Юпитер является пятой планетой от Солнца, самой большой в Солнечной системе. Полосы и завитки на его поверхности представляют собой холодные, разогнанные ветром облака, состоящие из аммиака и воды. Атмосфера в основном состоит из гелия и водорода, а известное Большое красное пятно – это гигантская буря, размеры которой превышают Землю, продолжающаяся сотни лет. Юпитер окружен 53 подтвержденными лунами, а также 14 временными, что в общей сложности составляет 67. Ученые больше всего интересуются четырьмя самыми крупными объектами, открытыми в 1610 г. Галилео Галилеем: Европой, Каллисто, Ганимедом и Ио. Юпитер также имеет три кольца, но их очень трудно увидеть, и они не столь изящны, как у Сатурна. Планета названа в честь верховного римского бога.
Сравнительные размеры Солнца, Юпитера и Земли
От светила планета удалена в среднем на 778 млн км, что составляет 5,2 астрономические единицы. На таком расстоянии свету требуется 43 минуты, чтобы добраться до газового гиганта. Размер Юпитера по сравнению с Солнцем настолько внушителен, что их барицентр выходит за пределы поверхности светила на 0,068 его радиуса. Планета значительно больше Земли и гораздо менее плотная. Их объем соотносится как 1:1321, а масса - как 1:318. От центра до поверхности размер Юпитера в км составляет 69911. Это в 11 раз шире нашей планеты. Размер Юпитера и Земли можно сравнить следующим образом. Если бы наша планета была с пятак, то газовый гигант был бы с баскетбольный мяч. Размер Солнца и Юпитера в диаметре соотносятся как 10:1, а масса планеты составляет 0,001 массы светила.
Орбита и вращение
У газового гиганта самый короткий день в Солнечной системе. Несмотря на размеры Юпитера, сутки на планете длятся около 10 ч. Год, или оборот вокруг Солнца, занимает около 12 земных лет. Экватор наклонен по отношению к ее орбитальной траектории всего на 3 градуса. Это означает, что Юпитер вращается почти в вертикальном положении и не имеет таких выраженных смен времен года, которые происходят на нашей и других планетах.
Формирование
Планета сформировалась вместе со всей Солнечной системой 4,5 миллиарда лет назад, когда гравитация привела к его образованию из вращающейся пыли и газа. Размеры Юпитера обусловлены тем, что он захватил большую часть массы, оставшейся после формирования звезды. Ее объем в два раза превысил остальное вещество других объектов Солнечной системы. Он состоит из того же вещества, что и звезда, но размер планеты Юпитер не вырос достаточно для запуска термоядерной реакции. Около четырех миллиардов лет тому назад газовый гигант оказался в своем нынешнем положении во внешней Солнечной системе.
Структура
Состав Юпитера похож на солнечный — в основном это гелий и водород. Глубоко в атмосфере давление и температура растут, сжимая газообразный водород в жидкость. Из-за этого у Юпитера самый большой океан в Солнечной системе, состоящий из водорода вместо воды. Ученые считают, что на глубинах, возможно, на полпути к центру планеты, давление становится настолько большим, что электроны выдавливаются из атомов водорода, превращая его в жидкий электропроводящий металл. Быстрое вращение газового гиганта вызывает в нем электрические токи, генерирующие сильное магнитное поле. До сих пор неизвестно, есть ли у планеты центральное ядро из твердого материала, или оно представляет собой густой сверхгорячий суп из железа и силикатных минералов (подобных кварцу) с температурой до 50 000 °C.
Поверхность
Как газовый гигант, Юпитер не имеет истинной поверхности. Планета состоит в основном из вращающихся газов и жидкостей. Так как космический корабль не сможет приземлиться на Юпитер, то он не сможет и улететь невредимым. Экстремальные давления и температуры глубоко внутри планеты раздавят, расплавят и испарят корабль, который попытается на нее попасть.
Атмосфера
Юпитер внешне выглядит как цветной гобелен облачных полос и пятен. Газовая планета, вероятно, имеет три отдельных облачных слоя в ее «небе», которые вместе охватывают около 71 км. Верхний состоит из аммиачного льда. Средний слой, скорее всего, образуют кристаллы гидросульфида аммония, а внутренний – водяной лед и пар. Яркие цвета толстых полос на Юпитере могут быть выбросами серы и фосфорсодержащих газов, поднимающиеся из его недр. Быстрое вращение планеты создает сильные вихревые потоки, разделяя облака на длинные темные пояса и светлые зоны.
Отсутствие твердой поверхности, способной их замедлить, позволяет пятнам Юпитера сохраняться в течение многих лет. Планету охватывает более десятка господствующих ветров, некоторые достигают скорости 539 км/ч на экваторе. Размеры Красного пятна на Юпитере в два раза шире Земли. Образование закрученной овальной формы наблюдается на гигантской планете уже более 300 лет. Еще совсем недавно три небольших овала образовали маленькое Красное пятно, около половины размера большего кузена. Ученые пока не знают, являются ли эти овалы и опоясывающие планету полосы неглубокими или простираются далеко в глубину.
