Jupiteri andmed. planetaarrõngaste süsteem

Jupiteri lastele mõeldud lugu sisaldab teavet Jupiteri temperatuuri, selle satelliitide ja funktsioonide kohta. Jupiterit puudutavat sõnumit saate täiendada huvitavate faktidega.

Lühike teave Jupiteri kohta

Jupiter on kõige rohkem suur planeet Päikesesüsteem. Üks Jupiter kaalub kaks ja pool korda rohkem kui kõik teised planeedid kokku. Jupiterisse lendamiseks kulub umbes 2 aastat. Planeedi nimi tuleneb kõrgeima äikesejumala nimest Vana-Rooma.

Seal on ka Suur Punane Laik. Inimesed on seda kohta jälginud üle 300 aasta. Selle aja jooksul on see rohkem kui korra oma suurust ja heledust muutnud, vahel mõneks ajaks kaduma. Teadlased usuvad, et see on hiiglaslik atmosfääri keeris.

Jupiteri atmosfäär sisaldab pikki pilvekihte, mis muudavad Jupiteri triibuliseks. Selle planeedi rõngas, erinevalt Saturni rõngast, on kitsas ja mitte nii märgatav.

See planeet kuulub gaasihiiglastele, see tähendab, et selles võib tihe olla ainult sisemine tuum. Mandreid seal pole, sest pinda kui sellist pole, teadlaste aruannete kohaselt on see gaas ja on vedela vesiniku keev ookean. Rõhk Jupiterile on nii kõrge, et vesinik muutub seal vedelaks. Ja kuna sellel planeedil on ka väga kõrge temperatuur, sama nagu Päikese pinnal: +6000 kraadi Celsiuse järgi (ja tuum on veel kuumem), siis elu seal eksisteerida ei saa.

Atmosfäär sisaldab peamiselt vesinikku ja heeliumi, vähesel määral on ka teisi gaase: lämmastikku, vesiniksulfiidi, ammoniaaki.

Üllataval kombel on atmosfääri pilvedes temperatuur negatiivne - -130 kraadi Celsiuse järgi.

Jupiteri läbimõõt on umbes 140 tuhat km. Jupiteri mass ületab 317,8 korda Maa massi.

Aasta Jupiteril kestab 12 Maa aastat. Just nii kaua kulub Jupiteril Päikese ümber täieliku pöörde tegemiseks. Kuid see pöördub ümber oma telje vähem kui 10 tunniga. Jupiteri keskmine kaugus päikesest on 778 miljonit km.

Jupiter on Päikesest viies planeet ja suurim Päikesesüsteemis. Koos Saturni, Uraani ja Neptuuniga liigitatakse Jupiter gaasihiiglasteks.

Planeet on inimestele tuntud iidsetest aegadest, mis kajastub erinevate kultuuride mütoloogias ja usulistes tõekspidamistes: Mesopotaamia, Babüloonia, Kreeka jt. Kaasaegne nimi Jupiter tuleneb Vana-Rooma kõrgeima äikesejumala nimest.

Paljude Jupiteri atmosfäärinähtuste – nagu tormid, välgud, aurorad – mastaabid on suurusjärgu võrra suuremad kui Maal. Märkimisväärne moodustis atmosfääris on Suur Punane Laik – hiiglaslik torm, mida tuntakse alates 17. sajandist.

Jupiteril on vähemalt 67 kuud, millest suurimad – Io, Europa, Ganymedes ja Callisto – avastas Galileo Galilei 1610. aastal.

Jupiterit uuritakse maapealsete ja orbiidil olevate teleskoopide abil; Alates 1970. aastatest on planeedile saadetud 8 NASA planeetidevahelist sõidukit: Pioneers, Voyagers, Galileo jt.

Suurte vastasseisude ajal (üks neist toimus 2010. aasta septembris) on Jupiter nähtav palja silmaga kui üks eredamaid objekte öötaevas pärast Kuud ja Veenust. Jupiteri ketas ja kuud on populaarsed vaatlusobjektid amatöörastronoomide seas, kes on teinud mitmeid avastusi (näiteks 1994. aastal Jupiteriga kokku põrganud Shoemaker-Levy komeet või Jupiteri lõunapoolse ekvaatorivöö kadumine 2010. aastal).

Optiline ulatus

Spektri infrapunapiirkonnas asuvad H2 ja He molekulide jooned, samuti paljude teiste elementide jooned. Kahe esimese arv kannab teavet planeedi päritolu kohta ning ülejäänud kvantitatiivne ja kvalitatiivne koostis - selle sisemise evolutsiooni kohta.

Vesiniku- ja heeliumimolekulidel pole aga dipoolmomenti, mis tähendab, et nende elementide neeldumisjooned on nähtamatud, kuni domineerima hakkab löökionisatsioonist tingitud neeldumine. Seda ühelt poolt, teiselt poolt – need jooned tekivad atmosfääri kõige ülemistes kihtides ega kanna endas infot sügavamate kihtide kohta. Seetõttu saadi kõige usaldusväärsemad andmed heeliumi ja vesiniku rohkuse kohta Jupiteril Galileo maandurilt.

Ülejäänud elementide analüüsimisel ja tõlgendamisel on samuti raskusi. Seni ei saa täie kindlusega öelda, millised protsessid Jupiteri atmosfääris toimuvad ja kui palju need keemilist koostist mõjutavad – nii sisepiirkondades kui ka väliskihtides. See tekitab teatud raskusi spektri üksikasjalikumal tõlgendamisel. Siiski arvatakse, et kõik protsessid, mis on võimelised ühel või teisel viisil elementide rohkust mõjutama, on lokaalsed ja väga piiratud, mistõttu ei ole nad võimelised globaalselt muutma aine levikut.

Jupiter kiirgab ka (peamiselt spektri infrapunapiirkonnas) 60% rohkem energiat, kui ta saab Päikeselt. Selle energia tootmiseni viivate protsesside tõttu väheneb Jupiter umbes 2 cm aastas.

Gamma vahemik

Jupiteri kiirgus gammapiirkonnas on seotud auroraga, samuti ketta kiirgusega. Esmakordselt salvestas 1979. aastal Einsteini kosmoselaboratoorium.

Maal langevad aurora piirkonnad röntgeni- ja ultraviolettkiirguses praktiliselt kokku, kuid Jupiteril see nii ei ole. Röntgenikiirguse aurora piirkond asub poolusele palju lähemal kui ultraviolettkiirgus. Varased vaatlused näitasid kiirguse pulseerimist 40 minuti jooksul, kuid hilisematel vaatlustel on see sõltuvus palju hullem.

Eeldati, et Jupiteri aurorade röntgenispekter on sarnane komeetide röntgenispektriga, kuid nagu näitasid Chandra vaatlused, pole see nii. Spekter koosneb emissiooniliinidest, mille tipp on hapnikuliinidel 650 eV lähedal, OVIII liinidel 653 eV ja 774 eV ning OVII liinidel 561 eV ja 666 eV juures. Samuti on spektripiirkonnas 250–350 eV madalama energiaga emissioonijooned, mis võivad olla väävlist või süsinikust.

Mitteauraalne gammakiirgus tuvastati esmakordselt ROSATi vaatlustes 1997. aastal. Spekter on sarnane aurorade spektriga, kuid vahemikus 0,7-0,8 keV. Spektri tunnuseid kirjeldab hästi päikesemetallilisusega 0,4-0,5 keV temperatuuriga koronaalplasma mudel, millele on lisatud Mg10+ ja Si12+ emissioonijooned. Viimase olemasolu on tõenäoliselt seotud päikese aktiivsusega 2003. aasta oktoobris-novembris.

XMM-Newtoni kosmoseobservatooriumi vaatlused on näidanud, et kettakiirgus gammaspektris on peegeldunud päikese röntgenkiirgus. Erinevalt auroratest ei leitud emissiooni intensiivsuse muutuse perioodilisust skaalal 10–100 minutit.

raadioseire

Jupiter on Päikesesüsteemi võimsaim (Päikese järel) raadioallikas detsimeetri – meetri lainepikkuste vahemikes. Raadiokiirgus on juhuslik ja ulatub 10-6-ni purske maksimumi korral.

Pursked esinevad sagedusvahemikus 5–43 MHz (kõige sagedamini umbes 18 MHz), keskmise laiusega umbes 1 MHz. Purske kestus on lühike: 0,1-1 s (mõnikord kuni 15 s). Kiirgus on tugevalt polariseeritud, eriti ringikujuliselt, polarisatsiooniaste ulatub 100%-ni. Jupiteri lähisatelliidi Io kiirgust moduleerib, mis pöörleb magnetosfääri sees: purunemine on tõenäolisem, kui Io on Jupiteri suhtes pikenemise lähedal. Kiirguse monokromaatiline olemus näitab valitud sagedust, kõige tõenäolisemalt gürosagedust. Kõrge heledustemperatuur (mõnikord ulatudes 1015 K-ni) nõuab kollektiivsete efektide (nt maserid) kaasamist.

Jupiteri raadiokiirgus millimeetri-lühikese sentimeetri vahemikes on oma olemuselt puhtalt termiline, kuigi heledustemperatuur on tasakaalutemperatuurist mõnevõrra kõrgem, mis viitab sügavusest lähtuvale soojusvoole. Alates ~9 cm lainetest tõuseb Tb (heledustemperatuur) - ilmub mittetermiline komponent, mis on seotud relativistlike osakeste sünkrotronkiirgusega, mille keskmine energia on ~30 MeV Jupiteri magnetväljas; lainepikkusel 70 cm saavutab Tb väärtuse ~5·104 K. Kiirgusallikas asub planeedi mõlemal küljel kahe väljavenitatud laba kujul, mis näitab kiirguse magnetosfäärilist päritolu.

Jupiter Päikesesüsteemi planeetide seas

Jupiteri mass on 2,47 korda suurem kui Päikesesüsteemi ülejäänud planeetide mass.

Jupiter on Päikesesüsteemi suurim planeet, gaasihiiglane. Selle ekvaatori raadius on 71,4 tuhat km, mis on 11,2 korda suurem kui Maa raadius.

Jupiter on ainus planeet, mille massikese koos Päikesega asub väljaspool Päikest ja asub sellest umbes 7% päikese raadiusest eemal.

Jupiteri mass on 2,47 korda suurem kui kõigi teiste Päikesesüsteemi planeetide kogumass, 317,8 korda suurem kui Maa mass ja umbes 1000 korda väiksem Päikese massist. Tihedus (1326 kg/m2) on ligikaudu võrdne Päikese tihedusega ja on 4,16 korda väiksem kui Maa tihedus (5515 kg/m2). Samal ajal on gravitatsioonijõud selle pinnal, mida tavaliselt peetakse pilvede ülemiseks kihiks, rohkem kui 2,4 korda suurem kui maakeral: keha, mille mass on näiteks 100 kg, kaalub sama palju kui 240 kg kaaluv keha kaalub Maa pinnal. See vastab kiirendusele vabalangus 24,79 m/s2 Jupiteril versus 9,80 m/s2 Maal.

Jupiter kui "ebaõnnestunud täht"

Jupiteri ja Maa võrdlevad suurused.

Teoreetilised mudelid näitavad, et kui Jupiteri mass oleks tegelikust massist palju suurem, tooks see kaasa planeedi kokkusurumise. Väikesed massimuutused ei too kaasa olulisi raadiuse muutusi. Kui aga Jupiteri mass ületaks oma tegelikku massi neli korda, suureneks planeedi tihedus sedavõrd, et suurenenud gravitatsiooni mõjul väheneks planeedi suurus kõvasti. Seega on Jupiteril ilmselt maksimaalne läbimõõt, mis sarnase ehituse ja ajalooga planeedil võiks olla. Massi edasise suurenemise korral jätkuks kokkutõmbumine seni, kuni Jupiterist saab tähtede moodustumise käigus pruun kääbus, mille mass ületab tema praegust umbes 50 korda. See annab astronoomidele põhjust pidada Jupiterit "ebaõnnestunud täheks", kuigi pole selge, kas selliste planeetide moodustumise protsessid nagu Jupiter on sarnased kaksiktähesüsteemide tekkeni viivate protsessidega. Kuigi Jupiter peaks täheks saamiseks olema 75 korda massiivsem, on väikseima teadaoleva punase kääbuse läbimõõt vaid 30% suurem.

