Юпитер
Юпитер обикаля около слънцето на 5 пъти по-голямо разстояние от Земята. Една обиколка по орбитата си Юпитер извършва за почти 12 земни години. Около оста си той се завърта за 9h 35m, като екваториалните му части се движат по-бързо от околополюсните. Това показва, че за разлика от планетите от земната група Юпитер няма твърда повърхност.
От Земята върху Юпитер се виждат успоредни на екватора тъмночервени ивици, а между тях – по-светли зони.
Най- интересно е голямото червено петно, което мени своята големин, яркост и положение върху диска на планетата, но никога не изчесва.То представлява гигантски атмосферен вихър,, чиято температура е с няколко градуса по-ниска от температурата на околната среда. За червения цвят на петното допринася и намиращото се в него газообразно съединение на фосфора с водорода, наречено фосфин.Размерите на петното са около 3/4 от тези на земята.
Атмосферата на Юпитер е съставена основно от хелият и водородът. Освен тях са открити амоняк, метан, водни пари и др.
Измерванията показват, че температурата на горния слой облаци на Юпитер е около –140 С. При такава ниска температура (и при налягането, характерно за този слой) молекулите на амоняка, метана и водните пари, които образуват облачната покривка на планетата, са в течно или замръзнало състояние. Всъщност това е видимата повърхност, която наблюдаваме от Земята. А какво има под нея?
За вътрешния строеж на планетата е изграден следният теоретичен модел. С отдалечаване от повърхността слоевете, съставени от хелий и водород, стават все по-топли. С температурата бързо расте и налягането, при което водородът последователно преминава от газообразно в газово-течно до центъра, където температурата достига десетки хиляди К, а налягането – десетки милиарди Ра, водородът преминава в метално състояние. Металният водород (вероятно смесен с хелий) образува външния слой на ядрото на планетата. То е течно и съдържа силикати, желязо, никел и други тежки елементи.
Юпитер излъчва почти два пъти повече топлина от тази, която получава от Слънцето. Това означава, че той има собствени източници на енергия. Засега не е напълно ясно какви са те.Можем да предполагаме че поради големината на Юпитер излъчваната от него енергия може да има същия произход както и тази от звездите (т.е.реакции на термо ядрен синтез), но масата Юпитер е по малка от минимума при който възникват звездите.За това по някога наричат Юпитер "неосъществена звезда".
Юпитер има силно магнитно поле и мощни радиационни пояси. Те се простират на милиони km, обхващайки и неговите четири големи спътника. При взаимодействието на заредените частици с магнитното поле на Юпитер се поражда мощно радиоизлъчване.
През 1979 космическия апарат "Войджър 1" откри пръстен около Юпитер. Той е подобен на пръстена на Сатурн, но е значително по-малък и е практически е невидим от Земята. Пръстенът на Юпитер има дебелина около 10km и ширина около 6500km . Външната му част има значително по-малка плътност и почти достига до горната граница на облачната покривка на Юпитер.
Юпитер има 16 спътника. Които се разделят на три групи. Първата обхваща най-близките до планетата, между които четирите най-големи са Галилеевите спътници (наречени са на името на откривателя си). Това са Йо, Европа Ганимед и Калисто. От Земята те се виждат и с бинокъл. Петият спътник, който принадлежи на тази група – Амалтея, е значително по-малък. Той обикаля най-бързо до планетата и има диаметър само 170km , докато най-големият от спътниците – Ганимед, има диаметър 5275km (т.е. Ганимед е по-голям от Меркурий!).
Спътникът Йо е открит от Мариос Галилео още през 1610 г.Едва през 9 юли 1979 “Войджър 2” стана първия спътник открил действащ вулкан на тяло в Слънчевата система освен земята.На снимката се виждат две вулканични изригвания с височина около 100 km.
За Галилеевите спътници са характерни множество ударни кратери. Калисто, примесени с линейни образувания (Ганимед) и дебели ледени слоеве (Европа).
Втората група включва 5 малки спътника, които се намират на значително разстояние от планетата и обикалят около нея за около 250 денонощия.
Най-отдалечените от планетат спътници от третата група обикалят около нея в обратна посока на останалите с периоди, надминаващи една година.Много малко се знае за спътниците към които няма връзки в долната таблица.
Юпитер (в гръцката митология Зевс) е бил царят на боговете и син на Кронос (Сатурн).
