какая плотность у юпитера

Планета Юпитер

Общие сведения о Юпитере

Юпитер – это пятая по удаленности от Солнца планета (пятая планета Солнечной системы).

Юпитер относится к газовым гигантам и назван в честь верховного древнеримского бога, аналога древнегреческому Зевсу.

У Юпитера на данный моменты обнаружены 79 естественных спутников.

Юпитер известен людям с древних времен. В месопотамской культуре планета называлась «Белая звезда». Подробное описание 12-летнего цикла движения Юпитера было дано китайскими астрономами, называвшими планету «Звезда года». Греки именовали его «Звезда Зевса».

Соседями Юпитера являются Сатурн и Марс, который отделен от гиганта поясом астероидов.

Наиболее признанная модель строения Юпитера предполагает, что он состоит из атмосферы, слоя металлического водорода и каменного ядра.

Форма магнитного поля у Юпитера сильно сплюснута и напоминает диск.

У Юпитера есть слабые кольца, обнаруженные во время прохождения «Voyager-1» мимо планеты в 1979 году.

Орбита Юпитера

Среднее расстояние от Юпитера до Солнца 778,57 миллиона километров (5,2 астрономической единицы).

Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 740,574 миллиона километров (4,95 астрономической единицы).

Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 816,521 миллиона километров (5,458 астрономической единицы).

Средняя скорость движения Юпитера по орбите составляет около 13,07 километра в секунду.

Один оборот вокруг Солнца планета совершает за 11,86 земных лет.

Год на планете составляет 398,88 юпитерианских суток.

Расстояние от Юпитера до Земли варьируется в пределах от 588 до 967 миллионов километров.

Направление вращения Юпитера соответствует направлению вращения всех (кроме Венеры и Урана) планет Солнечной системы.

3D-модель Юпитера

Физические характеристики Юпитера

Юпитер – первая по размеру планета в Солнечной системе.

Средний радиус Юпитера составляет 69 911 &plusmn 6 километров, то есть около 11 радиусов Земли.

Площадь поверхности Юпитера составляет 62,1796 миллиарда квадратных километров.

Средняя плотность Юпитера составляет 1,326 грамм на кубический сантиметр.

Ускорение свободного падения на Юпитера равно 24,79 метра на секунду в квадрате (2,535 g).

Масса Юпитера равна 1,8986 х 10 27 килограмм, что составляет около 317,8 масс Земли.

Сравнительные размеры Юпитера и Земли

Атмосфера Юпитера

Атмосферное давление Юпитера составляет от 20 до 220 килопаскалей.

Двумя основными компонентами атмосферы Юпитера являются молекулярный водород (около 89,8 &plusmn 2%) и гелий (10,2 &plusmn 2%).

В атмосфере Юпитера можно выделить экзосферу, термосферу, стратосферу, тропопаузу, тропосферу.

В термосфере Юпитер теряет с излучением значительную часть своего тепла, здесь формируются полярные сияния и ионосфера.

Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 километров в час.

Юпитер демонстрирует яркие и устойчивые полярные сияния вокруг обоих полюсов.

Исследование Юпитера

В начале XVII века Галилео Галилей изучал Юпитер с помощью телескопа и открыл четыре крупнейших спутника гиганта: Ганимед, Ио, Каллисто и Европа. Сегодня эти луны известны как «Галилеевы спутники».

В 1660-х годах Джованни Кассини обнаружил на Юпитере полосы и пятна.

Первым окружение Юпитера посетил зонд NASA «Pioneer 10».

Систему Юпитера посетили семь аппаратов пролетной траектории («Pioneer 10», «Pioneer 11», «Voyager-1», «Voyager-2», «Ulysses», «Cassini», «New Horizons») и два орбитальных («Galileo» и «Juno»).

Активно проводятся исследования Юпитера как с помощью наземных, так и с помощью космических телескопов, в частности телескопа «Hubble».

Интересные факты о Юпитере

В 1970-х годах американский астроном Карл Саган высказывался по поводу возможности существования в верхних слоях атмосферы Юпитера жизни на основе аммиака.

Большое красное пятно – это уникальный долгоживущий и самый гигантский ураган Солнечной системы. Его текущий диаметр 15 000 x 30 000 километров (для сравнения, диаметр Земли составляет около 12 700 километров).

Точный химический состав внутренних слоев Юпитера невозможно определить современными методами наблюдений.

В областях Юпитера, на которые падают тени от его крупных спутников, температура поверхности повышается, а не понижается, как можно было бы ожидать.

Спутники Юпитера, названия которых заканчиваются на букву «е» (Карме, Синопе, Ананке, Пасифе и другие), обращаются вокруг планеты в обратном (ретроградном) направлении.

