После пояса астероидов мы входим в область планет-гигантов.
На 5,2 астрономических единицах Солнца, или 775 миллионов километров, мы сталкиваемся с Юпитером, у которого экваториальный диаметр составляет около 143 000 километров, что в 11 раз больше, чем у Земли.
Масса Юпитера почти в 320 раз превышает массу нашей планеты. Его средняя плотность примерно в 1,3 раза превышает плотность воды, что сопоставимо со средней плотностью Земли - в 5,5 раз превышает плотность воды. Это низкое значение было интерпретировано в 1930-х годах как преобладание двух самых легких элементов, водорода и гелия.
Юпитер - один из самых интересных объектов ночного неба. Даже небольшой телескоп показывает диск, разрезанный несколькими параллельными полосами попеременно светлыми и темными. Появляются и другие детали: огромный овальный и красный регион, уже наблюдавшийся в семнадцатом веке и множество маленьких овальных областей белого или коричневого цвета.
Еще одна особенность Юпитера - невероятно большая скорость вращения. Планета действительно совершает оборот вокруг своей оси менее чем за 10 часов, что невероятно, учитывая ее размер.
Миссии на Юпитер
Первая достоверная информация о Юпитере была собрана зондами Pioneer 10 в 1973 году, Pioneer 11 в 1974 году, а затем Voyager 1 и 2 в 1979 году.
В частности, эти зонды предоставили обширный спектральный анализ и подтвердили, что планета в основном состоит из водорода (82 процента от общей массы) и гелия (17 процентов),кроме того содержит метан ( СН4) и аммиак (NH3).
Они также показали существование очень тонкого кольца в плоскости экватора Юпитера, состоящего из пыли и мелких камней.
Планета также исследовалась зондами Улисса в 1992 году и Кассини в 2000 году, но самый важный результат был получен недавно во время миссии Галилео.
Космический корабль "Галилео" был запущен в 1989 году шаттлом "Атлантис", чтобы достичь Юпитера в 1995 году и выйти на орбиту планеты. Данная миссия длилась вплоть до 2003 года, когда космический корабль, почти лишённый топлива, отклонился от своей траектории и распался в атмосфере Юпитера.
За 8 лет наблюдений Галилей накопил фантастическое количество информации об атмосфере Юпитера, магнитосфере, кольцевой системе и спутниках.
Кроме того, по прибытии на Юпитер космический корабль меньшего размера отделился от главного, чтобы погрузиться на планету и непосредственно изучить атмосферу, особенно облака и ветры. Этот просуществовал в течение 57 минут, а затем разрушается в результате атмосферного давления.
Внутренняя структура Юпитера
Внутренняя структура Юпитера была определена с помощью различных типов наблюдений. То, как планета деформируется вращением, определило, что в центре находится скалистое ядро с радиусом около 10 000 километров.
После ядра находится слой жидкого водорода толщиной 40 000 километров. При огромном давлении - более чем в 3 миллиона раз превышающим атмосферное давление Земли - электроны больше не связаны с ядрами и могут свободно перемещаться. Они могут нести тепло и электричество и генерировать магнитное поле. Одним словом, жидкий водород ведет себя как металл.
Далее есть еще один слой жидкого молекулярного водорода толщиной 20000 километров, который больше не является металлическим.
Наконец, ближе к поверхности находится очень тонкий слой газообразного молекулярного водорода толщиной около 1000 километров.
Видимые структуры Юпитера
Видимой структурой на поверхности Юпитера, особенно красное пятно, является первый 100 километровый газовый слой. Наблюдения за зондами привели планетологов к предположению трехслойной структуры для этих 100 километров.
При погружении внутрь мы сначала сталкиваемся с облаками кристаллов аммиака (NH3), затем с облаками сульфида аммония (NH4SH) и, наконец, с водяным льдом (H2O). Эта слоистая структура является источником красочного аспекта планеты, потому что каждый из слоев имеет определенный цвет, по порядку: красный, белый и коричневый.
Цвет области Юпитера зависит от высоты облаков на его вершине, то есть давления, которое преобладает там.
Большие полосы, параллельные экватору, обязаны своей формой высокой скорости вращения Юпитера. Они состоят из горячего газа, поднимающегося изнутри, обнажая белые облака среднего слоя, и более холодного газа, погружающегося внутрь - коричневые облака.
Эта структура полос перекрывает овальные пятна разных цветов, которые на самом деле являются ураганами. Их цвет также зависит от глубины видимых облаков. Таким образом, красное пятно - это формация, которая включает самые высокие облака и поэтому она выглядит красной.
Внутренняя энергия Юпитера
Изучая излучение Юпитера, планетологи обнаружили любопытное явление: планета излучает в 1,5 раза больше энергии, чем получает. Это явление, вероятно, связано с тем, что Юпитер все еще высвобождает энергию, накопленную во время его образования.
Спутники Юпитера
По меньшей мере, на орбите Юпитера находятся 79 спутников. Из них, четыре главных были открыты Галилеем в 1610 году: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, в порядке увеличения расстояния.Первые два размером с Луну, два других - с Меркурия.
Два зонда Voyager в 1979 году и космический корабль Galileo в период с 1995 по 2003 год показали нам поразительные снимки этих спутников и открыли четыре совершенно разных мира.
И.О.
Первый галилеевский спутник Юпитера - Ио, находится на расстоянии 421 600 километров от планеты, его диаметр составляет 3630 километров. Ио является объектом сильной вулканической активности, которая производит большое количество богатых материалов и придает спутнику желтый и красный вид пиццы.
Вулканическая активность обусловлена приливными силами, вызванными совместным гравитационным взаимодействием Юпитера, Европы и Ганимеда. Эта сила периодически искажает внутреннюю часть спутника, подвергая его воздействию сил трения, которые нагревают его, и выделяемое таким образом тепло выводится наружу через вулканы. Таким образом, поверхность Ио постоянно обновляется во время извержений вулканов, и ударные кратеры на нем очень редки.
Европа
Затем мы встречаемся с Европой, которая расположена на расстоянии 670 900 километров от Юпитера и её диаметр составляет 3138 километров.
Европа имеет очень гладкую поверхность водяного льда без значительного рельефа, но покрыта множеством расщелин, которые могут простираться на тысячи километров.
Эти характеристики Европы могут быть объяснены тем, что в отдаленный период её поверхность была расплавлена приливными силами перед замерзанием, образовав огромные трещины.
Также возможно, что те же самые приливные силы все еще создают достаточно тепла, чтобы позволить существование жидкого океана под ледяной коркой.
Ганимед
Третий галилеевский спутник – Ганимед расположен на расстоянии 1070 миллионов километров и его диаметр составляет 5268 километров, что делает его самым крупным спутником Солнечной системы.
Ганимед имеет двухцветную поверхность. На его поверхности есть темные области, покрытые кратерами и, следовательно, очень старые. Это вероятно, остатки первоначальной поверхности.
К этим темным областям добавляются прозрачные области с небольшим количеством кратеров, но покрытые множеством параллельных трещин. Эти прозрачные области, вероятно, состоят из материалов находящихся внутри спутника, которые могли бы распространиться на поверхности в результате возможной тектоники плит.
Каллиосто
На расстоянии 1883 миллиона километров от Юпитера мы наконец встречаем Каллисто диаметром 4806 километров.
В отличие от других галилеевых спутников поверхность Каллисто темная, однородная и полностью покрыта ударными кратерами. Каллисто из-за своей удаленности от Юпитера подвержен более слабым приливным силам, чем другие галилеевы спутники, и его первоначальная поверхность не была обновлена внутренними процессами.
