Données sur Jupiter. Système d'anneaux planétaires

L'histoire de Jupiter pour enfants contient des informations sur la température sur Jupiter, sur ses satellites et ses caractéristiques. Vous pouvez compléter le message sur Jupiter avec des faits intéressants.

Bref message sur Jupiter

Jupiter est le plus grande planète Système solaire. Un Jupiter pèse deux fois et demie plus que toutes les autres planètes réunies. Il lui faudra environ 2 ans pour atteindre Jupiter. Le nom de la planète vient du nom du dieu suprême du tonnerre Rome antique.

Il y a aussi la Grande Tache Rouge ici. Les gens surveillent cet endroit depuis plus de 300 ans. Pendant ce temps, sa taille et sa luminosité ont changé plus d'une fois et ont parfois disparu pendant une courte période. Les scientifiques pensent qu’il s’agit d’un vortex atmosphérique géant.

L'atmosphère de Jupiter contient de longues couches de nuages ​​qui donnent à Jupiter une apparence striée. L'anneau de cette planète, contrairement à l'anneau de Saturne, est étroit et peu visible.

Cette planète appartient aux géantes gazeuses, c'est-à-dire que seul le noyau interne peut être dense. Il n'y a pas de continents là-bas, parce que... il n’y a pas de surface en tant que telle ; selon les rapports des scientifiques, elle est gazeuse et représente océan bouillant d’hydrogène liquide. La pression sur Jupiter est si élevée que l’hydrogène y devient liquide. Et comme cette planète a également une température très élevée, la même qu'à la surface du Soleil : +6000 degrés Celsius (et le noyau est encore plus chaud), alors la vie ne peut pas y exister.

L'atmosphère contient principalement de l'hydrogène et de l'hélium ; d'autres gaz : l'azote, le sulfure d'hydrogène et l'ammoniac sont présents en petites quantités.

Étonnamment, la température dans les nuages ​​​​de l'atmosphère est négative - -130 degrés Celsius.

Le diamètre de Jupiter est d'environ 140 000 km. La masse de Jupiter est 317,8 fois celle de la Terre.

Une année sur Jupiter dure 12 années terrestres. C'est le temps qu'il faut à Jupiter pour accomplir une révolution complète autour du Soleil. Mais il tourne autour de son axe en moins de 10 heures. La distance moyenne de Jupiter au Soleil est de 778 millions de km.

Jupiter est la cinquième planète à partir du Soleil, la plus grande du système solaire. Avec Saturne, Uranus et Neptune, Jupiter est classée parmi les géantes gazeuses.

La planète est connue des hommes depuis l'Antiquité, ce qui se reflète dans la mythologie et les croyances religieuses de diverses cultures : mésopotamienne, babylonienne, grecque et autres. Nom moderne Jupiter vient du nom de l’ancien dieu suprême romain du tonnerre.

Un certain nombre de phénomènes atmosphériques sur Jupiter, tels que les tempêtes, les éclairs, aurores, - ont des échelles qui sont d'un ordre de grandeur supérieures à celles de la Terre. Une formation notable dans l’atmosphère est la Grande Tache Rouge, une tempête géante connue depuis le XVIIe siècle.

Jupiter possède au moins 67 lunes, dont les plus grandes - Io, Europe, Ganymède et Callisto - ont été découvertes par Galilée en 1610.

Les études de Jupiter sont réalisées à l'aide de télescopes au sol et orbitaux ; Depuis les années 1970, 8 sondes interplanétaires de la NASA ont été envoyées sur la planète : Pioneers, Voyagers, Galileo et autres.

Lors de grandes oppositions (dont une en septembre 2010), Jupiter est visible oeil nu comme l'un des objets les plus brillants du ciel nocturne après la Lune et Vénus. Le disque et les lunes de Jupiter sont des objets d'observation appréciés des astronomes amateurs, qui ont fait de nombreuses découvertes (comme la comète Shoemaker-Levy, entrée en collision avec Jupiter en 1994, ou la disparition de la ceinture équatoriale sud de Jupiter en 2010).

Gamme optique

Dans la région infrarouge du spectre se trouvent les raies des molécules H2 et He, ainsi que les raies de nombreux autres éléments. Le nombre des deux premiers porte des informations sur l'origine de la planète, et la composition quantitative et qualitative du reste - sur son évolution interne.

Cependant, les molécules d'hydrogène et d'hélium n'ont pas de moment dipolaire, ce qui signifie que les raies d'absorption de ces éléments sont invisibles jusqu'à ce que l'absorption due à l'ionisation par impact devienne dominante. D'une part, d'autre part, ces lignes se forment dans les couches les plus élevées de l'atmosphère et ne portent aucune information sur les couches plus profondes. Par conséquent, les données les plus fiables sur l’abondance d’hélium et d’hydrogène sur Jupiter ont été obtenues auprès de l’atterrisseur Galileo.

Quant aux autres éléments, des difficultés surviennent également dans leur analyse et leur interprétation. Jusqu'à présent, il est impossible de dire avec une certitude totale quels processus se produisent dans l'atmosphère de Jupiter et dans quelle mesure ils influencent composition chimique- aussi bien dans les zones internes que dans les couches externes. Cela crée certaines difficultés dans une interprétation plus détaillée du spectre. Cependant, on estime que tous les processus sujets capables ou influencer d'une autre manière l'abondance des éléments, sont locaux et très limités, de sorte qu'ils ne sont pas capables de modifier globalement la répartition de la matière.

Jupiter émet également (principalement dans la région infrarouge du spectre) 60 % d'énergie en plus qu'elle n'en reçoit du Soleil. En raison des processus conduisant à la production de cette énergie, Jupiter diminue d'environ 2 cm par an.

Gamme gamma

L'émission de rayons gamma de Jupiter est associée aux aurores ainsi qu'à l'émission du disque. Enregistré pour la première fois en 1979 par le Laboratoire spatial Einstein.

Sur Terre, les régions des aurores dans les rayons X et dans l'ultraviolet coïncident presque, cependant, sur Jupiter, ce n'est pas le cas. La région des aurores X est située beaucoup plus près du pôle que celle des aurores ultraviolettes. Les premières observations ont révélé une pulsation de rayonnement d'une période de 40 minutes, mais dans les observations ultérieures, cette dépendance est bien pire.

On s'attendait à ce que le spectre des rayons X des aurores aurorales sur Jupiter soit similaire au spectre des rayons X des comètes, mais les observations de Chandra ont montré que ce n'est pas le cas. Le spectre se compose de raies d'émission avec des pics aux raies de l'oxygène proches de 650 eV, aux raies OVIII à 653 eV et 774 eV, et à l'OVII à 561 eV et 666 eV. Il existe également des raies d'émission à des énergies plus faibles dans la région spectrale de 250 à 350 eV, appartenant éventuellement au soufre ou au carbone.

Les rayons gamma non associés aux aurores ont été détectés pour la première fois par des observations ROSAT en 1997. Le spectre est similaire à celui des aurores, mais dans la région de 0,7 à 0,8 keV. Les caractéristiques du spectre sont bien décrites par le modèle de plasma coronal avec une température de 0,4 à 0,5 keV avec métallicité solaire, avec l'ajout de raies d'émission Mg10+ et Si12+. L'existence de cette dernière pourrait être associée à l'activité solaire en octobre-novembre 2003.

Les observations de l'observatoire spatial XMM-Newton ont montré que l'émission de rayons gamma du disque reflète les rayons X solaires. Contrairement aux aurores boréales, aucune périodicité des changements d’intensité du rayonnement n’a été détectée sur des échelles de 10 à 100 minutes.

Radiosurveillance

Jupiter est la source radio la plus puissante (après le Soleil) du système solaire dans la gamme de longueurs d'onde décimétriques. L'émission radio est sporadique et atteint 10-6 au maximum de la rafale.

Les salves se produisent dans la gamme de fréquences allant de 5 à 43 MHz (le plus souvent autour de 18 MHz), avec une largeur moyenne d'environ 1 MHz. La durée de la rafale est courte : de 0,1 à 1 s (parfois jusqu'à 15 s). Le rayonnement est fortement polarisé, notamment en cercle, le degré de polarisation atteint 100 %. On observe une modulation du rayonnement du satellite proche de Jupiter, Io, tournant à l'intérieur de la magnétosphère : la probabilité d'un sursaut est plus grande lorsque Io est proche de l'allongement par rapport à Jupiter. La nature monochromatique du rayonnement indique une fréquence sélectionnée, très probablement une gyrofréquence. Une température de luminosité élevée (atteignant parfois 1015 K) nécessite l'utilisation d'effets collectifs (tels que des masers).

L'émission radio de Jupiter dans les plages millimétriques à courtes centimètres est de nature purement thermique, bien que la température de luminosité soit légèrement supérieure à la température d'équilibre, ce qui suggère un flux de chaleur venant de l'intérieur. À partir d'ondes de ~9 cm, la Tb (température de luminosité) augmente - une composante non thermique apparaît, associée au rayonnement synchrotron de particules relativistes d'une énergie moyenne de ~30 MeV dans le champ magnétique de Jupiter ; à une onde de 70 cm, Tb atteint une valeur de ~5,104 K. La source de rayonnement est située des deux côtés de la planète sous la forme de deux lames allongées, ce qui indique l'origine magnétosphérique du rayonnement.

Jupiter parmi les planètes du système solaire

La masse de Jupiter est 2,47 fois supérieure à celle des autres planètes du système solaire.

Jupiter est la plus grande planète du système solaire, une géante gazeuse. Son rayon équatorial est de 71,4 mille km, soit 11,2 fois le rayon de la Terre.

Jupiter est la seule planète dont le centre de masse avec le Soleil se trouve à l'extérieur du Soleil et se trouve à environ 7 % du rayon solaire de celui-ci.

La masse de Jupiter est 2,47 fois la masse totale de toutes les autres planètes du système solaire prises ensemble, 317,8 fois la masse de la Terre et environ 1 000 fois inférieure à la masse du Soleil. La densité (1326 kg/m2) est approximativement égale à la densité du Soleil et est 4,16 fois inférieure à la densité de la Terre (5515 kg/m2). De plus, la force de gravité à sa surface, qui est généralement considérée comme la couche supérieure des nuages, est plus de 2,4 fois supérieure à celle de la Terre : un corps ayant une masse, par exemple 100 kg, pèsera le même poids que un corps pesant 240 kg pèse à la surface de la Terre. Cela correspond à l'accélération chute libre 24,79 m/s2 sur Jupiter contre 9,80 m/s2 pour la Terre.

Jupiter comme « étoile ratée »

Tailles comparées de Jupiter et de la Terre.

Les modèles théoriques montrent que si la masse de Jupiter était bien supérieure à sa masse réelle, la planète s'effondrerait. De petits changements de masse n'entraîneraient pas de changements significatifs de rayon. Cependant, si la masse de Jupiter était quatre fois supérieure à sa masse réelle, la densité de la planète augmenterait à tel point que sa taille serait considérablement réduite sous l'influence de la gravité accrue. Ainsi, Jupiter semble avoir le diamètre maximum que pourrait avoir une planète ayant une structure et une histoire similaires. Avec une nouvelle augmentation de masse, la contraction se poursuivrait jusqu'à ce que, lors de la formation de l'étoile, Jupiter devienne une naine brune avec environ 50 fois sa masse actuelle. Cela donne aux astronomes des raisons de considérer Jupiter comme une « étoile ratée », même s’il n’est pas clair si les processus de formation de planètes comme Jupiter sont similaires à ceux qui conduisent à la formation de systèmes stellaires binaires. Même si Jupiter devrait être 75 fois plus massive pour devenir une étoile, la plus petite naine rouge connue n’a que 30 % de diamètre.

Orbite et rotation

Lorsqu'il est observé depuis la Terre pendant l'opposition, Jupiter peut atteindre une magnitude apparente de -2,94 m, ce qui en fait le troisième objet le plus brillant du ciel nocturne après la Lune et Vénus. À la plus grande distance, la magnitude apparente chute à 1,61 m. La distance entre Jupiter et la Terre varie de 588 à 967 millions de km.