Источник

Планета Юпитер

Спутники | Кольца | Исследование | Фотографии

Юпитер очаровал наблюдателей еще 400 лет назад, когда его удалось разглядеть в первые телескопы. Это прекрасный газовый гигант с закрученными облаками, загадочным пятном, семейством спутников и множеством особенностей.

Больше всего впечатляют его масштабы. По показателям массы, объема и площади планета занимает почетное первое место в Солнечной системе. О его существовании знали еще древние люди, поэтому Юпитер отметился во многих культурах.

Интересные факты о планете Юпитер

Размер, масса и орбита

Физические характеристики Юпитера

радиус71 492 кмПолярный радиус66 854 кмСредний радиус69 911 кмПлощадь поверхности6,22·10 10 км²Объём1,43·10 15 км³Масса1,89·10 27 кгСредняя плотность1,33 г/см³Ускорение свободного

падения на экваторе24,79 м/с²Вторая космическая скорость59,5 км/сЭкваториальная скорость

вращения45 300 км/чПериод вращения9,925 часаНаклон оси3,13°Прямое восхождение

северного полюса17 ч 52 мин 14 с
268,057°Склонение северного полюса64,496°Альбедо0,343 (Бонд)
0,52 (геом. альбедо)

Это газовый гигант, поэтому его плотность – 1.326 г/см 3 (меньше ¼ земной). Низкая плотность – подсказка для исследователей, что объект представлен газами, но все еще продолжаются споры о составе ядра.

Планета отдалена от Солнца в среднем на 778 299 000 км, но эта дистанция может меняться от 740 550 000 км до 816 040 000 км. На проход орбитального пути уходит 11.8618 лет, то есть один год длится 4332.59 дней.

Орбита и вращение Юпитера

орбиты0,048775Сидерический период

обращения4332,589 дняСинодический период

обращения398,88 дняОрбитальная скорость13,07 км/с (средн.)Наклонение1,03° (относительно эклиптики)Долгота восходящего узла100,556°Аргумент перицентра275,066°Спутники79

Но у Юпитера наблюдается одно из самых быстрых осевых вращений – 9 часов, 55 минут и 30 секунд. Из-за этого в солнечных днях год занимает 10475.8.

Состав и поверхность

Представлен газообразным и жидким веществом. Это крупнейший из газовых гигантов, разделенный на внешний атмосферный слой и внутреннее пространство. Атмосфера представлена водородом (88-92%) и гелием (8-12%).

Внутреннее строение Юпитера

Заметны также следы метана, водного пара, кремния, аммиака и бензола. В небольших количествах можно отыскать сероводород, углерод, неон, этан, кислород, серу и фосфин.

Внутренняя часть вмещает плотные материалы, поэтому состоит из водорода (71%), гелия (24%) и прочих элементов (5%). Ядро – плотная смесь из металлического водорода в жидком состоянии с гелием и внешний слой из молекулярного водорода. Считают, что ядро может быть скалистым, но точных данных нет.

О наличие ядра заговорили в 1997 году, когда вычислили гравитацию. Данные намекали, что оно может достигать 12-45 земных масс и охватывать 4-14% массы Юпитера. Присутствие ядра также подкрепляется планетарными моделями, которые говорят, что планеты нуждались в скалистом или ледяном сердечнике. Но конвекционные токи, а также раскаленный жидкий водород могли сократить размер ядра.

Чем ближе к ядру, тем выше температурные показатели и давление. Полагают, что на поверхности мы отметим 67°С и 10 бар, в фазовом переходе – 9700°С и 200 ГПа, а возле ядра – 35700°С и 3000-4500 ГПа.

Спутники

Сейчас мы знаем, что рядом с планетой существует семья из 79 спутников (на 2019 год). Четыре из них самые крупные и именуются галилейскими, потому что были обнаружены Галилео Галилеем: Ио (сплошные активные вулканы), Европа (массивный подповерхностный океан), Ганимед (крупнейший спутник в системе) и Каллисто (подземный океан и старые поверхностные материалы).

Поверхность четырех основных спутников Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто

Есть еще группа Амальтеи, где присутствует 4 спутника с диаметром меньше 200 км. Они удалены на 200000 км, а орбитальный наклон составляет 0.5 градусов. Это Метис, Адрастея, Амальтея и Фива.

Также остается целая куча нерегулярных лун, уступающих по размеру и обладающих более эксцентричными орбитальными проходами. Они делятся на семьи, которые сходятся по размерам, составу и орбите.

