Общие сведения

Бог Юпитер - древнеримский двойник древнегреческого громовержца Зевса.

Юпитер отдален от Солнца на 778,3 млн. км (5,2 а.е.), его экваториальный диаметр -  143 тыс. км, что в 11 раз превышает земной. Масса планеты переваливает через  1,9^.10²⁷ кг. Вокруг своей оси он, в среднем, обращается за 10 часов. Причем, так как Юпитер не является твердым шаром, а состоит из газа и жидкости, то экваториальные его части быстрее вращаются, чем приполярные области, как это наблюдается у Солнца и других газовых планет. По той же причине Юпитер заметно сжат у полюсов. Ось вращения планеты почти перпендикулярна орбите. Следовательно, на Юпитере нет смен времен года. 

В строении своем Юпитер имеет сходство с небольшой звездой. Внутреннее давление в его недрах может достигать 100 миллионов атмосфер. Магнитное поле Юпитера огромно, даже в сравнении с величиной самой планеты - оно простирается на миллионы километров. Если магнитосфера его была бы видима, она имела бы при рассмотрении с Земли  угловой размер, равный лунному.

Сопровождаемый 16-ю известными спутниками, кольцами и огромной сложной атмосферой, Юпитер обращается вокруг Солнца почти за 12 лет, являясь ближайшей к нему планетой-гигантом. Атмосфера его изобилует молниями и гигантскими вихрями, такими как Большое Красное Пятно - вихрь, который существует, по крайней мере, 300 лет. Примерно столько  прошло времени со дня его открытия. Со своей системой спутников Юпитер подобен миниатюрной Солнечной системе, но хотя Юпитер и похож по своему химическому составу на звезды, он не  сияет, подобно Солнцу. Из расчетной модели звездообразования следует, что масса Юпитера составляет только одну восьмидесятую долю необходимой для образования звезды массы. Ее меньшее значение не позволяет недрам Юпитера разогреться до нужной температуры, оставляя внутренние слои вещества в состоянии сжиженного газа.

Однако Юпитер и без того сильно влияет на небесные тела Солнечной системы. Многие спутники Юпитера, вероятно, являются астероидами, захваченными гравитационным притяжением гиганта. Пути малых планет и комет по тем же причинам искажаются, что иногда приводит к катастрофическим последствиям. Кометы-неудачники могут быть выброшены Юпитером из Солнечной системы, либо пойманы им в смертельную ловушку, как это случилось с кометой Шумейкера-Леви-9 в 1994-м году.

История открытий

Юпитер -  одна из планет, видимых  невооруженным глазом, и путь ее по ночному небу был наблюдаем тысячи лет.

В 1610-м году, итальянский астроном Галилео Галилей обнаружил четыре самых больших спутника планеты: Ио, Европу, Ганимед, и Каллисто, известные также как Галилеевы спутники. Это было одно из самых ранних астрономических открытий, сделанных с телескопом. Оно  сыграло свою роль, добавив уверенности сторонникам гелиоцентрической системы мира, а тогда борьба мировоззрений была очень остра. В течение последующих лет, с улучшением телескопов , становились известными и размер планеты, и существование Большого Красного Пятна, которое представлялось, по началу, островом в гигантском море на поверхности Юпитера. 

С приходом радиоастрономии в науку (а именно в 1955-м году), было обнаружено, что Юпитер - источник устойчивого высокочастотного шума, указывающего на электрическую деятельность гиганта. Юпитер изучается во всех длинах волн.

В марте 1972-го года была запущена АМС 'Пионер 10', для наблюдения пояса астероидов и Юпитера. Долетев до Юпитера в декабре 1973-го года, 'Пионер 10' обнаружил интенсивное излучение, исходящее от Юпитера, огромное магнитное поле, предполагающее наличие проводящей ток жидкости в недрах планеты. 

Годом позже, однотипный космический аппарат 'Пионер 11', пролетал Юпитер на своем пути к Сатурну и передал даже более подробные изображения гигантской планеты. Изучая данные, полученные этим аппаратом, ученые впервые заподозрили наличие у Юпитера колец.
 

