Сонячна система

Середня відстань від Сонця         778 330 000 км. (5.2а.е.)

Екваторіальний діаметр   142 984 км.

Період обертання (на екваторі)   9.93 ч.

Період звернення            11.86 років

Швидкість руху по орбіті  13 км/сек

Температура видимої поверхні    -1330  C

Маса (Земля=1)  317.9

Середня щільність речовини (вода=1)    1,33

Сила тягаря на поверхні (Земля=1)         2,60

К-ть супутників    16

Юпітер, п'ята і найбільша планета Сонячної системи,  більш ніж в два рази важче, ніж всі інші планети разом узяті і майже в 318 разів важче за Землю. Володіючи "сонячним" хімічним складом, найкрупніша планета Сонячної системи має масу в 70 - 80 разів менше тієї, при якій небесне тіло може стати зіркою. Проте, в надрах Юпітера відбуваються процеси з досить потужною енергетикою: теплове випромінювання планети, еквівалентне 4х1017 Вт, приблизно в два рази перевищує енергію, що отримується цією планетою від Сонця.

Атмосфера Юпітера воднево-гелієва (за об'ємом співвідношення цих газів складають 89% водню і 11% гелію). Вся видима поверхня Юпітера - це щільні хмари, розташовані на висоті близько 1000 км. над "поверхнею", де газоподібний стан міняється на рідке і створюючі багаточисельні шари жовто-коричневих, червоних і голубуватих відтінків.  Інфрачервоний радіометр показав, що температура зовнішнього хмарного покриву складає -133° С. Конвектівниє потоки, що виносять внутрішнє тепло до поверхні, зовні виявляються у вигляді світлих зон і темних поясів. В області світлих зон наголошується підвищений тиск, відповідний висхідним потокам. Хмари, створюючі зони, розташовуються на більш високому рівні(приблизно 20 км.), а їх світле забарвлення пояснюється підвищеною концентрацією яскраво-білих кристалів аміаку. Розташовані нижче темні хмари поясів складаються в основному з червоно-коричневих кристалів гідросульфіду амонія і мають вищу температуру. Ці структури представляють області низхідних потоків. Зони і пояси мають різну швидкість руху у напрямі обертання Юпітера. Період звернення вагається від 9 час.49 мін на широті 23 градуси до 9 час.56 мин. на широті 18 градусів с.ш. Це  наводить до існування стійких зональних течій або вітрів, що постійно дмуть паралельні екватору в одному напрямі. Швидкості в цій глобальній системі  досягають від 50 до 150 м/с На кордонах поясів і зон спостерігається сильна турбулентність, яка наводять до утворення багаточисельних вихрових структур. Найбільш відомим такою освітою є Велика червона пляма, що спостерігається на поверхні Юпітера протягом останніх 300 років.

Велика Червона Пляма - це овальна освіта, розмірів, що змінюються, розташоване в південній тропічній зоні. В даний час воно має розміри 15х30 тис. км., а сто років тому спостерігачі відзначали в 2 рази великі розміри. Інколи воно буває не дуже чітко видимим. Велика Червона Пляма - це довгоживучий вільний вихор (антициклон) в атмосфері Юпітера, що здійснює повний оберт за 6 земних діб і характеризується, як і світлі зони, висхідними течіями в атмосфері. Хмари в нім розташовані вищим, а температура їх нижче, ніж в сусідніх областях поясів.

Космічний апарат "Вояджер 1" в березні 1979 г вперше сфотографував систему слабких кілець, шириною близько 1000 км. і завтовшки не більше 30 км., що звертаються довкола Юпітера на відстані 57000 км. від хмарного покриву планети. На відміну від кілець Сатурну, кільця Юпітера темні (альбедо(відбивна здатність) - 0,05). і, ймовірно, складаються з дуже невеликих твердих часток метеорної природи. Частки  кілець Юпітера, швидше за все, не залишаються в них довго (із-за перешкод, що створюються атмосферою і магнітним полем). Отже, раз кільця постійні, то вони повинні безперервно поповнюватися. Невеликі супутник Метис і Адрастея, чиї орбіти лежать в межах кілець, - очевидні джерела таких поповнень. Із Землі кільця Юпітера можуть бути відмічені при спостереженні лише в гик-діапазоні.

Юпітер має величезне магнітне поле, що складається з двох компонетных полів: дипольного (як поле Землі), яке тягнеться до 1,5 млн. км. від Юпітера, і недипольного, займаючого останню частину магнітосфери. Напруженість магнітного поля в поверхні планети 10-15 ерстед, тобто в 20 разів більше, ніж на Землі. Магнітосфера Юпітера тягнеться на 650 млн. км. (за орбіту Сатурну!). Але у напрямі Сонця воно майже в 40 разів менше. Навіть на такій відстані від себе Сонце показує, хто в будинку господар. Магнітне поле захоплює заряджені частки, що летять від Сонця (цей потік називають сонячним вітром), утворюючи на відстані 177000 км. від планети радіаційний пояс,  приблизно в 10 разів потужніше земного, розташованого між кільцем Юпітера і самими верхніми атмосферними шарами.

Магнітометричні виміри показали істотні обурення магнітного поля Юпітера поблизу Європи і Каллісто, яке не може бути пояснене існуванням в цих супутників внутрішнього ядра з феромагнітної речовини, оскільки в такому разі магнітне поле, спадаючи обернено пропорційно до куба відстані, було б у вісім разів менше спостережуваного. Одне з можливих пояснень - збудження в оболонках планет вихрових електричних струмів, магнітне поле яких спотворює поле планети-гіганта. Ці струми можуть поширюватися в провідній рідині, наприклад у воді океану, з солоністю (37.5‰), близькою до солоності океанів Землі,  лежачого під поверхнею небесного тіла; його існування на Європі вже майже доведене. Вже в шарі води завтовшки мало чим більше 10 км. створювалися б вихрові струми, що забезпечують спостережувані варіації.

Магнітосфера Юпітера утримує довколишню плазму у вузькому шарі, напівтовщина якого близько двох радіусів планети поблизу екватора еквівалентного магнітного диполя. Плазма обертається разом з Юпітером, періодично накриваючи його супутники. У системах відліку, пов'язаних з супутниками, магнітне поле пульсує з амплітудами 220 нТл (Європа) і 40 нТл (Каллісто), наводячи вихрові струми в провідних шарах супутників. Ці струми генерують вихрові магнітні поля також дипольній конфігурації, які накладаються на власні поля цих супутників. Періоди зміни магнітних полів складають 11.1 і 10.1 ч для Європи і Каллісто відповідно.

Якщо наявність океану на Європі можна вважати досить правдоподібним, то для Каллісто ймовірніше зворотне. Хоча потужність аккреционных і радіогенних джерел тепла на супутнику близька до потрібної для виникнення рідкої фази, гравітаційні виміри з борту “Галілео” показали, що цей супутник складається лише з металевої оболонки і льоду.

Існування води в зовнішньому шарі Каллісто можливо, проте для стабілізації рідкої фази необхідна наявність або приливів, які, за даними “Галілео”, відсутні, або розчиненою у воді солі. Вірогідніше існування внутрішнього водного океану у Ганімеда, що має диференційовану структуру. Проте його сильне внутрішнє магнітне поле маскує всі наведені поля.

Окрім теплового і  радіовипромінювання на хвилі 3 см, відповідні температурі 145К, Юпітер є джерелом радіосплесків (різких посилень потужності випромінювання) на хвилях завдовжки від 4 до 85 м., тривалістю від доль секунди до хвилин і навіть годинника. Проте тривале возмущения- це не окремі сплески, а серії всплесков- своєрідні шумові бурі або грози. Згідно сучасним гіпотезам, ці сплески пояснюються плазмовими коливаннями в іоносфері планети.

Внутрішню будову Юпітера можна представити у вигляді оболонок з щільністю, що зростає у напрямку до центру планети. На дні атмосфери, що ущільнюється углиб, завтовшки 1500 км. знаходиться шар газо-рідкого водню завтовшки близько 7000 км. На рівні 0,88 радіусу планети, де тиск складає 0,69 Мбар, а температура - 6200° З, водень переходить в жидкомолекулярное стан і ще через 8000 км. в рідкий металевий стан. Разом з воднем і гелієм до складу шарів входить невелика кількість важких елементів. Внутрішнє ядро діаметром 25000 км. - металлосиликатное, що включає воду, аміак і метан, оточене гелієм. Температура в центрі складає 23000 градусів, а тиск 50 Мбар.

Довкола Юпітера звертаються 16 супутників, звернених до нього, через дію приливних сил завжди однією стороною. Їх можна розділити на дві групи внутрішню і зовнішню, що включають по 8 супутників кожна. Супутники внутрішньої групи звертаються майже по кругових орбітах, практично співпадаючих з площиною екватора планети. Чотири найближчих до планети супутника Адрастея, Метіда, Амальтея і Теба діаметром від 40 до 270 км. знаходяться в межах 1-3 радіусів Юпітера і різко відрізняються по розмірах від наступних за ними 4 супутників, розташованих на відстані від 6 до 26 радіусів Юпітера і що мають розміри, близькі до Луне. Вони були відкриті на самому початку сімнадцятого століття майже одночасно Симоном Марієм і Галілеєм, але прийнято їх називати галилеевыми супутниками Юпітера, хоча перші таблиці руху цих супутників Іо, Європи, Ганімеда і Каллісто склав Марій.