Атмосфера и температура

Можно заметить на северных и южных полюсах знакомые нам полярные сияния. Но на Юпитере их интенсивность намного выше, и они редко прекращаются. Это великолепное шоу формируется мощным излучением, магнитным полем и выбросами вулканов Ио.

Структура атмосферы Юпитера

Отмечают и удивительные погодные условия. Ветер ускоряется до 100 м/с и способен разогнаться на 620 км/ч. Всего за несколько часов может появиться масштабный шторм, охватывающий в диаметре тысячи км. Большое Красное пятно обнаружили еще в 1600-х гг., и оно продолжает функционировать, но сокращается.

Планета скрыта за облаками аммиака и гидросульфата аммония. Они занимают позицию в тропопаузе, а эти территории называются тропическими районами. Слой способен простираться на 50 км. Может быть и слой из водных облаков, на что намекают вспышки молний, которые по мощности в 1000 раз превосходят наши.

История изучения

Из-за своей масштабности планету можно было отыскать в небе без приборов, поэтому о существовании знали давно. Первые упоминания появились в Вавилоне в 7-8 веке до н.э. Птолемей во 2-м веке создал свою геоцентрическую модель, где вывел орбитальный период вокруг нас – 4332.38 дней. Этой моделью в 499 году воспользовался математик Ариабхата, и получил результат в 4332.2722 дней.

В 1610 году Галилео Галилей использовал свой инструмент и впервые сумел рассмотреть газового гиганта. Рядом с ним заметил 4 крупнейших спутника. Это был важный момент, так как свидетельствовал в пользу гелиоцентрической модели.

Галилео указывает на небо в Венеции

Новым телескопом в 1660-х гг. пользовался Кассини, который хотел изучить пятна и яркие полосы на планете. Он обнаружил, что перед нами приплюснутый сфероид. В 1690-м ему удалось определить период вращения и дифференциальное вращение атмосферы. Детали Большого Красного Пятна впервые изобразил Генрих Швабе в 1831 году.

В 1892 году за пятой луной наблюдал Э. Э. Бернард. Это была Альматея, которая стала последним спутником, открытым в визуальном обзоре. Полосы впитывания аммиака и метана изучил Руперт Вильдт в 1932 году, а в 1938-м отслеживал три длительные «белые овалы». Многие годы они оставались отдельными формированиями, но в 1998 году двое слились в единый объект, а в 2000-м поглотили третий.

Радиотелескопический обзор стартовал в 1950-х гг. Первые сигналы уловили в 1955-м году. Это были всплески радиоволн, соответствующих планетарному вращению, что позволило вычислить скорость.

ИК-снимок Юпитера аппаратом SOFIA

Позже исследователи сумели вывести три разновидности сигналов: декаметрические, дециметровые и тепловые излучения. Первые меняются вместе с вращением и основываются на контакте Ио с планетарным магнитным полем. Дециметровые появляются из торообразного экваториального пояса и создаются циклонными излучениями электронов. А вот последнее формируется атмосферным теплом.

Карта поверхности

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Источник

4.14. Юпитер

• Юпитер (газовый гигант) – пятая планета Солнечной системы. • Экваториальный радиус: 71492 ± 4 км, полярный радиус: 66854 ± 10 км. • Масса: 1,8986 × 10 27 кг или 317.8 массы Земли. • Средняя плотность: 1.326 г/см³. • Сферическое альбедо Юпитера равно 0,54. Поток внутреннего тепла на единицу площади «поверхности» Юпитера примерно равен потоку, получаемому от Солнца. В этом отношении Юпитер ближе к звёздам, чем к планетам земной группы. Однако источником внутренней энергии Юпитера, очевидно, не являются ядерные реакции. Излучается запас энергии, накопленной при гравитационном сжатии планеты.

Среднее расстояние Юпитера от Солнца составляет 778,55 млн. км (5.204 а. е.). Эксцентриситет орбиты равен e = 0,04877. Период обращения вокруг Солнца равен 11.859 года (4331,572 суток); средняя орбитальная скорость – 13.07 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 1.305°. Наклон оси вращения: 3,13°. Поскольку экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, то на Юпитере не бывает смен времён года. Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы, причём угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. Период вращения равен 9,925 часов. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 6,5%.

Юпитер обладает наибольшей среди планет Солнечной системы атмосферой, которая простирается на глубину более 5000 км. Поскольку Юпитер не имеет твёрдой поверхности, внутренняя граница атмосферы соответствует глубине, на которой давление равно 10 бар (т. е. примерно 10 атм).

