Всем привет! Это подкаст «Феи / Роботы / Пришельцы», меня зовут Сергей Балашов. Сегодня возвращаемся к обзору планет нашей Солнечной системы. На очереди самая большая и самая древняя планета: Юпитер.
Что мы знаем о Юпитере? Это один из самых ярких объектов в нашем небе и самая большая планета в Солнечной системе, у него множество спутников, необычная поверхность и даже есть тусклые кольца. Однако это далеко не все!
Размеры и масштабы
Планета Юпитер известна земным наблюдателям с древности, так как хорошо видна на ночном небе. Это вторая по яркости из пяти видимых невооруженным взглядом планет. Поскольку Венера видна только утром и вечером, то Юпитер будет самой яркой планетой большую часть ночи. Поэтому во многих культурах его традиционно называют в честь царя богов.
Юпитер - это первая планета внешней Солнечной системы за поясом астероидов. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер называют планетой-гигантом.
Крупнейший газовый гигант Солнечной системы , масса которого более чем в 300 раз превышает массу Земли. Масса Юпитера настолько велика, он не просто вращается вокруг Солнца – Солнце и Юпитер вращаются вокруг общего центра масс, который находится вне Солнца
Насколько велика планета? Если взять массу Юпитера и сравнить ее с остальной Солнечной системой, мы можем представить себе его размеры: масса Юпитера более чем в два с половиной раза превышает массу всех других планет, лун, астероидов и комет, вместе взятых.
Еще один способ оценить размер Юпитера – посчитать, сколько раз внутрь него поместится Земля. Если бы Юпитер был полым, то внутрь него поместилось бы 1000 планет размером с Землю. Продолжая сравнение масштабов: сколько Юпитеров может поместиться в Солнце? Также примерно тысяча. Так что, по сути, Земля может поместиться внутри Солнца примерно миллион раз.
Юпитер более чем в тысячу раз превышает объем Земли, при этом его плотность не так высока, как плотность Земли, потому что, по сути, он состоит из газа. Газы не такие тяжелые или массивные, как металл и камень, из которых в основном состоит Земля. Так что при размере в тысячу раз больше Земли, масса Юпитера больше массы нашей планеты только в 317,8 раз.
Диаметр планеты также поразителен: почти 143 000 километров в диаметре на экваторе, на полюсе немного меньше. На самом деле заметно меньше, разница почти семь процентов. Ширина Юпитера почти на семь процентов больше его высоты. Этому есть две причины. Одна из них в том, что Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси. Он вращается быстрее любой планеты в Солнечной системе: менее 10 часов на один полный оборот. Кроме того, Юпитер состоит из газа, поэтому он не такой плотный и больше «выпячивается» из-за быстрого вращения, чем каменистые планеты.
Юпитер настолько велик, что, если бы мы летели через его атмосферу со скоростью 100 километров в час, оборот вокруг планеты занял бы больше года.
Юпитер в культуре
Пусть в древности не знали размеров Юпитера, но название ему выбрали подходящее. Во многих культурах планета названа в честь царя богов.
В древнем Вавилоне эту планету назвали планетой бога Мардука, который из поколения новых богов стал верховным божеством, победив бога-демона предыдущего поколения Тиамат.
В древнегерманской мифологии Юпитеру соответствует бог Тор. Вообще, название восходит к существовавшей в мифологии индоевропейцев концепции верховного бога-громовержца. У ряда индоевропейских народов имя верховного божества связано с четвергом. По-латински четверг — Jovis dies (день Юпитера, след этого названия можно видеть во французском jeudi, испанском jueves и т. д.), по-немецки — Donnerstag, по-английски — Thursday (от имени Тора или Доннера).
В индуизме планете соответствует бог Брихаспати, богжество молитвы и жертвоприношений. Сама планета символизирует счастье и мудрость и покровительствует брахманам.