Юпитер е четвъртото по яркост тяло на небето (след Слънцето, Луната и Венера; понякога Марс е по-ярък). Планетата е позната още от праисторическо време. Откриването на четирите големи луни на Юпитер от Галилео през 1610 г. (Йо, Европа, Ганимед, и Калисто) е първият пример за движение, което няма за център Земята. Тове е било силен аргумент в подкрепа на хелиоцентричната система на Коперник.
Първият апарат, който посещава Юпитер е Пайъниър 10 (1973 г.). По-късно планетата е посетена от Пайъниър 11, Вояджър 1 и 2 Галилео и Юлис.
Газовите планети нямат твърда повърхност, но при навлизане в дълбочина газовете, които изграждат планетата, се сгъстяват.
Юпитер е съставен от около 90% водород и 10% хелий, като се има в предвид, че има следи от метан, вода и амоняк. Това е много близко до предполагаемия състав на мъглявината, от която се е образувала Слънчевата система. Сатурн има подобен състав, но Уран и Нептун имат много по-малко водород и хелий.
Знанието ни за вътрешността на Юпитер (както и за другите газови планети) е доста непряко и вероятно ще си остане такова още доста време.
Вероятно Юпитер има ядро от скалист материал, което по размери е около 10-15 земни маси.
Над ядрото лежи основната част от планетата, която е под формата на течен метален водород. Тази екзотична форма на водорода е възможна само при налягане надвишаващо 4 милиона бара, какъвто е случаят при вътрешността на Юпитер (и Сатурн). Течният метален водород се състои от йонизирани протони и електрони (като вътрешността на Слънцето, само че при доста по-ниска температура). При температурата и налягането на Юпитер водородът не е газ, а течност. Тя е проводник на електричество и източник на магнитното поле на планетата. Освен водород този слой съдържа и малко хелий и следи от различен лед.
Най-външният пласт е съставен основно от обикновен молекулярен водород и хелий, който е втечнен във вътрешността и газообразен в по-горните слоеве. Вода, въглероден диоксид, метан и други прости молекули са в малки количества.
Нови експерименти показаха, че водорода не мени агрегатното си състояние изведнъж. Заради това вътрешността на газовите планети, най-вероятно, няма резки граници между вътрешните слоеве.
На Юпитер и другите газови гиганти има силни ветрове, които са "затворени" в обширни ленти по ширина. Ветровете от съседни ленти духат в различни посоки. Леки разлики в химическия строеж и температурата са причина за образуване на цветните ленти, които представляват облика на планетата. Сложните вихри в граничните райони са видяни за пръв път от Вояджър. Данните от Галилео показват, че ветровете са по-силни от очакваното (повече от 640 km/h), и че се простират и в дълбочина, поне доколкото е било възможно да се наблюдава от сондата; възможно е да се простират на хиляди километри в дълбочина. Атмосферата на Юпитер е доста бурна. Това показва, че ветровете на планетата са плод на вътрешната топлина, а не на енергията получена от Слънцето, както е на Земята.
Живописните цветове на облаците вероятно се дължат на химически реакции между елементите с ниска концентация в атмосферата, като вероятно се включва и сяра, чиито съединения са с най-разнообразни цветове. Все пак подробности не са известни.
Цветът е свързан с височината на облака: сините са най-отдолу, следвани от кафеви и бели, а червените са най-отгоре. Понякога виждаме ниските слоеве през дупки в по-горните.
Голямото червено петно (ГЧП) е било видяно от астрономите преди повече от 300 години (откриването му обикновено се приписва на Касини или Робърт Хук). ГЧП е овал с размери 12 000 на 25 000 km и е достатъчно голямо за да побере две планети с размерите на Земята. Други, по-малки петна са познати от десетилетия. Инфрачервени наблюдения и посоката на въртене показват, че ГЧП е район с високо налягане, чиито облаци се извисяват на по-голяма височина и са по-студени от обкръжаващата среда. Подобни структури се наблюдават и на Сатурн и Нептун. Не е известно как тези образувания просъществуват толкова дълго.
Юпитер излъчва повече енергия отколкото получава от Слънцето. Вътрешността на планетата е гореща: вероятно температурата на ядрото е около 20 000 К. Тази температура се постига благодарение на бавното гравитационно свиване на планетата (Юпитер не произвежда енергия чрез ядрен синтез като Слънцето; той е много малък и вследствие от това вътрешността не е достатъчно гореща за да даде начало на ядрени реакции).