Облачный покров Юпитера

Большое Красное Пятно

Располагающиеся ниже тёмные облака поясов предположительно содержат соединения фосфора и серы, а также некоторые простейшие углеводороды. Эти, в обычных условиях бесцветные, соединения в результате воздействия УФ излучения Солнца приобретают тёмную окраску. Облака тёмные поясов имеют более высокую температуру, чем светлых зон и представляют собой области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера.

Юпитер в ИК диапазоне

На границах поясов и зон, где наблюдается сильная турбулентность, возникают вихревые структуры, наиболее ярким примером которых является Большое Красное Пятно (БКП) – гигантский циклон в атмосфере Юпитера, существующий уже более 350 лет. Газ в БКП вращается против часовой стрелки с периодом оборота около 6 земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч. Ярко-оранжевый цвет пятна, видимо, связан с наличием серы и фосфора в атмосфере. Длина БКП составляет около 30 тыс. км в длину, ширина – 13 тыс. км (существенно больше Земли). Размеры пятна постоянно изменяются, причём наблюдается тенденция к его уменьшению, поскольку 100 лет назад БКП было примерно в 2 раза больше. Пятно перемещается параллельно экватору планеты.

4.14.4. Внутреннее строение

Внутреннее строение Юпитера

В настоящее время предполагается, что в центре Юпитера находится твёрдое ядро, затем следует слой жидкого металлического водорода с небольшой примесью гелия, и внешний слой, состоящий, в основном, из молекулярного водорода. Несмотря на общую, в целом сформированную концепцию, она содержит, тем не менее, ещё много неопределённых и неясных деталей. Для описания ядра чаще всего используется модель каменной сердцевины планеты, однако ни свойства вещества при экстремальных давлениях и температурах, достигаемых в ядре (не менее 3000–4500 ГПа и 36000 К), ни его детальный состав неизвестны. Наличие твёрдого ядра массой от 12 до 45 масс Земли (или 3–15% массы Юпитера) следует из измерений гравитационного поля Юпитера. Кроме этого, твёрдый (ледяной или каменный) зародыш прото-Юпитера для последующей аккреции лёгких водорода и гелия является необходимым элементом в современных моделях происхождения планетных систем (см. раздел 4.6). Ядро окружено слоем металлического водорода с примесью конденсированных в капли гелия и неона. Эта оболочка простирается примерно на 78% радиуса планеты. Для достижения состояния жидкого металлического водорода необходимы (по оценкам) давление не менее 200 ГПа и температура около 10000 К. Выше слоя металлического водорода лежит оболочка, состоящая из газожидкого (находящегося в сверхкритическом состоянии) водорода с примесью гелия. Верхняя часть этой оболочки плавно переходит во внешний слой – атмосферу Юпитера. В рамках этой простой трёхслойной модели чёткой границы между основными слоями не существует, однако и области фазовых переходов имеют малую толщину. Следовательно, можно предположить, что почти все процессы локализованы, что и позволяет рассматривать каждый слой по отдельности.

Юпитер обладает мощным магнитным полем. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 эрстед у северного полюса и 10,7 эрстед у южного. Ось диполя наклонена к оси вращения на 10°, а полярность обратна полярности земного магнитного поля. Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, являясь хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создаёт магнитные поля. Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне простирается на расстояние 50–100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны. По сравнению с магнитосферой Земли магнитосфера Юпитера обладает не только большими размерами и мощностью, но и несколько иной формой, а также, наряду с дипольной, обладает ярко выраженными квадрупольной и октупольной составляющими. Форма магнитосферы Юпитера обусловлена двумя дополнительными факторами, отсутствующими в случае Земли, – быстрое вращение Юпитера и наличие близкого и мощного источника магнитосферной плазмы – спутника Юпитера Ио.

Юпитер в радиодиапазоне

Благодаря вулканической активности Ио, находящаяся на расстоянии всего около 4.9R_J от верхнего слоя планеты, ежесекундно поставляет в магнитосферу Юпитера до 1 тонны нейтрального газа, богатого серой, двуокисью серы, кислородом, натрием. Этот газ частично ионизируется и образует вблизи орбиты Ио плазменный тор. В результате совместного действия быстрого вращения и внутримагнитосферного образования плазмы создаётся дополнительный источник магнитного поля – магнитодиск Юпитера. Плазма концентрируется в сердцевине магнитосферы в низкоширотной области, формируя магнитодиск – тонкий токовый слой, величина азимутального тока в котором убывает пропорционально расстоянию от планеты. Полный ток в магнитодиске достигает величины около 100 млн. ампер. Электроны, движущиеся в радиационных поясах Юпитера, являются источником мощного некогерентного синхротронного излучения магнитосферы в радиодиапазоне.

