Планета Юпитер (Jupiter)

NASA

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.

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.