Зовнішня група складається з маленьких діаметром від 10 до 180 км. супутників, рухомих по витягнутих і сильно нахиленим до екватора Юпітера орбітам, причому чотири ближчих до Юпітера супутника Леда, Гималія, Ліситея, Елара рухаються по своїх орбітах в ту ж сторону, що і Юпітер, а чотири самі зовнішні супутники Ананке, Карме, Пасифе і Синопе рухаються у зворотному напрямі.

 

Найближчий до Юпітера галилеев супутник. Його діаметр - 3630 км., а середня щільність речовини 3,55 г/см3. Сірчистий газ і пари сірки викидаються із швидкістю 1 км/с на висоту  до 300 км. над поверхнею. Аналіз  зображень показав, що кожну секунду еруптивні центри, що діють, викидають близько 100000 тонн речовини. Цієї кількості вистачає для того, щоб покрити всю поверхню Іо шаром в декілька десятків метрів за декілька мільйонів років. Мабуть, цим пояснюється повна відсутність ударних кратерів на вивченій поверхні супутника: поховання ударних структур під шаром вулканічного матеріалу йде з більшою швидкістю, чим їх поява в результаті падіння метеоритів або комет. Велика частина кольорових плям очевидно є недавніми відкладеннями вулканів. Темні округлі утворення також можуть бути вулканами або вулканічними кальдерами.

Надра цього супутника розігріваються із-за приливних сил, викликаних Юпітером з одного боку і Європою і Ганімедом з іншою. Як і більшість супутників в Сонячній системі, Іо звертається довкола Юпітера синхронно, тобто період осьового обертання супутника дорівнює періоду його звернення довкола планети. Іо знаходиться на орбіті близько розташованою до Юпітера, внаслідок чого утворюється приливний горб величиною в декілька кілометрів. Невеликий ексцентриситет орбіти (0,004) наводить до явищ, аналогічним лібраціям Місяця в процесі її обертання довкола Землі. Одночасно, під впливом сусідньої Європи і Ганімеда виникають обурення ексцентриситету орбіти, що викликає періодичні зміни амплітуди приливних деформацій в корі Іо. Така постійна пульсація імовірно тонкої кори (завтовшки не більше 20 - 30 км.) забезпечує енерговиділення, достатнє для розплаву надр супутника, що і виражається в інтенсивній вулканічній активності. Оцінки, зроблені на основі вимірів теплового потоку, витікаючого з "гарячих" областей Іо, показують, що приливний механізм здатний генерувати до 108 мегават енергії, що більш, ніж в 10 разів перевищує сумарну величину енергії, споживаної всім людством на Землі.

Хоча в районі екватора температура складає 130° До, проте в гарячих плямах розміром від 75 до 250 км. температура досягає від 310 до 600° К. Возраст поверхні Іо, що складеної з продуктів вивержень і має помаранчевий колір, оцінюється в 1 млн. років. Рельєф Іо в основному рівнинний, але є декілька гір заввишки від 1 до 10 км. Атмосфера Іо сильно розріджена. Практично це вакуум, проте уздовж орбіти Іо виявлено випромінювання кисню, пари натрію і сірки, вулканів, що поставляються при виверженні. У видимій частині спектру встановлена наявність трьох компонент. Інтенсивне випромінювання в синій ділянці пов'язують з процесами, які супроводжують нерідкі на Іо вулканічні столбообразные викиди. Ймовірно, воно породжується збудженням молекул SO2 електронами. Менш інтенсивне випромінювання в червоній ділянці пояснюють присутністю в області над полюсом Іо атомарного кисню. Річ у тому, що саме ця область супутника виявляється наближеною до магнитоплазменному тора Юпітера - кільцеподібної хмари заряджених часток (в основному іонів сірки і кисню), захоплених магнітним полем планети. Плазма обертається разом з цим полем і постійно поповнюється припливом молекул з Іо. Найменш інтенсивне випромінювання в зеленій ділянці спектру виходить головним чином від нічної сторони Іо; воно, ймовірно, породжується збудженими атомами натрію. Відмічено також, що сумарне випромінювання від всього диска Іо убуває після початку затьмарення, тоді як локальне синє свічення, навпаки, стає яскравішим.