Планета-гигант ЮпитерРефераты >> Астрономия >> Планета-гигант Юпитер
Исследования, проведенные в инфракрасном диапазоне, и визуальные наблюдения движений в самом вихре указывают на то, что он - область высокого давления, т. е. антициклон. Облака Пятна расположены значительно выше и более холодны, чем облака вокруг. Схожие структуры обнаружены на Сатурне и Нептуне. До сих пор неизвестно, как они могут существовать так долго.
|
|
Рис. 7. Облачный покров Юпитера Представленные слева две фотографии одной и той же области Юпитера показывают его облачный покров в естественных (слева) и искусственно скомбинированных (справа) цветах, чтобы была видна разница в высоте облаков. Бури, происходящие высоко в атмосфере планеты, видны на фотографиях в виде белых точек. Изображения были получены фотокамерой Cassini через разные фильтры 31 декабря 2000 года. Размер самых маленьких деталей, видимых на снимках, составляет 60 километров в поперечнике. |
Как возникают такие красочные явления - также неизвестно, но ученые полагают, что они обусловлены потоками разогретых газов из недр планеты. Цвета потоков и прочих облаков, вероятно, вызваны их химическим составом. Например, хотя количество углерода в атмосфере Юпитера очень невелико, атомы этого вещества легко объединяются с атомами водорода и кислорода, образуя целый ряд газов, таких, как угарный, метан и другие органические соединения, вносящие разнообразие цветов. Оранжевые и коричневые цвета в облаках Юпитера могут быть соотнесены с органическими соединениями, включающими в себя серу и фосфор.
Юпитер излучает больше энергии в пространство, чем получает от Солнца. Недра Юпитера, вероятно, разогреты до 20 000 K. Теплота генерируется механизмом Кельвина - Гельмгольца, за счет медленного гравитационного сжатия планеты. Юпитер не производит энергию ядерным синтезом, как Солнце; он слишком мал, и его внутренняя температура слишком холодна для того, чтобы запустить ядерные реакции. Эта внутренняя теплота, возможно, вызывает конвекцию глубоко в жидких слоях Юпитера, вследствие чего мы наблюдаем сложные движения в верхних слоях облаков. Сатурн и Нептун подобны Юпитеру в этом отношении.
|
|
Рис. 8. Инфракрасный вид Юпитера Метан в Юпитерской атмосфере позволяет детекторам ИК-излучения на Космическом телескопе Хаббл отображать облака, обычно скрытые от наших глаз. В видимых длинах волны эти облака затенены из-за высокой отражательной способности основных облаков. Газ метан находящийся между высокой облачностью и облаками в верхних слоях атмосферы поглощает отраженный инфракрасный свет, позволяет отобразить нижние облака. Также на в этом изображении заметно размытое кольцо Юпитера и крошечная луна Метис, которая видна яркой точкой около внешней грани кольца. |
Юпитер часто является самой яркой «звездой» нашего неба, уступая по яркости только Венере, которая редко видна в темном небе. Четыре его спутника легко можно увидеть в бинокль; несколько полос и Большое Красное Пятно можно наблюдать с помощью небольшого телескопа.
Вращение Юпитера постепенно замедляется из-за приливного торможения, производимого на него его большими спутниками. Те же самые приливные силы изменяют орбиты лун, вынуждая их очень медленно отдаляться от Юпитера.
|
|
Рис. 9. Падения кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер. Последовательные стадии падения кометы Шумейкера-Леви 9 на Юпитер |
В июле 1994 года комета Шумахера-Леви столкнулась с Юпитером. Последствия были ясно видны даже в любительские телескопы. Обломки, оставшиеся от столкновения, можно было наблюдать еще почти целый год.
Кольца Юпитера
У Юпитера есть кольца, значительно уступающие в яркости и красоте кольцам Сатурна. Кольца Юпитера были открыты «Вояджером–1». С Земли кольца могут быть замечены при наблюдении в инфракрасном диапазоне. В отличие от колец Сатурна, кольца Юпитера темны (альбедо - 0,05). Они, вероятно, состоят из очень небольших твердых частиц метеорной природы. Частицы колец Сатурна – ледяные.
Из-за препятствий, создаваемых атмосферой и магнитным полем планеты, частицы колец вряд ли остаются в них долго. Вероятность того, что наблюдаемое теперь кольцо – остаток некогда более внушительного, невелика.
|
Рис. 10. Кольцо Юпитера |
Слишком много времени прошло с тех пор, как возникла планета. Это значит, что кольца должны непрерывно пополняться. Небольшие спутник Метис и Адрастея, чьи орбиты лежат в пределах колец, – очевидные источники таких пополнений. |
Магнитосфера
Юпитер имеет огромное магнитное поле, значительно превышающее по напряженности Земное. Магнитосфера Юпитера простирается на 650 млн. км, за орбиту Сатурна! Но в направлении Солнца оно почти в 40 раз меньше. Даже на таком расстоянии от себя Солнце показывает, кто, на самом-то деле, в доме хозяин. Таким образом, форма магнитосферы Юпитера, как и других планет, далека от сферической.
|
|
Рис. 11. Полярные сияния на Юпитере Космический телескоп Хаббл показывает принятое им ультрафиолетовое излучение. На снимке видно полярное сияние в обоих Юпитерских полюсах. Эти изображения с высоким разрешением показывают вызванное полярным сиянием свет, растягивающийся на нескольких сотен километров вдоль Юпитера. Изображения Геомагнитного полярного сияния, принимаемого различными экипажами космического корабля Шаттл, показывают подобные снимки. Полярные сияния вызываются электрически заряженными частицами, пойманными в спирали магнитных полей у полюсов планеты. Поскольку они достигают верхних слоев атмосферы они возбуждают атомы и молекулы, заставляющие их светиться. Вызванное полярное сияние на Юпитере возникло из-за очень сильного магнитного поля Юпитера. |
Магнитное поле захватывает заряженные частицы, летящие от Солнца (этот поток называют солнечным ветром), образуя радиационные пояса. Присутствие в таких областях незащищенного специальными средствами живого существа было бы для последнего губительным. Для космических аппаратов такая обстановка создает большие проблемы. Магнитное поле мешает работать приборам, и само по себе, и захваченными им частицами. С этим часто сталкиваются в настоящее время. Поле Юпитера очень сильно. «Галилео», при изучении атмосферы планеты, обнаружил радиационный пояс, приблизительно в 10 раз мощнее земного, между кольцом Юпитера и самыми верхними атмосферными слоями.