4.14.6. Общая характеристика спутников и колец Юпитера

Кольца и внутренние спутники Юпитера

В настоящее время известно, что Юпитер обладает 63 естественными спутниками и системой колец. Все спутники подразделяются на две категории: регулярные и нерегулярные.

Восемь регулярных спутников обращаются вокруг Юпитера в направлении его вращения по практически круговым орбитам. Регулярные спутники, в свою очередь, делятся на внутренние (спутники группы Амальтеи) и главные (или галилеевы). Спутники-пастухи. Четыре внутренних спутника Юпитера – Метида (размеры 60×40×34 км), Адрастея (20×16×14 км), Амальтея (250×146×128 км) и Теба (116×98×84 км) – имеют неправильную форму и играют роль т. н. лун-пастухов, удерживающих кольца Юпитера от распада.

Луна, Юпитер и его галилеевы спутники

Кольца Юпитера. У Юпитера имеются слабые кольца, которые находятся на высоте 55000 км от атмосферы. Существует два основных кольца и одно очень тонкое внутреннее, с характерной оранжевой окраской. Главная часть колец имеет радиус 123–129 тыс. км. Толщина колец — около 30 км. К земному наблюдателю кольца почти всегда обращены ребром, из-за чего они долгое время оставались незамеченными. Сами кольца состоят в основном из пыли и мелких каменных частиц, плохо отражающих солнечные лучи, и поэтому они плохо различимы.

Юпитер, Каллисто и Европа

Галилеевы спутники. Четыре галилеевых спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) – одни из крупнейших лун Солнечной системы. Суммарная масса галилеевых спутников составляет 99,999% всех объектов, обращающихся вокруг Юпитера (более подробно о галилеевых спутниках см. далее в разделе 4.14.7).

Рисунки Галилео Галилея спутников Юпитера (1613)

Нерегулярные спутники. Нерегулярными принято называть такие спутники, орбиты которых обладают большими эксцентриситетами; либо спутники, которые движутся по орбите в обратном направлении; либо спутники, орбиты которых характеризуются большими наклонами к экваториальной плоскости. Нерегулярные спутники – это, по всей видимости, астероиды, захваченные из числа «троянцев» или «греков». Нерегулярные спутники, которые обращаются вокруг Юпитера в направлении его вращения: • Фемисто (не образует семейства); • группа Гималии (Леда, Гималия, Лисития, Элара, S/2000 J 11); • Карпо (не образует семейства). Нерегулярные спутники, которые обращаются вокруг Юпитера в обратном направлении: • S/2003 J 12 (не образует семейства); • группа Карме (13 спутников); • группа Ананке (16 спутников); • группа Пасифе (17 спутников); • S/2003 J 2 (не образует семейства).

4.14.7. Галилеевы спутники: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто

Массы спутников Юпитера

Модели внутреннего строения галилеевых спутников

Галилеевы спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) открыты Галилео Галилеем (в честь которого и получили название) 8 января 1610 года. Галилеевы спутники вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной (т. е. находятся в спин-орбитальном резонансе 1:1) вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. Кроме этого, Ио, Европа и Ганимед находятся в орбитальном резонансе – их орбитальные периоды относятся как 1:2:4. Стабильность орбитальных резонансов галилеевых спутников наблюдается с момента открытия, т. е. на протяжении 400 земных лет и более 20 тысяч «спутниковых» (Ганимеда) лет (период обращения Ганимеда равен 7,155 земных суток).

Извержение вулкана на Ио

Ио (средний диаметр – 3640 км, масса – 8,93 × 10 22 кг или 0,015 массы Земли, средняя плотность – 3,528 г/см 3 ) находится ближе других галилеевых спутников к Юпитеру (в среднем на расстоянии 4.9R_J от его поверхности), чем, видимо, и обусловлена её вулканическая активность – самая высокая в Солнечной системе. Одновременно на поверхности Ио могут извергаться более 10 вулканов. В результате этого рельеф Ио полностью изменяется в течение нескольких сотен лет. Крупнейшие извержения ионических вулканов выбрасывают вещество со скоростью 1 км/с на высоту до 300 км. Подобно земным вулканам, вулканы на Ио выбрасывают серу и диоксид серы.Ударные кратеры на Ио практически отсутствуют, так как уничтожаются постоянными извержениями и потоками лавы. В дополнение к вулканам на Ио имеются невулканические горы, озёра расплавленной серы, вязкие лавовые потоки длиной в сотни километров. В отличие от других галилеевых спутников, на Ио нет воды или льда.

Объёмы земного океана и предполагаемого океана Европы

Источник

• ← Листья кейла что это такое
• какая версия гта нужна для мта →