Ті, хто хоча б раз ввечері уважно спостерігав за зірками, не міг не помітити яскраву крапку, яка своїм блиском і розмірами виділяється на тлі інших. Це не далека зірка, світло якої йде до нас мільйони років. Це сяє Юпітер - найбільша планета Сонячної системи. За часів максимального зближення із Землею це небесне світило стає найбільш помітним, поступаючись по яскравості нашим іншими космічним супутниць - Венері і Місяці.
Найбільша з планет нашої Сонячної системи стала відома людям ще багато тисяч років тому. Уже одна назва планети говорить про її значущості для людської цивілізації: з поваги до розмірів небесного світила стародавні римляни дали йому ім'я на честь головного античного божества - Юпітера.
Планета-гігант, її головні особливості
Вивчаючи Сонячну систему в межах зони видимості, людина відразу відзначив присутність в нічному небі величезного космічного об'єкта. Спочатку вважалося, що один з найяскравіших об'єктів на нічному небі - це блукаюча зірка, проте з часом стала ясна інша природа цього небесного світила. Висока яскравість Юпітера пояснюється його колосальними розмірами і досягає максимальних значень під час зближення планети з Землею. Світло планети - гіганта становить -2,94 m видимої зоряної величини, програючи по яскравості тільки блиску Місяця і Венери.
Перший опис Юпітера, найбільшої планети Сонячної системи датується VIII-VII століттям до н. е. Ще стародавні вавилоняни спостерігали яскраву зірку в небі, уособлюючи її з верховним богом Мардук, покровителем Вавилона. У більш пізні часи, стародавні греки, а потім і римляни вважали Юпітер разом з Венерою одним з головних світил небесної сфери. Германські племена наділили гігантську планету містичної божественною силою, давши їй ім'я на честь свого головного бога Донара. Більш того, практично всі астрологи, звіздарі і провісники давнину завжди в своїх прогнозах і звітах враховували положення Юпітера, яскравість його світла. У більш пізні часи, коли рівень технічного оснащення дозволив точніше вести спостереження за космосом, виявилося що Юпітер явно виділяється в порівнянні з іншими планетами Сонячної системи.
Реальний розмір невеликий яскравою точки на нашому нічному має колосальні значення. Радіус Юпітера в екваторіальній зоні становить 71490 км. У порівнянні з Землею, діаметр газового гіганта становить трохи менше 140 тис. Км. Це в 11 разів більше діаметру нашої планети. Таким грандіозним розміру відповідає і маса. Гігант має масу 1,8986х1027кг і важить в 2,47 раз більше, ніж загальна маса залишилися семи планет, комет і астероїдів, що належать Сонячній системі.
Маса Землі становить 5,97219х1024 кг, що в 315 разів менше маси Юпітера.
Однак "цар планет", не по всіх параметрах є найбільшою планетою. Незважаючи на свої розміри і величезну масу, Юпітер по щільності поступається в 4,16 раз нашій планеті, 1326 кг / м3 і 5515 кг / м3 відповідно. Це пояснюється тим, що наша планета являє собою кам'яну кулю з важким внутрішнім ядром. Юпітер є щільним скупченням газів, щільність яких відповідно менше щільності будь-якого твердого тіла.
Цікавий і інший факт. При досить невисокою щільності сила тяжіння на поверхні газового гіганта в 2,4 рази перевищує земні параметри. Прискорення вільного падіння на Юпітері становитиме 24,79 м / с2 (аналогічна величина на Землі становить 9,8 м / с2). Всі представлені астрофізичні параметри планети визначаються її складом і структурою. На відміну від перших чотирьох планет, Меркурія, Венери, Землі і Марса, що відносяться до об'єктів земної групи, Юпітер очолює когорту газових гігантів. Як і Сатурн, Уран і Нептун, найбільша з відомих нам планет не має земної тверді.
