конечна? Регулярно
наблюдая затмения спутников Юпитера и сравнивая эти данные с результатами
предварительных расчетов , датский астроном Оле Рёмер в 1675 г. обнаружил ,
что наблюдения и вычисления расходятся , если Юпитер и Земля находятся по
разные стороны Солнца . В этом случае  затмения спутников запаздывают
примерно на 1000 с. Рёмер пришёл к правильному выводу , что 1000 с. – это как
раз , которое нужно свету ,чтобы пересечь орбиту Земли по диаметру. Поскольку
диаметр земной орбиты составляет 300 млн. километров , скорость света
оказывается близкой к 300000км./с.
Юпитер- это планета – гигант которая содержит в себе более 2/3 всей нашей
планетной системы . Масса Юпитера равна 318 земным. Его объем в 1300 раз
больше , чем у Земли . Средняя плотность Юпитера 1330 кг/м^3, что сравнимо с
плотностью воды и в четыре раза меньше , чем плотность Земли . Видимая
поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли . Юпитер представляет
собой гигантский шар из водорода , практически его химический состав
совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая:-140 С.
Юпитер быстро вращается ( период вращения 9 ч. 55 мин. 29 с.). Из-за действия
центробежных сил планета заметно расплющилась , и её полярный радиус стал на
4400 км меньше экваториального , равного 71400 км . Магнитное поле Юпитера в
12 раз сильнее земного .
Возле Юпитера побывало пять американских космических аппаратов : в 1973 г. –
«Пионер-10» , в 1974 – «Пионер-11». В марте и в июле1979 г. его посетили
более крупные и «умные» аппараты – «Вояджер-1 и –2».В декабре 1995 до него
долетела межпланетная станция «Галилео», которая стала первым искусственным
спутником Юпитера и сбросила в его атмосферу зонд.
Совершим и мы небольшое мысленное путешествие вглубь Юпитера.
     Атмосфера.
Атмосфера Юпитера представляет собой огромную бушующую часть планеты,
состоящую из водорода и гелия. Механизм, приводящий в действие общую
циркуляцию на Юпитере, такой же, как и на Земле: разность в количестве тепла,
получаемого от Солнца на полюсах и экваторе, вызывает возникновение
гидродинамических потоков, которые отклоняются в зональном направлении
кориолисовой силой. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии тока
практически параллельны экватору. Картина усложняется конвективными
движениями, которые более интенсивны на границах между гидродинамическими
потоками, имеющими разную скорость. Конвективные движения выносят вверх
окрашивающее вещество, присутствием которого объясняется слегка красноватый
цвет Юпитера. В области темных полос конвективные движения наиболее сильны, и
это объясняет их более интенсивную окраску.
Так же как и в земной атмосфере, на Юпитере могут формироваться циклоны.
Оценки показывают, что крупные циклоны, если они образуются в атмосфере
Юпитера, могут быть очень устойчивы (время жизни до 100 тысяч лет). Вероятно,
Большое Красное пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера,
полученные при помощи аппаратуры, установленной на американских аппаратах
«Пионер-10» и «Пионер-11», показали, что Красное пятно не является
единственным образованием подобного типа: имеется несколько устойчивых
красных пятен меньшего размера.
Спектроскопическими наблюдениями было установлено присутствие в атмосфере
Юпитера молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, этана, ацетилена и
водяного пара. По-видимому, элементный состав атмосферы (и всей планеты в
целом) не отличается от солнечного (90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых
элементов).
Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 1 атм.
Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристаллов
аммиака ниже, должны быть расположен облака из кристаллов льда и капелек
воды.
Инфракрасная яркостная температура Юпитера, измеренная в интервале 8 – 14 мк,
равна в центре диска 128 – 130К. Если  рассмотреть температурные разрезы по
центральному меридиану и экватору, можно увидеть, что температура, измеренная
на краю диска, ниже, чем в центре. Это можно объяснить следующим образом. На
краю диска луч зрения идет наклонно, и эффективный излучающий уровень (то
есть уровень, на котором достигается оптическая толщина  t=1) расположен в
атмосфере на большей высоте, чем в центре диска. Если температура в атмосфере
падает с увеличением высоты, то яркость и температура на краю будут несколько
меньше. Слой аммиака толщиной в несколько сантиметров (при нормальном
давлении) уже практически непрозрачен для инфракрасного излучения в интервале
8 – 14 мк. Отсюда следует, что инфракрасная яркостная температура Юпитера
относится к довольно высоким слоям его атмосферы. Распределение интенсивности
в полосах СН показывает, что температура облаков значительно больше (160 –
170К) При температуре ниже 170К аммиак (если его количество соответствует
спектроскопическим наблюдениям) должен конденсироваться; поэтому
предполагается, что облачный покров Юпитера, по крайней мере частично,
состоит из аммиака. Метан конденсируется при более низких температурах и в
образовании облаков на Юпитере принимать участие не может.