Orbiit ja pöörlemine

Opositsiooni ajal Maalt vaadeldes võib Jupiter ulatuda näilise magnituudini -2,94 meetrini, mis teeb sellest Kuu ja Veenuse järel ereduselt kolmanda objekti öötaevas. Suurimal vahemaal langeb näiv suurusjärk 1,61 meetrini. Jupiteri ja Maa vaheline kaugus varieerub vahemikus 588–967 miljonit km.

Jupiteri vastasseisud toimuvad iga 13 kuu tagant. 2010. aastal langes hiidplaneedi vastasseis 21. septembrile. Kord 12 aasta jooksul tekib Jupiteri suur opositsioon, kui planeet on oma orbiidi periheeli lähedal. Selle aja jooksul ulatub selle nurga suurus Maalt vaatleja jaoks 50 kaaresekundini ja heledus on heledam kui -2,9 m.

Jupiteri ja Päikese keskmine kaugus on 778,57 miljonit km (5,2 AU) ja pöördeperiood on 11,86 aastat. Kuna Jupiteri orbiidi ekstsentrilisus on 0,0488, siis periheeli ja afeeli kaugus Päikesest on 76 miljonit km.

Saturn annab peamise panuse Jupiteri liikumise häiretesse. Esimest tüüpi häiringud on ilmalikud, toimides ~70 tuhande aasta skaalal, muutes Jupiteri orbiidi ekstsentrilisust 0,2-lt 0,06-le ja orbiidi kaldenurka ~1°-2°. Teist tüüpi häired on resonantsed suhtega, mis on lähedane 2:5 (täpsusega 5 kohta pärast koma – 2:4,96666).

Planeedi ekvatoriaaltasand on oma orbiidi tasapinna lähedal (pöörlemistelje kalle on 3,13° versus 23,45° Maa puhul), seega aastaaegade vaheldust Jupiteril ei toimu.

Jupiter pöörleb ümber oma telje kiiremini kui ükski teine ​​Päikesesüsteemi planeet. Pöörlemisperiood ekvaatoril on 9 tundi 50 minutit. 30 sekundit ja keskmistel laiuskraadidel - 9 h. 55 min. 40 sek. Kiire pöörlemise tõttu on Jupiteri (71492 km) ekvaatori raadius polaaralast (66854 km) 6,49% suurem; seega on planeedi kokkusurumine (1:51.4).

Hüpoteesid elu olemasolu kohta Jupiteri atmosfääris

Praegu tundub elu olemasolu Jupiteril ebatõenäoline: vee madal kontsentratsioon atmosfääris, tahke pinna puudumine jne. Kuid juba 1970. aastatel rääkis Ameerika astronoom Carl Sagan võimalusest eksisteerida ammoniaagil põhinev elu Jupiteri atmosfääri ülakihtides. Tuleb märkida, et isegi Jovia atmosfääri madalal sügavusel on temperatuur ja tihedus üsna kõrged ning välistada ei saa vähemalt keemilise evolutsiooni võimalust, kuna keemilised reaktsioonid poolda seda. Siiski on võimalik ka vesi-süsivesinike elu olemasolu Jupiteril: veeaurupilvi sisaldavas atmosfäärikihis on ka temperatuur ja rõhk väga soodsad. Carl Sagan koos E. E. Salpeteriga, olles teinud arvutusi keemia- ja füüsikaseaduste raames, kirjeldas kolme kujutletavat eluvormi, mis võivad Jupiteri atmosfääris eksisteerida:

Keemiline koostis

Jupiteri sisekihtide keemilist koostist ei saa tänapäevaste vaatlusmeetoditega määrata, kuid elementide rohkus atmosfääri väliskihtides on suhteliselt suure täpsusega teada, kuna välimisi kihte uuris vahetult maandusaparaat Galileo, mis lasti maapinnale alla. õhkkond 7. detsembril 1995. aastal. Jupiteri atmosfääri kaks põhikomponenti on molekulaarne vesinik ja heelium. Atmosfäär sisaldab ka palju lihtsaid ühendeid nagu vesi, metaan (CH4), vesiniksulfiid (H2S), ammoniaak (NH3) ja fosfiin (PH3). Nende arvukus sügavas (alla 10 baari) troposfääris viitab sellele, et Jupiteri atmosfäär on rikas süsiniku, lämmastiku, väävli ja võib-olla ka hapniku poolest, võrreldes Päikesega 2–4 ​​korda.

muud keemilised ühendid, arsiini (AsH3) ja saksa keelt (GeH4), kuid vähesel määral.

Inertgaaside, argooni, krüptooni ja ksenooni kontsentratsioon ületab nende kogust Päikesel (vt tabelit), samas kui neooni kontsentratsioon on selgelt väiksem. Väikeses koguses leidub lihtsaid süsivesinikke – etaani, atsetüleeni ja diatsetüleeni –, mis tekivad päikese ultraviolettkiirguse ja Jupiteri magnetosfäärist saabuvate laetud osakeste mõjul. Arvatakse, et süsinikdioksiid, süsinikmonooksiid ja vesi atmosfääri ülakihtides on tingitud kokkupõrgetest Jupiteri atmosfääriga komeetidelt nagu Shoemaker-Levy 9. Vesi ei saa troposfäärist tulla, kuna tropopaus toimib külmalõksuna, takistades tõhusalt vee tõus stratosfääri tasemele.

Jupiteri punakad värvimuutused võivad olla tingitud fosfori, väävli ja süsiniku ühenditest atmosfääris. Kuna värvus võib väga varieeruda, siis eeldatakse, et ka atmosfääri keemiline koostis on paigus erinev. Näiteks on erineva veeaurusisaldusega "kuivad" ja "märjad" alad.

Struktuur

Jupiteri sisestruktuuri mudel: pilvede all - umbes 21 tuhande km paksune vesiniku ja heeliumi segu kiht, mis on sujuva üleminekuga gaasilisest faasist vedelasse, seejärel - vedela ja metallilise vesiniku kiht 30-50 tuhat km sügavusel. Sees võib olla umbes 20 tuhande km läbimõõduga tahke südamik.

Hetkel on enim tunnustust pälvinud järgmine mudel sisemine struktuur Jupiter:

1. Atmosfäär. See on jagatud kolmeks kihiks:
a. vesinikust koosnev väliskiht;
b. keskmine kiht, mis koosneb vesinikust (90%) ja heeliumist (10%);
c. alumine kiht, mis koosneb vesinikust, heeliumist ja ammoniaagi, ammooniumhüdrosulfaadi ja vee lisanditest, moodustades kolm pilvekihti:
a. ülal - külmunud ammoniaagi pilved (NH3). Selle temperatuur on umbes -145 °C, rõhk on umbes 1 atm;
b. allpool - ammooniumvesiniksulfiidi (NH4HS) kristallide pilved;
c. päris põhjas - vesijää ja võib-olla ka vedel vesi, mis on ilmselt mõeldud - tillukeste tilkade kujul. Rõhk selles kihis on umbes 1 atm, temperatuur umbes -130 °C (143 K). Sellest tasemest allpool on planeet läbipaistmatu.
2. Metallilise vesiniku kiht. Selle kihi temperatuur varieerub vahemikus 6300 kuni 21 000 K ja rõhk 200 kuni 4000 GPa.
3. Kivisüdamik.

Selle mudeli konstrueerimine põhineb vaatlusandmete sünteesil, termodünaamika seaduste rakendamisel ja laboratoorsete andmete ekstrapoleerimisel aine kohta kõrge rõhu all ja kõrgel temperatuuril. Selle aluseks olevad peamised eeldused on järgmised:

Kui lisada nendele sätetele massi ja energia jäävuse seadused, saame põhivõrrandisüsteemi.

Selle lihtsa kolmekihilise mudeli raames ei ole põhikihtide vahel selget piiri, kuid faasisiirete piirkonnad on samuti väikesed. Seetõttu võib eeldada, et peaaegu kõik protsessid on lokaliseeritud ja see võimaldab käsitleda iga kihti eraldi.

Atmosfäär

Temperatuur atmosfääris ei tõuse monotoonselt. Selles, nagu Maal, saab eristada eksosfääri, termosfääri, stratosfääri, tropopausi, troposfääri. Kõige ülemistes kihtides on temperatuur kõrge; sügavamale liikudes rõhk tõuseb ja temperatuur langeb tropopausini; alates tropopausist tõuseb nii temperatuur kui ka rõhk, kui minnakse sügavamale. Erinevalt Maast ei ole Jupiteril mesosfääri ja sellele vastavat mesopausi.

Jupiteri termosfääris toimub päris palju huvitavaid protsesse: just siin kaotab planeet kiirgusega olulise osa oma soojusest, siin tekivad aurorad, siin tekib ionosfäär. Selle ülempiiriks on võetud rõhu tase 1 nbar. Termosfääri vaadeldav temperatuur on 800-1000 K ja hetkel pole seda faktimaterjali tänapäevaste mudelite raames veel selgitatud, kuna temperatuur neis ei tohiks olla kõrgem kui ca 400 K. Jupiteri jahutamine on ka mittetriviaalne protsess: ainult Maal leiduv kolmeaatomiline vesinikuioon (H3 + ), välja arvatud Jupiter, põhjustab tugevat emissiooni keskmises infrapunakiirguses lainepikkustel 3–5 µm.

Laskuva sõiduki otseste mõõtmiste kohaselt ülemine tase läbipaistmatuid pilvi iseloomustas rõhk 1 atmosfäär ja temperatuur -107 °C; 146 km sügavusel - 22 atmosfääri, +153 °C. Galileo leidis ka "soojaid kohti" ekvaatori ääres. Ilmselt on nendes kohtades välispilvede kiht õhuke ja näha on soojemaid sisealasid.

Pilvede all on 7–25 tuhande km sügavusega kiht, milles vesinik muudab rõhu ja temperatuuri tõustes (kuni 6000 ° C) järk-järgult oma olekut gaasist vedelaks. Ilmselt puudub selge piir, mis eraldaks gaasilise vesiniku vedelast vesinikust. See võib välja näha umbes nagu globaalse vesinikuookeani pidev keemine.

metallilise vesiniku kiht

Metallist vesinikku esineb kõrgel rõhul (umbes miljon atmosfääri) ja kõrgetel temperatuuridel, kui kineetiline energia elektronid ületab vesiniku ionisatsioonipotentsiaali. Selle tulemusena eksisteerivad prootonid ja elektronid selles eraldi, seega on metalliline vesinik hea elektrijuht. Metallilise vesinikukihi hinnanguline paksus on 42-46 tuhat km.

Selles kihis tekkivad võimsad elektrivoolud tekitavad Jupiteri hiiglasliku magnetvälja. Aastal 2008 Raymond Jeanloz California ülikoolist Berkeleys ja Lars Stixrud Londonist ülikooli kolledž loodi Jupiteri ja Saturni ehituse mudel, mille järgi on nende sügavustes ka metallist heelium, mis moodustab metallilise vesinikuga omamoodi sulami.

Tuum

Planeedi mõõdetud inertsimomentide abil on võimalik hinnata selle tuuma suurust ja massi. Praegu arvatakse, et tuuma mass on 10 Maa massi ja suurus on 1,5 selle läbimõõdust.

Jupiter eraldab oluliselt rohkem energiat, kui ta saab Päikeselt. Teadlased viitavad sellele, et Jupiteril on märkimisväärne soojusenergia varu, mis moodustub planeedi moodustumise ajal aine kokkusurumise protsessis. Varasemad Jupiteri sisestruktuuri mudelid, mis üritasid selgitada planeedi poolt vabanevat liigset energiat, lubasid võimaluse radioaktiivne lagunemine selle soolestikus või energia vabanemisel planeedi kokkusurumisel gravitatsioonijõudude mõjul.

Vahekihi protsessid

Kõiki protsesse on võimatu lokaliseerida sõltumatute kihtide sees: on vaja selgitada keemiliste elementide puudumist atmosfääris, liigset kiirgust jne.

Heeliumisisalduse erinevus välis- ja sisekihis on seletatav sellega, et heelium kondenseerub atmosfääris ja langeb tilkade kujul sügavamatesse piirkondadesse. See nähtus meenutab maapealset vihma, kuid mitte veest, vaid heeliumist. Hiljuti on näidatud, et neoon võib nendes tilkades lahustuda. See seletab neooni puudumist.

Atmosfääri liikumine

Animatsioon Jupiteri pöörlemisest, mis on loodud Voyager 1, 1979 fotode põhjal.

Tuule kiirus Jupiteril võib ületada 600 km/h. Erinevalt Maast, kus atmosfääri tsirkulatsioon toimub päikesekütte erinevuse tõttu ekvatoriaal- ja polaaralad, Jupiteril on päikesekiirguse mõju temperatuuriringlusele tühine; peamised liikumapanevad jõud on planeedi keskpunktist tulevad soojusvood ja Jupiteri kiirel liikumisel ümber oma telje vabanev energia.