В китайской мифологии Юпитер именуется Суй-син; планете покровительствует бог Тай-суй. В Японии планета Юпитер называется Mokusei, что означает в переводе «деревянный». Аналогично в Корее эту планету называют «деревянная звезда»
Древний африканский народ догоны, живущий в Западной Африке, как считается, хранит древние знания в области астрономии.
В 1930-е годы этнографы изучали традиционный уклад общества и их культуру. Догоны сохраняют традиционный уклад жизни и языки. Среди прочего, они сказали европейцам, что знают о существовании спутников Юпитера, колец Сатурна, невидимой звезды Сириус B и многое другое. Невооруженным глазом с Земли эти объекты не разглядеть, а телескопов у африканского племени никогда не было. Эта сенсационная информация используется как доказательство посещения Земли инопланетянами у сторонников палеоконтакта.
Расстояние до Юпитера
Юпитер - самая большая планета нашей Солнечной системы. А ещё он очень далеко от нас. Расстояние от Марса до Юпитера в два раза больше расстояния от Солнца до Марса. То есть то расстояние, в которое вмещаются четыре наших твёрдых планеты, Меркурий Венера, Земля и Марс, и ещё два раза по столько же нужно пролететь через пустоту и пояс астероидов, прежде чем мы доберёмся до Юпитера.
Среднее расстояние между Землей и Солнцем называют «Астрономическая единица», это около 150 миллионов километров Вся внутренняя Солнечная система сгруппирована в пределах примерно 1,6 астрономических единиц от Солнца, очень близко друг к другу. Далее у нас есть пояс астероидов, а затем Юпитер, на расстоянии в среднем 5,2 а.е., около 778 миллионов километров.
Далее расстояния увеличиваются еще больше: вдвое дальше Юпитера - Сатурн, в четыре раза дальше Уран и в шесть раз дальше от нас по сравнению с Юпитером находится Нептун. Планеты-гиганты очень и очень далеко друг от друга.
В среднем на полет до Юпитера у современных космических кораблей уходит 600 дней. У “Вояджера-1”, например, ушло 546 дней, а “Вояджер-2” добрался до Юпитера за 688 дней. Однако, если требуется не просто пролететь мимо, а выйти на орбиту, то для этого понадобится гораздо больше времени — чтобы не пролететь мимо, космическому аппарату необходимо замедлиться. Так “Галилео”, аппарат НАСА, потратил 2 242 дня, чтобы долететь до газового гиганта.
Орбита Юпитера
Орбита Юпитера не совсем круглая. При максимальном приближении к Земле, Юпитер находится от Солнца на расстоянии в 5 а.е., 740 млн км, а во время наибольшего удаления дистанция составляет 816 млн км, почти на половину астрономической единицы больше.
Один полный оборот занимает почти 12 лет, 4 332 земных дня. Если сравнивать с другими планетами, то орбитальный период Сатурна составляет около 29 земных лет, а Меркурий совершает один оборот вокруг Солнца за 88 земных дней.
Несмотря на свои огромные размеры, Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси, совершая полный оборот менее чем за 10 часов; эта высокая скорость вращения заставляет планету заметно выпячиваться на экваторе, как будто она пытается выбросить часть своего материала в космос.
Сила тяжести на поверхности Юпитера составляет 24,79 м/с², что в 2,5 раза больше, чем на Земле. У Юпитера, безусловно, самая сильная поверхностная гравитация из всех планет Солнечной системы, больше только у Солнца. Если бы вы могли стоять на Юпитере, это было бы эквивалентно болезненному ожирению на Земле. Не совсем сокрушительно, но все же неприятно.
Но стоять на поверхности Юпитера не получится. Ведь это газовый гигант.
Атмосфера
Вокруг Юпитера есть глубокий слой атмосферы, о которой мы поговорим подробнее. Состав и окраска атмосферы различаются, поэтому астрономы говорят о поясах или разных цветовых областях планеты. Эти пояса вращаются и движутся относительно друг друга, и создают красивые узоры, которые постоянно меняются. В том числе по этому Юпитер – одна из самых частых целей для любительских телескопов. Даже в обычный бинокль можно разглядеть самую главную достопримечательность Юпитера - Большое красное пятно.