Існуюча на сьогоднішній день тришарова модель планети дає уявлення про те, чим є Юпітер насправді. За зовнішньої газоподібної оболонкою, що становить атмосферу газового гіганта, йде шар водяного льоду. На цьому прозора і видима для оптичних приладів прозора частина планети закінчується. Визначити якого кольору поверхню планети технічно неможливо. Навіть за допомогою космічного телескопа Хаббл вченим вдалося розглянути лише верхній шар атмосфери величезного газового кулі.
Далі, якщо рухатися до поверхні настає похмурий і гарячий світ, який складається з кристалів аміаку і міцного металевого водню. Тут панують високі температури (6000-21000 К) і величезний тиск, що перевищує позначку в 4000Гпа. Єдиним твердим елементом структури планети є кам'яне ядро. Наявність кам'яного ядра, яке в порівнянні з розмірами планети має невеликий діаметр, наділяє планету гідродинамічним рівновагою. Саме завдяки йому на Юпітері діють закони збереження мас і енергії, утримуючи гіганта на орбіті і змушуючи обертатися навколо власної осі. У цього гіганта немає чітко окреслені межі між атмосферою і центральної, іншою частиною планети. У науковому середовищі прийнято вважати умовну поверхню планети, де тиск становить 1 бар.
Тиск у верхніх шарах атмосфери Юпітера невисока і складає всього 1 атм. Зате тут панує царство холоду, так як температура не опускається нижче позначки - 130 ° С.
Атмосфера Юпітера містить величезну кількість водню, який трохи розбавлений гелієм і домішками аміаку і метану. Цим пояснюється барвистість хмар, щільно покривають планету. Вчені вважають, що таке скупчення водню сталося в процесі формування Сонячної системи. Більш тверде космічне речовина під впливом відцентрових сил пішло на утворення планет земної групи, тоді як більш легкі вільні молекули газів під впливом тих же фізичних законів стали накопичуватися в згустки. Ці частинки газу і стали будівельним матеріалом, з якого складаються всі чотири планети - гіганти.
Наявність на планеті в такій кількості водню, який є основотвірний елементом води, наштовхує на думку про існування в величезних кількостях водних ресурсів на Юпітері. На практиці виявляється, що різкі перепади температур і фізичні умови на планеті не дозволяють молекулам води перейти з газоподібного і твердого стану в рідину.
Астрофізичні параметри Юпітера
П'ята за рахунком планета цікава і своїми астрофізичними параметрами. Перебуваючи за поясом астероїдів, Юпітер умовно ділить Сонячну систему на дві частини, надаючи сильний вплив на всі космічні об'єкти, що знаходяться в сфері його впливу. Найближчою планетою до Юпітера є Марс, який постійно знаходиться в сфері впливу магнітного поля і сили тяжіння величезної планети. Орбіта Юпітера має форму правильного еліпса і незначний ексцентриситет, всього 0,0488. У зв'язку з цим Юпітер практично весь час перебуває від нашої зірки на одному і тому ж відстані. У перигелії планета знаходиться центру Сонячної системи на відстані 740,5 млн. Км., А в афелії Юпітер знаходиться на відстані від Сонця 816,5 млн. Км.
Навколо Сонця гігант рухається досить повільно. Його швидкість складає всього 13 км / с, тоді як у Землі цей параметр майже втричі більше (29,78 км / с). Весь шлях навколо нашого центрального світила Юпітер здійснює за 12 років. На швидкість руху планети навколо власної осі і на швидкість руху планети по орбіті сильно впливає сусід Юпітера - величезний Сатурн.
Дивно з точки зору астрофізики і положення осі планети. Екваторіальна площину Юпітера відхилена від орбітальної осі всього на 3,13 °. На нашій Землі осьовий відхилення від площини орбіти становить 23,45 °. Планета немов лежить на боці. Незважаючи на це, обертання Юпітера навколо власної осі відбувається з величезною швидкістю, що призводить до природного стисненню планети. За цим показником газовий гігант швидше за всіх в нашій зоряній системі. Навколо власної осі Юпітер обертається трохи менше 10 годин. Якщо бути точніше, космічні добу на поверхні газового гіганта становлять 9 годині 55 хвилин, тоді як юпітеріанскую рік триває 10475 земних дня. Зважаючи на такі особливостей розташування осі обертання, на Юпітері відсутні зміни пір року.