Юпитер има огромно магнитно поле, което е много по-силно от земното. Магнитосферата на планетата се простира на повече от 650 млн. km (достига орбитата на Сатурн!). Трябва да се отбележи че магнитосферата на Юпитер изобщо не е сферична - по посока на Слънцето тя се простира на "скромните" няколко милиона километра. Луните на Юпитер се намират в магнитосферата му. Това отчасти обяснява част от активността на Йо. За нещастие на бъдещите космически пътешественици (и истински проблем за дизайнерите на Галилео и Вояджър) около Юпитер има голямо количество заредени частици хванати в капан от магнитното поле на планетата. Тази "радиация" е подобна, но много по-концентрирана от земните радиационни пояси. Тя би била смътоносна за незащитено човешко същество. Атмосферната сонда на апарата Галилео откри нов, силен радиационен пояс между пръстена на Юпитер и горните слоеве на атмосферата. Този пояс е приблизително 10 пъти по-силен от земните. За всеобщо учудване този пояс съдържа високоенергийни хелиеви йони с неустановен произход.
Юпитер, както и Сатурн, има пръстени, но те са много тъмни и малки. Те бяха напълно неочаквани и открити от двама учени от екипа на Вояджър 1, които твърдяха, че при положение, че са изминати 1 млрд. km си струва да се провери дали случайно няма пръстени. Всички други си мислеха, че шансовете са равни на нула, но бързо бяха опровергани. След откриването на пръстените те са били фотографирани в инфрачервения спектър от земно-базирани телескопи и Галилео.
За разлика от сатурновите, пръстените на Юпитер са тъмни (албедо около 0.05). Те вероятно са съставени от малки зрънца скалист материал и изглежда, че не съдържат лед (за разлика от сатурновите).
Частиците от юпитеровите пръстени не се застояват много (поради атмосферни и магнитни взаимодействия). Сондата Галилео откри ясни доказателства, че пръстените постоянно се захранват от прах, който се е образувал от сблъсъците на четирите вътрешни луни с малки метеорити (тези сблъсъци са чести поради силното гравитационно поле на Юпитер).
През юли 1994 г. кометата Шумейкър-Леви 9 се сблъска с Юпитер. Резултатите бяха впечатляващи и се виждаха дори с любителски телескопи.
На нощното небе Юпитер обикновено е най-ярката "звезда" (единствено Венера, която рядко е видима през нощта, е по-ярка). Четирите галилеви спътника са лесно видими с бинокъл; няколко ленти и ГЧП могат да се видят с малък телескоп.
Юпитер има 39 потвърдени спътника: четирите галилееви луни, 23 по-малки, но все пак именувани спътника и още 12 открити съвсем наскоро и все още неименувани. Спътниците на Юпитер носят имената на личности от живота на Зевс (повечето са му били любовници).
Юпитер е газов гигант и няма твърда кора. Неговата плътност е 1.3 г/см3. Структурата му е много различна от тази на Земята. Видимата "повърхност" на Юпитер фактически е най-горният слой облаци от неговата атмосфера. Атмосферата е дълбока и е съставена основно от водород и хелий, с малки количества метан, амоняк, водни пари и други елементи. Върху диска на планетата се виждат ивици от тъмни и светли облаци. В неговата атмосфера бушуват огромни бури. Известното Голямо червено петно е огромен антициклон, открит е преди 300 години и има овална форма с размери 12 000 на 25 000 км (размер, два пъти превишаващ размера на Земята). Температурата в атмосферата на Юпитер е много ниска – около –140°C в горния край на атмосферата.
През 1979 г. сондата Voyager 1 откри, че Юпитер има система от пръстени, но те са много малки и бледи и не се виждат от Земята. Пръстените и луните на Юпитер се намират в радиоактивен пояс с интензивно излъчване на електрони и йони, захванати от силното магнитно поле на планетата. Тези частици и полета образуват магнитосферата на Юпитер, която се простира до 7 милиона километра по посока на Слънцето, а в другата посока достига на разстояние 750 милиона километра, чак до орбитата на Сатурн.