Maapealsete vaatluste põhjal jagasid astronoomid Jupiteri atmosfääris olevad vööd ja tsoonid ekvatoriaalseteks, troopilisteks, parasvöötmeteks ja polaarseteks. Jupiterile oluliste Coriolise jõudude mõju all olevates tsoonides atmosfääri sügavusest tõusvad kuumutatud gaaside massid tõmmatakse mööda planeedi meridiaane ja tsoonide vastasservad liiguvad üksteise poole. Tsoonide ja vööde (allavoolualade) piiridel on tugev turbulents. Ekvaatorist põhja pool suunavad Coriolise jõud põhjasuunalistes tsoonides voolud itta ja lõunasse suunatud voolud läände. Lõunapoolkeral - vastavalt, vastupidi. Pasaattuultel on Maal sarnane struktuur.

triibud

Jupiteri ribad erinevatel aastatel

iseloomulik tunnus Jupiteri välisilme on selle triibud. Nende päritolu selgitab mitmeid versioone. Niisiis tekkisid triibud ühe versiooni kohaselt hiiglasliku planeedi atmosfääri konvektsiooni nähtuse tagajärjel - kuumutamise ja selle tulemusena mõne kihi tõstmise ning teiste jahutamise ja langetamise tõttu. 2010. aasta kevadel esitasid teadlased hüpoteesi, mille kohaselt tekkisid Jupiteri triibud selle satelliitide mõjul. Eeldatakse, et satelliitide ligitõmbamise mõjul Jupiterile moodustusid omapärased mateeria “sambad”, mis pöörledes moodustasid triibud.

Konvektiivvoolud, mis kannavad sisemist soojust pinnale, ilmuvad väliselt heledate tsoonide ja tumedate vöödena. Valgustsoonide piirkonnas on tõusvatele vooludele vastav suurenenud rõhk. Vööndeid moodustavad pilved asuvad kõrgemal tasemel (umbes 20 km) ja nende hele värvus on ilmselt tingitud erkvalgete ammoniaagikristallide suurenenud kontsentratsioonist. Allpool olevad tumedad vööpilved arvatakse olevat punakaspruunid ammooniumvesiniksulfiidi kristallid ja nende temperatuur on kõrgem. Need struktuurid esindavad allavoolu piirkondi. Tsoonidel ja vöödel on erinev kiirus liikumine Jupiteri pöörlemissuunas. Orbitaalperiood varieerub sõltuvalt laiuskraadist mitu minutit. See toob kaasa stabiilsete tsoonivoolude olemasolu või tuuled, mis puhuvad pidevalt ekvaatoriga paralleelselt ühes suunas. Kiirused selles globaalses süsteemis ulatuvad 50–150 m/s ja kõrgemale. Vööde ja tsoonide piiridel täheldatakse tugevat turbulentsi, mis põhjustab arvukate keerisstruktuuride moodustumist. Tuntuim selline moodustis on Suur Punane Laik, mida on Jupiteri pinnal vaadeldud viimase 300 aasta jooksul.

Pärast tekkimist tõstab keeris kuumutatud gaasimassid koos väikeste komponentide aurudega pilvede pinnale. Saadud ammoniaagi lume kristallid, ammoniaagi lahused ja ühendid lume ja tilkade kujul, tavaline vesilume ja jää vajuvad järk-järgult atmosfääri, kuni saavutavad taseme, mille juures temperatuur on piisavalt kõrge, ja aurustuvad. Pärast seda naaseb gaasilises olekus olev aine uuesti pilvekihti.

2007. aasta suvel registreeris Hubble'i teleskoop Jupiteri atmosfääris dramaatilisi muutusi. Ekvaatorist põhja- ja lõunaosas olevad eraldi tsoonid atmosfääris muutusid vöödeks ja vööndid vöönditeks. Samal ajal ei muutunud mitte ainult atmosfäärimoodustiste vormid, vaid ka nende värvus.

9. mail 2010 avastas amatöörastronoom Anthony Wesley (ing. Anthony Wesley, vt ka allpool), et planeedi pinnalt kadus ootamatult üks nähtavamaid ja ajas stabiilsemaid moodustisi, Lõuna-Ekvatoriaalvöö. Just lõuna ekvatoriaalvööndi laiuskraadil asub selle poolt "pestud" Suur Punane Laik. Jupiteri lõunapoolse ekvatoriaalvöö järsu kadumise põhjuseks on heledamate pilvede kihi tekkimine selle kohale, mille alla on peidetud tumedate pilvede riba. Hubble'i teleskoobi uuringute kohaselt jõuti järeldusele, et vöö ei kadunud täielikult, vaid näis lihtsalt olevat peidetud ammoniaagist koosneva pilvekihi alla.

suur punane laik

Suur punane laik on lõunaosas paiknev erineva suurusega ovaalne moodustis troopiline vöönd. Selle avastas Robert Hooke 1664. aastal. Praegu on selle mõõtmed 15 × 30 tuhat km (Maa läbimõõt on ~12,7 tuhat km) ja 100 aastat tagasi märkisid vaatlejad 2 korda suuremaid mõõtmeid. Mõnikord pole see eriti selgelt nähtav. Suur Punane Laik on ainulaadne pikaealine hiiglaslik orkaan, milles aine pöörleb vastupäeva ja teeb täieliku pöörde 6 Maa päevaga.

Tänu 2000. aasta lõpus Cassini sondi poolt läbi viidud uuringutele leiti, et Suur Punane Laik on seotud allavooluga (atmosfäärimasside vertikaalne tsirkulatsioon); pilved on siin kõrgemad ja temperatuur madalam kui mujal. Pilvede värvus sõltub kõrgusest: ülemised on sinised struktuurid, nende all asuvad pruunid, seejärel valged. Punased struktuurid on kõige madalamad. Suure Punase Laigu pöörlemiskiirus on 360 km/h. Selle keskmine temperatuur on -163 ° C ning marginaalse ja vahel kesksed osad laigud, on temperatuuride erinevus suurusjärgus 3-4 kraadi. Selle erinevuse põhjuseks peetakse asjaolu, et täpi keskel olevad atmosfäärigaasid pöörlevad päripäeva, servades aga vastupäeva. Samuti on oletatud punase laigu temperatuuri, rõhu, liikumise ja värvi vahelise seose kohta, kuigi teadlastel on endiselt raske öelda, kuidas see täpselt toimub.

Jupiteril täheldatakse aeg-ajalt suurte tsüklonisüsteemide kokkupõrkeid. Üks neist leidis aset 1975. aastal, mistõttu täpi punane värvus mitmeks aastaks tuhmus. 2002. aasta veebruari lõpus hakkas järjekordset hiiglaslikku pöörist - Valget Ovaali - pidurdama Suur Punane Laik ja kokkupõrge kestis terve kuu. Tõsiseid kahjustusi see aga mõlemale keerisele ei tekitanud, kuna see juhtus puutujal.

Suure Punase Laigu punane värv on mõistatus. Üks neist võimalikud põhjused võib esineda fosforit sisaldavaid keemilisi ühendeid. Tegelikult on värvid ja mehhanismid, mis annavad kogu Jovia atmosfääri välimuse, endiselt halvasti mõistetavad ja neid saab seletada ainult selle parameetrite otsese mõõtmisega.

1938. aastal registreeriti kolme suure valge ovaali teke ja areng 30° lõunalaiuskraadi lähedal. Selle protsessiga kaasnes samaaegne veel mitme väikese valge ovaali - keeriste moodustumine. See kinnitab, et Suur Punane Laik on Jupiteri keeristest võimsaim. Ajaloolised andmed ei paljasta nii pikaealisi süsteeme planeedi keskmistel põhjapoolsetel laiuskraadidel. 15° lähedal täheldati suuri tumedaid ovaaale põhja laiuskraad, kuid ilmselt eksisteerivad vajalikud tingimused pööriste tekkeks ja nende hilisemaks muutumiseks stabiilseteks süsteemideks, sarnaselt punase laiguga, vaid lõunapoolkeral.

väike punane laik

Suur punane laik ja väike punane laik 2008. aasta mais Hubble'i kosmoseteleskoobiga tehtud fotol

Mis puudutab eelmainitud kolme valget ovaalset keerist, siis 1998. aastal ühinesid neist kaks ja 2000. aastal ühines allesjäänud kolmanda ovaaliga uus keeris. 2005. aasta lõpus hakkas keeris (Oval BA, inglise keeles Oval BC) oma värvi muutma, omandades lõpuks punase värvi, mille jaoks sai uue nime - Little Red Spot. Juulis 2006 puutus Väike Punane Laik kokku oma vanema "vennaga" - Suure Punase Laiguga. See aga ei avaldanud mõlemale keerisele olulist mõju – kokkupõrge oli tangentsiaalne. Kokkupõrget ennustati 2006. aasta esimesel poolel.

Välk

Pöörise keskmes on rõhk kõrgem kui ümbritsevas piirkonnas ning orkaane ennast ümbritsevad madalrõhuhäired. Kosmosesondide Voyager 1 ja Voyager 2 tehtud piltide järgi leiti, et selliste keeriste keskmes vaadeldakse tuhandete kilomeetrite pikkuseid kolossaalseid välgusähvatusi. Välgu võimsus on kolm suurusjärku suurem kui Maa oma.

Magnetväli ja magnetosfäär

Jupiteri magnetvälja skeem

Iga magnetvälja esimene märk on raadiokiirgus ja ka röntgenikiirgus. Käimasolevate protsesside mudeleid koostades saab hinnata magnetvälja struktuuri. Nii leiti, et Jupiteri magnetväljal pole mitte ainult dipoolkomponent, vaid ka kvadrupool, oktupool ja muud kõrgemat järku harmoonilised. Eeldatakse, et magnetvälja tekitab maaga sarnane dünamo. Kuid erinevalt Maast on Jupiteri voolujuht metallilise heeliumi kiht.

Magnetvälja telg on kaldu pöörlemistelje suhtes 10,2 ± 0,6 °, peaaegu nagu Maal, kuid põhja magnetpoolus asub lõuna geograafilise kõrval ja lõuna magnetpoolus asub põhja geograafilise kõrval. üks. Pilvede nähtava pinna tasandil on väljatugevus põhjapoolusel 14 Oe ja lõuna pool 10,7 Oe. Selle polaarsus on vastupidine Maa magnetväljale.

Jupiteri magnetvälja kuju on tugevalt lapik ja meenutab ketast (erinevalt Maa tilgakujulisest). Ühelt poolt pöörlevale plasmale mõjuv tsentrifugaaljõud ja teiselt poolt kuuma plasma termiline rõhk venitavad jõujooni, moodustades 20 RJ kaugusel õhukest pannkooki meenutava struktuuri, mida tuntakse ka magnetodiskina. Sellel on peen voolustruktuur magnetekvaatori lähedal.

Jupiteri, nagu ka enamiku päikesesüsteemi planeetide ümber on magnetosfäär – ala, kus laetud osakeste, plasma käitumise määrab magnetväli. Jupiteri jaoks on selliste osakeste allikad päikesetuul ja Io. Io vulkaanidest välja paisatud vulkaaniline tuhk ioniseeritakse päikese ultraviolettkiirguse toimel. Nii tekivad väävli- ja hapnikuioonid: S+, O+, S2+ ja O2+. Need osakesed lahkuvad satelliidi atmosfäärist, kuid jäävad selle ümber orbiidile, moodustades toruse. Selle toruse avastas Voyager 1; see asub Jupiteri ekvaatori tasapinnal ja selle ristlõike raadius on 1 RJ ja raadius keskpunktist (antud juhul Jupiteri keskpunktist) generatriksini 5,9 RJ. Just tema muudab Jupiteri magnetosfääri dünaamikat põhjalikult.

Jupiteri magnetosfäär. Magnetiliselt lõksu jäänud päikesetuule ioonid on diagrammil kujutatud punasega, Io neutraalse vulkaanilise gaasi vöö on kujutatud rohelisega ja Europa neutraalse gaasi vöö sinisega. ENA on neutraalsed aatomid. Vastavalt Cassini sondile, mis saadi 2001. aasta alguses.