Les oppositions de Jupiter se produisent tous les 13 mois. En 2010, la confrontation entre la planète géante a eu lieu le 21 septembre. Les grandes oppositions de Jupiter se produisent une fois tous les 12 ans, lorsque la planète est proche du périhélie de son orbite. Pendant cette période, sa taille angulaire pour un observateur depuis la Terre atteint 50 secondes d'arc et sa luminosité est supérieure à -2,9 m.

La distance moyenne entre Jupiter et le Soleil est de 778,57 millions de km (5,2 UA) et la période orbitale est de 11,86 années. Puisque l’excentricité de l’orbite de Jupiter est de 0,0488, la différence de distance au Soleil au périhélie et à l’aphélie est de 76 millions de km.

La principale contribution aux perturbations du mouvement de Jupiter est apportée par Saturne. Le premier type de perturbation est séculaire, agissant sur une échelle d'environ 70 000 ans, modifiant l'excentricité de l'orbite de Jupiter de 0,2 à 0,06 et l'inclinaison orbitale d'environ 1° à 2°. La perturbation du deuxième type résonne avec un rapport proche de 2:5 (précis à 5 décimales près - 2:4,96666).

Le plan équatorial de la planète est proche du plan de son orbite (l'inclinaison de l'axe de rotation est de 3,13° contre 23,45° pour la Terre), il n'y a donc pas de changement de saison sur Jupiter.

Jupiter tourne sur son axe plus rapidement que toute autre planète du système solaire. La période de rotation à l'équateur est de 9 heures 50 minutes. 30 secondes et aux latitudes moyennes - 9 heures 55 minutes. 40 secondes. En raison de la rotation rapide, le rayon équatorial de Jupiter (71 492 km) est 6,49 % plus grand que le rayon polaire (66 854 km) ; Ainsi, la compression de la planète est de (1:51,4).

Hypothèses sur l'existence de la vie dans l'atmosphère de Jupiter

À l'heure actuelle, la présence de vie sur Jupiter semble improbable : faible concentration d'eau dans l'atmosphère, absence de surface solide, etc. Cependant, dès les années 1970, l'astronome américain Carl Sagan évoquait la possibilité de l'existence de particules à base d'ammoniac. la vie dans les couches supérieures de l'atmosphère de Jupiter. Il convient de noter que même à faible profondeur dans l'atmosphère jovienne, la température et la densité sont assez élevées, et la possibilité d'une évolution au moins chimique ne peut être exclue, car la vitesse et la probabilité de réactions chimiques favoriser cela. Cependant, l'existence d'une vie eau-hydrocarbure sur Jupiter est également possible : dans la couche de l'atmosphère contenant des nuages ​​de vapeur d'eau, la température et la pression sont également très favorables. Carl Sagan, en collaboration avec E. E. Salpeter, après avoir effectué des calculs dans le cadre des lois de la chimie et de la physique, a décrit trois formes de vie imaginaires qui pourraient exister dans l'atmosphère de Jupiter :

Composition chimique

La composition chimique des couches internes de Jupiter ne peut être déterminée. méthodes modernes Cependant, l'abondance des éléments dans les couches externes de l'atmosphère est connue avec une précision relativement élevée, puisque les couches externes ont été directement examinées par l'atterrisseur Galileo, qui a été plongé dans l'atmosphère le 7 décembre 1995. Les deux principaux composants de l’atmosphère de Jupiter sont l’hydrogène moléculaire et l’hélium. L'atmosphère contient également de nombreux composés simples, comme l'eau, le méthane (CH4), le sulfure d'hydrogène (H2S), l'ammoniac (NH3) et la phosphine (PH3). Leur abondance dans la troposphère profonde (en dessous de 10 bars) implique que l'atmosphère de Jupiter est riche en carbone, azote, soufre et éventuellement en oxygène d'un facteur 2 à 4 par rapport au Soleil.

Autre composants chimiques, l'arsine (AsH3) et le germane (GeH4), sont présents, mais en faibles quantités.

La concentration des gaz rares, argon, krypton et xénon, dépasse leur quantité dans le Soleil (voir tableau), et la concentration du néon est nettement inférieure. Il existe de petites quantités d'hydrocarbures simples : éthane, acétylène et diacétylène, qui se forment sous l'influence du rayonnement ultraviolet solaire et des particules chargées arrivant de la magnétosphère de Jupiter. On pense que le dioxyde de carbone, le monoxyde de carbone et l'eau dans la haute atmosphère sont dus aux impacts de comètes telles que la comète Shoemaker-Levy 9 avec l'atmosphère de Jupiter. L'eau ne peut pas provenir de la troposphère car la tropopause agit comme un piège froid, empêchant efficacement l'eau de s'élevant jusqu'au niveau de la stratosphère.

Les variations de couleur rougeâtre de Jupiter peuvent être dues à la présence de composés de phosphore, de soufre et de carbone dans l'atmosphère. Puisque la couleur peut varier considérablement, on suppose que la composition chimique de l’atmosphère varie également selon différents lieux. Par exemple, il existe des zones « sèches » et « humides » avec différentes quantités de vapeur d'eau.

Structure

Modèle de la structure interne de Jupiter : sous les nuages, il y a une couche d'un mélange d'hydrogène et d'hélium d'environ 21 000 km d'épaisseur avec une transition en douceur de la phase gazeuse à la phase liquide, puis une couche d'hydrogène liquide et métallique de 30 à 50 000 km kilomètres de profondeur. À l'intérieur, il peut y avoir un noyau solide d'un diamètre d'environ 20 000 km.

Sur ce moment Le modèle suivant a reçu le plus de reconnaissance structure interne Jupiter:

1.Atmosphère. Il est divisé en trois couches :
un. couche externe constituée d'hydrogène;
b. couche intermédiaire constituée d'hydrogène (90 %) et d'hélium (10 %) ;
c. la couche inférieure, constituée d'hydrogène, d'hélium et d'impuretés d'ammoniac, d'hydrogénosulfate d'ammonium et d'eau, formant trois couches de nuages :
un. au sommet se trouvent des nuages ​​d'ammoniac gelé (NH3). Sa température est d'environ -145 °C, sa pression est d'environ 1 atm ;
b. ci-dessous se trouvent des nuages ​​de cristaux d’hydrosulfure d’ammonium (NH4HS) ;
c. tout en bas - de la glace d'eau et, éventuellement, de l'eau liquide, c'est-à-dire probablement - sous la forme de minuscules gouttes. La pression dans cette couche est d'environ 1 atm et la température est d'environ -130 °C (143 K). En dessous de ce niveau, la planète est opaque.
2. Couche d'hydrogène métallique. La température de cette couche varie de 6 300 à 21 000 K, et la pression de 200 à 4 000 GPa.
3. Noyau de pierre.

La construction de ce modèle repose sur la synthèse de données d'observation, l'application des lois de la thermodynamique et l'extrapolation de données de laboratoire sur la matière sous haute pression et à haute température. Les principales hypothèses qui le sous-tendent :

Si l'on ajoute à ces dispositions les lois de conservation de la masse et de l'énergie, nous obtenons un système d'équations de base.

Dans le cadre de ce modèle simple à trois couches, il n'y a pas de frontière claire entre les couches principales, cependant, les zones de transitions de phase sont petites. Par conséquent, nous pouvons faire l’hypothèse que presque tous les processus sont localisés, ce qui permet de considérer chaque couche séparément.

Atmosphère

La température de l’atmosphère n’augmente pas de façon monotone. Comme sur Terre, on peut y distinguer l'exosphère, la thermosphère, la stratosphère, la tropopause et la troposphère. Dans les couches supérieures, la température est élevée ; À mesure que vous avancez plus profondément, la pression augmente et la température chute jusqu'à la tropopause ; à partir de la tropopause, la température et la pression augmentent à mesure que nous progressons plus profondément. Contrairement à la Terre, Jupiter n’a pas de mésosphère ni de mésopause correspondante.

De nombreux processus intéressants se déroulent dans la thermosphère de Jupiter : c'est ici que la planète perd une partie importante de sa chaleur par rayonnement, c'est ici que se forment les aurores boréales, et c'est ici que se forme l'ionosphère. Le niveau de pression de 1 nbar est pris comme limite supérieure. La température observée de la thermosphère est de 800 à 1 000 K, et pour le moment, ces éléments factuels n'ont pas encore été expliqués dans le cadre des modèles modernes, car la température dans ceux-ci ne devrait pas dépasser environ 400 K. Le refroidissement de Jupiter est également un processus non trivial : l'ion hydrogène triatomique (H3+ ), à l'exception de Jupiter, que l'on trouve uniquement sur Terre, provoque une forte émission dans la partie infrarouge moyen du spectre à des longueurs d'onde comprises entre 3 et 5 μm.

D'après les mesures directes de l'atterrisseur, haut niveau les nuages ​​opaques étaient caractérisés par une pression de 1 atmosphère et une température de -107 °C ; à une profondeur de 146 km - 22 atmosphères, +153 °C. Galilée a également découvert des « points chauds » le long de l’équateur. Apparemment, à ces endroits, la couche nuageuse externe est mince et des zones internes plus chaudes peuvent être observées.

Sous les nuages ​​se trouve une couche de 7 à 25 000 km de profondeur, dans laquelle l'hydrogène change progressivement d'état de gaz à liquide avec l'augmentation de la pression et de la température (jusqu'à 6 000 °C). Il ne semble pas y avoir de frontière claire entre l’hydrogène gazeux et l’hydrogène liquide. Cela pourrait ressembler à l’ébullition continue d’un océan mondial d’hydrogène.

Couche d'hydrogène métallique

L'hydrogène métallique se produit à des pressions élevées (environ un million d'atmosphères) et à des températures élevées, lorsque énergie cinétique les électrons dépassent le potentiel d’ionisation de l’hydrogène. En conséquence, les protons et les électrons y existent séparément, de sorte que l'hydrogène métallique est un bon conducteur d'électricité. L'épaisseur estimée de la couche d'hydrogène métallique est de 42 à 46 000 km.

De puissants courants électriques apparaissant dans cette couche génèrent le gigantesque champ magnétique de Jupiter. En 2008, Raymond Jeanlaws de l'Université de Californie à Berkeley et Lars Stixrud de l'Université de Londres Collège universitaire Un modèle de la structure de Jupiter et de Saturne a été créé, selon lequel de l'hélium métallique se trouve également dans leurs profondeurs, formant une sorte d'alliage avec l'hydrogène métallique.

Cœur

En utilisant les moments d'inertie mesurés d'une planète, on peut estimer la taille et la masse de son noyau. À l'heure actuelle, on pense que la masse du noyau est 10 fois supérieure à la masse de la Terre et que sa taille est 1,5 fois son diamètre.

Jupiter libère beaucoup plus d’énergie qu’elle n’en reçoit du Soleil. Les chercheurs suggèrent que Jupiter dispose d'une réserve importante d'énergie thermique, formée lors du processus de compression de la matière lors de la formation de la planète. Les modèles précédents de la structure interne de Jupiter, tentant d'expliquer l'excès d'énergie libéré par la planète, laissaient entrevoir la possibilité désintégration radioactive dans ses profondeurs ou la libération d'énergie lors de la compression de la planète sous l'influence de la gravité.

Processus intercouches

Il est impossible de localiser tous les processus au sein de couches indépendantes : il faut expliquer le manque éléments chimiques dans l'atmosphère, excès de rayonnement, etc.

La différence de teneur en hélium dans les couches externe et interne s'explique par le fait que l'hélium se condense dans l'atmosphère et pénètre dans les régions plus profondes sous forme de gouttelettes. Ce phénomène rappelle la pluie terrestre, mais pas celle de l'eau, mais celle de l'hélium. Récemment, il a été démontré que le néon pouvait se dissoudre dans ces gouttelettes. Ceci explique le manque de néon.

Mouvement atmosphérique

Animation de la rotation de Jupiter basée sur des photographies de Voyager 1, 1979.

La vitesse du vent sur Jupiter peut dépasser 600 km/h. Contrairement à la Terre, où la circulation atmosphérique se produit en raison de la différence de chauffage solaire dans les zones équatoriales et régions polaires, impact sur Jupiter radiation solaire la température de circulation est insignifiante ; les principales forces motrices sont les flux de chaleur provenant du centre de la planète et l'énergie libérée lors du mouvement rapide de Jupiter autour de son axe.