Яркостная температура 130К заметно выше, чем равновесная, то есть такая,
которую должно иметь тело, светящееся только за счет переизлучения солнечной
радиации. Расчеты, учитывающие измерение отражательной способности планеты
приводят к равновесной температуре около 100К. Существенно, что величина
яркостной температуры около 130К была получена не только в узком диапазоне 8-
14мк, но и далеко за его пределами. Таким образом, полное излучение Юпитера
2,9 раз превосходит энергию, получаемую от Солнца, и большая часть излучаемой
им энергии обусловлена внутренним источником тепла. В этом смысле Юпитер
ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако источником внутренней
энергии Юпитера не являются, конечно, ядерные реакции. По-видимому,
излучается запас энергии, накопленный при гравитационном сжатии планеты (в
процессе формирования планеты из протопланетной туманности гравитационная,
когда гравитационная энергия пыли и газа, образующих планету, должна
переходить в кинетическую и затем в тепловую).
Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно
быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям
она достигает 400К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а
на глубине 500 км – около 1200К. А расчеты внутреннего строения показывают,
что атмосфера Юпитера очень глубокая – 10000 км, но надо отметить, что
основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидком состоянии.
Водород при этом находится в вырожденном, что то же самое, в металлическом
состоянии (электроны оторваны от протонов). При этом в самой атмосфере
водород и гелий, строго говоря, находятся в сверхкритическом состоянии:
плотность в нижних слоях достигает 0,6-0,7г/см ³, и свойства скорее
напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты (по расчетам на глубине
30000 км), возможно, находится твердое ядро из тяжелых элементов,
образовавшееся в результате слипания частиц металлов и каменных образований.
       Кольцо Юпитера.
Юпитер преподносит много сюрпризов: он генерирует мощные полярные сияния,
сильные радиошумы, возле него межпланетные аппараты наблюдают пылевые бури –
потоки мелких твердых частиц, выброшенных в  результате электромагнитных
процессов в магнитосфере Юпитера. Мелкие частицы, которые получают
электрический заряд  при облучении солнечным ветром, обладают очень
интересной динамикой: являясь промежуточным случаем между макро и
микротелами, они примерно одинаково реагируют  и на гравитационные и на
электромагнитные  поля.
Именно из таких мелких каменных частиц, в основном состоит кольцо Юпитера,
открытое в марте 1979 года (косвенное обнаружение  кольца  в 1974 г. по
данным «Пионера» осталось непризнанным). Его главная часть имеет радиус 123-
129 тыс. км. Это плоское кольцо около 30км толщиной и очень разреженное – оно
отражает лишь несколько тысячных долей процента падающего света. Более слабые
пылевые структуры тянутся от главного кольца к поверхности Юпитера и образуют
над кольцом толстое гало, простирающееся до ближайших спутников. Увидеть
кольцо Юпитера с Земли практически невозможно: оно очень тонкое и постоянно
повернуто к наблюдателю ребром из-за малого  наклона оси вращения Юпитера к
плоскости его орбиты.
       Внутренние и внешние спутники Юпитера.
У Юпитера обнаружено 16 лун. Две из них – Ио и Европа – размером с нашу Луну,
а другие  две – Ганимед и Каллисто – превзошли ее по  диаметру  примерно в
полтора раза. Каллисто равна по размерам Меркурию, а Ганимед его обогнал.
Правда, они находятся дальше от своей планеты, чем Луна от Земли. Только Ио
видна в небе Юпитера как яркий красноватый диск (или полумесяц) лунных
размеров, Европа, Ганимед и Каллисто выглядят в несколько раз меньше Луны.
Владения Юпитера довольно обширны: восемь внешних спутников настолько удалены
от него, что их нельзя было бы наблюдать с самой планеты невооруженным
глазом. Происхождение  спутников загадочно: половина из них движется вокруг
Юпитера в обратную сторону  (по сравнению с обращением других 12 спутников и
направлением суточного вращения самой планеты). Самый внешний спутник Юпитера
в 200 раз дальше от него, чем самый близкий. Например, если высадиться на
один из ближайших спутников, то оранжевый диск планеты займет полнеба. А с
орбиты самого дальнего спутника диск гиганта Юпитера будет выглядеть почти в
два раза меньше лунного.
Спутники Юпитера – это интереснейшие миры, каждый со своим лицом и историей ,
которые открывались нам только в космическую эру.
       Ио.
Это самый близкий к Юпитеру галилеев спутник, он удален от центра  планеты на
422 тыс. км, т. е. чуть дальше, чем Луна от Земли. Благодаря огромной массе
Юпитера период обращения Ио гораздо короче лунного месяца и составляет всего
42,5 ч. Для наблюдателя в телескоп это самый непоседливый спутник:
практически каждый день Ио видна на новом месте, перебегая с одной стороны
Юпитера на другую.
