ЮпитерРефераты >> Астрономия >> Юпитер
В глубинах водородного океана Юпитера давление и температура начинают быстро расти. На расстоянии примерно 46 тыс. км от центра Юпитера водород уже не может существовать в виде молекул и переходит в жидкое металлическое состояние. На этой глубине давление достигает колоссальной величины — 3 млн атмосфер, температура — 11 тыс. градусов. Поверхность этого металлического океана сияет ярче солнечной (температура поверхности нашего светила «всего» около 6 тыс. градусов). В металлическом водородном океане молекула водорода распадается на атомы, электроны отщепляются и жидкость становится электропроводящей. Гигантские течения в металлическом океане Юпитера порождают его мощное магнитное поле, простирающееся далеко за пределы поверхности планеты.
На расстоянии 12 тыс. км от центра Юпитера давление возрастает до 100 млн атмосфер, а температура — до 30 000° С. Здесь начинается «небольшое» (в 15 земных масс) каменно-железное — вопреки всем «водородным» традициям Юпитера — ядро планеты. Астрономы предполагают, что при рождении планета-гигант «захватила» множество астероидов — все тяжёлые вещества, из которых они состояли, «утонули» и водородном океане и собрались в центре Юпитера.
Спутники Юпитера
Очень интересна спутниковая система Юпитера — на сегодняшний день учёным известны 16 «лун», обращающихся вокруг огромной планеты.
На спутниках Юпитера нет заметной атмосферы, поэтому над будущими обитателями юпитерианскнх научных бал раскинется чёрное звёздное небо, украшенное гигантским оранжевым шаром Юпитера, небольшим Солнцем и многочисленными «лунами».
Честь открытия первых четырёх наиболее крупных спутников Юпитера — Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто (перечислены по мере удаления от планеты) — принадлежит Галилео Галилею.
Они настолько ярки, что заметны рядом с планетой даже в полевой бинокль. Общее название этих объектов — «галилеевы спутники», хотя за несколько дней до открытия Галилея их наблюдал немецкий астроном Марий (приняв, правда, эти небесные тела за звёзды). Позднее он же придумал им названия, взяв имена из древнегреческих мифов. Мо, Европа и Каллисто — героини античных мифов о Зевсе-Юпитере, Ганимед — любимец Зевса, виночерпий на пирах богов - олимпийцев .
Ио
Самый близкий к Юпитеру крупный спутник — жёлто-оранжевая Ио — имеет радиус орбиты 422 тыс. км. Ио видна на небе Юпитера как яркий красноватый диск (или полумесяц) лунных размеров. Период обращения спутника составляет всего 42,5 ч, т. е. он движется с огромной скоростью.
По массе и диаметру (3630 км) Ио похожа на Луну. Но, в отличие от мёртвого спутника Земли, Ио вулканически активна. Американские космические станции обнаружили на её поверхности 12 активных вулканов. Их жерла выбрасывают султаны двуокиси серы высотой 100—300 км (часть вещества даже преодолевает тяготение и улетает на орбиту вокруг Юпитера).
Вулканически активные области Ио нагреты до 300° С. Расплавленная чёрная сера, выплёскивающаяся из громадных вулканов, медленно течёт горячими потоками по оранжевой поверхности спутника. На фотографиях, сделанных космическими аппаратами, видны большие чёрные моря из расплавленной серы, часто меняющие свои очертания и размеры. В центре серного моря Локи расположен потрескавшийся оранжевый «айсберг» из твёрдой серы.
Виновником подобной бурной активности Ио является мощное гравитационное поле Юпитера. Приливные колебания так разогрели недра Ио, что она оказалась самым вулканически активным телом нашей Солнечной системы.
Обычные ударные кратеры на Ио стёрты вулканической деятельностью. Плотность Ио необычайно высока — 3,5 г/см3. В центре спутника находится ядро с большим содержанием железа.