Потенциал для жизни
Окружающая среда Юпитера, вероятно, не способствует жизни, как мы ее знаем. Температуры, давления и вещества, которые характеризуют эту планету, скорее всего, слишком экстремальны и летальны для живых организмов. Хотя Юпитер является маловероятным местом для живых существ, того же нельзя сказать о некоторых из его многих спутников. Европа – одно из наиболее вероятных мест для поиска жизни в нашей Солнечной системе. Есть свидетельства существования под ледяной корой огромного океана, в котором может поддерживаться жизнь.
Спутники
Множество мелких и четыре большие спутника Юпитера образуют Солнечную систему в миниатюре. У планеты 53 подтвержденных сателлита, а также 14 временных, что дает в общей сложности 67. Об этих недавно открытых спутниках сообщили астрономы и Международный астрономический союз дал им временное обозначение. Как только их орбиты будут подтверждены, они будут включены в число постоянных.
Четыре крупнейшие спутника — Европа, Ио, Каллисто и Ганимед — впервые были обнаружены в 1610 г. астрономом Галилео Галилеем с помощью ранней версии телескопа. Эти четыре луны сегодня представляют одно из самых увлекательных направлений исследований. Ио является самым вулканически активным телом в Солнечной системе. Ганимед – самый большой из них (даже больше, чем планета Меркурий). Второй по размеру спутник от Юпитера - Каллисто - мало имеет небольших кратеров, что указывает на малую степень текущей поверхностной активности. Океан жидкой воды с ингредиентами для жизни может лежать под ледяной корой Европы, делая ее заманчивым объектом для изучения.
Кольца
Обнаруженные в 1979 году аппаратом НАСА «Вояджер-1» кольца Юпитера стали сюрпризом, так как оказались составленными из темных частиц небольшого размера, которые можно увидеть только против солнца. Данные с космического аппарата «Галилео» говорят о том, что система колец может быть образована пылью межпланетных метеорных тел, разбившихся о малые внутренние спутники.
Магнитосфера
Магнитосфера газового гиганта – это область пространства, находящегося под влиянием мощного магнитного поля планеты. Она простирается на расстояние 1–3 млн км к Солнцу, что в 7–21 раз превышает размеры Юпитера и сужается в форме хвоста головастика на 1 млрд км, достигая орбиты Сатурна. Огромное магнитное поле в 16–54 раза мощнее земного. Оно вращается с планетой и захватывает частицы, обладающие электрическим зарядом. Возле Юпитера оно улавливает полчища заряженных частиц и ускоряет их до очень высоких энергий, создавая интенсивное излучение, которое бомбардирует ближайшие спутники и способное повредить космический аппарат. Магнитное поле вызывает одни из наиболее впечатляющих полярных сияний в Солнечной системе на полюсах планеты.
Исследование
Хотя Юпитер был известен с древних времен, первые детальные наблюдения этой планеты были сделаны Галилео Галилеем в 1610 г. с помощью примитивного телескопа. И только недавно его посетили космические корабли, спутники и зонды. 10-й и 11-й «Пионеры», 1-й и 2-й «Вояджеры» первыми полетели на Юпитер в 1970 годах, а потом на орбиту газового гиганта был отправлен «Галилео», а в атмосферу был спущен зонд. «Кассини» сделал подробные фотографии планеты на пути к соседнему Сатурну. Следующая миссия «Джуно» прибыла на Юпитер в июле 2016 г.
Знаменательные события
- 1610: Галилео Галилей впервые произвел детальные наблюдения планеты.
- 1973: первый космический аппарат «Пионер-10» пересек пояс астероидов и пролетел мимо газового гиганта.
- 1979: первый и второй «Вояджеры» обнаружили новые луны, кольца и вулканическую активность на Ио.
- 1992: 8 февраля мимо Юпитера пролетел «Улисс». Гравитация изменила траекторию космического аппарата в сторону от плоскости эклиптики, выведя зонд на окончательную орбиту над южным и северным полюсами Солнца.
- 1994: в районе южного полушария Юпитера произошло столкновение с фрагментами кометы Шумейкера-Леви.
- 1995-2003: космический аппарат «Галилео» сбросил зонд в атмосферу газового гиганта и провел длительные наблюдения планеты, ее колец и спутников.
- 2000: «Кассини» совершил свой самый близкий подход к Юпитеру на расстояние примерно 10 млн км, сделав очень подробную цветную мозаичную фотографию газового гиганта.
- 2007: снимки, сделанные космическим кораблем НАСА New Horizons на пути к Плутону, показали новые перспективы атмосферных бурь, кольца, вулканический Ио и ледяную Европу.
- 2009: астрономы наблюдали падение кометы или астероида на южное полушарие планеты.
- 2016: запущенная в 2011 г. «Джуно» прибыла на Юпитер и начала проведение углубленных исследований атмосферы планеты, ее глубинного строения и магнитосферы с целью разгадки ее происхождения и эволюции.
Поп-культура
Огромные размеры Юпитера не уступают и его значительному присутствию в поп-культуре, включая фильмы, телепередачи, видеоигры и комиксы. Газовый гигант стал заметным пунктом в научно-фантастическом фильме сестер Вачовски «Восхождение Юпитер», различные спутники планеты стали обителью «Облачного атласа», «Футурамы», «Гало» и многих других лент. В фильме «Люди в черном», когда агент Джей (Уилл Смит) говорит о том, что одна из его учительниц казалась ему родом с Венеры, агент Кей (Томми Ли Джонс) ответил, что она на самом деле с одного из спутников Юпитера.