Большое Красное Пятно - это антициклон, вихревой шторм, похожий по форме на глаз. Он в 3 раза больше Земли в поперечнике.
Газ внутри Большого красного пятна вращается против часовой стрелки, а его скорость превышает скорость любого земного шторма.
Первые официальные наблюдения этого урагана датируются 1878 годом. Такое продолжительное существование этого вихря можно объяснить отсутствием твердой поверхности на Юпитере. Ураганы на нашей планете исчезают после столкновения с землей, но у Большого красного пятна просто нет такой возможности.
По неизвестным причинам Большое красное пятно со временем уменьшилось в размерах: в 1879 году его длина составляла 40 000 км, а в 2021 уже 15 000 км. По последним данным Болшое красное пятно простирается относительно глубоко в Юпитер. Большая часть энергии для него, по-видимому, исходит от очень медленного сжатия планеты.
Считается, что под видимыми облаками, глубина которых составляет всего около 50 километров, существуют грозы, гораздо более мощные, чем все, что может вызвать земная атмосфера,
Атмосфера Юпитера по мере повышения давления и температуры плавно переходит в своего рода мировой океан металлического водорода.
Первоначально считалось, что в центре Юпитера находится твердое ядро из камня и льда. Последние исследования миссии «Юнона» показали, что у Юпитера есть очень рассеянное, нечеткое ядро, которое смешано с металлической водородной мантией, из-за чего кажется, что Юпитер жидкий на всем протяжении.
Исследователи обнаружили, что атмосфера Юпитера не так однородна, как считалось ранее. Вблизи центра планеты находится больше металлов, чем в других слоях. В целом металлы составляют от 11 до 30 масс Земли.
Одна из возможных теорий состоит в том, что исходное твердое ядро Юпитера было разрушено гигантским ударом в прошлом. По другой теории, содержание и распределение металлов на Юпитере означает, что в молодости планета поглотила много других каменистых протопланет.
Магнитное поле
Магнитное поле Юпитера намного сильнее, чем у Земли, а его магнитосфера больше, чем у Солнца. Если бы она была видна, то была бы больше Луны с нашей точки зрения — и оно достигает Сатурна .. В отличие от магнитосферы Земли, где большая часть энергии и материала поступает от солнечного ветра, магнитосфера Юпитера получает большую часть заряженных частиц от вулканов спутника Ио. Вулканический пепел, выбрасываемый вулканами Ио, ионизируется под действием солнечного ультрафиолета.
Юпитер обладает мощными радиационными поясами. При сближении с Юпитером «Галилео» получил дозу радиации, в 25 раз превышающую смертельную дозу для человека.
На Юпитере существуют яркие устойчивые сияния вокруг обоих полюсов. В отличие от северных сияний на Земле, которые появляются в периоды повышенной солнечной активности, полярные сияния Юпитера являются постоянными, хотя их интенсивность меняется изо дня в день. Полярные сияния Юпитера необычны тем, что создаются больше вращением планеты (через плазму магнитосферы), чем солнечным ветром. Спутники Юпитера производят на Юпитере свои собственные «полярные пятна», взаимодействуя с магнитосферой.
Эти феномены очень неприятны для электроники космических кораблей, которые через них проходят. И особенно - для будущих миссий человека на Юпитер, поскольку радиация охватывает кольца и спутники вплоть до орбиты Ганимеда , и она более чем достаточна для того, чтобы убить человека.
Спутники и кольца
По данным на 2021 год, у Юпитера известно 80 спутников — второе значение среди планет Солнечной системы после Сатурна (у Сатурна их 82). По оценкам, спутников может быть не менее сотни. Спутникам даны в основном имена мифических персонажей, так или иначе связанных с Зевсом-Юпитером.
Когда космические зонды "Вояджер" прошли мимо Юпитера в 70-х годах , они обнаружили, что планета имеет кольца, подобные кольцам Сатурна или Урана.
