додати матеріал


Юпітер п`ята і найбільша планета Сонячної системи

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Юпітер - п'ята і найбільша планета Сонячної системи.
Юпітер, п'ята і найбільша планета Сонячної системи , більш ніж у два рази важча, ніж всі інші планети разом узяті і майже в 318 разів важче Землі . Володіючи "сонячним" хімічним складом, найбільша планета Сонячної системи має масу в 70 - 80 разів менше тієї, при якій небесне тіло може стати зіркою. Тим не менш, у надрах Юпітера відбуваються процеси з досить потужною енергетикою: теплове випромінювання планети, еквівалентне 4х10 17 Вт, приблизно в два рази перевищує енергію, одержувану цією планетою від Сонця.
Атмосфера Юпітера воднево-гелієва (за обсягом 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 змінюється на рідке і утворюють численні шари жовто-коричневих, червоних і голубуватих відтінків. Інфрачервоний радіометр показав, що температура зовнішнього хмарного покриву складає -133 ° С. Конвективні потоки, що виносять внутрішнє тепло до поверхні, зовні виявляються у вигляді світлих зон і темних поясів. В області світлих зон відзначається підвищений тиск, що відповідає висхідним потокам. Хмари, що утворюють зони, розташовуються на вищому рівні (приблизно 20 км.), А їх світла забарвлення пояснюється підвищеною концентрацією яскраво-білих кристалів аміаку. Розташовані нижче темні хмари поясів складаються в основному з червоно-коричневих кристалів гідросульфіду амонію і мають більш високу температуру. Ці структури представляють області спадних потоків. Зони і пояси мають різну швидкість руху в напрямку обертання Юпітера. Період обертання коливається від 9 час.49 хв на широті 23 градуси до 9 час.56 хв. на широті 18 градусів с.ш. Це призводить до існування стійких зональних течій чи вітрів, постійно дують паралельні екватору в одному напрямку. Швидкості в цій глобальній системі сягають від 50 до 150 м / с На кордонах поясів і зон спостерігається сильна турбулентність, яка приводять до утворення численних вихрових структур. Найбільш відомим таким утворенням є Велика червона пляма, що спостерігається на поверхні Юпітера протягом останніх 300 років.
Велика Червона Пляма - це овальне утворення, що змінюються розмірів, розташоване в південній тропічній зоні. В даний час воно має розміри 15х30 тис. км, а сто років тому спостерігачі відзначали в 2 рази більші розміри. Іноді воно буває не дуже чітко видимим. Велика Червона Пляма - це довгоживучий вільний вихор (антициклон) в атмосфері Юпітера, що здійснює повний оборот за 6 земних діб і характеризується, як і світлі зони, висхідними течіями в атмосфері. Хмари в ньому розташовані вище, а температура їх нижче, ніж у сусідніх областях поясов.PRIVATE "TYPE = PICT; ALT ="
Космічний апарат "Вояджер 1" у березні 1979 р вперше сфотографував систему слабких кілець, шириною близько 1000 км і товщиною не більше 30 км, що обертаються навколо Юпітера на відстані 57000 км від хмарного покриву планети. На відміну від кілець Сатурна, 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 (через перешкоди, створюваних атмосферою і магнітним полем). Отже, раз кільця постійні, то вони повинні безупинно поповнюватися. Невеликі супутник Метис і Адрастея, чиї орбіти лежать у межах кілець, - очевидні джерела таких поповнень. З Землі кільця Юпітера можуть бути помічені при спостереженні тільки в ІЧ-діапазоні.
Юпітер має величезне магнітне поле, що складається з двох компонетних полів: дипольного (як поле Землі), яке тягнеться до 1,5 млн. км. від Юпітера, і недіпольного, що займає іншу частину магнітосфери. Напруженість магнітного поля в поверхні планети 10-15 ерстед, тобто в 20 разів більше, ніж на Землі. Магнітосфера Юпітера простирається на 650 млн. км (за орбіту Сатурна!). Але в напрямку Сонця воно майже в 40 разів менше. Навіть на такій відстані від себе Сонце показує, хто в домі 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 могутніше земного, розташований між кільцем Юпітера і самими верхніми атмосферними шарами.