Vastutulevat päikesetuult tasakaalustab magnetvälja rõhk 50-100 planeediraadiuse kaugusel, ilma Io mõjuta ei oleks see kaugus suurem kui 42 RJ. Öösel ulatub see Saturni orbiidist kaugemale, ulatudes 650 miljoni km-ni või rohkemgi. Jupiteri magnetosfääris kiirendatud elektronid jõuavad Maale. Kui Jupiteri magnetosfääri oleks Maa pinnalt näha, siis selle nurgamõõtmed ületaksid Kuu mõõtmeid.

kiirgusvööd

Jupiteril on võimsad kiirgusvööd. Jupiterile lähenedes sai Galileo inimesele surmavast doosist 25 korda suurema kiirgusdoosi. Jupiteri kiirgusvöö raadioemissioon avastati esmakordselt 1955. aastal. Raadiokiirgusel on sünkrotroni iseloom. Kiirgusvöödes olevate elektronide energia on umbes 20 MeV, samas kui Cassini sond leidis, et Jupiteri kiirgusvööde elektronide tihedus on oodatust väiksem. Elektronide voog Jupiteri kiirgusvöödes võib kujutada tõsist ohtu kosmoselaevadele, kuna on suur oht, et kiirgus võib seadmeid kahjustada. Üldiselt ei ole Jupiteri raadiokiirgus rangelt ühtlane ja konstantne – nii ajas kui ka sageduses. Sellise kiirguse keskmine sagedus on uuringute kohaselt umbes 20 MHz ja kogu sagedusvahemik 5-10 kuni 39,5 MHz.

Jupiterit ümbritseb 3000 km pikkune ionosfäär.

Aurorad Jupiteril

Jupiteri aurora muster, mis näitab peamist rõngast, auroraid ja päikeselaike, mis tulenevad koostoimest Jupiteri looduslike kuudega.

Jupiteril on mõlema pooluse ümber eredad ja ühtlased aurorad. Erinevalt nendest Maal, mis ilmuvad päikese aktiivsuse suurenemise perioodidel, on Jupiteri aurorad püsivad, kuigi nende intensiivsus on päevade lõikes erinev. Need koosnevad kolm peamist komponendid: peamine ja heledaim piirkond on suhteliselt väike (alla 1000 km lai), mis asub magnetpoolustest umbes 16 °; kuumad kohad - magnetvälja joonte jäljed, mis ühendavad satelliitide ionosfääre Jupiteri ionosfääriga, ja lühiajaliste emissioonide alad, mis asuvad põhirõnga sees. Aurora emissioone on tuvastatud peaaegu kõigis elektromagnetilise spektri osades alates raadiolainetest kuni röntgenikiirteni (kuni 3 keV), kuid kõige eredamad on need keskmises infrapunakiirguses (lainepikkus 3-4 µm ja 7-14 µm) ja sügaval. spektri ultraviolettpiirkond (lainete pikkus 80-180 nm).

Peamiste auraalsete rõngaste asend on stabiilne, nagu ka nende kuju. Nende kiirgust aga moduleerib tugevalt päikesetuule surve – mida tugevam tuul, seda nõrgemad on aurorad. Aurora stabiilsust säilitab suur elektronide sissevool, mida kiirendab ionosfääri ja magnetodiski potentsiaalide erinevus. Need elektronid genereerivad voolu, mis säilitab magnetodiskis pöörlemise sünkroonsuse. Nende elektronide energia on 10 - 100 keV; sügavale atmosfääri tungides ioniseerivad ja ergastavad molekulaarset vesinikku, põhjustades ultraviolettkiirgust. Lisaks soojendavad nad ionosfääri, mis seletab aurora tugevat infrapunakiirgust ja osaliselt ka termosfääri kuumenemist.

Kuumad kohad on seotud kolme Galilea kuuga: Io, Europa ja Ganymedes. Need tekivad seetõttu, et pöörlev plasma aeglustub satelliitide läheduses. Heledamad laigud kuuluvad Iole, kuna see satelliit on peamine plasmatarnija, on Europa ja Ganymede laigud palju tuhmimad. Arvatakse, et aeg-ajalt ilmuvad heledad laigud põhirõngaste sees on seotud magnetosfääri ja päikesetuule vastasmõjuga.

suur röntgenikoht

Jupiteri kombineeritud kujutis Hubble'i teleskoobist ja Chandra röntgenteleskoobist – veebruar 2007

2000. aasta detsembris avastas Chandra orbitaalteleskoop Jupiteri poolustel (peamiselt põhjapoolusel) pulseeriva röntgenikiirguse allika, mida nimetatakse suureks röntgenipunktiks. Selle kiirguse põhjused on endiselt mõistatus.

Moodustumise ja evolutsiooni mudelid

Eksoplaneetide vaatlused annavad olulise panuse meie arusaamisesse tähtede tekkest ja arengust. Nii et nende abiga loodi kõigile planeetidele nagu Jupiter ühised omadused:

Need tekivad juba enne protoplanetaarse ketta hajumise hetke.
Akretsioonil on kujunemisel oluline roll.
Raskete keemiliste elementide rikastamine planetesimaalide tõttu.

Jupiteri tekke- ja tekkeprotsesse selgitavad kaks peamist hüpoteesi.

Esimese hüpoteesi, mida nimetatakse "kokkutõmbumise" hüpoteesiks, kohaselt on Jupiteri ja Päikese keemilise koostise suhteline sarnasus (suur osa vesinikust ja heeliumist) seletatav asjaoluga, et planeetide moodustumise ajal varajases staadiumis. Päikesesüsteemi areng, gaasi- ja tolmukettasse tekkisid massiivsed "klombid", millest tekkisid planeedid, s.t päike ja planeedid tekkisid sarnaselt. Tõsi, see hüpotees ei selgita endiselt planeetide keemilise koostise olemasolevaid erinevusi: näiteks Saturn sisaldab rohkem raskeid keemilisi elemente kui Jupiter ja see omakorda on suurem kui Päike. Maapealsed planeedid erinevad oma keemilise koostise poolest üldiselt hiidplaneetidest silmatorkavalt.

Teine hüpotees ("akretsiooni" hüpotees) väidab, et Jupiteri ja ka Saturni moodustumise protsess toimus kahes etapis. Esiteks, mitukümmend miljonit aastat kestis tahkete tihedate kehade, nagu maapealse rühma planeetide, moodustumise protsess. Seejärel algas teine ​​etapp, mil mitusada tuhat aastat kestis gaasi akretsiooniprotsess esmasest protoplanetaarsest pilvest nendesse kehadesse, mis selleks ajaks olid jõudnud mitme Maa massini.

Juba esimesel etapil hajus osa gaasist Jupiteri ja Saturni piirkonnast, mis tõi kaasa mõningaid erinevusi nende planeetide ja Päikese keemilises koostises. Teises etapis jõudis Jupiteri ja Saturni väliskihtide temperatuur vastavalt 5000 °C ja 2000 °C-ni. Uraan ja Neptuun saavutasid akretsiooni alustamiseks vajaliku kriitilise massi palju hiljem, mis mõjutas nii nende massi kui ka keemilist koostist.

2004. aastal püstitas Katharina Lodders Washingtoni ülikoolist hüpoteesi, et Jupiteri tuum koosneb peamiselt mõnest orgaaniline aine, millel on kleepuvad võimed, mis omakorda mõjutas suurel määral aine püüdmist tuuma poolt ümbritsevast ruumipiirkonnast. Saadud kivi-tõrva tuum "võtis kinni" Päikese udukogust oma raskusjõu toimel gaasi, moodustades kaasaegse Jupiteri. See idee sobib teise hüpoteesiga Jupiteri tekke kohta akretsiooni teel.

Satelliidid ja helinad

Jupiteri suured satelliidid: Io, Europa, Ganymedes ja Callisto ning nende pinnad.

Jupiteri kuud: Io, Europa, Ganymedes ja Callisto

2012. aasta jaanuari seisuga on Jupiteril teada 67 kuud - maksimaalne väärtus päikesesüsteemi jaoks. Arvatakse, et satelliite võib olla vähemalt sada. Satelliidile on antud peamiselt erinevate müütiliste tegelaste nimed, mis on ühel või teisel moel Zeusi-Jupiteriga seotud. Satelliidid on jagatud kaheks suured rühmad- sisemine (8 satelliiti, Galilei ja mitte-Galilei sisesatelliite) ja välised (55 satelliiti, jagatud ka kahte rühma) - seega on kokku 4 "sorti". Neli suurimat satelliiti – Io, Europa, Ganymedes ja Callisto – avastas 1610. aastal Galileo Galilei]. Jupiteri satelliitide avastamine oli esimene tõsine faktiline argument Koperniku heliotsentrilise süsteemi kasuks.

Euroopa

Suurimat huvi pakub Euroopa, kus on globaalne ookean, milles pole välistatud elu olemasolu. Eriuuringud on näidanud, et ookean ulatub 90 km sügavusele, selle maht ületab Maa ookeanide mahu. Europa pind on täis vigu ja pragusid, mis on tekkinud satelliidi jääkoores. On oletatud, et ookean ise, mitte satelliidi tuum, on Euroopa soojusallikaks. Jääaluse ookeani olemasolu oletatakse ka Callistol ja Ganymedesel. Lähtudes eeldusest, et hapnik võib liustikualusesse ookeani tungida 1-2 miljardi aastaga, eeldavad teadlased teoreetiliselt satelliidil elu olemasolu. Hapnikusisaldus Europa ookeanides on piisav, et toetada mitte ainult üherakuliste eluvormide, vaid ka suuremate eluvormide olemasolu. See satelliit on elu võimalikkuse poolest Enceladuse järel teisel kohal.

Ja umbes

Io on huvitav võimsate aktiivsete vulkaanide olemasolu poolest; satelliidi pind on üle ujutatud vulkaanilise tegevuse saadustega. Kosmosesondide tehtud fotod näitavad, et Io pind on erekollane pruunide, punaste ja tumekollaste laikudega. Need laigud on Io vulkaanipursete saadus, mis koosnevad peamiselt väävlist ja selle ühenditest; Pursete värvus sõltub nende temperatuurist.
[redigeeri] Ganymedes

Ganymedes on kõige rohkem suurepärane kaaslane mitte ainult Jupiter, vaid üldiselt Päikesesüsteemis kõigi planeetide satelliitide seas. Ganymedes ja Callisto on kaetud arvukate kraatritega, Callistol on paljud neist ümbritsetud pragudega.

Callisto

Callistol arvatakse olevat ka ookean Kuu pinna all; sellele viitab kaudselt Callisto magnetväli, mida saab tekitada satelliidi sees soolases vees elektrivoolude olemasolu. Selle hüpoteesi kasuks räägib ka asjaolu, et Callisto magnetväli varieerub sõltuvalt selle orientatsioonist Jupiteri magnetvälja suhtes, see tähendab, et selle satelliidi pinna all on kõrge juhtivusega vedelik.

Galilea satelliitide suuruste võrdlus Maa ja Kuuga

Galilei satelliitide omadused

Kõik suured Jupiteri satelliidid pöörlevad sünkroonselt ja on alati Jupiteriga sama küljega silmitsi hiiglasliku planeedi võimsate loodete jõudude mõjul. Samal ajal on Ganymedes, Europa ja Io üksteisega orbitaalses resonantsis. Lisaks on Jupiteri satelliitide hulgas muster: mida kaugemal on satelliit planeedist, seda väiksem on selle tihedus (Io on 3,53 g/cm2, Europal 2,99 g/cm2, Ganymedesel 1,94 g/cm2, Callistol on 1,83 g/cm2). See sõltub satelliidi vee hulgast: Iol see praktiliselt puudub, Europal - 8%, Ganymedesel ja Callistol - kuni pool nende massist.

Jupiteri väikesed kuud

Ülejäänud satelliidid on palju väiksemad ja ebakorrapärase kujuga kivised kehad. Nende hulgas on neid, kes pööravad vastupidises suunas. Jupiteri väikestest satelliitidest pakub Amalthea teadlastele märkimisväärset huvi: oletatakse, et selle sees on tühimike süsteem, mis tekkis kauges minevikus toimunud katastroofi tagajärjel - meteoriidipommitamise tõttu Amalthea. lagunes osadeks, mis siis vastastikuse gravitatsiooni mõjul taas ühinesid, kuid ei muutunud kunagi üheks monoliitseks kehaks.

Metis ja Adrastea on Jupiterile lähimad kuud, mille läbimõõt on vastavalt ligikaudu 40 ja 20 km. Nad liiguvad mööda Jupiteri pearõnga serva 128 tuhande km raadiusega orbiidil, tehes 7 tunniga tiiru ümber Jupiteri ja olles Jupiteri kiireimad satelliidid.