Европа
Этот спутнике диаметром 3138 км (немного меньше Ио) имеет свой неповторимый облик. У Европы очень светлая поверхность, покрытая ледяным панцирем толщиной 1 — 2 км, под которым располагается водный океан.
20 февраля 1997 г. искусственный спутник Юпитера «Галилео» сфотографировал поверхность Европы с расстояния 586 км. На фото видна типичная картина «весеннего ледохода»: отдельные айсберги, плавающие в море, покрытом более тонким льдом. По длине теней, которые отбрасывают айсберги, учёные определили их высоту и размер подводной части (таким образом рассчитав толщину ледяной коры). Красноватая плёнка, обнаруженная на спутнике, по-видимому, имеет органическое происхождение. Этот факт, а также наличие воды под тонким слоем льда привели многих американских учёных к убеждению, что в океане Европы, возможно, существует жизнь, например в виде микроорганизмов и простейших водорослей.
Молодая («всего» сто миллионов лет) ледяная поверхность Европы покрыта глобальной сетью светлых и тёмных полос, тянущихся на тысячи километров. Их появление связано с тем, что ледяная кора спутника довольно подвижна и раскалывается от внутренних напряжений. На поверхности Европы почти нет следов ударных метеоритных кратеров, которые возникали в «седую» старину. Учёные нашли здесь только пять кратеров, имеющих диаметры от 10 до 30 км. Под глубоким, в сотни километров, океаном Европы скрывается массивное силикатное ядро. Средняя плотность спутника меньше, чем у Ио, — 3 г/см3. Это различие объясняется большей удалённостью Европы от Юпитера: 671 тыс. км.
Ганимед
Самый крупный спутник Юпитера (и всей Солнечной системы) имеет диаметр 5262 км. Ганимед расположен на расстоянии 1,07 млн км от планеты. 40% поверхности Ганимеда занимает древняя ледяная кора, «усыпанная» множеством метеоритных кратеров. 3,5 млрд лет назад в результате мощных геологических процессов на спутнике образовались обширные бороздчатые области — они занимают 60% площади Ганимеда.
Спутник имеет мантию из водного льда и каменное ядро. Плотность Ганимеда — 1,93 г/см3. Его поверхность покрыта многометровым слоем рыхлой каменно-ледяной крошки и пыли.
Каллисто
Второй по величине спутник Юпитера имеет диаметр 4800 км. Каллисто обращается на расстоянии 1,88 млн км от Юпитера с периодом 16,7 суток. Плотность тёмного силикатно-ледяного спутника низка — 1,83 г/см3. В отличие от более активного геологически Ганимеда вся ледяная поверхность Каллисто очень стара и покрыта многочисленными метеоритными кратерами.
Из всех тел Солнечной системы Каллисто, вероятно, обладает наибольшим числом кратеров. Огромный астероид стал причиной образования Вальхаллы — кратера размером 350 км, окружённого кольцевым горными хребтами, простирающимися на 2000 км от места падения астероида. Каллисто, по мнению учёных, — один из самых привлекательных спутников Юпитера для размещения здесь научной базы в XXI или XXII в.
Внутренние и внешние спутники Юпитера
Кроме галилеевых спутников во владения Юпитера входят четыре маленьких близких спутника (движутся внутри орбиты Ио) и восемь внешних спутников. Последние вращаются настолько далеко от планеты, что не видны с Юпитера невооружённым глазом. Три внутренних спутника: Метида, Адрастея и Теба — открыты с помощью межпланетных станций. Они имеют диаметр менее 100 км и обращаются вокруг Юпитера со скоростью свыше 100 тыс. км/ч. Четвёртый, самый крупный из внутренних спутников, — тёмнокрасная Амальтея. Она похожа на огурец неправильной формы. Амальтея имеет размеры 270x165x150 км и состоит из тугоплавких пород. Этот спутник был обнаружен американским астрономом Эдуардом Барнардом в 1892 г.