Магнітометричні вимірювання показали істотні збурювання магнітного поля Юпітера поблизу Європи і Каллісто, яке не може бути пояснено існуванням у цих супутників внутрішнього ядра з феромагнітної речовини, оскільки в такому випадку магнітне поле, спадаючи назад пропорційно кубу відстані, було б у вісім разів менше спостережуваного. Одне з можливих пояснень - порушення 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 ‰), близької до солоності океанів Землі, що лежить під поверхнею небесного тіла; його існування на Європі уже майже доведено. Вже в шарі води товщиною не набагато більше 10 км створювалися б вихрові струми, що забезпечують спостережувані варіації.
Магнітосфера Юпітера утримує навколишню плазму у вузькому шарі, полутолщіна якого близько двох радіусів планети поблизу екватора еквівалентного магнітного диполя. Плазма обертається разом з Юпітером, періодично накриваючи його супутники. У системах відліку, пов'язаних із 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 дипольної конфігурації, які накладаються на власні поля цих супутників. Періоди зміни магнітних полів складають 11.1 і 10.1 год для Європи і Каллісто відповідно.
Якщо наявність океану на Європі можна вважати досить правдоподібним, то для Каллісто більш імовірно зворотне. Хоча потужність аккреційним і радіогенний джерел тепла на супутнику близька до необхідної для виникнення рідкої фази, гравітаційні вимірювання з борту "Галілео" показали, що цей супутник складається тільки з металевої оболонки і льоду.
Існування води в зовнішньому шарі Каллісто можливо, однак для стабілізації рідкої фази необхідна наявність або припливів, які, за даними "Галілео", відсутні, або розчиненої у воді солі. Більш ймовірно існування внутрішнього водного океану біля Ганімеда, що має диференційовану структуру. Однак його сильне внутрішнє магнітне поле маскує всі наведені поля.PRIVATE "TYPE = PICT; ALT ="
Крім теплового і радіовипромінювання на хвилі 3 см, що відповідає температурі 145К, Юпітер є джерелом радіовсплесков (різких підсилень потужності випромінювання) на хвилях завдовжки від 4 до 85 м., тривалістю від часток секунди до хвилин і навіть годин. Однак тривале обурення-це не окремі сплески, а серії сплесків-своєрідні шумові бурі або грози. Відповідно до сучасних гіпотез, ці сплески пояснюються плазмовими коливаннями в іоносфері планети.
Космічні апарати вже багато разів передавали інформацію про те, що верхні шари атмосфери Юпітера випускають рентгенівські промені. Однак точно встановити місце розташування їх джерела вдалося лише завдяки навколоземних телескопів. Дослідивши гігантську планету за допомогою обладнання космічної обсерваторії Чандра, вчені встановили, що випромінювання виникає на полюсах Юпітера, причому найбільш інтенсивно воно в районі північного полюса. Х-промені викидаються з верхньої частини атмосфери планети раз на 45 хвилин - тобто приблизно з такою ж періодичністю, як і юпітеріанскім радіохвилі, раніше зафіксовані апаратом Galileo. Раніше в районі цих плям спостерігалося також яскраве інфрачервоне і ультрафіолетове випромінювання. Була висунута теорія про те, що рентгенівські промені випускають іони кисню і сірки, які вилітають із супутника Юпітера Іо і збуджуються при зіткненні з атомами водню і гелію в атмосфері Юпітера.
Зараз у верхніх шарах атмосфери Юпітера над приполярних областях, виявлені пульсуючі гарячі плями Телескоп Chandra точно визначив положення плям і з'ясувалося, що вищезгадана теорія не працює, тому що іони, вилетівши з Іо, не можуть досягти високих широт Юпітера, а саме там і спостерігається рентгенівське випромінювання. Згідно з розрахунками, виходить, що джерело цих іонів знаходиться на відстані як мінімум 30 радіусів Юпітера, але там, як показують виміри, проведені апаратурою зонда Cassini, немає достатньої кількості іонів кисню і сірки. Можливо, магнітне поле Юпітера захоплює іони з сонячного вітру, прискорює їх і направляє до магнітного полюса. Причому ці іони можуть рухатися в магнітному полі Юпітера від одного полюса до іншого, і цим можуть пояснюватися пульсації рентгенівських плям.