Система колец Юпитера — это третья система колец, которую открыли в Солнечной системе. У Юпитера они тусклые и в основном состоят из пыли.
Эти кольца невидимы с Земли, так как их плоскость наклонена к эклиптике. Система колец также гораздо менее эффектна, чем кольца Сатурна; У Юпитера 4 кольца, а у Сатурна их тысячи.
Формирование Солнечной системы
Из-за того, что Юпитер такой большой, он действительно играет важную гравитационную роль в нашей Солнечной системе и оказал большое влияние на то, как Солнечная система возникла.
Считается, что Юпитер — первая из планет, сформировавшихся из солнечного аккреционного диска, и вместе с другими планетами-гигантами, вероятно, останется с Солнцем еще долго в будущем. Даже когда Солнце войдет в фазу красного гиганта, Юпитер будет достаточно далеко от него – чего не скажешь о каменистых планетах внутренней Солнечной системы.
Считается, что формирование Юпитера произошло на «снежной линии» молодой Солнечной системы или вокруг нее, где вода и другие летучие вещества могли конденсироваться в лед и пыль, не испаряясь под воздействием молодого солнца. Это раннее формирование позволило Юпитеру доминировать на своей орбите, собрать больше материала и вырасти до своих нынешних размеров.
Поговорим о недавно сформулированной гипотезе Большого оверштага. Эта гипотеза предполагает, что планеты Солнечной системы в начале процесса выглядели совсем не так. Ближе к Солнцу находилась одна или несколько «супер-Земель», массой больше любой из современных планет. Юпитер сформировался ближе, на расстоянии в 3,5 а.е. от Солнца, а затем передвинулся внутрь системы.
Огромная гравитация Юпитера, вероятно, помешала формированию Марса , лишив его строительного материала. Он должен был стать таким же большим, как Земля и Венера .
Подойдя к Солнцу на расстояние в полторы а.е., Юпитер под действием притяжения Сатурна начал обратное движение. Это не позволило сформироваться еще одной планете там, где сейчас находится пояс астероидов. Эта же миграция также вытолкнула Уран и Нептун на их дальние орбиты, а также заставить их поменяться местами (первоначально Уран был самой удаленной планетой).
Существует большая вероятность того, что это также выбросило несколько планет из Солнечной системы. Есть свидетельства, указывающие на то, еще один газовый гигант погрузился в Солнце, и растет число свидетельств, что еще один ледяной гигант или, по крайней мере, твердый объект, который мог бы стать ядром ледяного гиганта, был запущен во внешнюю часть Солнечной системы за пределы пояса Койпера.
Именно поэтому в Солнечной системе нет «суперземель» несмотря на то, что они гораздо чаще встречаются в инопланетных звездных системах, чем тела размером с Землю.
Это еще не все. Гипотеза большого оверштага также показывает, что Юпитер вытолкнул ледяной материал из внешней части Солнечной системы во внутреннюю, дав Земле огромное количество воды. Венера и Марс тоже получили этот дар, но по разным причинам не смогли сохранить свою воду.
Юпитер оказал самое непосредственное влияние на формирование Земли. Если бы не он, наша планета была бы окружена слишком плотной и тяжелой атмосферой для того, чтобы на ней могла зародиться жизнь. При этом Юпитер продолжает оказывать влияние на все остальные объекты нашей Солнечной системы. Находясь на внешних окраинах, Юпитер меняет траектории почти всех комет и астероидов, которые пролетают мимо него.
Регулярные темные пятна от ударов указывают на то, что Юпитер, вероятно, подвергается ударам больших комет или астероидов не реже одного раза в несколько лет.
С другой стороны, он меняет орбиты некоторых комет, так что они, наоборот, устремляются в нашу сторону. Такое произошло, например, с орбитой кометы Галилея – вместо того, чтобы пролететь через Солнечную систему, она обогнула Юпитер и теперь вращается вокруг Солнца.