Sur la base d’observations au sol, les astronomes ont divisé les ceintures et zones de l’atmosphère de Jupiter en équatoriales, tropicales, tempérées et polaires. S'élevant des profondeurs de l'atmosphère, des masses de gaz chauffées dans les zones sous l'influence de forces de Coriolis importantes sur Jupiter sont tirées le long des méridiens de la planète et les bords opposés des zones se rapprochent. Il existe de fortes turbulences aux limites des zones et des ceintures (zones de courants descendants). Au nord de l'équateur, les flux dans les zones dirigées vers le nord sont déviés par les forces de Coriolis vers l'est, et les flux dirigés vers le sud sont déviés vers l'ouest. Dans l’hémisphère sud, c’est l’inverse. Les alizés ont une structure similaire sur Terre.

Rayures

Bandes de Jupiter selon les années

Caractéristique L'apparence extérieure de Jupiter sont ses rayures. Il existe un certain nombre de versions expliquant leur origine. Ainsi, selon une version, les rayures seraient le résultat du phénomène de convection dans l'atmosphère de la planète géante - dû au chauffage et, par conséquent, au soulèvement de certaines couches et au refroidissement et à l'abaissement d'autres. Au printemps 2010, des scientifiques ont avancé une hypothèse selon laquelle les rayures sur Jupiter seraient le résultat de l'influence de ses satellites. On suppose que sous l'influence de la gravité des satellites, des «piliers» particuliers de matière se sont formés sur Jupiter, qui, en tournant, formaient des rayures.

Courants convectifs réalisant chaleur interneà la surface, apparaissent extérieurement sous forme de zones claires et de ceintures sombres. Dans la zone des zones claires, il y a une pression accrue correspondant aux flux ascendants. Les nuages ​​​​qui forment les zones sont situés à un niveau plus élevé (environ 20 km) et leur couleur claire est apparemment due à une concentration accrue de cristaux d'ammoniac blanc brillant. On pense que les nuages ​​​​de la ceinture sombre ci-dessous sont constitués de cristaux rouge-brun d'hydrosulfure d'ammonium et contiennent plus de haute température. Ces structures représentent des zones de courants descendants. Les zones et les ceintures ont vitesse différente mouvement dans le sens de la rotation de Jupiter. La période orbitale varie de plusieurs minutes selon la latitude. Cela se traduit par l'existence de courants ou de vents zonaux stables qui soufflent constamment parallèlement à l'équateur dans une direction. Les vitesses dans ce système global atteignent 50 à 150 m/s et plus. Aux limites des ceintures et des zones, de fortes turbulences sont observées, ce qui conduit à la formation de nombreuses structures tourbillonnaires. La formation la plus célèbre est la Grande Tache Rouge, observée à la surface de Jupiter depuis 300 ans.

Une fois apparu, le vortex soulève des masses de gaz chauffées avec des vapeurs de petits composants jusqu'à la surface des nuages. Les cristaux de neige ammoniacale qui en résultent, les solutions et composés d'ammoniac sous forme de neige et de gouttes, l'eau ordinaire, la neige et la glace descendent progressivement dans l'atmosphère jusqu'à atteindre des niveaux auxquels la température est suffisamment élevée et s'évaporent. Après quoi la substance à l'état gazeux retourne dans la couche nuageuse.

Au cours de l'été 2007, le télescope Hubble a enregistré des changements spectaculaires dans l'atmosphère de Jupiter. Les zones individuelles de l'atmosphère au nord et au sud de l'équateur se sont transformées en ceintures, et les ceintures en zones. Dans le même temps, non seulement les formes des formations atmosphériques ont changé, mais aussi leur couleur.

Le 9 mai 2010, l'astronome amateur Anthony Wesley (voir aussi ci-dessous) a découvert que l'une des formations les plus visibles et les plus stables dans le temps, la ceinture équatoriale sud, avait soudainement disparu de la surface de la planète. C’est à la latitude de la ceinture équatoriale sud que se situe la Grande Tache rouge, « baignée » par celle-ci. La raison de la disparition soudaine de la ceinture équatoriale sud de Jupiter serait l'apparition au-dessus d'une couche de nuages ​​​​plus clairs, sous laquelle se cache une bande de nuages ​​​​sombres. Selon les recherches menées par le télescope Hubble, il a été conclu que la ceinture n'avait pas complètement disparu, mais était simplement cachée sous une couche de nuages ​​​​constitués d'ammoniac.

Superbe tache rouge

La Grande Tache Rouge est une formation ovale de différentes tailles située dans le sud zone tropicale. Elle a été découverte par Robert Hooke en 1664. Actuellement, ses dimensions sont de 15 à 30 000 km (le diamètre de la Terre est d'environ 12 700 km), et il y a 100 ans, les observateurs ont noté une taille deux fois plus grande. Parfois, ce n’est pas très clairement visible. La Grande Tache Rouge est un ouragan géant unique à longue durée de vie, dont le matériau tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et effectue une révolution complète en 6 jours terrestres.

Grâce aux recherches menées fin 2000 par la sonde Cassini, il a été constaté que la Grande Tache Rouge est associée à des courants descendants (circulation verticale des masses atmosphériques) ; Les nuages ​​ici sont plus hauts et la température est plus basse que dans d’autres régions. La couleur des nuages ​​dépend de la hauteur : les structures bleues sont les plus hautes, les brunes se trouvent en dessous, puis les blanches. Les structures rouges sont les plus basses. La vitesse de rotation de la Grande Tache Rouge est de 360 ​​km/h. Sa température moyenne est de -163 °C, et entre la périphérie et parties centralesÀ certains endroits, il y a une différence de température d'environ 3 à 4 degrés. On pense que cette différence est responsable du fait que les gaz atmosphériques au centre de la tache solaire tournent dans le sens des aiguilles d’une montre, tandis que ceux à la périphérie tournent dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Il a également été suggéré qu'il existe une relation entre la température, la pression, le mouvement et la couleur de la tache rouge, bien que les scientifiques ne puissent toujours pas dire exactement comment cela se produit.

De temps en temps, des collisions de grands systèmes cycloniques sont observées sur Jupiter. L'un d'eux s'est produit en 1975, provoquant une décoloration de la couleur rouge de la tache pendant plusieurs années. Fin février 2002, un autre vortex géant, l'Ovale Blanc, a commencé à être ralenti par la Grande Tache Rouge, et la collision s'est poursuivie pendant un mois entier. Cependant, cela n’a pas causé de dommages sérieux aux deux tourbillons, car il s’est produit tangentiellement.

La couleur rouge de la Grande Tache Rouge est un mystère. Un des raisons possibles il peut y avoir des composés chimiques contenant du phosphore. En fait, les couleurs et les mécanismes qui créent l’apparence de l’ensemble de l’atmosphère jovienne sont encore mal compris et ne peuvent être expliqués que par des mesures directes de ses paramètres.

En 1938, la formation et le développement de trois grands ovales blancs ont été enregistrés près de 30° de latitude sud. Ce processus s'est accompagné de la formation simultanée de plusieurs autres petits ovales blancs - des vortex. Cela confirme que la Grande Tache Rouge est le plus puissant des vortex joviens. Les documents historiques ne révèlent pas de systèmes similaires de longue durée dans les latitudes moyennes nord de la planète. De grands ovales sombres ont été observés vers 15° latitude nord, mais, apparemment, les conditions nécessaires à l'émergence de vortex et à leur transformation ultérieure en systèmes stables comme la Tache Rouge n'existent que dans l'hémisphère sud.

Petite tache rouge

La Grande Tache Rouge et la Petite Tache Rouge en mai 2008 sur une photographie prise par le télescope Hubble

Quant aux trois vortex ovales blancs mentionnés ci-dessus, deux d'entre eux ont fusionné en 1998, et en 2000, le nouveau vortex qui a émergé a fusionné avec le troisième ovale restant. Fin 2005, le vortex (Oval BA, anglais Oval BC) a commencé à changer de couleur, acquérant finalement une couleur rouge, pour laquelle il a reçu un nouveau nom - la petite tache rouge. En juillet 2006, la Petite Tache Rouge est entrée en contact avec son « frère » aîné, la Grande Tache Rouge. Cependant, cela n'a eu aucun effet significatif sur les deux tourbillons : la collision s'est produite tangentiellement. La collision était prévue dès le premier semestre 2006.

Foudre

Au centre du vortex, la pression est plus élevée que dans la zone environnante et les ouragans eux-mêmes sont entourés de perturbations de basse pression. Sur la base de photographies prises par les sondes spatiales Voyager 1 et Voyager 2, il a été constaté que des éclairs colossaux d'une longueur de plusieurs milliers de kilomètres sont observés au centre de ces vortex. La puissance de la foudre est trois fois supérieure à celle de la Terre.

Champ magnétique et magnétosphère

Schème champ magnétique Jupiter

Le premier signe de tout champ magnétique est l’émission radio, ainsi que les rayons X. En construisant des modèles de processus en cours, on peut juger de la structure du champ magnétique. Ainsi, il a été établi que le champ magnétique de Jupiter comporte non seulement une composante dipolaire, mais également un quadripôle, un octupôle et d’autres harmoniques d’ordres supérieurs. On suppose que le champ magnétique est créé par une dynamo similaire à celle de la Terre. Mais contrairement à la Terre, une couche d’hélium métallique sert de conducteur aux courants sur Jupiter.

L'axe du champ magnétique est incliné par rapport à l'axe de rotation de 10,2 ± 0,6°, presque comme sur Terre, cependant, le pôle magnétique nord est situé à côté du pôle géographique sud et le pôle magnétique sud est situé à côté du pôle géographique nord. L'intensité du champ au niveau de la surface visible des nuages ​​est de 14 Oe. pôle Nord et 10,7 Oe à celui du sud. Sa polarité est opposée à celle du champ magnétique terrestre.

La forme du champ magnétique de Jupiter est très aplatie et ressemble à un disque (contrairement à la forme en forme de goutte de la Terre). La force centrifuge agissant sur le plasma co-rotatif d'un côté et la pression thermique du plasma chaud de l'autre étire les lignes de force, formant à une distance de 20 RJ une structure ressemblant à une fine crêpe, également connue sous le nom de magnétodisque. Il présente une fine structure de courant près de l’équateur magnétique.

Autour de Jupiter, comme autour de la plupart des planètes du système solaire, se trouve une magnétosphère, une région dans laquelle le comportement des particules chargées, le plasma, est déterminé par le champ magnétique. Pour Jupiter, les sources de ces particules sont le vent solaire et Io. Les cendres volcaniques éjectées des volcans d'Io sont ionisées par le rayonnement ultraviolet du soleil. C’est ainsi que se forment les ions soufre et oxygène : S+, O+, S2+ et O2+. Ces particules quittent l'atmosphère du satellite, mais restent en orbite autour de celui-ci, formant un tore. Ce tore a été découvert par Voyager 1 ; il se situe dans le plan de l'équateur de Jupiter et a un rayon de 1 RJ en section transversale et un rayon du centre (dans ce cas du centre de Jupiter) à la génératrice de la surface de 5,9 RJ. C’est cela qui change fondamentalement la dynamique de la magnétosphère de Jupiter.

Magnétosphère de Jupiter. Les ions du vent solaire capturés par le champ magnétique sont représentés en rouge dans le diagramme, la ceinture de gaz volcanique neutre d'Io est représentée en vert et la ceinture de gaz neutre d'Europe est représentée en bleu. ENA - atomes neutres. D'après les données de la sonde Cassini obtenues début 2001.

Le vent solaire venant en sens inverse est équilibré par la pression du champ magnétique sur des distances de 50 à 100 rayons de la planète ; sans l'influence de Io, cette distance ne serait pas supérieure à 42 RJ. Du côté nuit, elle s'étend au-delà de l'orbite de Saturne, atteignant une longueur de 650 millions de kilomètres ou plus. Les électrons accélérés dans la magnétosphère de Jupiter atteignent la Terre. Si la magnétosphère de Jupiter pouvait être vue depuis la surface de la Terre, ses dimensions angulaires dépasseraient les dimensions de la Lune.