Внутрішня будова Юпітера можна представити у вигляді оболонок із щільністю, зростаючої у напрямку до центру планети. На дні ущільнюється вглиб атмосфери завтовшки 1500 км знаходиться шар газо-рідкого водню завтовшки близько 7000 км. На рівні 0,88 радіуса планети, де тиск становить 0,69 Мбар, а температура - 6200 ° С, водень переходить в жідкомолекулярное стан і ще через 8000 км в рідкий металеве стан. Поряд з воднем і гелієм до складу шарів входить невелика кількість важких елементів. Внутрішнє ядро ​​діаметром 25000 км - металлосілікатное, що включає воду, аміак і метан, оточене гелієм. Температура в центрі складає 23000 градусів, а тиск 50 Мбар.
Навколо Юпітера, за даними на травень 2002-го року звертаються 39 супутників, звернених до нього, через дію приливних сил завжди однією стороною. Їх можна розділити на дві групи внутрішню, включають по 8 супутників, і зовнішню. Супутники внутрішньої групи звертаються майже по кругових орбітах, практично збігається 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 за розмірами від наступних за ними 4 супутників, розташованих на відстані від 6 до 26 радіусів Юпітера і мають розміри, близькі до Місяця. Вони були відкриті на самому початку сімнадцятого століття майже одночасно Симоном Марием і Галілеєм, але прийнято їх називати галілєєвих 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, що рухаються по витягнутим і сильно нахиленим до екватора Юпітера орбітам, причому чотири більш близьких до Юпітера супутника Леда, Гимале, Лісітея, Елара рухаються по своїх орбітах у той самий бік, що і Юпітер , а чотири самих зовнішніх супутники Ананке, Карме, Пасіфе і Синопі рухаються у зворотному напрямку.
Ще по 11 супутників було відкрито групою астрономів з Астрономічного інституту Гавайського університету в кінці 2000-го (діаметром 4-12 км - S/2000 J1 до S/2000 J11) і 2001-го років (діаметром від 2 до 4 км. S / 2001 J1 до S/2001 J11). Оцінки розмірів отримані в припущенні, що їх альбедо (відбивна здатність поверхні) становить 4%. Блиск супутників складає від 22 до 23 m. Всі вони звертаються за помітно витягнутих еліптичних орбітах з ексцентриситетом від 0,16 до 0,48, Напрямок орбітального руху всіх нових супутників зворотний (тобто вони звертаються в напрямку, протилежному руху планет навколо Сонця і великих супутників навколо Юпітера). Орбіти сильно нахилені до площини екліптики - від 15 до 38 градусів. Періоди звернення складають від 534 до 753 діб, великі півосі орбіт - від 19 до 24 млн км.
Вважається, що супутники із зворотним напрямком руху не могли утворитися в ході конденсації планет, і, по всій видимості, були захоплені Юпітером на ранніх етапах його еволюції. Однак Юпітеру, як і інших планет досить складно захопити астероїд, що пролітає повз по геліоцентричної орбіті. Для цього необхідно, щоб під час зближення астероїд якимось чином втратив частину своєї енергії. Яким чином астероїд може втратити частину енергії на сьогодні не ясно. В даний час таких механізмів просто не існує.
Автори відкриття допускають можливість, що на ранніх стадіях еволюції молодий Юпітер мав величезну атмосферою, яка простягалася далеко за межі нинішнього хмарного шару. Тертя при русі крізь таку атмосферу могло б стати причиною захоплення астероїдів. Однак для того, щоб захоплені астероїди, продовжуючи втрачати швидкість, не впали на планету протяжна атмосфера повинна існувати лише протягом досить короткого часу. Хоча таке пояснення виглядає не дуже переконливо, іншого поки немає.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Астрономія | Реферат
25.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Юпітер - п`ята і найбільша планета Сонячної системи
Земля - ​​планета Сонячної системи 2
Земля планета Сонячної системи
Планета сонячної системи Уран
Марс планета Сонячної системи
Земля - ​​планета Сонячної системи
Марс - планета Сонячної системи
Чи існує тринадцятий планета Сонячної системи
Сьома планета сонячної системи Уран
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru