Юпітер

ЮПІТЕР (астрономічний знак G), планета, середня відстань від Сонця 5,2 а.о. (778,3 млн. км), сидеричний період обертання 11,9 роки, період обертання (хмарного шару поблизу екватора) 10 годин, еквівалент діаметру 142 800 км, маса 1,90·10²⁷кг. Склад атмосфери: H₂, CH₄, NH₃, He. Юпітер — могутнє джерело теплового радіовипромінювання, володіє радіаційним поясом і обширною магнітосферою. Юпітер має 16 супутників (Адрастея, Метіда, Амальтея, Фіва, Іо, Європа, Ганімед, Каллісто, Леда, Гималія, Ліситея, Елара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе), а також кільце шириною 6 тис. км, що майже впритул розміщене до планети. ЮПІТЕР, п'ята від Сонця велика планета Сонячної системи, найбільша з планет-гігантів.

Юпітер рухається навколо Сонця по близькій до кругової еліптичної орбіти, площина якої нахилена до площини екліптики під кутом 1°18,3'. Мінімальна відстань Юпітера від Сонця 4,95 а. о., максимальна — 5,45 а. о., середня — 5,2 а. о. (1 а. о. = 149,6 млн. км).

Екватор нахилений до площини орбіти під кутом 3°5'; через що сезонні зміни на Юпітері виражені вельми слабо. Юпітер, рухаючись навколо Сонця з середньою швидкістю 13,06 км/с, здійснює один оберт за 11, 862 земних роки. Відстань Юпітера від Землі міняється в межах від 188 до 967 млн. км. У протистоянні Юпітер видно як трохи жовтувату зірку -2,6 зоряної величини; зі всіх планет поступається в блиску тільки Венері і Марсу під час великого протистояння останнього. Юпітер не має твердої поверхні, тому, кажучи про його розміри, указують радіус верхньої межі хмар, де тиск близько 10 кПа; радіус Юпітера на екваторі рівний 71400 км.

У атмосфері Юпітера виразно є видимими паралельні площини його екватора, шари, або зони, що обертаються навколо осі планети з різними кутовими швидкостями. Найшвидше обертається екваторіальна зона — період її обертання 9 год 50 хв 30 с, що на 5 хв 11 с менше періоду обертання полярних зон. Так швидко не обертається жодна інша планета Сонячної системи.

Маса Юпітера складає 1,899·10²⁷кг, що в 317,8 разів перевищує масу Землі, але при цьому середня щільність рівна 1,33 г/см³, тобто в 4 рази менше, ніж у Землі. Прискорення вільного падіння на екваторі 23,5 м/с².

У помірних південних широтах Юпітера поволі переміщається овальна Велика Червона Пляма, поперечні розміри якої 30-40 тис. км. За сто років вона здійснює приблизно 3 оберти. Природа цього феномена до кінця невідома.

Як і інші планети-гіганти, Юпітер істотно відрізняється по хімічному складу від планет земної групи. Абсолютно домінуючими тут є водень і гелій в «сонячній» пропорції 3,4 : 1, але в центрі планети згідно існуючим моделям є рідке ядро з розплавлених металів і силікатів, оточене водно-аміачною рідкою оболонкою. Радіус цього ядра близько 1/10 радіусу планети, маси ~ 0,3-0,4 її маси, температура близько 2500 К при тиску ~ 8000 гПа. Потік тепла з надр Юпітера удвічі перевищує енергію, що одержується ним від Сонця. Зважаючи на відсутність твердої поверхні атмосфера як така у Юпітера відсутня. Його газова оболонка складається в основному з водню і гелію, але є і невелика домішка метану, молекул води, аміаку і ін.

Червонуватий відтінок планети приписують головним чином присутності в атмосфері червоного фосфору і, можливо, органіці, що виникає завдяки електричним розрядам. У області, де тиск близько 100 кПа, температура складає близько 160 К. Помічені інтенсивні атмосферні потоки, зокрема вертикальна циркуляція. Встановлено наявність хмар, висота яких в різних поясах різна. Світлі смуги і Велика Червона Пляма пов'язані з висхідними потоками; хмари тут вище, а температура нижча, ніж в решті областей. Дослідники звертають увагу на незвичайну стійкість вихорів. У атмосфері Юпітера відмічені грози. Встановлено також наявність іоносфери, протяжність якої по висоті — близько 3000 км.

На Юпітері є магнітне поле. Його магнітний дипольний момент майже в 12000 разів перевершує дипольний момент Землі, але оскільки напруженість магнітного поля обернено пропорційна кубу радіусу, а він у Юпітера на два порядки більше, ніж у Землі, то напруженість у поверхні Юпітера вище, в порівнянні із Землею, тільки в 5-6 разів. Магнітна вісь нахилена до осі обертання на (10,2  0,6)°. Дипольна структура магнітного поля домінує до відстаней близько 15 радіусів планети. Юпітер володіє обширною магнітосферою, яка подібна земній, але збільшена приблизно в 100 разів. Є радіаційні пояси.

Перші чотири супутники були відкриті Г. Галілеєм ще в 1610. Це відкриття послужило могутнім поштовхом до затвердження геліоцентричної системи світу Коперніка. В даний час відомо 16 супутників Юпітера. Це (у порядку їх віддаленості від планети) — Адрастея, Метис, Амальтея (на ім'я німфи, що вигодувала Юпітера), Фіва; потім чотири галілеєвих супутники — Іо, Європа, Ганімед, Каллісто; далі — Леда, Гималія, Ліситея, Елара, Ананке, Карме, Пасифе, Синопе. Супутники зовнішньої групи названі по іменах коханих Юпітера. Приблизно чверть супутників обертаються навколо Юпітера в напрямах, зворотних напряму його власного обертання. Вважають, що це захоплені планетою астероїди.

Відкриття значного числа супутників Юпітера, зокрема перших двох найближчих до нього, стало можливим тільки після польоту космічних кораблів, починаючи з автоматичних міжпланетних станцій «Піонер» (1973-74), а дещо пізніше (1977) — «Вояджерів».

Перший з галілеївських супутників, Іо, за розмірами перевершує Місяць. Має атмосферу і іоносферу, що складається з іонів сірки і натрію. Вельми активна його вулканічна діяльність (більше, ніж на Землі). Розміри вулканічних кратерів досягають сотні кілометрів, перевершуючи земні в десятки і навіть сотні разів, хоча висота вулканів порівняно невелика. Тільки в полярних областях Іо є вулкани заввишки близько 10 км. Викиди сірки з вулканів здіймаються на висоту до 250 км. На думку ряду дослідників, під тонкою твердою поверхневою кіркою супутника, засипаною шаром сірки і її діоксиду, може знаходитися рідка сірка. Температура поверхні Іо біля -120° С на екваторі (окрім вулканічних областей) і ще на 50° нижче у полюсів. Відносна нечисленність ударних кратерів крупніше 1-2 км дозволяє вважати поверхню Іо порівняно молодою (менш 1млн. років).

Ще менше кратерів, що перевищують, в діаметрі 5 км, на поверхні Європи. Щільність супутників Юпітера зменшується в міру збільшення радіусів їх орбіт. На відміну від Іо, поверхні інших супутників покриті льодом, зокрема водяним, пропорційна частка якого чим далі від Юпітера, тим більша. Припущення про крижану кірку, під якою знаходиться порівняно рихлий шар «губчастого» льоду, просоченого водою, може пояснити ряд спостережуваних особливостей деяких супутників, наприклад, порівняльну гладкість поверхонь і високу відбивну здатність. Так, у Європи відбивна здатність велика, а перепад висот на ній складає всього лише близько 10 м. Крім того, на Європі немає кратерів більше 10 км в діаметрі, але є багато довгих (200-300 км) неглибоких борозен, що пов'язано з особливостями приповерхневого покриву. Слід зазначити, що перепади висот на Ганімеді (радіус якого перевершує радіус Меркурія на 500 км) і Каллісто на порядок вище, ніж на Європі.

Проте далеко не всі супутники Юпітера мають гладкі поверхні. Так, щільність кратерів в деяких районах Каллісто близька до граничної. У окремих ділянках краї кратерів стуляються. Однією з причин такого розподілу кратерів може бути легкоплавкість порід поверхні (зокрема, льоду). У Юпітера встановлено існування величезного плоского кільця з пилу і дрібних каменів, яке при ширині в 6 км і товщині в 1 км тягнеться до десятків тис. км від верхньої межі хмар.

Вивчення Юпітера і його супутників, що вже дало багато істотно нових результатів, привело і до постановки ряду нових проблем. Зокрема, ще тільки у процесі становлення знаходяться дослідження, що стосуються фізичної природи інтенсивних електричних полів у найближчих до Юпітера супутників.