По массе и радиусу (1815км) Ио похожа на Луну. Самая сенсационная особенность
Ио заключается в том, что она вулканически активна! На ее желто-оранжевой
поверхности «Вояджеры» обнаружили 12 действующих вулканов, извергающих
султаны высотой до 300км. Основной выбрасываемый  газ – диоксид серы,
замерзающий потом на поверхности в виде твердого белого вещества.
Доминирующим оранжевым цветом спутник обязан соединениям серы. Вулканически
активные области Ио нагреты до 300°С.
Постоянно над планетой поднимается фонтан газа высотой 300 км. Мощный
подземный гул сотрясает почву , из жерла вулкана с огромной скоростью ( до 1
км/с)вылетают вместе с газом камни и после свободного безатмосферного падения
с огромной высоты врезаются в поверхность во многих сотнях километров от
вулкана. Из некоторых вулканических кальдер (так называются котлообразные
впадины , образовавшиеся вследствие провала вершины вулкана ) выплёскивается
расплавленная черная сера и растекается горячими реками . на фотографиях
«Вояджеров» видны черные озёра и даже целые моря расплавленной серы .
Крупнейшее лавовое море возле вулкана Локи имеет размер 20 км в поперечнике .
В центре его расположен потрескавшийся оранжевый остров из твёрдой серы .
Черные моря Ио колышутся в оранжевых берегах , а в небе над ними нависает
громада Юпитера.
Существование таких пейзажей вдохновило много художников.
Вулканическая активность Ио обусловлена гравитационным влиянием на нее других
тел системы Юпитера. Прежде всего, сама гигантская планета своим мощным
тяготением создала два приливных горба на поверхности спутника, которые
затормозили вращение Ио, так что она всегда обращена к Юпитеру одной стороной
– как Луна к Земле. Орбита Ио не является точным кругом, горбы слегка
перемещаются по её поверхности ,что приводит к разогреванию внутренних слоев
планеты. В еще большей степени этот эффект вызывается приливными
воздействиями других массивных спутников Юпитера, в первую очередь ближайшей
к Ио Европе. Постоянное разогревание недр привело к тому, что Ио является
самым вулканически активным телом Солнечной системы.
В отличие от земных вулканов , у которых мощные извержения эпизодичны,
вулканы на Ио работают практически не переставая , хотя активность их может
меняться. вулканы и гейзеры выбрасывают часть вещества даже в космос. Поэтому
вдоль орбиты Ио тянется плазменный шлейф из ионизированных атомов кислорода и
серы  и нейтральных облаков атомарных натрия и калия.
Ударные кратеры на Ио отсутствуют из-за интенсивной вулканической переработки
поверхности. На ней есть каменные массивы высотой до 9 км. Плотность Ио
довольно высока – 3000 кг/м^3. Под частично расплавленной оболочкой из
силикатов в центре спутника расположено ядро с большим содержанием железа и
его соединений.
     
Европа имеет радиус чуть  меньше, чем у Ио – 1569км. Из галилеевых спутников
у Европы самая светлая поверхность с явными признаками водяного льда.
Существует предположение о том, что под ледяной коркой существует водный
океан, а под ним твердое силикатное ядро. Плотность Европы очень высока –
3500кг/м3. Этот спутник удален от Юпитера на 671000 км.
Геологическая история Европы не имеет ничего общего с историей соседних
спутников. Европа одно из самых гладких тел в солнечной системе: на ней нет
возвышенностей более ста метров высотой. Вся ледяная поверхность спутника
покрыта сетью полос огромной протяженностью. Темные полосы длиной в тысячи
километров – это следы глобальной системы трещин по всей Европе.
Существование этих трещин объясняется тем, что ледяная поверхность достаточно
подвижна и неоднократно раскалывалась от внутренних напряжений и
крупномасштабных тектонических процессов.
Из-за того , что поверхность молодая ( всего 100млн. лет ) , на почти не
заметно ударных метеоритных кратеров, которые в большом количестве возникали
4,5 млрд. лет назад. Учёные нашли на Европе только пять кратеров диаметрами
10-30 км.
       Ганимед.
Ганимед является крупнейшим спутником планет в Солнечной системе, его радиус
равен  2631 км. Плотность мала, по сравнению с Ио и Европой, всего 1930кг/м3.
Удаленность от Юпитера составляет 1,07 млн. км. Всю поверхность Ганимеда
можно разделить на две группы: первая, занимающая 60% территории,
представляет собой странные полосы льда, порожденные активными геологическими
процессами 3,5 млрд. лет назад; вторая, занимающая остальные 40%,
представляет собой древнюю мощную ледяную кору, покрытую многочисленными
метеоритными кратерами, нужно также отметить, что эта кора было частична
разломлена и обновлена теми же процессами, что и упомянутые выше.
С точки зрения космического геолога Ганимед- самое привлекательное тело среди
спутников Юпитера. Он имеет смешанный силикатно- ледяной состав: мантию из
водяного льда и каменное ядро . Его плотность 1930 кг\м^3. В условиях низких
температур и высоких внутренних давлений водяной лёд может существовать в
нескольких модификациях с различными типами кристаллической решётки. Богатая
геология Ганимеда во многом определяется сложными переходами между этими
разновидностями льда. Поверхность спутника припорошена слоем рыхлой каменно-
ледяной пыли толщиной от нескольких метров до нескольких десятков метров.
       Каллисто.
Это второй по величине спутник в системе Юпитера, его радиус 2400км. Среди
галилеевых спутников Каллисто самый дальний: расстояние от Юпитера 1,88 млн.
км, период вращения составляет 16,7 суток. Плотность силикатно-ледяной
Каллисто мала – 1830кг/м3. Поверхность Каллисто до предела насыщена
метеоритными кратерами. Темный цвет Каллисто – результат силикатных и других
примесей. Каллисто – самое кратерированное тело Солнечной системы из всех
известных. Огромной силы удар метеорита вызвал образование гигантской
структуры, окружённой кольцевыми волнами , - Вальхаллы. В центре её находится
кратер диаметром 350 км , а в радиусе 2000 км от него концентрическими
кругами располагаются горные хребты.
У Юпитера внутри орбиты Ио открывается несколько маленьких спутников. Три из
них – Метида, Адрастея и Теба- обнаружены с помощью межпланетных станций , и
о них известно немного. Метида и Атрастея (их диаметры 40 и 20 км
соответственно) движутся по краю главного кольца Юпитера ,по одной орбите
радиусом 128000км. Эти самые быстрые спутники делают оборот вокруг гиганта
Юпитера за 7 ч. со скоростью свыше 100000 км /ч.
Более удалённый спутник Теба расположен посередине между Ио и Юпитером- на
расстоянии 222 тыс. км от планеты ; его диаметр около 100 км.
Наиболее крупный внутренний спутник Амальтерея имеет неправильную форму (
размеры 270*165*150 км) и покрыт кратерами ; он состоит из тугоплавких пород
тёмно-красного цвета. Амальтелия обнаружена американским астрономом Эдуардом
Бернардом в 1892 г. и стала пятым по счету открытым спутником Юпитера.
Вращается она по орбите радиусом 181 тыс. км.
Внутренние спутники Юпитера и его четыре главные луны расположены вблизи
плоскости экватора планеты на почти круговых орбитах. У орбит этих восьми
спутников эксцентрисеты и наклонения настолько малы , что ни один из них не
отклоняется от «идеальной» круговой траектории более чем на один градус .
Такие спутники называются регулярными.
Остальные восемь спутников Юпитера относятся к нерегулярным и отличаются
значительными эксцентрисетами и наклонениями орбит. В своём движении они
могут они могут менять удаленность от планеты в 1,5-2 раза, отклоняясь при
этом от её экваториальной плоскости на многие миллионы километров. Эти восемь
внешних спутников Юпитера сгруппированы в две команды , котрые были названы
по наиболее крупным телам : группа Гималии , куда также входят Леда, Лиситея
и Элара ;и группа Пасифе с Ананке, Карме и Синопе. Эти спутники открывались с
помощью наземных телескопов в течение 70 лет( 1904 –1974).Средние радиусы
планет группы Гималии соответствуют 11,1-11,7 млн км . спутники группы
Гималии совершают оборот вокруг Юпитера за 240-260 суток , а группы Пасифе -
–за 630-760 суток , т.е. более чем за два года. Собственные радиусы спутников
очень малы : в группе Гималии –от 8 км у Леды до 90 км у Гималии ; в группе
Пасифе –от 15 до 35 км . они черны и неровны . Внешние спутники , входящие в
группу Пасифе, вращаются вокруг Юпитера в обратную сторону.
Учёные еще не пришли к единому мнению о происхождении нерегулярных
спутников.( Считается , что регулярные внутренние спутники сформировались из
околопланетного газопылевого диска в результате слипания многих мелких частиц
.) Ясно только , что важную роль в формировании внешних спутников играл
захват Юпитером астероидов. Компьютерные расчеты показывают, что, возможно,
группа Пасифе возникла в результате систематического захвата планетой мелких
частиц и астероидов на обратные орбиты во внешней области околоюпитерианского
диска.
Список использованной литературы:
1.     Жарков В.Н. «Внутреннее строение Земли и планет», М.: Наука, 1974 год.
2.     Энциклопедия для детей. Т. 8. Астрономия /Глав. ред. М.Д. Аксенова –
М.: Аванта+, 1997 год, 688с: ил.
     

works.tarefer.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о