31 марта 1997-го года был выключен космический аппарат "Пионер 10", который еще в 1973-м году первым пересек пояс астероидов и достиг  Юпитера.  В 1983-м году он пересек орбиту Нептуна - самой далекой  на  тот год планеты от Солнца - и направился к границам Солнечной системы. Находящееся в исправности оборудование "Пионера 10" питалось энергией  распада  помещенных на спутник радиоактивных веществ. Теперь этот источник иссяк. "Пионер 10" был  выключен с расстояния в 9 световых часов, через 25 лет после запуска.

Запущенный в октябре 1989-го года с основной  задачей  изучения  Юпитера, космический аппарат "Галилео" вернулся к Земле 8 декабря  1990-го  года  для совершения обычного гравитационного маневра. После он направился к астероиду Гаспра, потом повстречался с другим астероидом - Идой, откуда уже попал в систему Юпитера, где теперь (16.10.1999) и находится. "Галилео" проводит самые разнообразные  исследования как самой планеты, так и ее спутников. В 1995-м году от аппарата отделился специальный зонд, предназначенный для изучения атмосферы Юпитера.

Образование Юпитера

Юпитер хранит ключи от многих тайн Солнечной системы. Около 4,5 млрд. лет тому назад, когда Солнечная система формировалась из вращающегося облака газов и пыли, ядро Юпитера, вероятно, зарождалось из льда и камней общей массой, превышающей в 15 раз земную. Давление солнечного света выталкивало атомы легких газов (водорода и гелия) из внутренней по отношению к орбите Юпитера части Солнечной системы, а притяжение больших ледяных ядер нашего гиганта и зарождавшегося по соседству Сатурна постаралось собрать эти атомы возле себя. Из гелия и водорода, в основном, и состоит атмосфера Юпитера сегодня. Юпитер 'оброс' самой большой атмосферой среди всех планет. Лик Юпитера, который мы видим, - это верхние слои его атмосферы.

Химический состав, физические условия и строение планеты

Юпитер на 90% - водород и на 10% - гелий по количеству атомов, и в соотношении 3 к 1-му - по массе. В атмосфере обнаружены следы метана, воды, аммиака и различных пылинок. Строение планеты  очень похоже и на строение Сатурна.

Огромная атмосфера Юпитера создает огромные давления, увеличивающиеся при приближении к центру планеты. В таких экстремальных условиях газы в атмосфере находятся в необычных состояниях. Ученые имеют основания считать, что находящийся достаточно глубоко водород под давлением атмосферы, возможно, сформировал слой в жидком металлическом состоянии. Это - и не океан, и не атмосфера. Такой слой водорода должен иметь свойства, которые не укладываются в наше привычное понимание. В отличие от простого газообразного водорода, жидкий металлический водород способен проводить электрический ток. Устойчивый радиошум и сильное магнитное поле Юпитера излучаются как раз этим слоем металлической жидкости. Некоторые ученые предполагают, что под этим слоем нет твердой массы. В центре Юпитера большая температура и давление образуют ядро, и его состояние, скорее, ближе к жидкому.

При удалении от ядра планеты, газы ведут себя более знакомым образом, перемещаясь в общих планетных циркуляциях, управляемых изначально вращением планеты. Полагают, что Юпитер имеет три слоя облаков в своей атмосфере. Наверху - облака из оледеневшего аммиака. Под ними - облака кристаллов сероводорода аммония, а в самом низком слое -  собираются водяной лед и, возможно, жидкая  вода.

Атмосферам Юпитера и других газовых планет свойственны ветры больших скоростей, дующие в пределах широких полос, параллельных экватору планеты. В смежных полосах на Юпитере ветра направлены в противоположные стороны. Эти полосы различимы даже в небольшой телескоп.

Ветры на Юпитере достигают силы 500 км в час. Изучение атмосферы позволило сказать, что ветры эти также существуют в более низких ее слоях, вплоть до тысячи километров от внешних облаков. Из этого сделан вывод, что они управляются не энергией излучения Солнца, а внутренним теплом планеты, в то время как на Земле все происходит наоборот.