Также газовые гиганты влияют на орбиты не только малых тел, но и других планет. В нашей Солнечной системе почти все орбиты планет близки к круговым. Планеты вращаются вокруг Солнца по вытянутым орбитам, но орбита отличается от круговой на незначительный процент по сравнению с со средним диаметром орбиты.
Группа учёных провела компьютерную симуляцию поведения планет Солнечной системы с Юпитером в различных положениях. По результатам этой симуляцией получается, что на ранних этапах формирования Юпитер помогает образованию малых каменистых планет ближе к Солнцу. Он как бы собирает всю материю из газопылевого облака и отправляет её внутрь. Таким образом планеты быстрее слипаются в одно целое. С другой стороны, наличие газового гиганта ограничивает число планет. Некоторые из них просто не формируются. А если убрать Юпитер из симуляции, то образовавшиеся плотные планеты будут намного дольше подвергаться бомбардировкам из космоса, вещество из газопылевого диска будет дальше объединяться и в виде комет и астероидов сталкиваться с большими планетами на протяжении почти всего их существования.
Юпитер в художественной литературе
Юпитер часто встречается во многих научно-фантастических произведениях на протяжении нескольких столетий. Изображение планеты менялось по мере того, как становилось известно больше о ее составе. Первоначально Юпитер был полностью твердым, похожим на Землю. Позже он имел атмосферу с высоким давлением и твердую поверхностью под ней. Это было популярное место во времена расцвета научной фантастики. Обитатели планеты изображалась по-разному: похожие на людей, более крупные версии людей, и совсем непохожие. Жизнь на Юпитере изображалась то примитивной, то более развитой, чем на Земле.
Спутники Юпитера также встречались в большом количестве произведений, особенно четыре галилеевых спутника — Ио , Европа , Ганимед и Каллисто . Общие темы фантастики - терраформирование и колонизация этих миров.
Во времена рассвета фантастики в середине XX века Юпитер появился в нескольких научно-фантастических романах, в том числе в рассказе о Джоне Картере «Люди-скелеты Юпитера».
В повести Эдмонда Гамильтона «Завоевание двух миров» рассказывается о человеческом вторжении на миролюбивую цивилизацию на Юпитере, которое заставляет землянина восстать против людей и встать на сторону юпитериан.
К концу 1950-х годов было общепризнано, что атмосфера Юпитера практически бездонна, и идея твердой поверхности под ней больше не поднималась. Некоторые романы изображают инопланетные формы жизни, живущие в атмосфере, в том числе рассказ Артура Кларка «Встреча с Медузой» 1971 года.
В повести Аркадия и Бориса Стругацких «Путь на Амальтею» 1960 года звездолет доставляет продовольствие на базу людей на спутнике Юпитера, и после столкновения с роем метеоритов оказывается втянут в атмосферу Юпитера.
В фильме 1968 года «Космическая одиссея 2001 года» целью экспедиции является Юпитер.
Планета превращается в звезду в продолжении романа Кларка 1982 года «2010: Одиссея 2».
Заключение
Сегодня ученые считают, что газовые гиганты на широких орбитах, таких как наш Юпитер, на самом деле редки, и что большинство газовых гигантов в конечном итоге становятся «горячими юпитерами», вращающимися очень близко к своим солнцам. Наш Юпитер тоже был бы таким, если бы не существовало Сатурна — и если бы Юпитер мигрировал все ближе и ближе к Солнцу, он уничтожил бы внутренние планеты своей гравитацией.
Вот что можно рассказать о планете-гиганте, не погружаясь в детали астрономии.
Узнали ли вы что-то новое? Напишите в комментариях.
Канал «Феи / Роботы / Пришельцы» можно читать на Яндекс.Дзен, в Телеграме и ВКонтакте. Аудиоверсия подкаста доступна на сервисах Яндекс.Музыка, Apple Podcasts, Google Podcasts и в подкастах ВКонтакте. Видео-версию смотрите на канале YouTube.
Поддержать канал можно на сервисе Boosty по ссылке в описании.
Оставляйте комментарии и ставьте оценки. Не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить новые выпуски. Скоро увидимся!