С древних времен
человеку было известно пять планет в Солнечной системе:
Меркурий, Венера,
Марс, Юпитер и Сатурн. Эти планеты видны невооруженным
глазом.
В начале
XVII
в. астрономы доказали, что Земля также планета.
Позже были открыты планеты
Уран и Нептун (восьмая,
крупная, а теперь и последняя планета Солнечной системы).
Ближайшие к Солнцу 4
планеты (Меркурий,
Венера, Марс и
Земля) называют
планетами земной
группы. Следующие 4 планеты - это массивные газовых тела и
их называют планетами - гигантами.
Речь пойдет о Юпитере, о
пятой и самой крупной из планет в Солнечной системе. Юпитер
- эта крупнейшая планета Солнечной системы и соответственно
самая крупная из газовых планет-гигантов.
Свое название планета получила в честь верховного бога
античной мифологии (древнегреческого Зевса, у римлян –
Юпитер). Иногда Юпитер еще называют «царем планет».
Орбита Юпитера находится
за Марсом и за основным поясом астероидов. Большая полуось
орбиты Юпитера равна 5,2 а.е., эксцентриситет орбиты е = 0,0489.
Юпитер превосходит Землю в 11,2 раза по диаметру и в 318 раз
по массе. Вообще, масса
Юпитера превышает массу всех других планет, вместе взятых.
Он
находится на среднем расстоянии 779 млн. км от Солнца, т.е.
впятеро дальше от Солнца, чем Земля. Юпитер затрачивает на
один оборот по орбите около 12 лет.
Средняя скорость движения по орбите – 13,1 км/с. Но,
несмотря на гигантские размеры, собственное вращение этой
планеты очень быстрое — быстрее Земли или Марса. Юпитер
совершает один оборот вокруг своей оси за 9 ч 55 мин. И то
это средний период вращения видимой поверхности.
Из-за
быстрого вращения Юпитер сильно сплюснут центробежными
силами: его экваториальный радиус (71 492 км) на 7% больше
полярного, что легко заметить при наблюдении в телескоп.
Твердой поверхности в общепринятом смысле у Юпитера нет, у
него также низкая средняя плотность (1,33 г/см3).
Он почти целиком состоит из водорода и гелия. Поэтому
вращение Юпитера отличается от вращения твердого тела:
экваториальная область вращаются быстрее, чем приполярные
области.
Сила тяжести на экваторе планеты в 2,6 раза больше, чем на
Земле. Экватор Юпитера наклонен всего на 3° к его орбите,
поэтому на планете не бывает смены времен года. Наклон
орбиты к плоскости эклиптики еще меньше - всего 1˚. То есть
ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Поэтому
на Юпитере нет смены времен года. Противостояния Земли и
Юпитера повторяются через каждые 399 суток.
Строение Юпитера, химический состав и
физические условия
Атмосфера
Юпитер состоит главным образом из водорода и гелия: по
объему их количество составляет соответственно 89% и 11 %,
а по массе - 80% и 20%. Что
напоминает по химическому составу Солнце.
Водородно-гелиевая атмосфера Юпитера имеет огромную
протяженность — свыше 1000 км. Под ней давление достигает
таких значений, что молекулярный водород превращается в
жидкость. Оранжевый цвет
атмосфере придают соединения фосфора или серы, а также
содержит аммиак и ацетилен.
Но вернемся
пока к видимой поверхности Царя Планет.
|
Пояса и зоны Юпитера
|
Видимая поверхность Юпитера – это плотные облака.
Мы видим поверхность облачного слоя, верхушки облаков. Эти
облака образуют полосы желто-коричневых, белых, красных и
голубоватых оттенков. Полосы образуют систему темных поясов
и светлых зон. Полосы расположены симметрично к северу и югу
от экватора. Севернее и южнее широт ± 40˚ облака образуют
поля с коричневыми и голубоватыми пятнам. Периоды вращения
этих облачных слоев неодинаковые: чем ближе они к экватору,
тем с более коротким периодом вращаются. Вблизи экватора они
завершают оборот вокруг оси планеты за 9 ч 50 мин, а на
средних широтах — за 9 ч 55 мин.
Ведь пояса и зоны — это области нисходящих и восходящих
потоков в атмосфере планеты. Атмосферные течения,
параллельные экватору, поддерживаются благодаря потокам
тепла из глубины планеты, а также быстрому вращению Юпитера
и энергии Солнца. Видимая поверхность зон расположена
примерно на 20 км выше поясов. На границах поясов и зон
наблюдаются сильные турбулентные движения газов.
Окраска поясов объясняется наличием различных химических
соединений. Ближе к полюсам планеты, на высоких широтах,
облака образуют сплошное поле с коричневыми и голубоватыми
пятнами поперечником до 1 000 км.
Полагают, что Юпитер имеет
три слоя облаков в своей атмосфере. Наверху – облака из
оледеневшего аммиака; под ним – кристаллы сероводорода
аммония и метана, а в самом низком слое – водяной лед и,
возможно, жидкая вода. Кроме того, Юпитер имеет водородную и
гелиевую короны.
Еще
до полетов космических аппаратов «Пионера-10» и «Пионера-11»
с Земли при помощи летающей на самолете
астрономической обсерватории удалось определить содержание в
атмосфере Юпитера других
газов.
Обнаружилось наличие
фосфина РН3
(чрезвычайно токсичный газ с запахом
тухлой рыбы), придающего
цветовую окраску облачному покрову.
При нагревании он распадается
с выделением красного
фосфора.
Получается,
что и темные пояса, и светлые зоны изменчивые образования на
Юпитере, как по цвету, так и по динамике. И общий оттенок
Юпитера тоже меняется.