Юпитер излучает больше энергии в пространство, чем получает от Солнца. Недра Юпитера, вероятно, разогреты до 20 000 K. Тепло создается  медленным гравитационным сжатием планеты.

Кольца Юпитера

Юпитер имеет кольца, подобные Сатурновым, но значительно менее яркие и маловыразительные. Они были открыты 'Вояджером 1', когда двое ученых настояли на проверке гипотезы их существования. Аппарат уже удалялся от Юпитера, да и шансы считались нулевыми, но кольца, все же, нашли. С Земли они могут быть замечены при наблюдении в ИК-диапазоне. В отличие от колец Сатурна, кольца Юпитера темны (альбедо - 0,05). Они, вероятно, состоят из очень небольших твердых частиц метеорной природы. Частицы  колец Юпитера, скорее всего, не остаются в них долго (из-за препятствий, создаваемых атмосферой и магнитным полем). Следовательно, раз кольца постоянны, то они должны непрерывно пополняться. Небольшие спутник Метис и Адрастея, чьи орбиты лежат в пределах колец, - очевидные источники таких пополнений.

Магнитосфера планеты

Юпитер имеет огромное магнитное поле, значительно более сильное, чем Земное. Магнитосфера Юпитера простирается на 650 млн. км (за орбиту Сатурна!). Но в направлении Солнца оно почти в 40 раз меньше. Даже на таком расстоянии от себя Солнце показывает, кто в доме хозяин. Таким образом, форма магнитосферы Юпитера, как и других планет, далека от сферической.

Спутники Юпитера лежат в области влияния поля, и это, возможно, объясняет относительно недавно открытую вулканическую деятельность Ио. Напомним, что  магнитное поле захватывает заряженные частицы, летящие от Солнца (этот поток называют солнечным ветром), образуя радиационные пояса. Присутствие в таких областях незащищенного специальными средствами человека было бы для него губительным. Но и для космических аппаратов это обстоятельство создает большие проблемы. Магнитное поле мешает работать приборам, и само по себе, и захваченными им частицами. С этим часто сталкиваются в настоящее время. Поле Юпитера очень сильно. 'Галилео', при изучении атмосферы планеты, обнаружил радиационный пояс, приблизительно в 10 раз мощнее земного, между кольцом Юпитера и самыми верхними атмосферными слоями.

Спутники Юпитера

 

Юпитер имеет 16 известных спутников, четыре больших Галилеевых и 12 гораздо меньших. Юпитер из-за влияния на него приливных сил, вызванных галилеевыми спутниками, тормозится в своем вращении вокруг собственной оси. Однако он не остается в долгу, замедляя движение всех спутников по орбитам, и те медленно от него удаляются. Все спутники Юпитера обращены к нему одной стороной, настолько сильно он замедлил их осевое вращение. Напомним, что то же произошло с нашей Луной под влиянием Земли. По большей части, спутники носят мифические имена любовниц Зевса (Юпитера).

Таблица

Спутник	Расстояние от Юпитера (тыс. км)	Радиус (км)	Масса (кг)	Дата открытия	Кто открыл
Метида	128	20	9,5 .1016	1979	Синнот
Адрастея	129	10	1,91.1016	1979	Джевитт
Амальтея	181	98	7,17.1017	1892	Барнард
Теба	222	50	7,77.1017	1979	Синнот
Ио	422	1 815	8,94.1022	1610	Галилей
Европа	617	1 569	4,8.1022	1610	Галилей
Ганимед	1 070	2 631	1,48.1023	1610	Галилей
Каллисто	1 883	2 400	1,08.1023	1610	Галилей
Леда	11 094	8	5,68.1015	1974	Ковал
Гималия	11 480	93	9,56.1018	1904	Перрин
Лизистея	11 720	18	7,77.1016	1938	Никольсон
Илара	11 737	38	7,77.1017	1905	Перрин
Ананке	21 200	15	3,82.1016	1951	Никольсон
Карме	22 600	20	9,56.1016	1938	Никольсон
Пасифе	23 500	25	1,91.1017	1908	Миллот
Синопе	23 700	18	7,77.1016	1914	Никольсон
Луна	от Земли: 387	1 600	7,4.1022	-----	------

Юпитер в цифрах