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,
Вене-ра, Марс и
Земля) называют
планетами зем-ной
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 Солн-ца, 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
полярно-го, 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 состо-ит 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 3њ 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 коли-чество составляет соответственно 89% и 11 %,
а по массе - 80% и 20%. Что
напоминает по химическому составу Солнце.
Водородно-гелиевая атмосфера Юпитера имеет огром-ную
протяженность - свыше 1000 км. Под ней давление достигает
таких значе-ний, 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, поддержи-ваются благодаря потокам
тепла из глубины планеты, а также быстрому враще-нию Юпитера
и энергии Солнца. Видимая поверхность зон расположена
пример-но на 20 км выше поясов. На границах поясов и зон
наблюдаются сильные турбу-лентные движения газов.
Окраска поясов объясняется наличием различных хи-мических
соединений. Ближе к полюсам планеты, на высоких широтах,
облака образуют сплошное поле с коричневыми и голубоватыми
пятнами поперечни-ком 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), при-дающего
цветовую окра-ску облачному покрову.
При нагревании он распа-дается
с выделением крас-ного
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.