Ceintures de rayonnement

Jupiter possède de puissantes ceintures de radiations. Lors de son approche de Jupiter, Galilée a reçu une dose de rayonnement 25 fois supérieure à la dose mortelle pour l'homme. L'émission radio de la ceinture de radiations de Jupiter a été découverte pour la première fois en 1955. L'émission radio est de nature synchrotron. Les électrons dans les ceintures de rayonnement ont une énergie énorme, s'élevant à environ 20 MeV, et la sonde Cassini a découvert que la densité électronique dans les ceintures de rayonnement de Jupiter est inférieure à celle attendue. Le flux d'électrons dans les ceintures de rayonnement de Jupiter peut représenter grave danger pour les engins spatiaux en raison du risque élevé de dommages aux équipements par les radiations. En général, l'émission radio de Jupiter n'est pas strictement uniforme et constante, tant en temps qu'en fréquence. Selon les recherches, la fréquence moyenne d'un tel rayonnement est d'environ 20 MHz et toute la gamme de fréquences va de 5 à 10 à 39,5 MHz.

Jupiter est entourée d'une ionosphère longue de 3 000 km.

Aurores sur Jupiter

La structure des aurores sur Jupiter : l'anneau principal, le rayonnement polaire et les taches résultant de l'interaction avec les satellites naturels de Jupiter sont présentés.

Jupiter présente des aurores brillantes et persistantes autour des deux pôles. Contrairement à celles de la Terre, qui apparaissent lors de périodes d'activité solaire accrue, les aurores boréales de Jupiter sont constantes, même si leur intensité varie d'un jour à l'autre. Ils sont constitués de trois principaux composantes : la région principale et la plus lumineuse est relativement petite (moins de 1000 km de large), située à environ 16° des pôles magnétiques ; les points chauds sont des traces de lignes de champ magnétique reliant les ionosphères des satellites à l'ionosphère de Jupiter et des zones d'émissions à court terme situées à l'intérieur de l'anneau principal. Des émissions aurorales ont été détectées dans presque toutes les parties du spectre électromagnétique, depuis les ondes radio jusqu'aux rayons X (jusqu'à 3 keV), mais elles sont plus brillantes dans la région infrarouge moyen (longueur d'onde 3-4 μm et 7-14 μm) et région ultraviolette profonde du spectre (ondes de longueur d'onde 80-180 nm).

La position des principaux anneaux auroraux est stable, tout comme leur forme. Cependant, leur rayonnement est fortement modulé par la pression du vent solaire : plus le vent est fort, plus les aurores sont faibles. La stabilité des aurores est maintenue par un afflux important d'électrons, accéléré en raison de la différence de potentiel entre l'ionosphère et le magnétodisque. Ces électrons génèrent un courant qui maintient une rotation synchrone dans le magnétodisque. L'énergie de ces électrons est de 10 à 100 keV ; pénétrant profondément dans l'atmosphère, ils ionisent et excitent l'hydrogène moléculaire, provoquant un rayonnement ultraviolet. De plus, ils chauffent l’ionosphère, ce qui explique le fort rayonnement infrarouge des aurores et l’échauffement partiel de la thermosphère.

Les points chauds sont associés à trois lunes galiléennes : Io, Europe et Ganymède. Ils surviennent parce que le plasma en rotation ralentit à proximité des satellites. Les taches les plus brillantes appartiennent à Io, puisque ce satellite est le principal fournisseur de plasma ; les taches d'Europe et de Ganymède sont beaucoup plus faibles. On pense que les points lumineux à l’intérieur des anneaux principaux qui apparaissent de temps en temps sont associés à l’interaction de la magnétosphère et du vent solaire.

Grand spot radiographique

Photo combinée de Jupiter du télescope Hubble et du télescope à rayons X Chandra - février 2007.

En décembre 2000, le télescope orbital Chandra a découvert une source de rayonnement X pulsé, appelée Grande Tache de rayons X, aux pôles de Jupiter (principalement au pôle nord). Les raisons de ces radiations restent encore un mystère.

Modèles de formation et d'évolution

Les observations d'exoplanètes apportent une contribution significative à notre compréhension de la formation et de l'évolution des étoiles. Ainsi, avec leur aide, des caractéristiques communes à toutes les planètes similaires à Jupiter ont été établies :

Ils se forment avant même la diffusion du disque protoplanétaire.
L'accrétion joue un rôle important dans la formation.
Enrichissement en éléments chimiques lourds dû aux planétésimaux.

Il existe deux hypothèses principales qui expliquent les processus d'émergence et de formation de Jupiter.

Selon la première hypothèse, dite de « contraction », la relative similitude de la composition chimique de Jupiter et du Soleil (forte proportion d'hydrogène et d'hélium) s'explique par le fait que lors de la formation des planètes aux premiers stades de l'ère Au cours du développement du système solaire, des « condensations » massives se sont formées dans le disque de gaz et de poussière, ce qui a donné naissance aux planètes, c'est-à-dire que le Soleil et les planètes se sont formés de la même manière. Certes, cette hypothèse n'explique pas les différences existantes dans la composition chimique des planètes : Saturne, par exemple, contient plus d'éléments chimiques lourds que Jupiter, qui, à son tour, en contient plus que le Soleil. Les planètes telluriques sont généralement très différentes dans leur composition chimique de celles des planètes géantes.

La deuxième hypothèse (l’hypothèse de « l’accrétion ») affirme que le processus de formation de Jupiter, ainsi que de Saturne, s’est déroulé en deux étapes. Premièrement, sur plusieurs dizaines de millions d’années, s’est déroulé le processus de formation de corps solides denses, à l’instar des planètes telluriques. Puis la deuxième étape a commencé, lorsque le processus d'accrétion du gaz du nuage protoplanétaire primaire sur ces corps, qui avaient alors atteint une masse de plusieurs masses terrestres, a duré plusieurs centaines de milliers d'années.

Dès la première étape, une partie du gaz s'est dissipée de la région de Jupiter et de Saturne, ce qui a entraîné certaines différences dans la composition chimique de ces planètes et du Soleil. Lors de la deuxième étape, la température des couches externes de Jupiter et de Saturne a atteint respectivement 5 000 °C et 2 000 °C. Uranus et Neptune ont atteint la masse critique nécessaire pour commencer leur accrétion beaucoup plus tard, ce qui a affecté à la fois leur masse et leur composition chimique.

En 2004, Katharina Lodders de l'Université de Washington a émis l'hypothèse que le noyau de Jupiter était principalement constitué d'un certain matière organique, qui possède des capacités adhésives qui, à leur tour, ont grandement influencé la capture des substances par le noyau de les alentours espace. Le noyau de roche-résine résultant, par la force de sa gravité, a « capté » le gaz de la nébuleuse solaire, formant ainsi le Jupiter moderne. Cette idée s'inscrit dans la deuxième hypothèse de l'émergence de Jupiter par accrétion.

Satellites et anneaux

Grands satellites de Jupiter : Io, Europe, Ganymède et Callisto et leurs surfaces.

Lunes de Jupiter : Io, Europe, Ganymède et Callisto

En janvier 2012, Jupiter comptait 67 satellites connus - valeur maximum pour le système solaire. On estime qu'il pourrait y avoir au moins une centaine de satellites. Les satellites reçoivent principalement les noms de divers personnages mythiques, liés d'une manière ou d'une autre à Zeus-Jupiter. Les satellites sont divisés en deux Grands groupes- internes (8 satellites, satellites internes galiléens et non galiléens) et externes (55 satellites, également répartis en deux groupes) - on obtient ainsi un total de 4 « variétés ». Les quatre plus grands satellites - Io, Europe, Ganymède et Callisto - ont été découverts en 1610 par Galilée]. La découverte des lunes de Jupiter a constitué le premier argument factuel sérieux en faveur du système héliocentrique de Copernic.

L'Europe 

Le plus grand intérêt est l’Europe, qui possède un océan mondial dans lequel la présence de la vie est possible. Des études spéciales ont montré que l'océan s'étend sur 90 km de profondeur et que son volume dépasse le volume des océans de la Terre. La surface d’Europe est criblée de failles et de fissures apparues dans la coque glacée du satellite. Il a été suggéré que la source de chaleur d'Europe était l'océan lui-même et non le cœur du satellite. L'existence d'un océan sous-glaciaire est également supposée sur Callisto et Ganymède. Partant de l’hypothèse que l’oxygène pourrait pénétrer dans l’océan sous-glaciaire d’ici 1 à 2 milliards d’années, les scientifiques supposent théoriquement la présence de vie sur le satellite. La teneur en oxygène de l'océan européen est suffisante pour soutenir l'existence non seulement de formes de vie unicellulaires, mais également de formes de vie plus grandes. Ce satellite occupe la deuxième place dans la possibilité de l'origine de la vie après Encelade.

Et à propos

Io est intéressante pour la présence de puissants volcans actifs ; La surface du satellite est remplie de produits de l'activité volcanique. Les photographies prises par les sondes spatiales montrent que la surface d'Io est jaune vif avec des taches brunes, rouges et jaune foncé. Ces taches sont le produit des éruptions volcaniques d'Io, constituées principalement de soufre et de ses composés ; La couleur des éruptions dépend de leur température.
[modifier] Ganymède

Ganymède est le plus grand satellite non seulement de Jupiter, mais en général du système solaire parmi tous les satellites des planètes. Ganymède et Callisto sont couverts de nombreux cratères ; sur Callisto, beaucoup d'entre eux sont entourés de fissures.

Callisto

On pense également que Callisto possède un océan sous sa surface ; ceci est indirectement indiqué par le champ magnétique de Callisto, qui peut être généré par la présence de courants électriques dans l'eau salée à l'intérieur du satellite. Le fait que le champ magnétique de Callisto change en fonction de son orientation par rapport au champ magnétique de Jupiter, c’est-à-dire qu’il existe un liquide hautement conducteur sous la surface de ce satellite, est également en faveur de cette hypothèse.

Comparaison des tailles des satellites galiléens avec la Terre et la Lune

Caractéristiques des satellites galiléens

Tous les grands satellites de Jupiter tournent de manière synchrone et font toujours face à Jupiter du même côté en raison de l'influence des puissantes forces de marée de la planète géante. Au même moment, Ganymède, Europe et Io sont en résonance orbitale les unes avec les autres. De plus, il existe une tendance parmi les satellites de Jupiter : plus le satellite est éloigné de la planète, plus sa densité est faible (Io - 3,53 g/cm2, Europe - 2,99 g/cm2, Ganymède - 1,94 g/cm2, Callisto - 1,83 g/cm2). Cela dépend de la quantité d'eau sur le satellite : il n'y a pratiquement pas d'eau sur Io, 8 % sur Europe, et jusqu'à la moitié de leur masse sur Ganymède et Callisto.

Petits satellites de Jupiter

Les satellites restants sont beaucoup plus petits et sont des corps rocheux de forme irrégulière. Parmi eux, il y a ceux qui tournent dans la direction opposée. Parmi les petits satellites de Jupiter, Amalthée présente un intérêt considérable pour les scientifiques : on suppose qu'à l'intérieur se trouve un système de vides résultant d'une catastrophe survenue dans un passé lointain - en raison d'un bombardement de météorites, Amalthée s'est brisée divisés en parties qui furent ensuite réunies sous l'influence de la gravité mutuelle, mais elles ne devinrent jamais un seul corps monolithique.

Métis et Adrastea sont les lunes les plus proches de Jupiter avec respectivement des diamètres d'environ 40 et 20 km. Ils se déplacent le long du bord de l'anneau principal de Jupiter sur une orbite d'un rayon de 128 000 km, faisant une révolution autour de Jupiter en 7 heures et étant les satellites les plus rapides de Jupiter.

Le diamètre total de l'ensemble du système de satellites de Jupiter est de 24 millions de km. De plus, on suppose que dans le passé Jupiter avait encore plus de satellites, mais que certains d'entre eux sont tombés sur la planète sous l'influence de sa puissante gravité.