У точці максимального зближення Юпітер знаходиться на відстані від нашої планети в 740 млн. Км. Цей шлях сучасні космічні зонди, що летять в космічному просторі зі швидкістю 40000 кілометрів на годину, долають по-різному. Перший космічний апарат в сторону Юпітера "Піонер 10" був запущений в березні 1972 року. Останнім з апаратів, запущених в сторону Юпітера, став автоматичний зонд "Юнона". Космічний зонд був запущений 5 серпня 2011 року та тільки через п'ять років влітку 2018 року досяг орбіти "цар-планети". За час польоту апаратом "Юнона" був проведений шлях довжиною 2,8 млрд. Км.
Супутники планети Юпітер: чому їх так багато?
Не важко здогадатися, що такі вражаючі розміри планети обумовлюють наявність у неї великої свити. За кількістю природних супутників Юпітера немає рівних. Їх налічується 69 штук. У цьому наборі присутні і справжні гіганти, які можна порівняти за розмірами з повноцінною планетою і зовсім маленькі, ледь помітні за допомогою телескопів. Є у Юпітера і свої кільця, схожі з системою кілець Сатурна. Кільцями у Юпітера стали дрібні елементи частинок, захоплені магнітним полем планети безпосередньо з космосу в період формування планети.
Така велика кількість супутників пояснюється тим, що Юпітер має найсильніше магнітне поле, що надає величезний вплив на всі сусідні об'єкти. Сила тяжіння газового гіганта настільки велика, що дозволяє Юпітеру утримувати навколо себе настільки велике сімейство супутників. До того ж дії магнітного поля планети цілком вистачає для притягнення до себе всіх мандрівних космічних об'єктів. Юпітер виконує в Сонячній системі функцію космічного щита, отлавливая з відкритого космосу комети і астероїди. Відносно спокійне існування внутрішніх планет пояснюється саме цим фактором. Магнітосфера величезної планети могутніше, ніж магнітне поле Землі в кілька разів.
Вперше з супутниками газового гіганта в 1610 році познайомився Галілео Галілей. У свій телескоп вчений побачив відразу чотири супутники, які вчиняють рух навколо величезної планети. Цим фактом і була підтверджена ідея про геліоцентричної моделі Сонячної системи.
Вражають розміри цих супутників, які можуть конкурувати навіть з деякими планетами Сонячної системи. Наприклад, супутник Ганімед більше в розмірах Меркурія - найменшої планети Сонячної системи. Трохи Меркурію поступається і інший супутник-гігант - Каллісто. Відмінною рисою супутникової системи Юпітера є те, що всі обертаються навколо газового гіганта планети мають тверду структуру.
Розміри найвідоміших супутників Юпітера наступні:
- Ганімед має діаметр 5260 км (діаметр Меркурія складає 4879 км);
- Каллісто має діаметр 4820 км;
- діаметр Іо дорівнює 3642 км;
- діаметр Європи становить 3122 км.
Одні супутники знаходяться ближче до материнської планеті, інші - далі. Історія появи таких великих природних супутників поки не розкрита. Ймовірно, ми маємо справу з малими планетами, які колись оберталися з Юпітером по сусідству. Дрібні супутники є фрагментами зруйнованих комет, що прилітають в Сонячну систему з хмари Оорта. Прикладом може служити падіння на Юпітер комети Шумейкер-Леві, що спостерігається в 1994 році.
Саме супутники Юпітера представляють собою цікаві для вчених об'єкти, так як є більш доступними і схожими за своєю будовою з планетами земної групи. Сам газовий гігант представляє ворожу для людства середу, де неймовірно припустити існування будь-яких відомих форм життя.
