Юпитер (планета)

Юпитер, пятая по расстоянию от Солнца большая планета Солнечной системы, астрономический знак . Общие сведения. Ю. ‒ самая крупная из планет-гигантов. Известен с древних времён. Движется вокруг Солнца на среднем расстоянии 5,203 а е (778 млн. Км). Эксцентриситет орбиты 0,048, наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1,3°. Полный оборот вокруг Солнца Ю. Совершает за 11,862 года, двигаясь со средней скоростью 13,06 км/сек Средний синодический период обращения 399 сут За 12 лет Ю. Обходит всё небо вдоль эклиптики и в противостоянии виден как чуть желтоватая звезда ‒ 2,6 звёздной величины. Уступает в блеске только Венере и Марсу во время великого противостояния. Видимый диск Ю. Имеет форму эллипса, оси которого в среднем противостоянии видны под углом 45,5'' и 43,7''.

В соединении с Солнцем Ю. Имеет угловые размеры на 1/3 меньше, а блеск на 0,84 звёздной величины слабее, чем в противостояниях. Визуальное альбедо Ю. Равно 0,67. Экваториальный диаметр Ю. Равен 142600 км, полярный ‒ 134140 км. Сжатие Ю. (1. 15,9) обусловлено быстрым его осевым вращением. Период вращения близ экватора составляет 9 ч 50 мин 30 сек (PI), а на средних широтах ‒ 9 ч 55 мин 40 сек (PII). Объём Ю. Превосходит объём Земли в 1315 раз, а масса ‒ в 318 раз. Масса Ю. Составляет 1. 1047,39 долю Солнца. Средняя плотность (1,33 г/см3) мало отличается от средней плотности Солнца. Ускорение силы притяжения на полюсе Ю. Равно 27,90 м/сек2, на экваторе ‒ 25,90 м/сек2. Центробежное ускорение на экваторе ‒ 2,25 м/сек2 Параболическая скорость (скорость убегания) на поверхности.

Ю. Равна 61 км/сек Все геометрические, механические и физические характеристики указаны по данным на 1974. Сведения о Ю. И его спутниках были значительно обогащены результатами измерений и наблюдений, полученными американскими автоматическими межпланетными станциями «Пионер-10» (1973) и «Пионер-11» (1974). Атмосфера Ю. Наблюдаемая поверхность Ю. Состоит из облаков и других атмосферных образований и пересечена многочисленными тёмными полосами (поясами), разделёнными светлыми зонами, расположенными параллельно экватору, который наклонен всего лишь на 3°04' к плоскости орбиты Ю. Полосы имеют разнообразную окраску и сложную структуру, которая постоянно изменяется. Особенно изменчив вид Южных и Северных экваториальных полос, которые временами исчезают, а затем восстанавливаются с намечающейся цикличностью около 4 лет.

Очень узкая экваториальная полоса также нередко становится невидимой. Околополярные же области сравнительно устойчивы. Количество тепла, приходящего от Солнца на единицу площади Ю., составляет 51.0 вт/м2, т. Е. В 27 раз меньше, чем на единицу площади Земли. Такое количество тепла способно нагреть поверхность Ю. До температуры (равновесной) 110 К. Между тем прямые измерения как наземными средствами, так и с помощью космических зондов указывают на температуру до 145 К по измерениям инфракрасного излучения Ю. И на более высокие значения ‒ до 170 К в сантиметровом радиодиапазоне. В отдельных местах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит к значениям температуры от 200 до 270 К. Рекордно высокая температура 310 К.

Была обнаружена в одном тёмном пятне (6 х 12 тыс. Км) близ экватора. Такая температура может быть обусловлена только потоком тепла из недр планеты, превышающим поток, приходящий от Солнца, в 2 раза. В облачной структуре Ю. Существуют более или менее постоянные образования, примером которых служит Большое красное пятно (БКП), расположенное на широте около 22° в Южной тропической зоне. БКП имеет форму овала длиной до 40000 км и шириной около 13000 км Цвет его ‒ красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяется на белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движения в атмосфере в сочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимость видимых систематических движений на разных удалениях от экватора.

Периоды вращения PI и PII лишь в среднем описывают вращение атмосферы Ю. В действительности же систематические направленные ветры, действующие в той или иной полосе или зоне, приводят к сильно отличающимся значениям периода вращения. Химический состав атмосферы Ю. Определяется спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Ю. Были обнаружены метан CH4 и аммиак NH3 Позднее по слабым полосам в инфракрасной области спектра был обнаружен молекулярный водород H2, затем пары воды H2O, молекулы ацетилена C2H2, этана C2H6, фосфина PH3 и, наконец, окиси углерода CO. Тёмные полосы Ю. Имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2‒0,3 мкм Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 атм (к нему относятся приведённые выше геометрические размеры Ю.), располагаются кристаллы аммиака.

Несколько ниже этого уровня находятся твёрдые частицы полисульфидов, ещё ниже ‒ ледяные кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня ‒ взвешенные капли раствора аммиака в воде. Внутреннее строение Ю. Существуют несколько моделей строения Ю. При разных предположениях о его химическом составе. Вследствие большой силы тяжести на Ю. Давление газов возрастает с глубиной очень быстро и уже на расстоянии 10 тыс. Км от поверхности становится настолько большим, что преобладающий газ (водород) изменяет своё состояние и переходит из нормальной молекулярной фазы в металлическую. С ростом температуры по мере приближения к центру планеты металлический водород расплавляется (температура вблизи центра Ю. Приближается к 20 000 К при давлении порядка 100 млн.

Атм и плотности 20‒30 г/см3). В некоторых моделях Ю. Предполагается существование слоя льда (H2O) значительной толщины, но лишь вблизи поверхности, где температура невысока. По-видимому, Ю. Имеет твёрдую оболочку сравнительно недалеко от поверхности. Предположение о существовании такой оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жестко вращающееся вместе с планетой, и неоднородности тепловых потоков, проявляющиеся в многочисленных деталях полос и особенно в длительно существующих БКП, вращающихся почти с тем же периодом, что и магнитное поле Ю. Магнитное поле Ю. Обнаруживается по сильному радиоизлучению, особенно интенсивному в дециметровом и декаметровом диапазонах. Дециметровые волны исходят из околопланетного пространства и представляют собой синхротронное излучение электронов, захваченных магнитосферой Ю.

В радиационные пояса, подобные земным. Декаметровое излучение (на волне 7,5 м) имеет характер шумовых бурь, длящихся от нескольких часов до нескольких минут. Излучение направлено и исходит из определённых малых участков поверхности Ю. Из повторяемости радиовсплесков следует, что их источники вращаются с периодом PIII = 9 ч 55 мин 30 сек С периодом PIII изменяется также дециметровое излучение. Именно этот период приписывают вращению твёрдого слоя, собственно образующего поверхность Ю. Природа твёрдого слоя Ю. Пока ещё (70-е гг.) неясна. Его верхняя граница должна находиться вблизи видимой поверхности, нижняя же граница может быть расположена там, где металлический водород переходит от твёрдой фазы к жидкой. На этой границе и в глубине жидкого ядра возникают электрические токи, являющиеся причиной магнитного поля Ю.

Напряжённость магнитного поля Ю. 4 э. Направление магнитной оси Ю. Составляет угол около 10° с его осью вращения. Магнитосфера Ю. Имеет очень большие размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов) она имеет явно выраженный дипольный характер и содержит радиационные пояса, в которых движутся захваченные полем электроны, обладающие энергией свыше 6 Мэв Их взаимодействие с полем порождает дециметровое синхротронное излучение, В более отдалённых областях средняя магнитосфера простирается до 60 планетных радиусов и деформирована вращением. Здесь возможны плазменные истечения и колебания, излучающие в декаметровом диапазоне. Ещё дальше, до 90‒100 планетных радиусов, находится внешняя магнитосфера, простирающаяся до магнито-паузы, размеры которой изменчивы.

С ночной стороны она простирается за орбиту Сатурна. Все 5 ближайших к Ю. Его спутников постоянно охвачены средней магнитосферой. Ближайший большой спутник ‒ Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем и существенно влияет на частоту радиовсплесков Ю. Спутники. Известны 13 спутников Ю. Последний из них Юпитер XIII, открыт в 1974. Первые 4 самых больших спутника были открыты Г. Галилеем.