Lunes à rotation inverse autour de Jupiter

Les satellites de Jupiter, dont les noms se terminent par « e » - Karme, Sinope, Ananke, Pasiphae et autres (voir groupe Ananke, groupe Karme, groupe Pasiphae) - tournent autour de la planète en sens inverse (mouvement rétrograde) et, selon les scientifiques, ne se sont pas formés avec Jupiter, mais ont été capturés par lui plus tard. Le satellite Triton de Neptune a une propriété similaire.

Lunes temporaires de Jupiter

Certaines comètes sont des lunes temporaires de Jupiter. Ainsi, en particulier, la comète Kushida - Muramatsu (anglais) russe. dans la période de 1949 à 1961. était un satellite de Jupiter, ayant effectué deux révolutions autour de la planète durant cette période. En plus de cet objet, au moins 4 lunes temporaires de la planète géante sont connues.

Anneaux de Jupiter

Anneaux de Jupiter (schéma).

Jupiter a de faibles anneaux découverts lors du survol de Jupiter par Voyager 1 en 1979. La présence d'anneaux a été suggérée en 1960 par l'astronome soviétique Sergueï Vsekhsvyatsky, sur la base d'une étude des points éloignés des orbites de certaines comètes, Vsekhsvyatsky a conclu que ces comètes pourraient provenir de l'anneau de Jupiter et a suggéré que l'anneau s'était formé. en raison de l'activité volcanique des satellites de Jupiter (les volcans de Io ont été découverts deux décennies plus tard).

Les anneaux sont optiquement fins, leur épaisseur optique est d'environ 10 à 6 et l'albédo des particules n'est que de 1,5 %. Cependant, il est toujours possible de les observer : à des angles de phase proches de 180 degrés (en regardant « à contre-jour »), la luminosité des anneaux augmente d'environ 100 fois, et le côté nuit sombre de Jupiter ne laisse aucune illumination. Il y a trois anneaux au total : un anneau principal, un « anneau araignée » et un halo.
Une photographie des anneaux de Jupiter prise par Galilée en lumière directe et diffuse.

L'anneau principal s'étend de 122 500 à 129 230 km du centre de Jupiter. À l’intérieur, l’anneau principal se transforme en un halo toroïdal et à l’extérieur, il entre en contact avec le halo arachnoïdien. La diffusion directe observée du rayonnement dans la plage optique est caractéristique des particules de poussière de la taille du micron. Cependant, la poussière à proximité de Jupiter est soumise à de puissantes perturbations non gravitationnelles, de ce fait la durée de vie des grains de poussière est de 103 ± 1 ans. Cela signifie qu’il doit y avoir une source pour ces particules de poussière. Deux petits satellites situés à l'intérieur de l'anneau principal - Metis et Adrastea - conviennent au rôle de telles sources. En entrant en collision avec des météoroïdes, ils génèrent un essaim de microparticules, qui se propagent ensuite en orbite autour de Jupiter. Les observations de l'anneau arachnoïdien ont révélé deux ceintures distinctes de matière provenant des orbites de Thèbes et d'Amalthée. La structure de ces ceintures ressemble à la structure des complexes de poussières zodiacaux.

Astéroïdes troyens

Les astéroïdes troyens sont un groupe d'astéroïdes situés dans la zone des points de Lagrange L4 et L5 de Jupiter. Les astéroïdes sont en résonance 1:1 avec Jupiter et se déplacent avec lui en orbite autour du Soleil. Dans le même temps, il existe une tradition de nommer les objets situés près du point L4 d'après des héros grecs et près de L5 d'après des héros troyens. Au total, en juin 2010, 1 583 installations de ce type avaient été ouvertes.

Il existe deux théories expliquant l'origine des chevaux de Troie. Le premier affirme qu'ils sont apparus au stade final de la formation de Jupiter (l'option d'accrétion est envisagée). Parallèlement à la matière, des planétésimaux ont été capturés, sur lesquels une accrétion a également eu lieu, et comme le mécanisme était efficace, la moitié d'entre eux se sont retrouvés dans un piège gravitationnel. Inconvénients de cette théorie : le nombre d'objets ainsi apparus est de quatre ordres de grandeur supérieur à celui observé, et ils ont une inclinaison orbitale beaucoup plus élevée.

La deuxième théorie est dynamique. 300 à 500 millions d'années après la formation système solaire Jupiter et Saturne traversaient une résonance 1:2. Cela a conduit à une restructuration des orbites : Neptune, Pluton et Saturne ont augmenté le rayon de leur orbite, et Jupiter l'a diminué. Cela a affecté la stabilité gravitationnelle de la ceinture de Kuiper et certains des astéroïdes qui l'habitaient se sont déplacés vers l'orbite de Jupiter. Dans le même temps, tous les chevaux de Troie originaux, le cas échéant, ont été détruits.

Le sort futur des chevaux de Troie est inconnu. Une série de faibles résonances de Jupiter et de Saturne les fera se déplacer de manière chaotique, mais il est difficile de dire quelle sera la force de ce mouvement chaotique et s'ils seront éjectés de leur orbite actuelle. De plus, les affrontements entre eux réduisent lentement mais sûrement le nombre de chevaux de Troie. Certains fragments peuvent devenir des satellites, d’autres des comètes.

Collisions de corps célestes avec Jupiter
Comète du cordonnier - Levy

Une trace de l'un des débris de la comète Shoemaker-Levy, photographiée par le télescope Hubble, juillet 1994.
Article principal : Comète du cordonnier - Levi 9

En juillet 1992, une comète s'approche de Jupiter. Elle est passée à une distance d'environ 15 000 kilomètres du sommet des nuages, et la puissante influence gravitationnelle de la planète géante a déchiré son noyau en 17 gros morceaux. Cet essaim de comètes a été découvert à l'Observatoire du Mont Palomar par le couple Carolyn et Eugene Shoemaker et l'astronome amateur David Levy. En 1994, lors de la prochaine approche de Jupiter, tous les débris de la comète se sont écrasés dans l'atmosphère de la planète à une vitesse fulgurante - environ 64 kilomètres par seconde. Ce cataclysme cosmique grandiose a été observé à la fois depuis la Terre et à l'aide de moyens spatiaux, notamment avec l'aide du télescope spatial Hubble, du satellite IUE et du satellite interplanétaire. station spatiale"Galilée". La chute des noyaux s'est accompagnée d'éclats de rayonnement dans une large gamme spectrale, de la génération d'émissions de gaz et de la formation de vortex à longue durée de vie, de modifications des ceintures de rayonnement de Jupiter et de l'apparition d'aurores, ainsi que d'un affaiblissement de la luminosité de Io. tore de plasma dans le domaine ultraviolet extrême.

Autres chutes

Le 19 juillet 2009, l'astronome amateur Anthony Wesley a découvert une tache sombre près du pôle Sud de Jupiter. Cette découverte a ensuite été confirmée à l'observatoire Keck à Hawaï. L'analyse des données obtenues a indiqué que le corps le plus probable tombé dans l'atmosphère de Jupiter était un astéroïde rocheux.

Le 3 juin 2010 à 20h31 heure internationale, deux observateurs indépendants - Anthony Wesley (Australie) et Christopher Go (Philippines) - ont filmé un éclair au-dessus de l'atmosphère de Jupiter, qui est très probablement la chute d'un nouveau corps jusqu'alors inconnu sur Jupiter. Un jour après cet événement, aucune nouvelle tache sombre n'a été détectée dans l'atmosphère de Jupiter. Des observations ont déjà été réalisées sur les plus grands instruments des îles hawaïennes (Gemini, Keck et IRTF) et des observations sont prévues sur le télescope spatial Hubble. Le 16 juin 2010, la NASA a publié un communiqué de presse indiquant que les images prises par le télescope spatial Hubble le 7 juin 2010 (4 jours après l'enregistrement de l'éruption) ne montraient aucun signe d'impact dans la haute atmosphère de Jupiter.

Le 20 août 2010, à 18 h 21 min 56 s, heure internationale, un éclair s'est produit au-dessus de la couverture nuageuse de Jupiter, qui a été découvert par l'astronome amateur japonais Masayuki Tachikawa de la préfecture de Kumamoto dans un enregistrement vidéo qu'il a réalisé. Au lendemain de l'annonce de cet événement, une confirmation a été trouvée auprès de l'observateur indépendant Aoki Kazuo, passionné d'astronomie originaire de Tokyo. Vraisemblablement, cela aurait pu être la chute d'un astéroïde ou d'une comète dans l'atmosphère d'une planète géante.

Jupiter est la cinquième planète la plus éloignée du Soleil et la plus grande du système solaire. Tout comme Uranus, Neptune et Saturne, Jupiter est une géante gazeuse. L'humanité le connaît depuis longtemps. Très souvent, les croyances religieuses et la mythologie font référence à Jupiter. Dans les temps modernes, la planète tire son nom de l’ancien dieu romain.

L’ampleur des phénomènes atmosphériques sur Jupiter est bien plus grande que celle sur Terre. La formation la plus remarquable de la planète est considérée comme la Grande Tache Rouge, une tempête géante que nous connaissons depuis le XVIIe siècle.

Le nombre approximatif de satellites est de 67, dont les plus grands sont : Europe, Io, Callisto et Ganymède. Ils ont été découverts pour la première fois par G. Galilée en 1610.

Toutes les études de la planète sont réalisées à l'aide de télescopes orbitaux et au sol. Depuis les années 70, 8 sondes de la NASA ont été envoyées sur Jupiter. Lors des grandes oppositions, la planète était visible à l'oeil nu. Jupiter est l'un des objets les plus brillants du ciel après Vénus et la Lune. Et les satellites et le disque lui-même sont considérés comme les plus populaires auprès des observateurs.

Observations de Jupiter

Gamme optique

Si vous considérez un objet dans la région infrarouge du spectre, vous pouvez faire attention aux molécules He et H2, et les raies des autres éléments deviennent perceptibles de la même manière. La quantité H parle de l'origine de la planète, et on peut en apprendre davantage sur l'évolution interne grâce à des données qualitatives et composition quantitative d'autres éléments. Mais les molécules d'hélium et d'hydrogène n'ont pas de moment dipolaire, ce qui signifie que leurs lignes d'absorption ne sont pas visibles tant qu'elles ne sont pas absorbées par ionisation par impact. De plus, ces lignes apparaissent dans les couches supérieures de l'atmosphère, d'où elles ne sont pas en mesure de transporter des données sur les couches plus profondes. Sur cette base, les informations les plus fiables sur la quantité d'hydrogène et d'hélium sur Jupiter peuvent être obtenues à l'aide de l'appareil Galileo.

Concernant les éléments restants, leur analyse et leur interprétation sont très difficiles. Il est impossible de dire avec certitude les processus qui se déroulent dans l’atmosphère de la planète. La composition chimique est également une grande question. Mais, selon la plupart des astronomes, tous les processus pouvant affecter les éléments sont locaux et limités. Il s'ensuit qu'ils ne provoquent aucun changement particulier dans la distribution des substances.

Jupiter émet 60 % d’énergie de plus qu’elle n’en consomme du Soleil. Ces processus affectent la taille de la planète. Jupiter diminue de 2 cm par an. P. Bodenheimer a avancé en 1974 l'opinion qu'au moment de sa formation, la planète était 2 fois plus grande qu'elle ne l'est aujourd'hui et que la température était beaucoup plus élevée.

Gamme gamma

L'étude de la planète dans le domaine des rayons gamma concerne les aurores et l'étude du disque. Le Laboratoire spatial Einstein l'a enregistré en 1979. Depuis la Terre, les régions des aurores dans les rayons ultraviolets et X coïncident, mais cela ne s'applique pas à Jupiter. Des observations antérieures ont établi une pulsation de rayonnement avec une périodicité de 40 minutes, mais des observations ultérieures ont montré cette dépendance bien pire.

Les astronomes avaient espéré qu'en utilisant le spectre des rayons X, les lumières aurorales sur Jupiter seraient similaires à celles des comètes, mais les observations de Chandra ont réfuté cet espoir.

Selon l'observatoire spatial XMM-Newton, il s'avère que l'émission de rayons gamma du disque est une réflexion solaire du rayonnement X. Par rapport aux aurores boréales, il n’y a pas de périodicité dans l’intensité du rayonnement.