Jupiteri kogu satelliidisüsteemi läbimõõt on 24 miljonit km. Veelgi enam, oletatakse, et Jupiteril oli varem isegi rohkem satelliite, kuid osa neist langes planeedile selle võimsa gravitatsiooni mõjul.

Jupiteri ümber pöörlevad satelliidid

Jupiteri satelliidid, mille nimed lõpevad tähega "e" – Karma, Sinop, Ananke, Pasiphe jt (vt Ananke rühm, Karme rühm, Pasiphe rühm) – tiirlevad ümber planeedi vastupidises suunas (tagurpidi liikumine) ja teadlaste sõnul ei moodustatud mitte koos Jupiteriga, vaid võeti tema poolt hiljem kinni. Sarnane omadus on ka Neptuuni satelliidil Triton.

Jupiteri vahepealsed kuud

Mõned komeedid on Jupiteri ajutised kuud. Nii et eriti komeet Kushida - Muramatsu (inglise) vene. perioodil 1949-1961. oli Jupiteri satelliit, teinud selle aja jooksul kaks tiiru ümber planeedi. Lisaks sellele objektile on teada ka vähemalt 4 hiidplaneedi ajutist kuud.

Jupiteri rõngad

Jupiteri rõngad (skeem).

Jupiteril on nõrgad rõngad avastatud Voyager 1 Jupiteri transiidi ajal 1979. aastal. Rõngaste olemasolu oletas juba 1960. aastal Nõukogude astronoom Sergei Vsekhsvjatski, tuginedes mõnede komeetide orbiitide kaugemate punktide uurimisele, järeldas Vsekhsvjatski, et need komeedid võivad pärineda Jupiteri rõngast ja tegi ettepaneku, et rõngas tekkis. Jupiteri satelliitide vulkaanilise tegevuse tulemusena (Io vulkaanid avastati kaks aastakümmet hiljem).

Rõngad on optiliselt õhukesed, nende optiline paksus on ~10-6 ja osakeste albeedo on vaid 1,5%. Siiski on neid siiski võimalik jälgida: 180 kraadi lähedaste faasinurkade juures ("vastu valgust" vaadates) suureneb rõngaste heledus umbes 100 korda ning Jupiteri pime öö pool valgust ei jäta. Kokku on kolm rõngast: üks peamine, "ämblik" ja halo.
Galileo tehtud foto Jupiteri rõngastest otseses hajutatud valguses.

Pearõngas ulatub Jupiteri keskusest 122 500–129 230 km kaugusele. Seestpoolt läheb põhirõngas toroidaalseks haloks ja väljaspool kontakteerub ämblikuvõrkkelmega. Täheldatud kiirguse edasisuunaline hajumine optilises vahemikus on iseloomulik mikronisuurustele tolmuosakestele. Jupiteri lähiümbruse tolm on aga allutatud tugevatele mittegravitatsioonilistele häiretele, mille tõttu on tolmuosakeste eluiga 103 ± 1 aastat. See tähendab, et nende tolmuosakeste allikas peab olema. Selliste allikate rolli sobivad kaks pearõnga sees lebavat väikest satelliiti Metis ja Adrastea. Meteoroididega kokkupõrkel tekitavad nad mikroosakeste sülemi, mis levivad seejärel Jupiteri ümber orbiidil. Gossameri rõnga vaatlused näitasid kahte eraldi ainevööd, mis pärinevad Teeba ja Amalthea orbiitidelt. Nende vööde struktuur sarnaneb sodiaagi tolmukomplekside struktuuriga.

Trooja asteroidid

Trooja asteroidid - asteroidide rühm, mis asub Jupiteri Lagrange'i punktide L4 ja L5 piirkonnas. Asteroidid on Jupiteriga 1:1 resonantsis ja liiguvad koos sellega orbiidil ümber Päikese. Samal ajal on traditsioon kutsuda punkti L4 lähedal asuvaid objekte kreeka kangelaste nimedega ja L5 lähedal asuvaid objekte Trooja kangelaste nimedega. Kokku avati 2010. aasta juuni seisuga 1583 sellist objekti.

Troojalaste päritolu selgitavad kaks teooriat. Esimene kinnitab, et need tekkisid Jupiteri moodustumise viimases staadiumis (kaalumisel on akreteerimise variant). Koos ainega püüti kinni planetoosimaalid, millel toimus ka akretsioon ja kuna mehhanism oli efektiivne, siis pooled neist sattusid gravitatsioonilõksu. Selle teooria miinusteks on see, et sel viisil tekkinud objektide arv on vaadeldavast neli suurusjärku suurem ja neil on palju suurem orbiidi kalle.

Teine teooria on dünaamiline. 300-500 miljonit aastat pärast teket Päikesesüsteem Jupiter ja Saturn läbisid 1:2 resonantsi. See tõi kaasa orbiitide ümberstruktureerimise: Neptuun, Pluuto ja Saturn suurendasid orbiidi raadiust ning Jupiter kahanes. See mõjutas Kuiperi vöö gravitatsioonilist stabiilsust ja osa seal asustanud asteroide liikus Jupiteri orbiidile. Samal ajal hävitati kõik algsed troojalased, kui neid oli.

Troojalaste edasine saatus on teadmata. Jupiteri ja Saturni nõrkade resonantside jada paneb nad kaootiliselt liikuma, kuid milline see kaootilise liikumise jõud on ja kas nad oma praeguselt orbiidilt välja visatakse, on raske öelda. Lisaks vähendavad omavahelised kokkupõrked aeglaselt, kuid kindlalt troojalaste arvu. Mõned killud võivad saada satelliitideks ja mõned komeedid.

Taevakehade kokkupõrked Jupiteriga
Komeet Shoemaker-Levy

Jälg ühest komeedi Shoemaker-Levy prahist, pilt Hubble'i teleskoobist, juuli 1994.
Peaartikkel: komeet Shoemaker-Levy 9

1992. aasta juulis lähenes Jupiterile komeet. See möödus umbes 15 tuhande kilomeetri kauguselt pilvede ülemisest piirist ja hiidplaneedi võimas gravitatsiooniefekt rebis selle tuuma 17 suureks osaks. Selle komeetide sülemi avastasid Mount Palomari observatooriumis Carolyn ja Eugene Shoemaker ning amatöörastronoom David Levy. 1994. aastal kukkusid Jupiterile järgmisel lähenemisel kõik komeedi killud tohutu kiirusega – umbes 64 kilomeetrit sekundis – planeedi atmosfääri. Seda suurejoonelist kosmilist kataklüsmi vaadeldi nii Maalt kui ka kosmosevahendite abil, eriti Hubble'i kosmoseteleskoobi, IUE satelliidi ja Galileo planeetidevahelise kosmosejaama abil. Tuumade langemisega kaasnesid kiirgussähvatused laias spektrivahemikus, gaaside emissioonide teke ja pikaealiste keeriste tekkimine, Jupiteri kiirgusvööde muutumine ja aurorade ilmumine ning heleduse vähenemine. Io plasma torus äärmuslikus ultraviolettkiirguses.

Muud kukkumised

19. juulil 2009 avastas eelmainitud amatöörastronoom Anthony Wesley Jupiteri lõunapooluse lähedalt tumeda laigu. Hiljem kinnitati see leid Kecki observatooriumis Hawaiil. Saadud andmete analüüs näitas, et kõige tõenäolisemalt Jupiteri atmosfääri sattunud keha oli kiviasteroid.

3. juunil 2010 kell 20.31 TÜ filmisid kaks sõltumatut vaatlejat - Anthony Wesley (ingl Anthony Wesley, Austraalia) ja Christopher Go (ingl Christopher Go, Filipiinid) Jupiteri atmosfääri kohal välgatust, mis on suure tõenäosusega. sügisel uus, Jupiterile seni tundmatu keha. Päev pärast seda sündmust Jupiteri atmosfäärist uusi tumedaid laike ei leitud. Vaatlusi on juba tehtud suurimate Hawaii instrumentidega (Gemini, Keck ja IRTF) ning vaatlusi plaanitakse Hubble'i kosmoseteleskoobiga. 16. juunil 2010 avaldas NASA pressiteate, milles öeldi, et Hubble'i kosmoseteleskoobiga 7. juunil 2010 (4 päeva pärast haiguspuhangu avastamist) tehtud piltidel ei olnud Jupiteri atmosfääri ülakihtides kukkumise märke.

20. augustil 2010 kell 18:21:56 IST toimus Jupiteri pilvkatte kohal puhang, mille tuvastas Jaapani amatöörastronoom Masayuki Tachikawa Kumamoto prefektuurist tema tehtud videos. Päev pärast selle sündmuse väljakuulutamist leiti kinnitus sõltumatult vaatlejalt Aoki Kazuolt (Aoki Kazuo) - Tokyost pärit amatöörastronoom. Arvatavasti võib see olla asteroidi või komeedi kukkumine hiiglasliku planeedi atmosfääri.

Jupiter on Päikesest kauguse poolest viies planeet ja suurim Päikesesüsteemis. Nii nagu Uraan, Neptuun ja Saturn, on Jupiter gaasihiiglane. Inimkond on temast juba pikka aega teadnud. Üsna sageli leidub usulistes tõekspidamistes ja mütoloogias viiteid Jupiterile. Tänapäeval sai planeet oma nime Vana-Rooma jumala auks.

Jupiteri atmosfäärinähtused on palju suuremad kui Maal. Planeedi tähelepanuväärseim moodustis on Suur Punane Laik, mis on meile juba 17. sajandist tuntud hiiglaslik torm.

Ligikaudne satelliitide arv on 67, millest suurimad on: Europa, Io, Callisto ja Ganymedes. G. Galileo avastas need esimesena 1610. aastal.

Kõik planeedi uuringud viiakse läbi orbitaal- ja maapealsete teleskoopide abil. Alates 70ndatest on Jupiterisse saadetud 8 NASA sõidukit. Suurte vastasseisude ajal oli planeet palja silmaga nähtav. Jupiter on Veenuse ja Kuu järel üks heledamaid objekte taevas. Ja satelliite ja ketast ennast peetakse vaatlejate jaoks kõige populaarsemaks.

Jupiteri vaatlused

Optiline ulatus

Kui vaadelda objekti spektri infrapunapiirkonnas, võime pöörata tähelepanu He- ja H2-molekulidele, samamoodi muutuvad märgatavaks ka teiste elementide jooned. Arv H räägib planeedi päritolust ning tänu kvalitatiivsele ja kvantitatiivne koostis muud elemendid. Kuid heeliumi ja vesiniku molekulidel ei ole dipoolmomenti, mis tähendab, et nende neeldumisjooned on märgatavad alles siis, kui need neelduvad löökionisatsiooniga. Samuti tekivad need jooned atmosfääri ülemistes kihtides, kust nad ei suuda kanda andmeid sügavamate kihtide kohta. Selle põhjal saab kõige usaldusväärsemat teavet vesiniku ja heeliumi hulga kohta Jupiteril Galileo aparaadi abil.

Mis puudutab ülejäänud elemente, siis nende analüüs ja tõlgendamine on väga keeruline. Täieliku kindlusega öelda planeedi atmosfääris toimuvate protsesside kohta on võimatu. Suur küsimus on ka keemiline koostis. Kuid enamiku astronoomide sõnul on kõik protsessid, mis võivad elemente mõjutada, kohalikud ja piiratud. Sellest järeldub, et need ei too kaasa mingeid erilisi muudatusi ainete jaotuses.

Jupiter kiirgab 60% rohkem energiat kui Päikeselt kulub. Need protsessid mõjutavad planeedi suurust. Jupiter kahaneb 2 cm aastas P. Bodenheimer esitas 1974. aastal arvamuse, et tekkehetkel oli planeet praegusest 2 korda suurem ja temperatuur palju kõrgem.

Gamma vahemik

Gammapiirkonna planeedi uurimine puudutab aurora ja ketta uurimist. Einsteini kosmoselabor registreeris selle 1979. aastal. Maalt kattuvad ultraviolett- ja röntgenikiirguse aurora piirkonnad, kuid see ei kehti Jupiteri kohta. Varasemad vaatlused tuvastasid kiirguse pulsatsiooni sagedusega 40 minutit, kuid hilisemad vaatlused näitasid seda sõltuvust palju hullemat.

Astronoomid lootsid, et röntgenikiirguse spekter muudab Jupiteri auraalse kuma sarnaseks komeetide omaga, kuid Chandra tähelepanekud lükkasid selle lootuse ümber.

XMM-Newtoni kosmoseobservatooriumi andmetel selgub, et kettakiirgus gammaspektris on kiirguse päikese röntgenpeegeldus. Võrreldes auroraga pole kiirguse intensiivsuses perioodilisust.

raadioseire

Jupiter on Päikesesüsteemi üks võimsamaid raadioallikaid meetri-detsimeetri vahemikus. Raadiokiirgus on juhuslik. Sellised pursked esinevad vahemikus 5 kuni 43 MHz ja keskmise laiusega 1 MHz. Valu kestus on väga lühike - 0,1-1 sek. Kiirgus on polariseeritud ja ringis võib see ulatuda 100% -ni.

Planeedi raadiokiirgusel lühikestes sentimeetri-millimeetrites on puhtalt termiline iseloom, kuigi erinevalt tasakaalutemperatuurist on heledus palju suurem. See omadus räägib soojuse voolust Jupiteri soolestikust.

Gravitatsioonipotentsiaali arvutused

Kosmoselaevade trajektooride analüüs ja looduslike satelliitide liikumise vaatlused näitavad Jupiteri gravitatsioonivälja. Sellel on suured erinevused võrreldes sfääriliselt sümmeetrilisega. Gravitatsioonipotentsiaal esitatakse reeglina laiendatud kujul Legendre polünoomide kaudu.

Kosmoselaevad Pioneer 10, Pioneer 11, Galileo, Voyager 1, Voyager 2 ja Cassini kasutasid gravitatsioonipotentsiaali arvutamiseks mitmeid mõõtmisi: 1) edastasid kujutised nende asukoha määramiseks; 2) Doppleri efekt; 3) raadiointerferomeetria. Mõned neist pidid mõõtmisel arvestama Suure Punase Laigu gravitatsioonilise kohaloluga.

Lisaks tuleb andmete töötlemisel postuleerida planeedi keskpunkti ümber tiirlevate Galileo satelliitide liikumise teooria. Täpsete arvutuste jaoks on tohutu probleem kiirenduse arvestamine, millel on mittegravitatsiooniline iseloom.

Jupiter päikesesüsteemis

Selle gaasihiiglase ekvatoriaalraadius on 71,4 tuhat km, ületades seega Maa oma 11,2 korda. Jupiter on ainus omataoline planeet, mille massikese Päike asub väljaspool Päikest.

Jupiteri mass ületab kõigi planeetide kogumassi 2,47 korda, Maa - 317,8 korda. Kuid vähem kui Päikese mass 1000 korda. Tiheduse poolest on see väga sarnane Valgustiga ja on 4,16 korda väiksem kui meie planeedil. Kuid gravitatsioonijõud ületab Maa oma 2,4 korda.

Planeet Jupiter kui "ebaõnnestunud täht"

Mõned teoreetiliste mudelite uuringud on näidanud, et kui Jupiteri mass oleks tegelikust veidi suurem, hakkaks planeet kahanema. Kuigi väikesed muudatused ei mõjutaks oluliselt planeedi raadiust, eeldusel, et tegelik mass kasvab neli korda, suurenes planeedi tihedus nii palju, et algaks mõõtmete vähenemise protsess tugeva gravitatsiooni mõjul.

Selle uuringu põhjal on Jupiteril sarnase ajaloo ja ehitusega planeedi maksimaalne läbimõõt. Massi edasine suurenemine viis kokkutõmbumise kestuseni, kuni Jupiter muutus tähtede moodustumise protsessis pruuniks kääbuseks, mille mass ületab tema praegust massi 50 korda. Astronoomid usuvad, et Jupiter on "ebaõnnestunud täht", kuigi siiani pole selge, kas planeedi Jupiteri ja nende planeetide tekkeprotsessis, mis moodustavad kaksiktähesüsteeme, on sarnasust. Varasemad tõendid viitavad sellele, et Jupiter oleks pidanud täheks saamiseks olema 75 korda massiivsem, kuid väikseima teadaoleva punase kääbuse läbimõõt on vaid 30% suurem.

Jupiteri pöörlemine ja orbiit

Maalt pärit Jupiteri magnituudi suurus on 2,94 meetrit, mis teeb planeedist Veenuse ja Kuu järel palja silmaga nähtavuse heleduselt kolmanda objekti. Meist kõige kaugemal on planeedi näiv suurus 1,61 m. Minimaalne kaugus Maast Jupiterini on 588 miljonit kilomeetrit ja maksimaalne kaugus 967 miljonit kilomeetrit.

Planeetide vastasseis toimub iga 13 kuu tagant. Tuleb märkida, et kord 12 aasta jooksul toimub Jupiteri suur opositsioon, hetkel on planeet oma orbiidi periheeli lähedal, samas kui objekti nurga suurus Maast on 50 kaaresekundit.

Jupiter asub Päikesest 778,5 miljoni kilomeetri kaugusel, samal ajal kui planeet teeb täieliku tiiru ümber Päikese 11,8 Maa aastaga. Suurima häire Jupiteri enda orbiidil liikumisel tekitab Saturn. Hüvitisi on kahte tüüpi:

Vana - see on tegutsenud 70 tuhat aastat. See muudab planeedi orbiidi ekstsentrilisust.

Resonants - avaldub lähedussuhte 2:5 tõttu.

Planeedi eripäraks võib nimetada asjaolu, et sellel on suur lähedus orbiidi tasandi ja planeedi tasapinna vahel. Planeedil Jupiter aastaaegade vaheldust ei toimu, kuna planeedi pöörlemistelg on kallutatud 3,13 °, võrdluseks võime lisada, et Maa telje kaldenurk on 23,45 °.

Planeedi pöörlemine ümber oma telje on kõigi päikesesüsteemi kuuluvate planeetide seas kiireim. Seega teeb Jupiter ekvaatori piirkonnas tiiru ümber oma telje 9 tunni 50 minuti ja 30 sekundiga ning keskmised laiuskraadid teevad selle pöörde 5 minutit ja 10 pikemaks. Selle pöörlemise tõttu on planeedi raadius ekvaatoril 6,5% suurem kui keskmistel laiuskraadidel.

Teooriad elu olemasolu kohta Jupiteril

Aja jooksul tehtud tohutu hulk uuringuid viitab sellele, et Jupiteri tingimused ei ole elu tekkeks soodsad. Esiteks on selle põhjuseks madal veesisaldus planeedi atmosfääri koostises ja planeedi kindla vundamendi puudumine. Tuleb märkida, et eelmise sajandi 70ndatel esitati teooria, et Jupiteri atmosfääri ülakihtides on ammoniaagi baasil elavate elusorganismide olemasolu võimalik. Selle hüpoteesi toetuseks võime öelda, et planeedi atmosfääris on isegi madalal sügavusel kõrge temperatuur ja tihedus ning see aitab kaasa keemilistele evolutsiooniprotsessidele. Seda teooriat väljendas Carl Sagan, misjärel koos E.E. Salpeteri sõnul tegid teadlased arvutusi, mis viisid planeedil kolme väidetava eluvormi kohta järeldusele:

• Ujukid – pidid toimima tohutute organismidena, maakera suurlinna suuruses. Nad on õhupalliga sarnased selle poolest, et nad on hõivatud heeliumi atmosfäärist väljapumpamisega ja vesiniku maha jätmisega. Nad elavad atmosfääri ülemistes kihtides ja toodavad iseseisvalt toiduks vajalikke molekule.
• Uppujad on mikroorganismid, mis võivad väga kiiresti paljuneda, mis võimaldab liigil ellu jääda.
• Jahimehed on röövloomad, kes toituvad hõljukitest.

Kuid need on ainult hüpoteesid, mida teaduslikud faktid ei toeta.

Planeedi struktuur

Kaasaegsed tehnoloogiad ei võimalda teadlastel veel täpselt määrata planeedi keemilist koostist, kuid sellest hoolimata on Jupiteri atmosfääri ülemisi kihte uuritud suure täpsusega. Atmosfääri uurimine sai võimalikuks ainult tänu laskumisele kosmoselaev nimega Galileo sisenes see planeedi atmosfääri 1995. aasta detsembris. See võimaldas täpselt öelda, et atmosfäär koosneb heeliumist ja vesinikust, lisaks nendele elementidele tuvastati metaani, ammoniaaki, vett, fosfiini ja vesiniksulfiidi. Eeldatakse, et atmosfääri sügavam sfäär, nimelt troposfäär, koosneb väävlist, süsinikust, lämmastikust ja hapnikust.

Esineb ka inertgaase nagu ksenoon, argoon ja krüptoon ning nende kontsentratsioon on suurem kui Päikesel. Vee, dioksiidi ja vingugaasi olemasolu on võimalik planeedi atmosfääri ülemistes kihtides komeetidega kokkupõrgete tõttu, näitena tuuakse komeet Shoemaker-Levy 9.

Planeedi punakas värvus on tingitud punase fosfori, süsiniku ja väävli ühendite olemasolust või isegi orgaanilisest ainest, mis tekkis elektrilahendusega kokkupuutel. Tuleb märkida, et atmosfääri värvus ei ole ühtlane, mis näitab, et erinevad alad koosnevad erinevatest keemilistest komponentidest.

Jupiteri struktuur

Üldtunnustatud seisukoht on, et planeedi sisemine struktuur pilvede all koosneb heeliumi ja vesiniku kihist paksusega 21 tuhat kilomeetrit. Siin on ainel oma struktuuris sujuv üleminek gaasilisest olekust vedelasse olekusse, mille järel tekib metallilise vesinikuga kiht, mille maht on 50 tuhat kilomeetrit. Planeedi keskosa hõivab 10 tuhande kilomeetri raadiusega tahke tuum.

Tuntuim Jupiteri struktuuri mudel:

1. Atmosfäär:
2. välimine vesinikukiht.

Keskmist kihti esindavad heelium (10%) ja vesinik (90%).

• Alumine osa koosneb heeliumi, vesiniku, ammooniumi ja vee segust. See kiht on jagatud veel kolmeks:

  • Ülemine on tahkel kujul ammoniaak, mille temperatuur on -145 ° C ja rõhk 1 atm.
  • Keskel on ammooniumhüdrosulfaat kristalliseerunud olekus.
  • Alumise positsiooni hõivab tahkes olekus ja võib-olla isegi vedelas olekus vesi. Temperatuur on umbes 130 °C ja rõhk on 1 atm.

1. Kiht, mis koosneb metallilises olekus vesinikust. Temperatuurid võivad varieeruda vahemikus 6,3 tuhat kuni 21 tuhat kelvinit. Samal ajal on rõhk ka muutuv - 200 kuni 4 tuhat GPa.
2. Kivisüdamik.

Selle mudeli loomine sai võimalikuks tänu vaatluste ja uuringute analüüsile, võttes arvesse ekstrapolatsiooni ja termodünaamika seadusi. Tuleb märkida, et sellel struktuuristruktuuril puuduvad selged piirid ja üleminekud külgnevate kihtide vahel ning see omakorda näitab, et iga kiht on täielikult lokaliseeritud ja neid saab eraldi uurida.

Jupiteri atmosfäär

Kogu planeedi kasvu temperatuurinäitajad ei ole monotoonsed. Jupiteri atmosfääris, nagu ka Maa atmosfääris, võib eristada mitmeid kihte. Atmosfääri ülemistes kihtides on kõrgeim temperatuur ning planeedi pinna poole liikudes need näitajad oluliselt vähenevad, aga omakorda rõhk tõuseb.

Planeedi termosfäär kaotab suurema osa planeedi enda soojusest ja siin tekib ka nn aurora. Termosfääri ülemine piir loetakse rõhumärgiks 1 nbar. Uuringu käigus saadi andmeid selle kihi temperatuuri kohta, see ulatub näitajani 1000 K. Miks siin nii kõrge temperatuur on, pole teadlased veel suutnud selgitada.

Galileo aparaadi andmed näitasid, et ülemiste pilvede temperatuur on 1 atmosfääri rõhul -107 ° C ja 146 kilomeetri sügavusele laskumisel tõuseb temperatuur +153 ° C ja rõhk 22 atmosfääri.

Jupiteri ja selle kuude tulevik

Kõik teavad, et lõpuks ammendab Päike sarnaselt teise tähega kogu termotuumakütuse varu, samal ajal kui selle heledus suureneb iga miljardi aasta järel 11%. Tänu sellele nihkub tuttav elamiskõlblik tsoon oluliselt meie planeedi orbiidist kaugemale kuni Jupiteri pinnale jõudmiseni. See võimaldab sulatada kogu Jupiteri kuudel oleva vee, mis võimaldab alata elusorganismide sündi planeedil. On teada, et 7,5 miljardi aasta pärast muutub Päike tähena punaseks hiiglaseks, tänu sellele omandab Jupiter uus staatus ja saada kuumaks Jupiteriks. Sel juhul on planeedi pinnatemperatuur umbes 1000 K ja see toob kaasa planeedi sära. Sel juhul näevad satelliidid välja nagu elutud kõrbed.

Jupiteri kuud

Kaasaegsed andmed ütlevad, et Jupiteril on 67 looduslikku satelliiti. Teadlaste sõnul võib järeldada, et Jupiteri ümber võib selliseid objekte olla üle saja. Planeedi satelliidid on nime saanud peamiselt müütiliste tegelaste järgi, kes on mingil määral seotud Zeusiga. Kõik satelliidid on jagatud kahte rühma: välised ja sisemised. Sisemiste satelliitide hulka kuulub ainult 8 satelliiti, sealhulgas Galilei satelliite.

Esimesed Jupiteri satelliidid avastas 1610. aastal kuulus teadlane Galileo Galilei, need on Europa, Ganymedes, Io ja Callisto. See avastus kinnitas Koperniku ja tema heliotsentrilise süsteemi õigsust.

20. sajandi teist poolt iseloomustas aktiivne kosmoseobjektide uurimine, mille hulgas väärib erilist tähelepanu Jupiter. Seda planeeti on uuritud võimsate maapealsete teleskoopide ja raadioteleskoopidega, kuid suurimad edusammud selles valdkonnas on tulnud Hubble'i teleskoobi kasutamisest ja suure hulga sondide saatmisest Jupiterisse. Uuringud jätkuvad praegu aktiivselt, kuna Jupiteris on endiselt palju saladusi ja saladusi.

Päikesesüsteemi hiiglane, gaasihiiglane, asub Saturni ja Marsi vahel, pöörledes Päikesest 770 miljoni kilomeetri kaugusel. Selge ööga on Jupiter selgelt nähtav läbi väikese teleskoobi või mitme binokli: selle kiirgav valgus on küllastuse poolest teisel kohal Kuu, Veenuse ja Päikese järel. Kaasaegne nimi selle omastasid vanad roomlased, korreleerides planeedi kõige olulisemaga näitleja paganlik panteon - Jupiter. Planeet Jupiter – huvitavad faktid keeriste, aurorade, Suure Punase Laigu kohta.

kosmosehiiglane

Hiiglase ekvatoriaalne läbimõõt ületab Maa läbimõõtu 11 korda. Viienda planeedi maht mahutab kergesti 1300 meiesugust planeeti.

Ülihiiu kuju on poolustelt lapik ja ekvaatoril kumer, kuna tiirleb ümber oma telje kiirelt.

Taevalaotuse, nõgude ja mäeahelike puudumine annab kolossile sileda ja ühtlase pinna.

Suurima massiga Jupiterit eristab ka suurim väledus: ta teeb pöörde ümber oma telje vähem kui 10 tunniga.

Ühe pöörde ümber Päikese sooritamiseks kulub 12 aastat.

Supergigandil aastaaegade vaheldust ei toimu.

Maal on nad harjunud, et varjutatud kohad on jahedamad kui need, mida Päike valgustab. Jupiteril on vastupidi: varjupind kuumeneb palju rohkem kui valgustatud alad.

Selgub, et hiiglaslik planetoid eraldab rohkem energiat, kui neelab päikesekiirtest soojust.

Ühend

Gaasihiiglase koostis on sarnane Päikesele.

Jupiteri tuum on suuruselt sarnane Maa tuumaga, kuid 10 korda kergem. Tsentrosfäär on tahke, kuumutatud temperatuurini 20 000 °C, ümbritsetud kergete gaaside – vesiniku ja heeliumi – seguga.

Atmosfäär on fosfori- ja väävliühendite tõttu pruunikasoranži tooniga, tihedus on 18 korda suurem kui maakeral. Troposfäär sisaldab hüdrosulfiteid, ammoniaaki ja külmunud vett. Siin valitsevad madalad temperatuurid: miinus 150° - miinus 100°С. Stratosfäär koosneb süsivesinikest. Selle kohal on termosfäär, mis on kuumutatud temperatuurini 725 ° C.

Huvitav fakt Jupiteri kohta. Maiste väärtuste poolest peetakse ülihiiglast rikkaimaks astronoomiliseks objektiks: planeedil sajab teemante.

Hiiglaslik välk muudab gaasi (metaani) süsinikuks. Pinnale lähenedes ühend kõveneb ja muutub grafiidiks. Liikumist jätkates muutub grafiit teemandiks. Planeedi tuumani jõudes see sulab, luues (hüpoteetiliselt) vedela süsiniku kaldata mere.

Viienda planeedi ekvatoriaalosa ümbritsevad hiiglaslikud ribad, neid on vaadeldud pikka aega ja need on eristatavad isegi algajale astronoomile. Nende päritolu kohta pole ühest hüpoteesi.

Planetoidi maaliline värvus on tingitud gaasikihtide kihistumisest, mis moodustavad viienda planeedi tähelepanuväärsed punased ja valged ribad. Punased kihid (ribad) on kuumad, valged (tsoonid) madala temperatuuriga.

Tuuled ja aurorad

Viies planeet on tuulte ja tormide element. Selle peamisteks liikumapanevateks jõududeks on tuumast lähtuvad kuumad voolud ja taevakeha kiire liikumise energia ümber oma telje.

Tuule kiirus ületab siin 600 km/h.

Jupiteri pinnal on näha arvukalt antitsüklonite ja tsüklonite laike. Nende atmosfääri anomaaliate põhjuseid ei ole uuritud.

Gaasihiiglasel sähvatab koletu välk, mis ulatuselt ja võimsuselt on tuhat korda suurem kui maised taevased külalised.

Pooluste lähedal on särav kuma. Nähtus on püsiv, muutub ainult selle intensiivsus. Aurora koosneb kolmest põhikomponendist: kesksest eredast valgusvihust, kuumadest punktidest ja impulsskiirgusest põhitsooni sees.

Jupiteri aurorad ületavad maapealseid põhjasähvatusi oma värvuse intensiivsuse ja ala avaruse poolest (suuremad kui Maa pind).

gravitatsiooni

Raskusjõud ületab Maa gravitatsiooni kaks ja pool korda. Kui hiiglaslikule planetoidile asetada 100-kilone objekt, tõuseb selle kaal 250 kilogrammini.

Planeedi gravitatsioonijõud muudab komeetide trajektoore, tõmbab neid enda poole. Jupiter - huvitav fakt- on päikesesüsteemi planeetide kilp, mis kaitseb neid taevaosakeste langemise eest.

On olemas hüpotees, et ülihiiu gravitatsioonijõud mõjutas meie planeedisüsteemi teket.

Jupiteril, nagu Saturnil, on rõngad. Maapealne varustus ei võimalda neid näha, neid märgati kosmoselaeva Voyager-I abiga.

Rõngad tekivad universaalsest tolmust, mis tekkis planeedi satelliitide kokkupõrke tagajärjel meteooridega. Viiendal planeedil on neid mitu: peamine (põhi)rõngas, Halo (valmistatud tahketest tumedatest osakestest) ja ämblikuvõrgu rõngas (läbipaistev, koosneb väikestest satelliitide fragmentidest). Iseloomulik omadus Jupiteri rõngad on jää puudumine neis.

Magnetväli

Planeeti peetakse Päikesesüsteemi magnetväljade kuningannaks. See on kaetud laetud elektriosakeste mantliga, mis on levinud üle 650 miljoni km. Viienda planeedi magnetsfäär on umbes 18 000 korda tugevam kui Maa oma.

Radioaktiivse kiirguse tase hiiglase lähedal on tuhat korda kõrgem inimesele surmavast tasemest. Radioaktiivsete osakestega pommitamise täpsus on selline, et see kahjustab spetsiaalselt kaitstud kosmosesõidukeid. Hüpoteetiliselt piisaks sellest võimsusest Päikese neelamiseks.

Planeedihiiglane teeb hääli, mis kõlavad nagu inimhääled. Seda müra nimetatakse elektromagnetiliseks kõneks. Ufoloogid peavad selliseid "hääli" sageli ekslikult võõraste kultuuride helisignaalidega.

Gaasigigandil on neli kuud ja 67 väikest satelliiti. Seda võib pidada omamoodi "jupiterotsentriliseks" süsteemiks heliotsentrilise süsteemi sees.

Esimesed neli Jupiteri kuud on Ganymedes, Europa, Io ja Callisto- avastas Galileo Galilei 17. sajandi alguses. Need on määratletud kui tumedad täpid Jupiteri heledal kehal. Satelliitide avastamine kinnitas Koperniku oletust, et Maa ei ole universumi keskpunkt.

Iga kuu on umbes poolteist korda suurem kui Maa. Kõige muljetavaldavam suurus Ganymedes: selle läbimõõt on meie planeedist vaid kolm ja pool korda väiksem. Pinnal Ja umbes vaadelnud 8 aktiivset vulkaani; peale Maa on see ainus teadaolev kosmoseobjekt, millel on mäed ja aktiivsed vulkaanid. peal Euroopa vett leiti sajanditevanuse jää paksuse alt. Võib-olla on ookean siin peidus. Callisto on mittepeegeldav ja arvatavasti moodustatud läbimatust kivist.

Satelliitide tihedus sõltub kaugusest Jupiterist: mida lähemale, seda suurem on tihedus.

Kolossil on peale püsikuude ka ajutised (komeedid).

Suur punane täpp

Suure punase laigu fenomeni avastas Giovanni Domenico Cassini 17. sajandi teisel poolel.

Kuulus munakujuline roostevärvi märk on nähtav kõigil Viienda planeedi fotodel. See on kolm ja pool sajandit möllanud pööris-antitsüklon. Pöörlemiskiirus tornaado keskel on 400–500 km/h. Selle liikumine toimub vastupäeva.

Rohkem kui sajand tagasi oli päevitus meie planeedi suurune, sellest ajast alates on see peaaegu poole võrra vähenenud. Salapärane koht muutub pidevalt: nüüd suureneb selle pindala ja muutub veelgi heledamaks, seejärel vaibub ja hämardub.

Ainult selle asukoht jääb muutumatuks.

Ilukirjandus

Gaasihiiglase atmosfääri koostis on sarnane Maa atmosfääriga kauges minevikus. 20. sajandi teisel poolel arutati elu võimalikkuse teemat Jupiteri ülemistes atmosfäärikihtides, kus esineb veeauru, kus temperatuur ja rõhk aitavad kaasa vesi-süsivesinike elustiku arengule. Kuid seni pole hüpotees kinnitust leidnud, pigem on viimaste uuringute poolt ümber lükatud.

Austria füüsik Edwin Salpeter ja Ameerika astrofüüsik Carl Sagan on visandanud hüpoteetilisi eluvorme, mis on kohandatud Jupiteri omadustega. Nad on pisikesed ja väga õitsevad. tossud(sarnaselt viirustele); hiiglaslik (maise linna suurus) hõljukid sarnane maapealse taimestikuga; ja jahimehed - kiskjad, kes söövad hõljukeid. See on huvitav teave, kuid sellel on kirjandusliku fantaasiateose iseloom.

Jupiteri satelliitide elamiskõlblikkuse kohta on hüpotees: Europal on vesi, tõusulained annavad soojust, hapniku olemasolu on võimalik, kuigi elu saab täiesti hakkama ka ilma O 2ta. Maavälise elu olemasolu isegi primitiivsetel vormidel on pole kinnitatud, kuigi see teave on ulmekirjanike loomingu saatus, ei midagi enamat.

Võimas, hoogne, majesteetlik miniuniversum. Kas viies planeet on valmis oma saladusi maalastele paljastama? Astronoomidel on, mille kallal töötada, pole vaja universumi sügavustesse taanduda, meie päikesesüsteemil on veel palju mõistatusi, sealhulgas Jupiteri kohta.

Jupiter on Päikesesüsteemi viies planeet, mis kuulub gaasihiiglaste kategooriasse. viis korda suurem kui Uraani läbimõõt (51 800 km) ja selle mass on 1,9 × 10^27 kg. Jupiteril, nagu ka Saturnil, on rõngad, kuid need pole kosmosest selgelt nähtavad. Selles artiklis tutvume mõne astronoomilise teabega ja saame teada, milline planeet on Jupiter.

Jupiter on eriline planeet

Huvitav on see, et täht ja planeet erinevad üksteisest massi poolest. Suure massiga taevakehadest saavad tähed ja väiksema massiga kehadest planeedid. Jupiter võis oma tohutu suuruse tõttu olla tänapäeva teadlastele tuntud kui täht. Moodustamise ajal sai ta aga tähe jaoks ebapiisava massi. Seetõttu on Jupiter Päikesesüsteemi suurim planeet.

Vaadates planeeti Jupiterit läbi teleskoobi, näete nende vahel tumedaid ribasid ja heledaid tsoone. Tegelikult loovad sellise pildi erineva temperatuuriga pilved: heledad pilved on külmemad kui tumedad. Sellest võime järeldada, et teleskoop näeb Jupiteri atmosfääri, mitte selle pinda.

Jupiter kogeb sageli Maal nähtud aurorasid.

Tuleb märkida, et Jupiteri telje kalle orbiidi tasapinna suhtes ei ületa 3°. Seetõttu ei teatud planeedi rõngaste süsteemi olemasolust pikka aega midagi. Planeedi Jupiter põhirõngas on väga õhuke ja seda on teleskoopvaatlustega näha servapidi, nii et seda oli raske näha. Teadlased said selle olemasolust teada alles pärast kosmoselaeva Voyager starti, mis lendas Jupiterile teatud nurga all ja avastas planeedi lähedalt rõngad.

Jupiterit peetakse gaasihiiglaseks. Selle atmosfäär koosneb enamasti vesinikust. Atmosfääris leidub ka heeliumi, metaani, ammooniumi ja vett. Astronoomid viitavad sellele, et planeedi häguse kihi ja gaasilise vedela metallilise vesiniku taga on täiesti võimalik tuvastada Jupiteri tahket tuuma.

Põhiteave planeedi kohta

Päikesesüsteemi planeedil Jupiter on tõeliselt ainulaadsed omadused. Peamised andmed on esitatud järgmises tabelis.

Jupiteri avastamine

Jupiteri avastas Itaalia astronoom Galileo Galilei 1610. aastal. Galileot peetakse esimeseks inimeseks, kes kasutas kosmose ja taevakehade vaatlemiseks teleskoopi. Päikesest viienda planeedi - Jupiteri - avastamine oli Galileo Galilei üks esimesi avastusi ja oli tõsine argument maailma heliotsentrilise süsteemi teooria kinnitamiseks.

Seitsmeteistkümnenda sajandi 60ndatel suutis Giovanni Cassini tuvastada planeedi pinnal "ribasid". Nagu eespool mainitud, tekib see efekt Jupiteri atmosfääri pilvede erineva temperatuuri tõttu.

1955. aastal said teadlased teadlikuks, et Jupiteri aine kiirgab kõrgsageduslikku raadiosignaali. Tänu sellele avastati planeedi ümber olulise magnetvälja olemasolu.

1974. aastal tegi Saturnile lennanud sond Pioneer 11 planeedist mitu üksikasjalikku pilti. Aastatel 1977–1779 sai palju teada Jupiteri atmosfäärist, sellel toimuvatest atmosfäärinähtustest, aga ka planeedi rõngaste süsteemist.

Ja täna jätkub planeedi Jupiteri hoolikas uurimine ja selle kohta uue teabe otsimine.

Jupiter mütoloogias

Vana-Rooma mütoloogias on Jupiter kõrgeim jumal, kõigi jumalate isa. Talle kuulub taevas, päevavalgus, vihm ja äike, luksus ja küllus, seadus ja kord ning tervenemise võimalus, kõige elava truudus ja puhtus. Ta on taevaste ja maiste olendite kuningas. AT Vana-Kreeka mütoloogia Jupiteri koha on hõivanud kõikvõimas Zeus.

Tema isa on Saturn (maajumal), ema Opa (viljakuse ja külluse jumalanna), vennad Pluuto ja Neptuun ning õed Ceres ja Vesta. Tema naine Juno on abielu, perekonna ja emaduse jumalanna. Näete, et paljude taevakehade nimed ilmusid tänu iidsetele roomlastele.

Nagu eespool mainitud, pidasid iidsed roomlased Jupiterit kõrgeimaks, kõikvõimsaks jumalaks. Seetõttu jagati see eraldi kehastusteks, mis vastutasid teatud Jumala jõu eest. Näiteks Jupiter Victor (võit), Jupiter Tonans (äike ja vihm), Jupiter Libertas (vabadus), Jupiter Feretrius (sõja ja võiduka triumfi jumal) jt.

Vana-Rooma Kapitoolium oli künkal kogu riigi usu ja religiooni keskne koht. See tõestab veel kord roomlaste vankumatut usku jumal Jupiteri domineerimisse ja majesteetlikkusse.

Jupiter kaitses ka Vana-Rooma elanikke keisrite omavoli eest, valvas püha Rooma seadusi, olles tõelise õigluse allikaks ja sümboliks.

Samuti väärib märkimist, et iidsed kreeklased kutsusid planeeti, mille nimi anti Jupiteri auks, Zeusiks. Selle põhjuseks on Vana-Rooma ja Vana-Kreeka elanike religiooni ja usu erinevused.

Mõnikord on Jupiteri atmosfääris ümara kujuga keeriseid. Suur Punane Laik on neist keeristest kuulsaim ja seda peetakse ka Päikesesüsteemi suurimaks. Selle olemasolu teadsid astronoomid rohkem kui nelisada aastat tagasi.

Suure Punase Laigu suurus – 40 × 15 000 kilomeetrit – on Maa omast enam kui kolm korda suurem.

Keskmine temperatuur keerise "pinnal" on alla -150°C. Laigu koosseis pole veel lõplikult kindlaks tehtud. Eeldatakse, et see koosneb vesinikust ja ammooniumist ning väävli- ja fosforiühendid annavad sellele punase värvuse. Samuti usuvad mõned teadlased, et plekk muutub tsooni sisenedes punaseks. ultraviolettkiirgust Päike.

Tuleb märkida, et selliste stabiilsete atmosfäärimoodustiste nagu Suur Punane Laik olemasolu on võimatu. maa atmosfäär, mis teatavasti koosneb enamasti hapnikust (≈21%) ja lämmastikust (≈78%).

Jupiteri kuud

Jupiter ise on suurim peamine täht Päikesesüsteem. Erinevalt planeedist Maa on Jupiteril 69 kuud, mis on suurim kuude arv kogu päikesesüsteemis. Jupiter ja selle kuud moodustavad koos Päikesesüsteemi väiksema versiooni: keskel paiknev Jupiter ja temast sõltuvad väiksemad taevakehad, mis pöörlevad oma orbiitidel.

Nagu planeedi enda, avastas mõned Jupiteri kuud Itaalia teadlane Galileo Galilei. Tema avastatud satelliite – Io, Ganymedes, Europa ja Callisto – nimetatakse siiani Galileideks. Viimane astronoomidele teadaolev satelliit avastati 2017. aastal, seega ei tasu seda numbrit lõplikuks pidada. Lisaks Galileo poolt avastatud neljale, aga ka Metisele, Adrasteale, Amaltheale ja Teebale ei ole Jupiteri kuud liiga suured. Ja teisel Jupiteri "naabril" – planeedil Veenusel – pole leitud üldse satelliite. See tabel näitab mõnda neist.

Mõelge planeedi kõige olulisematele satelliitidele - Galileo Galileo kuulsa avastamise tulemustele.

Ja umbes

Io on kõigist päikesesüsteemi planeetidest suuruselt neljas satelliit. Selle läbimõõt on 3642 kilomeetrit.

Neljast Galilea kuust on Io Jupiterile kõige lähemal. Iol toimub suur hulk vulkaanilisi protsesse, nii et väliselt on satelliit pitsaga väga sarnane. Arvukate vulkaanide regulaarsed pursked muudavad perioodiliselt selle taevakeha välimust.

Euroopa

Jupiteri järgmine kuu on Europa. See on Galilei satelliitide seas väikseim (läbimõõt - 3122 km).

Kogu Europa pind on kaetud jääkoorikuga. Täpset teavet pole veel selgitatud, kuid teadlased viitavad sellele, et selle maakoore all on tavaline vesi. Seega sarnaneb selle satelliidi ehitus mõnevõrra Maa ehitusega: tahke maakoor, vedel aine ja keskel paiknev tahke tuum.

Europa pinda peetakse ka kõige tasasemaks kogu päikesesüsteemis. Satelliidil pole midagi, mis tõuseks üle 100 meetri.

Ganymedes

Ganymedes on päikesesüsteemi suurim kuu. Selle läbimõõt on 5260 kilomeetrit, mis ületab isegi esimese Päikesest pärit planeedi – Merkuuri läbimõõtu. Ja Jupiteri planeedisüsteemi lähima naabri - planeedi Marsi - läbimõõt ulatub ekvaatori lähedal vaid 6740 kilomeetrini.

Ganymedest läbi teleskoobi vaadeldes võib selle pinnal märgata eraldi heledaid ja tumedaid alasid. Astronoomid on leidnud, et need koosnevad kosmilisest jääst ja tahkest ainest kivid. Mõnikord näete satelliidil hoovuste jälgi.

Callisto

Jupiterist kõige kaugemal asuv Galilea satelliit on Callisto. Callisto on Päikesesüsteemi satelliitide seas suuruselt kolmas (läbimõõt - 4820 km).

Callisto on kogu päikesesüsteemi kõige rohkem kraatritega taevakeha. Satelliidi pinnal olevad kraatrid on erineva sügavuse ja värviga, mis viitab Callisto piisavale vanusele. Mõned teadlased peavad Callisto pinda isegi Päikesesüsteemi "vanimaks", väites, et seda pole uuendatud rohkem kui 4 miljardit aastat.

Ilm

Milline on ilm planeedil Jupiter? Sellele küsimusele ei saa üheselt vastata. Ilm Jupiteril on ebastabiilne ja ettearvamatu, kuid teadlased on suutnud tuvastada selles teatud mustreid.

Nagu eespool mainitud, tekivad Jupiteri pinna kohal võimsad atmosfääripöörised (näiteks Suur Punane Laik). Sellest järeldub, et Jupiteri atmosfäärinähtuste hulgas võib eristada purustavaid orkaane, mille kiirus ületab 550 kilomeetrit tunnis. Selliste orkaanide esinemist mõjutavad ka erineva temperatuuriga pilved, mida on võimalik eristada arvukatel Jupiteri planeedi fotodel.

Samuti on Jupiterit läbi teleskoobi vaadeldes näha tugevaimad tormid ja planeeti raputavad välgud. Sellist nähtust Päikesest viiendal planeedil peetakse püsivaks.

Jupiteri atmosfääri temperatuur langeb alla -140 ° C, mida peetakse inimkonnale tuntud eluvormide jaoks üle jõu käivaks. Lisaks koosneb meile nähtav Jupiter ainult gaasilisest atmosfäärist, mistõttu astronoomid teavad planeedi tahkel pinnal valitsevast ilmast veel vähe.

Järeldus

Niisiis, selles artiklis tutvusime Päikesesüsteemi suurima planeediga - Jupiteriga. Sai selgeks, et kui Jupiterile oleks selle tekkimise ajal antud veidi suurem kogus energiat, siis võiks meie planeedisüsteemi nimetada "Päike-Jupiteriks" ja see sõltuda kahest suurimast tähest. Jupiteril ei õnnestunud aga täheks muutuda ja tänapäeval peetakse seda suurimaks gaasihiiglaseks, mille suurus on tõesti hämmastav.

Planeet ise sai nime Vana-Rooma taevajumala järgi. Kuid paljud teised maapealsed objektid on saanud nime planeedi enda järgi. Näiteks nõukogude magnetofonide kaubamärk "Jupiter"; purjelaev Balti laevastik sisse XIX algus sajandil; Nõukogude elektripatareide kaubamärk "Jupiter"; Briti mereväe lahingulaev; filmiauhind kinnitati 1979. aastal Saksamaal. Planeedi auks nimetati ka kuulus Nõukogude mootorratas "IZH planeet Jupiter", mis tähistas terve rea maanteemootorrataste algust. Selle mootorrataste seeria tootja on Izhevski masinaehitustehas.

Astronoomia on meie aja üks huvitavamaid ja tundmatumaid teadusi. Meie planeeti ümbritsev avakosmos on uudishimulik nähtus, mis haarab kujutlusvõimet. Kaasaegsed teadlased teevad uusi avastusi, mis võimaldavad meil teada saada senitundmatut teavet. Seetõttu on äärmiselt oluline järgida astronoomide avastusi, sest meie elu ja meie planeedi elu allub täielikult kosmoseseadustele.