Вътрешността на Юпитер е съставена от твърда сърцевина от материал, наподобяващ самата Земя с диаметър 24000 км. Тя е заобиколена от метализирана среда от смес на водород и хелий с дебелина 100000 км. На Земята тези два елемента съществуват като газ, но във вътрешността на Юпитер при изключително ниските температури водородът е в състояние, подобно на метал. Над тази зона от метализиран водород има течна обвивка от молекули, главно водород и хелий, и облачната атмосфера с дебелина повече от 1000 км. Подобно на Земята, и в регионите около полюсите на Юпитер се наблюдават полярни сияния. Тези сияния изглежда са свързани с материал от Йо, който пада в атмосферата на Юпитер по спирала следвайки линиите на магнитното й поле. Наблюдавани са също и електрически разряди (мълнии) в горния край на атмосферата.
С помощта на бинокъл или малък телескоп при наблюдение на Юпитер около диска му може да се видят четирите луни, наблюдавани от Галилео Галилей с неговия саморъчно изработен телескоп (галилеевите спътници). Това са Йо, Ганимед, Европа и Калисто. Други спътници на Юпитер са Адрастея, Карме, Хималия, Метис, Алматея, Елара, Пасифея, Ананке, Леда, Синоп, Лизитея и Тива.
Орбитите на Йо, Европа и Ганимед са взаимно свързани от приливните сили на Юпитер в отношение 1:2:4. След стотици милиони години Калисто също ще стане част от тази въртележка и ще прави своя оборот около Юпитер за двойно повече време от Ганимед и осем пъти повече време от Йо.
В средата на месец май 2002 г. са потвърдени нови единадесет спътника на Юпитер. Те са открити от екип от учени от Хавайския университет, които използвали телескопа на Канада-Франция-Хаваи, разположен в Мануа Кеа в Хаваи, с една от най-големите CCD-камери в света ("12К"), за да получат подробни изображения на големи региони около Юпитер. Тези спътници имат диаметър между 2 и 4 км, ретроградни орбити и период между 557 и 773 дни. Дългите елипсовидни орбити са причина да се счита, че тези обекти са уловени от Юпитер преди няколко милиарда година, докато планетата е била още млада. През 2003 г. също са открити нови спътници на Юпитер. Към 15 април 2003 година техният брой вече е 60.
По обем Юпитер е два пъти по-голям от всички планети в Слънчевата система, взети заедно, а масата му съставлява 2/3 от тяхната обща маса. В сравнение със Земята той е 11 пъти по-голям по диаметър, 1300 пъти по-голям по обем и 318 пъти по-голям по маса. Плътността му е само 1,33 g/см3.
Върху Юпитер от Земята се виждат успоредни на екватора тъмночервени ивици, а между тях - по-светли зони. Най-интересното е голямото червено петно, което мени своята яркост и положение върху диска на планетата, но никога не изчезва. То представлява гигантски атмосферен вихър, чиято температура е с няколко градуса по-ниска от температурата на околната среда.
Основните съставки на атмосферата на Юпитер са хелият и водородът. Освен тях са открити амоняк, метан, водни пари и др.
Измерванията показват, че температурата на горния слой облаци на Юпитер е около - 140о С. При такава ниска температура (и при налягането, характерно за този слой) молекулите на амоняка, метана и водните пари, които образуват облачната покривка на планетата, са в течно или замръзнало състояние. Всъщност това е видимата повърхност, която наблюдаваме от Земята.
За вътрешния строеж на планетата е изграден следния теоритичен модел. С отдалечаване от повърхността слоевете, съставени от хелий и водород, стават все по-топли. С температурата бързо расте и налягането, при което водородът последователно преминава от газообразно в газово-течно до изцяло течно състояние. Близо до центъра, където температурата достига десетки хиляди К, а налягането - десетки милиарди Ра, водорода преминава в метално състояние. Металният водород (вероятно смесен с хелий) образува външния слой на ядрото на планетата. То е течно и съдържа силикати, желязо, никел и др. тежки елементи.
Поради голямата маса на Юпитер е възможно излъчваната от него енергия да има същия произход, както и енергията на звездите. От друга страна, масата на Юпитер е по-малка от минимума, при който възникват самоподдържащи се термоядрени реакции - основен източник на енергията на звездите. За това понякога наричат Юпитер "неосъществена звезда".
Космическите апарати откриха пръстен около Юпитер. Той е подобен на пръстена на Сатурн, но е значително по-малък и не се вижда от Земята. Пръстенът на Юпитер има дебелина около 30 км и ширина около 8 000 км. Външната му част се състои от скални парчета и лед, които правят една обиколка около планетата за 7 часа. Вътрешната му част има значително по-малка плътност и почти достига до горната граница на облачната покривка на Юпитер.