Radiosurveillance

Jupiter est l'une des sources radio les plus puissantes du système solaire dans la gamme mètre-décimètre. Les émissions radio sont sporadiques. De telles rafales se produisent dans la plage de 5 à 43 MHz, avec une largeur moyenne de 1 MHz. La durée de l'éclatement est très courte - 0,1 à 1 seconde. Le rayonnement est polarisé et dans un cercle il peut atteindre 100 %.

L'émission radio de la planète dans la plage courte centimètre-millimètre est de nature purement thermique, bien que, contrairement à la température d'équilibre, la luminosité soit beaucoup plus élevée. Cette caractéristique indique le flux de chaleur provenant des profondeurs de Jupiter.

Calculs du potentiel gravitationnel

Analyse des trajectoires des engins spatiaux et observations de mouvements satellites naturels montre le champ gravitationnel de Jupiter. Il présente de fortes différences par rapport au modèle à symétrie sphérique. En règle générale, le potentiel gravitationnel est présenté sous forme développée à l'aide de polynômes de Legendre.

Les vaisseaux spatiaux Pioneer 10, Pioneer 11, Galileo, Voyager 1, Voyager 2 et Cassini ont utilisé plusieurs mesures pour calculer le potentiel gravitationnel : 1) des images transmises pour déterminer leur emplacement ; 2) effet Doppler ; 3) interférométrie radio. Certains d’entre eux ont dû prendre en compte la présence gravitationnelle de la Grande Tache Rouge lors de leurs mesures.

De plus, lors du traitement des données, il est nécessaire de postuler la théorie du mouvement des satellites de Galilée en orbite autour du centre de la planète. La prise en compte de l’accélération, qui est de nature non gravitationnelle, est considérée comme un énorme problème pour des calculs précis.

Jupiter dans le système solaire

Le rayon équatorial de cette géante gazeuse est de 71,4 mille km, soit 11,2 fois plus grand que celui de la Terre. Jupiter est la seule planète de ce type dont le centre de masse avec le Soleil est situé à l'extérieur du Soleil.

La masse de Jupiter dépasse le poids total de toutes les planètes de 2,47 fois, celle de la Terre de 317,8 fois. Mais elle est 1000 fois inférieure à la masse du Soleil. La densité est très similaire à celle du Soleil et 4,16 fois inférieure à celle de notre planète. Mais la force de gravité est 2,4 fois supérieure à celle de la Terre.

La planète Jupiter, une « étoile ratée »

Certaines études de modèles théoriques ont montré que si la masse de Jupiter était légèrement supérieure à sa masse réelle, la planète commencerait à rétrécir. Bien que de petits changements n’affecteraient pas particulièrement le rayon de la planète, à condition que si la masse réelle était quadruplée, la densité planétaire augmenterait tellement que le processus de diminution de taille commencerait sous l’action d’une forte gravité.

D’après cette étude, Jupiter a le diamètre maximum pour une planète ayant une histoire et une structure similaires. De nouvelles augmentations de masse ont entraîné une contraction continue jusqu'à ce que Jupiter, grâce à la formation d'étoiles, devienne une naine brune avec 50 fois sa masse actuelle. Les astronomes pensent que Jupiter est une « étoile ratée », même s’il n’est pas encore clair s’il existe des similitudes entre le processus de formation de la planète Jupiter et les planètes qui forment des systèmes d’étoiles binaires. Les premières preuves suggèrent que Jupiter devrait être 75 fois plus massive pour devenir une étoile, mais la plus petite naine rouge connue n'a que 30 % de diamètre plus grand.

Rotation et orbite de Jupiter

Jupiter vu de la Terre a une magnitude apparente de 2,94 m, ce qui fait de la planète le troisième objet le plus brillant visible à l'œil nu après Vénus et la Lune. A sa distance maximale de nous, la taille apparente de la planète est de 1,61 m. La distance minimale entre la Terre et Jupiter est de 588 millions de kilomètres et la distance maximale est de 967 millions de kilomètres.

L'opposition entre les planètes se produit tous les 13 mois. Il convient de noter qu'une fois tous les 12 ans, la grande opposition de Jupiter a lieu ; au moment où la planète est proche du périhélie de sa propre orbite, tandis que la taille angulaire de l'objet par rapport à la Terre est de 50 secondes d'arc.

Jupiter est à 778,5 millions de kilomètres du Soleil, tandis que la planète fait une révolution complète autour du Soleil en 11,8 années terrestres. La plus grande perturbation du mouvement de Jupiter sur sa propre orbite est provoquée par Saturne. Il existe deux types de rémunération :

Séculaire – il est en vigueur depuis 70 000 ans. Dans le même temps, l’excentricité de l’orbite de la planète change.

Résonant - se manifeste en raison du rapport de proximité de 2:5.

Une particularité de la planète est qu'elle présente une grande proximité entre le plan orbital et le plan de la planète. Sur la planète Jupiter, il n’y a pas de changement de saisons, du fait que l’axe de rotation de la planète est incliné de 3,13° ; à titre de comparaison, on peut ajouter que l’inclinaison de l’axe de la Terre est de 23,45°.

La rotation de la planète autour de son axe est la plus rapide parmi toutes les planètes faisant partie du système solaire. Ainsi, dans la région de l'équateur, Jupiter tourne autour de son axe en 9 heures 50 minutes et 30 secondes, et aux latitudes moyennes cette révolution prend 5 minutes et 10 de plus. En raison de cette rotation, le rayon de la planète à l’équateur est 6,5 % plus grand qu’aux latitudes moyennes.

Théories sur l'existence de la vie sur Jupiter

De nombreuses recherches au fil du temps suggèrent que les conditions de Jupiter ne sont pas propices à l’origine de la vie. Tout d’abord, cela s’explique par la faible teneur en eau de l’atmosphère de la planète et par l’absence de base solide de la planète. Il convient de noter que dans les années 70 du siècle dernier, une théorie a été avancée selon laquelle des organismes vivants vivant d’ammoniac pourraient se trouver dans les couches supérieures de l’atmosphère de Jupiter. À l’appui de cette hypothèse, on peut affirmer que l’atmosphère de la planète, même à faible profondeur, présente une température et une densité élevées, ce qui contribue aux processus d’évolution chimique. Cette théorie a été avancée par Carl Sagan, après quoi, avec E.E. Salpeter, les scientifiques ont effectué une série de calculs qui ont permis de dériver trois formes de vie proposées sur la planète :

• Les flotteurs étaient censés agir comme d’énormes organismes, de la taille d’une grande ville sur Terre. Ils ressemblent à un ballon dans la mesure où ils pompent l’hélium de l’atmosphère et laissent derrière eux de l’hydrogène. Ils vivent dans les couches supérieures de l’atmosphère et produisent eux-mêmes des molécules nécessaires à leur nutrition.
• Les plombs sont des micro-organismes capables de se multiplier très rapidement, ce qui permet à l'espèce de survivre.
• Les chasseurs sont des prédateurs qui se nourrissent de corps flottants.

Mais ce ne sont là que des hypothèses qui ne sont pas confirmées par des faits scientifiques.

Structure de la planète

Les technologies modernes ne permettent pas encore aux scientifiques de déterminer avec précision la composition chimique de la planète, mais les couches supérieures de l’atmosphère de Jupiter ont néanmoins été étudiées avec une grande précision. L'étude de l'atmosphère n'est devenue possible que grâce à la descente vaisseau spatial Nommé Galilée, il est entré dans l'atmosphère de la planète en décembre 1995. Cela a permis de dire avec précision que l'atmosphère est constituée d'hélium et d'hydrogène ; en plus de ces éléments, du méthane, de l'ammoniac, de l'eau, de la phosphine et du sulfure d'hydrogène ont été découverts. On suppose que la sphère la plus profonde de l’atmosphère, à savoir la troposphère, est constituée de soufre, de carbone, d’azote et d’oxygène.

Des gaz inertes comme le xénon, l'argon et le krypton sont également présents et leur concentration est plus élevée que dans le Soleil. La possibilité de l'existence d'eau, de dioxyde et de monoxyde de carbone est possible dans les couches supérieures de l'atmosphère de la planète en raison de collisions avec des comètes, comme l'exemple donné par la comète Shoemaker-Levy 9.

La couleur rougeâtre de la planète s'explique par la présence de composés de phosphore rouge, de carbone et de soufre, ou encore par de la matière organique issue de l'exposition à des décharges électriques. Il convient de noter que la couleur de l’atmosphère n’est pas uniforme, ce qui suggère que différentes zones sont constituées de composants chimiques différents.

Structure de Jupiter

Il est généralement admis que la structure interne de la planète sous les nuages ​​​​est constituée d'une couche d'hélium et d'hydrogène de 21 000 kilomètres d'épaisseur. Ici, la substance a une transition en douceur dans sa structure de l'état gazeux à l'état liquide, après quoi il y a une couche d'hydrogène métallique d'une épaisseur de 50 000 kilomètres. La partie médiane de la planète est occupée par un noyau solide d'un rayon de 10 000 kilomètres.

Le modèle le plus reconnu de la structure de Jupiter :

1. Atmosphère:
2. Couche externe d'hydrogène.

La couche intermédiaire est représentée par l'hélium (10 %) et l'hydrogène (90 %).

• La partie inférieure est constituée d'un mélange d'hélium, d'hydrogène, d'ammonium et d'eau. Cette couche est divisée en trois :

  • Celui du haut est l’ammoniac sous forme solide, qui a une température de −145 °C et une pression de 1 atm.
  • Au milieu se trouve l’hydrogénosulfate d’ammonium à l’état cristallisé.
  • La position basse est occupée par l'eau à l'état solide et éventuellement même à l'état liquide. La température est d'environ 130 °C et la pression est de 1 atm.

1. Couche constituée d'hydrogène à l'état métallique. Les températures peuvent varier de 6,3 mille à 21 mille Kelvin. Dans le même temps, la pression est également variable - de 200 à 4 000 GPa.
2. Noyau de pierre.

La création de ce modèle a été rendue possible grâce à l'analyse d'observations et de recherches, prenant en compte les lois de l'extrapolation et de la thermodynamique. Il convient de noter que cette structure n'a pas de limites ni de transitions claires entre les couches voisines, ce qui suggère que chaque couche est complètement localisée et peut être étudiée séparément.

Atmosphère de Jupiter

Les taux de croissance des températures sur la planète ne sont pas monotones. Dans l'atmosphère de Jupiter, ainsi que dans l'atmosphère terrestre, plusieurs couches peuvent être distinguées. Les couches supérieures de l'atmosphère ont les températures les plus élevées et, en se déplaçant vers la surface de la planète, ces indicateurs diminuent considérablement, mais à leur tour la pression augmente.

La thermosphère de la planète perd la plupart la chaleur de la planète elle-même, ce qu'on appelle les aurores boréales, se forme également ici. La limite supérieure de la thermosphère est considérée comme une pression de 1 nbar. Au cours de l'étude, des données ont été obtenues sur la température dans cette couche, elle atteint 1000 K. Les scientifiques n'ont pas encore pu expliquer pourquoi la température ici est si élevée.

Les données de la sonde spatiale Galileo ont montré que la température des nuages ​​supérieurs est de −107 °C à une pression de 1 atmosphère, et en descendant jusqu'à une profondeur de 146 kilomètres, la température augmente jusqu'à +153 °C et une pression de 22 atmosphères.

L'avenir de Jupiter et de ses lunes

Tout le monde sait qu’à terme, le Soleil, comme toute autre étoile, épuisera toutes ses réserves de combustible thermonucléaire, tandis que sa luminosité augmentera de 11 % tous les milliards d’années. De ce fait, la zone habitable habituelle se déplacera considérablement au-delà de l’orbite de notre planète jusqu’à atteindre la surface de Jupiter. Cela permettra à toute l’eau des satellites de Jupiter de fondre, ce qui déclenchera l’émergence d’organismes vivants sur la planète. On sait que dans 7,5 milliards d'années, le Soleil, en tant qu'étoile, se transformera en une géante rouge, grâce à quoi Jupiter gagnera nouveau statut et deviendra un Jupiter chaud. Dans ce cas, la température à la surface de la planète sera d'environ 1 000 K, ce qui entraînera la lueur de la planète. Dans ce cas, les satellites ressembleront à des déserts sans vie.

Lunes de Jupiter

Les données modernes indiquent que Jupiter possède 67 satellites naturels. Selon les scientifiques, nous pouvons conclure qu'il pourrait y avoir plus d'une centaine d'objets de ce type autour de Jupiter. Les lunes de la planète portent principalement le nom de personnages mythiques liés d'une manière ou d'une autre à Zeus. Tous les satellites sont divisés en deux groupes : externes et internes. Seuls 8 satellites sont internes, dont les galiléens.

Les premiers satellites de Jupiter ont été découverts en 1610 par le célèbre scientifique Galileo Galilei : Europe, Ganymède, Io et Callisto. Cette découverte a confirmé l'exactitude de Copernic et de son système héliocentrique.

La seconde moitié du XXe siècle a été marquée par une étude active des objets spatiaux, parmi lesquels Jupiter mérite une attention particulière. Cette planète a été étudiée à l'aide de puissants télescopes et radiotélescopes au sol, mais les plus grands progrès dans ce domaine ont été réalisés grâce à l'utilisation du télescope Hubble et au lancement d'un grand nombre de sondes vers Jupiter. Les recherches se poursuivent activement en ce moment, car Jupiter recèle encore de nombreux secrets et mystères.

La géante du système solaire, une géante gazeuse, est située entre Saturne et Mars, tournant à une distance de 770 millions de kilomètres du Soleil. Par une nuit claire, Jupiter est clairement visible à travers un petit télescope ou plusieurs jumelles : l'intensité lumineuse qu'elle émet est juste derrière la Lune, Vénus et le Soleil. Nom moderne elle lui a été attribuée par les anciens Romains, corrélant la planète avec le plus important acteur panthéon païen - Jupiter. Planète Jupiter - faits intéressants sur les vortex, les aurores boréales et la grande tache rouge.

Géant de l'espace

Le diamètre équatorial du géant est 11 fois supérieur au diamètre de la Terre. Le volume de la cinquième planète peut facilement accueillir 1 300 planètes semblables à la nôtre.

La supergéante a une forme aplatie aux pôles et bombée à l'équateur en raison de la vitesse de rotation rapide autour de son propre axe.

L'absence de firmament, de dépressions et de chaînes de montagnes confère au colosse une surface lisse et uniforme.

Possédant la plus grande masse, Jupiter se distingue également par la plus grande agilité : elle effectue une révolution autour de son axe en moins de 10 heures.

Il faut 12 ans pour accomplir une révolution autour du Soleil.

Il n'y a pas de changement de saison sur la supergéante.

Les gens sur Terre sont habitués au fait que les endroits ombragés sont plus frais que ceux éclairés par le Soleil. Sur Jupiter, c'est l'inverse : la surface de l'ombre est beaucoup plus chaude que les zones éclairées.

Il s'avère que le gigantesque planétoïde émet plus d'énergie qu'il n'absorbe la chaleur des rayons du soleil.

Composé

La composition de la géante gazeuse est similaire à celle du Soleil.

Le noyau de Jupiter est de taille similaire à celui de la Terre, mais 10 fois plus léger. La centosphère est solide, chauffée à 20 000°C, entourée d'un mélange de gaz légers : hydrogène et hélium.

L'atmosphère a une teinte brun-orange due aux composés du phosphore et du soufre ; sa densité est 18 fois supérieure à celle de la Terre. La troposphère contient des hydrosulfites, de l'ammoniac et de l'eau gelée. Ici, ils prévalent basses températures: moins 150° - moins 100°С. La stratosphère est constituée d'hydrocarbures. Au-dessus se trouve la thermosphère, chauffée à 725°C.

Fait intéressant sur Jupiter. Concernant les valeurs terrestres, la supergéante est considérée comme l'objet astronomique le plus riche : des pluies de diamants se produisent sur la planète.

Un éclair gigantesque transforme le gaz (méthane) en carbone. En approchant de la surface, le composé durcit et se transforme en graphite. Poursuivant son mouvement, le graphite devient diamant. Une fois atteint le noyau de la planète, il fond, créant une (hypothétiquement) vaste mer de carbone liquide.

Des rayures géantes entourent la partie équatoriale de la Cinquième Planète, elles sont observées depuis longtemps et sont visibles même pour un astronome novice. Il n’existe pas d’hypothèse unique quant à leur origine.

La couleur pittoresque du planétoïde est due à la superposition de couches de gaz qui forment les remarquables rayures rouges et blanches de la Cinquième Planète. Les couches rouges (rayures) sont chaudes, les couches blanches (zones) ont une température basse.

Vortex et aurores

La cinquième planète est l’élément des vents et des tempêtes. Ses principales forces motrices sont les flux chauds provenant du noyau et l'énergie du mouvement rapide du corps céleste autour de son axe.

La vitesse du vent dépasse ici les 600 km/h.

À la surface de Jupiter, vous pouvez voir de nombreuses taches d'anticyclones et de cyclones. La cause de ces anomalies atmosphériques n’a pas été étudiée.

Des éclairs monstrueux éclairent la géante gazeuse, mille fois plus longs et plus puissants que les invités célestes terrestres.

Il y a une lueur brillante près des pôles. Le phénomène est constant, seule son intensité change. L'aurore est formée de trois éléments principaux : un faisceau lumineux central, des points chauds et des émissions pulsées à l'intérieur de la zone principale.

Les aurores de Jupiter surpassent les aurores boréales de la Terre en termes d'intensité de couleur et d'immensité de la zone (plus grande que la surface de la Terre).

La gravité

La force de gravité est deux fois et demie supérieure à la gravité terrestre. Si vous placez un objet de 100 kilogrammes sur un planétoïde géant, son poids passera à 250 kilogrammes.

La force gravitationnelle de la planète modifie les trajectoires des comètes et les attire vers elle. Jupiter – fait intéressant– est un bouclier pour les planètes du système solaire, les protégeant des chutes de particules célestes.

Il existe une hypothèse selon laquelle la force gravitationnelle d'une supergéante aurait influencé la formation de notre système planétaire.

Jupiter, comme Saturne, a des anneaux. Les équipements au sol ne permettent pas de les voir ; ils ont été repérés à l'aide du vaisseau spatial Voyager-I.

Les anneaux sont formés de poussière universelle résultant de la collision des satellites de la planète avec des météores. La Cinquième Planète en possède plusieurs : l'anneau principal (principal), le Halo (constitué de particules solides sombres) et l'anneau en toile d'araignée (transparent, constitué de petits fragments de satellites). Particularité Ce qui rend les anneaux de Jupiter si spéciaux, c'est l'absence de glace.

Un champ magnétique

La planète est considérée comme la reine des champs magnétiques du système solaire. Il est enveloppé d’un manteau de particules électriques chargées, s’étendant sur 650 millions de kilomètres. La sphère magnétique de la cinquième planète est environ 18 000 fois plus puissante que celle de la Terre.

Niveau rayonnement radioactif près d'un géant, il est mille fois supérieur au niveau mortel pour l'homme. La précision des bombardements avec des particules radioactives est telle qu'ils endommagent des véhicules spatiaux spécialement protégés. Hypothétiquement, cette puissance serait suffisante pour absorber le Soleil.

Le géant planétaire produit des bruits qui ressemblent à des voix humaines. Ce brouhaha s’appelle la parole électromagnétique. Les ufologues confondent souvent ces « voix » avec des signaux audio provenant de cultures extraterrestres.

La géante gazeuse possède quatre lunes et 67 petits satellites. Il peut être considéré comme une sorte de système « jupitérocentrique » au sein du système héliocentrique.

Les quatre premières lunes joviennes sont Ganymède, Europe, Io et Callisto- ont été découverts par Galilée au début du XVIIe siècle. Ils sont identifiés comme des points sombres sur le corps brillant de Jupiter. La découverte des satellites a confirmé l'hypothèse de Copernic selon laquelle la Terre n'est pas le centre de l'Univers.

Chacune des lunes est environ une fois et demie plus grande que la Lune de la Terre. La taille la plus impressionnante Ganymède: son diamètre n'est que trois fois et demie plus petit que notre planète. Sur une surface Et à propos 8 volcans actifs ont été observés ; Outre la Terre, c'est le seul objet spatial connu qui possède des montagnes et des volcans actifs. Sur L'Europe  De l'eau a été trouvée sous une couche de glace vieille de plusieurs siècles. Il se pourrait qu'un océan se cache ici. Callisto Il n’est pas réfléchissant et on pense qu’il est formé de pierre impénétrable.

La densité des satellites dépend de la distance à Jupiter : plus on s'en rapproche, plus la densité est élevée.

En plus des lunes permanentes, le colosse possède également des lunes temporaires (comètes).

Grande tache rouge

Le phénomène de la « Grande Tache Rouge » a été découvert par Giovanni Domenico Cassini dans la seconde moitié du XVIIe siècle.

La célèbre marque en forme d'œuf de couleur rouille est visible sur toutes les photographies de la Cinquième Planète. Il s’agit d’un anticyclone vortex qui fait rage depuis trois siècles et demi. La vitesse de rotation au centre de la tornade est de 400 à 500 km/h. Son mouvement est dirigé dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.

Il y a plus d’un siècle, la brûlure était de la taille de notre planète ; depuis lors, elle a diminué de près de moitié. La tache mystérieuse est en constante évolution : soit sa superficie augmente et elle devient encore plus lumineuse, soit elle diminue et s'assombrit.

Seul son emplacement reste inchangé.

Fantastique

La composition de l’atmosphère de la géante gazeuse est similaire à celle de la Terre dans un passé lointain. Dans la seconde moitié du XXe siècle, le thème de la possibilité de vie dans les couches supérieures de l’atmosphère de Jupiter, où la vapeur d’eau est présente, où la température et la pression contribuent au développement de l’activité vitale de l’eau et des hydrocarbures, a été abordé. Mais l’hypothèse n’a pas encore été confirmée ; elle a plutôt été réfutée par les dernières recherches.

Le physicien autrichien Edwin Salpeter et l'astrophysicien américain Carl Sagan ont présenté des formes de vie hypothétiques adaptées aux particularités de Jupiter. Ce sont de minuscules espèces qui se reproduisent très rapidement. baskets(semblable aux virus) ; gigantesque (la taille d'une ville terrestre) flotteurs, semblable à la flore terrestre ; Et chasseurs – prédateurs qui mangent des corps flottants. Ce Une information intéressante, mais il a le caractère d’une œuvre littéraire fantastique.

Il existe une hypothèse sur l'habitabilité des satellites de Jupiter : Europe a de l'eau, les raz de marée fournissent de la chaleur, la présence d'oxygène est possible, même si la vie peut complètement survivre sans O 2. La présence de vie extraterrestre, même sous des formes primitives, n'a pas été démontrée. confirmé, jusqu'à présent, cette information est le destin des œuvres d'écrivains de science-fiction, rien de plus.

Mini-univers puissant, rapide et plein de grandeur. La Cinquième Planète est-elle prête à révéler ses secrets aux terriens ? Les astronomes ont du pain sur la planche ; ils n’ont pas besoin d’aller dans les profondeurs de l’univers ; notre système solaire recèle encore de nombreux mystères, dont ceux concernant Jupiter.

Jupiter est la cinquième planète du système solaire, classée géante gazeuse. cinq fois le diamètre d'Uranus (51 800 km) et sa masse est de 1,9×10^27 kg. Jupiter, comme Saturne, a des anneaux, mais ils ne sont pas clairement visibles depuis l'espace. Dans cet article, nous allons nous familiariser avec quelques informations astronomiques et découvrir quelle planète est Jupiter.

Jupiter est une planète spéciale

Fait intéressant, l’étoile et la planète diffèrent par leur masse. Les corps célestes de grande masse deviennent des étoiles et les corps de masse inférieure deviennent des planètes. Jupiter, en raison de sa taille énorme, pourrait bien être connue des scientifiques d'aujourd'hui comme une étoile. Cependant, lors de sa formation, elle n’a pas reçu une masse suffisante pour une étoile. Jupiter est donc la plus grande planète du système solaire.

En regardant la planète Jupiter à travers un télescope, vous pouvez voir des bandes sombres et des zones claires entre elles. En fait, cette image est créée par des nuages ​​de températures différentes : les nuages ​​clairs sont plus froids que les nuages ​​sombres. Nous pouvons en conclure qu'à travers un télescope, vous pouvez voir l'atmosphère de Jupiter, et non sa surface.

Jupiter connaît souvent des aurores semblables à celles observées sur Terre.

Il est à noter que l’inclinaison de l’axe de Jupiter par rapport au plan de son orbite ne dépasse pas 3°. C'est pourquoi pendant longtemps on ne savait rien de la présence d'un système d'anneaux de la planète. L'anneau principal de la planète Jupiter est très fin et peut être vu par la tranche lors des observations télescopiques, il était donc difficile à remarquer. Les scientifiques n'ont appris son existence qu'après le lancement du vaisseau spatial Voyager, qui s'est envolé vers Jupiter sous un certain angle et a découvert des anneaux près de la planète.

Jupiter est considérée comme une géante gazeuse. Son atmosphère est majoritairement composée d'hydrogène. L'hélium, le méthane, l'ammonium et l'eau sont également présents dans l'atmosphère. Les astronomes suggèrent qu'il est tout à fait possible de détecter le noyau solide de Jupiter derrière la couche nuageuse de la planète et l'hydrogène métallique gazeux.

Informations de base sur la planète

La planète du système solaire, Jupiter, possède des caractéristiques vraiment uniques. Les données de base sont présentées dans le tableau suivant.

Découverte de Jupiter

Jupiter a été découverte par l'astronome italien Galileo Galilei en 1610. Galilée est considéré comme la première personne à utiliser un télescope pour observer l'espace et les corps célestes. La découverte de la cinquième planète du Soleil - Jupiter - fut l'une des premières découvertes de Galileo Galilei et servit d'argument sérieux pour confirmer la théorie du système héliocentrique du monde.

Dans les années 60 du XVIIe siècle, Giovanni Cassini a pu découvrir des « rayures » à la surface de la planète. Comme mentionné ci-dessus, cet effet est créé en raison des différentes températures des nuages ​​​​dans l'atmosphère de Jupiter.

En 1955, les scientifiques ont appris que la matière de Jupiter émettait un signal radio haute fréquence. Grâce à cela, l'existence d'un champ magnétique important autour de la planète a été découverte.

En 1974, la sonde Pioneer 11 volant vers Saturne a pris plusieurs photographies détaillées de la planète. En 1977-1779, on a beaucoup appris sur l'atmosphère de Jupiter, sur les phénomènes atmosphériques qui s'y produisent, ainsi que sur le système d'anneaux de la planète.

Et aujourd'hui, une étude minutieuse de la planète Jupiter et la recherche de nouvelles informations à son sujet se poursuivent.

Jupiter dans la mythologie

Dans la mythologie de la Rome antique, Jupiter est le dieu suprême, le père de tous les dieux. Il possède le ciel, la lumière du jour, la pluie et les orages, le luxe et l'abondance, la loi et l'ordre et la possibilité de guérison, la fidélité et la pureté de tous les êtres vivants. Il est le roi des êtres célestes et terrestres. DANS mythologie grecque antique La place de Jupiter est prise par le tout-puissant Zeus.

Son père est Saturne (dieu de la terre), sa mère est Opa (déesse de la fertilité et de l'abondance), ses frères sont Pluton et Neptune et ses sœurs sont Cérès et Vesta. Son épouse Junon est la déesse du mariage, de la famille et de la maternité. Vous pouvez voir que les noms de nombreux corps célestes sont apparus grâce aux anciens Romains.

Comme mentionné ci-dessus, les anciens Romains considéraient Jupiter comme le dieu le plus élevé et tout-puissant. Par conséquent, il était divisé en hypostases distinctes, responsables d'une certaine puissance de Dieu. Par exemple, Jupiter Victor (victoire), Jupiter Tonans (orage et pluie), Jupiter Libertas (liberté), Jupiter Feretrius (dieu de la guerre et triomphe victorieux) et d'autres.

Sur la colline, le Capitole de la Rome antique était au cœur de la foi et de la religion de tout le pays. Cela prouve une fois de plus la foi inébranlable des Romains dans la domination et la majesté du dieu Jupiter.

Jupiter protégeait également les habitants de la Rome antique de l'arbitraire des empereurs, protégeait les lois romaines sacrées, étant la source et le symbole de la vraie justice.

Il convient également de noter que les anciens Grecs appelaient la planète dont le nom a été donné en l'honneur de Jupiter, Zeus. Cela est dû aux différences de religion et de foi entre les habitants de la Rome antique et de la Grèce antique.

Parfois, des vortex apparaissent dans l’atmosphère de Jupiter et ont une forme arrondie. La Grande Tache Rouge est le plus célèbre de ces vortex et est également considérée comme le plus grand du système solaire. Les astronomes ont pris conscience de son existence il y a plus de quatre cents ans.

Les dimensions de la Grande Tache Rouge – 40 x 15 000 kilomètres – sont plus de trois fois supérieures à la taille de la Terre.

La température moyenne à la « surface » du vortex est inférieure à -150°C. La composition de la tache n’a pas encore été définitivement déterminée. On suppose qu'il est constitué d'hydrogène et d'ammonium et que sa couleur rouge est donnée par des composés de soufre et de phosphore. De plus, certains scientifiques pensent que la tache devient rouge lorsqu'elle entre dans la zone. rayonnement ultraviolet Soleil.

Il convient de noter que l'existence de formations atmosphériques aussi stables que la Grande Tache Rouge est impossible dans l'atmosphère terrestre, qui est connu pour être principalement constitué d’oxygène (≈21 %) et d’azote (≈78 %).

Lunes de Jupiter

Jupiter lui-même est le plus grand - étoile principale Système solaire. Contrairement à la planète Terre, Jupiter compte 69 lunes, ce qui représente le plus grand nombre de lunes dans tout le système solaire. Jupiter et ses lunes constituent ensemble une version plus petite du système solaire : Jupiter, situé au centre, et les corps célestes plus petits qui en dépendent, tournent sur leurs orbites.

Comme la planète elle-même, certaines lunes de Jupiter ont été découvertes par le scientifique italien Galileo Galilei. Les satellites qu'il a découverts - Io, Ganymède, Europe et Callisto - sont encore appelés Galiléens. Le dernier satellite connu des astronomes a été découvert en 2017, ce chiffre ne doit donc pas être considéré comme définitif. Hormis les quatre découvertes par Galilée, ainsi que Métis, Adrastea, Amalthée et Thèbe, les lunes de Jupiter ne sont pas très grandes. Et l’autre « voisine » de Jupiter – la planète Vénus – n’a pas du tout été conçue pour avoir des satellites. Ce tableau en présente quelques-uns.

Considérons les satellites les plus importants de la planète - les résultats de la célèbre découverte de Galileo Galileo.

Et à propos

Io se classe au quatrième rang en termes de taille parmi les satellites de toutes les planètes du système solaire. Son diamètre est de 3 642 kilomètres.

Parmi les quatre lunes galiléennes, Io est la plus proche de Jupiter. Un grand nombre de processus volcaniques se produisent sur Io, le satellite ressemble donc beaucoup à une pizza. Les éruptions régulières de nombreux volcans modifient périodiquement l'apparence de cet astre.

L'Europe 

Le prochain satellite de Jupiter est Europe. C'est le plus petit parmi les satellites galiléens (diamètre - 3 122 km).

Toute la surface d'Europe est recouverte d'une croûte de glace. Les informations exactes n'ont pas encore été clarifiées, mais les scientifiques suggèrent qu'il y a de l'eau ordinaire sous cette croûte. Ainsi, la structure de ce satellite rappelle dans une certaine mesure la structure de la Terre : une croûte solide, de la matière liquide et un noyau solide situé au centre.

La surface d'Europe est également considérée comme la plus plate de tout le système solaire. Il n’y a rien sur le satellite qui s’élève à plus de 100 mètres.

Ganymède

Ganymède est le plus gros satellite du système solaire. Son diamètre est de 5 260 kilomètres, ce qui dépasse même le diamètre de la première planète du Soleil, Mercure. Et la voisine la plus proche du système planétaire de Jupiter - la planète Mars - a un diamètre atteignant seulement 6 740 kilomètres dans la région de l'équateur.

En observant Ganymède à travers un télescope, vous pouvez voir des zones claires et sombres distinctes sur sa surface. Les astronomes ont découvert qu'ils sont pliés glace spatiale et dur rochers. Parfois, des traces de courants sont visibles sur le satellite.

Callisto

La lune galiléenne la plus éloignée de Jupiter est Callisto. Callisto se classe au troisième rang des satellites du système solaire (diamètre - 4 820 km).

Callisto est le corps céleste le plus cratérisé de tout le système solaire. Les cratères à la surface du satellite ont des profondeurs et des couleurs différentes, ce qui indique que Callisto est assez vieux. Certains scientifiques considèrent même la surface de Callisto comme la plus ancienne du système solaire, arguant qu'elle ne s'est pas renouvelée depuis plus de 4 milliards d'années.

Météo

Quel temps fait-il sur la planète Jupiter ? Il est impossible de répondre sans ambiguïté à cette question. La météo sur Jupiter est instable et imprévisible, mais les scientifiques ont pu y identifier certains modèles.

Comme mentionné ci-dessus, puissant tourbillons atmosphériques(comme la Grande Tache Rouge). Il s'ensuit que parmi les phénomènes atmosphériques de Jupiter, on peut distinguer des ouragans dévastateurs dont la vitesse dépasse 550 kilomètres par heure. La survenue de tels ouragans est également influencée par les nuages. différentes températures, que l'on peut distinguer sur de nombreuses photographies de la planète Jupiter.

De plus, en observant Jupiter à travers un télescope, vous pouvez voir les tempêtes et les éclairs les plus violents secouer la planète. Ce phénomène sur la cinquième planète en partant du Soleil est considéré comme permanent.

La température de l'atmosphère de Jupiter descend en dessous de -140°C, ce qui est considéré comme prohibitif pour les formes de vie connues de l'humanité. De plus, Jupiter que nous voyons n'est constitué que d'une atmosphère gazeuse, de sorte que les astronomes connaissent encore peu la météo à la surface solide de la planète.

Conclusion

Ainsi, dans cet article, nous avons fait connaissance avec la plus grande planète du système solaire - Jupiter. Il est devenu clair que si Jupiter avait reçu une quantité d'énergie légèrement plus grande lors de sa formation, alors notre système planétaire pourrait s'appeler « Soleil-Jupiter » et dépendre des deux plus grandes étoiles. Cependant, Jupiter n'a pas réussi à se transformer en étoile et est aujourd'hui considérée comme la plus grande géante gazeuse, dont la taille est vraiment étonnante.

La planète elle-même doit son nom à l’ancien dieu romain du ciel. Mais de nombreux autres objets terrestres portent le nom de la planète elle-même. Par exemple, la marque de magnétophones soviétiques « Jupiter » ; bateau à voile Flotte Baltique V début XIX siècle; marque de batteries électriques soviétiques « Jupiter » ; Cuirassé de la Royal Navy ; prix du film approuvé en 1979 en Allemagne. En outre, la célèbre moto soviétique « IZH Planet Jupiter » a été nommée en l'honneur de la planète, qui a jeté les bases de toute une série de motos de route. Le fabricant de cette série de motos est l'usine de construction de machines d'Ijevsk.

L'astronomie est l'une des sciences les plus intéressantes et méconnues de notre époque. L’espace extra-atmosphérique entourant notre planète est un phénomène curieux qui captive l’imagination. Les scientifiques modernes font de plus en plus de nouvelles découvertes qui nous permettent d'apprendre des informations jusqu'alors inconnues. Il est donc extrêmement important de suivre les découvertes des astronomes, car notre vie et celle de notre planète sont entièrement soumises aux lois du cosmos.