Юпитер

Юпитер — это крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Относится к классу газовых гигантов. Юпитер имеет массу более чем в два раза превышающую суммарную массу всех остальных планет системы, и его диаметр примерно в 11 раз больше земного. Планета известна своим мощным магнитным полем, системой колец и наличием по меньшей мере 95 известных спутников, среди которых выделяется Ганимед — крупнейший спутник в Солнечной системе.

Физические характеристики

Юпитер не имеет твёрдой поверхности в привычном понимании. Его внешние слои состоят преимущественно из молекулярного водорода и гелия, которые с глубиной переходят в жидкое металлическое состояние. Предполагается, что в центре планеты находится плотное ядро из тяжёлых элементов (камня и металлов) массой от 5 до 25 земных масс, окружённое слоем металлического водорода.

Состав атмосферы

Атмосфера Юпитера состоит в основном из водорода (около 90% по объёму) и гелия (около 10%). В малых количествах присутствуют метан, аммиак, сероводород и вода. Характерной чертой являются мощные зональные ветры, дующие параллельно экватору, и устойчивые атмосферные вихри. Наиболее известным из них является Большое Красное Пятно — гигантский антициклон, наблюдаемый на протяжении как минимум 350 лет. Его размеры превышают диаметр Земли. В последние десятилетия отмечено постепенное уменьшение площади пятна.

Внутреннее строение

Модели внутреннего строения Юпитера предполагают наличие трёх основных слоёв:

1. Внешняя оболочка — газообразный молекулярный водород и гелий (толщиной около 1000 км).
2. Слой металлического водорода — глубже 10 000 км, где под давлением в миллионы атмосфер водород приобретает свойства жидкого металла. Этот слой является источником мощного магнитного поля планеты.
3. Ядро — каменно-ледяное ядро, температура в котором может достигать 20 000–30 000 °C, а давление — десятков миллионов атмосфер.

Магнитное поле и радиация

Магнитное поле Юпитера является самым сильным среди всех планет Солнечной системы. Его напряжённость у поверхности облаков примерно в 20 раз превышает земную. Магнитосфера простирается на расстояние до 7 миллионов километров в направлении от Солнца. Внутри неё находятся пояса радиации, представляющие серьёзную опасность для космических аппаратов. Планета также является мощным источником радиоизлучения.

Орбита и вращение

Юпитер совершает полный оборот вокруг Солнца за 11,86 земных лет. Среднее расстояние до Солнца составляет 778,5 миллионов километров (5,2 астрономических единицы). Орбита планеты имеет небольшой эксцентриситет (0,048).

Одной из уникальных особенностей Юпитера является его чрезвычайно быстрое осевое вращение. Сутки на планете длятся менее 10 часов (9 часов 55 минут у экватора). Из-за этого планета заметно сплюснута у полюсов: её экваториальный радиус (71 492 км) на 6% больше полярного (66 854 км).

Кольца и спутники

Система колец

У Юпитера есть слабая система колец, открытая в 1979 году космическим аппаратом «Вояджер-1». Кольца состоят из мелких частиц пыли и камней, образовавшихся, вероятно, в результате столкновений метеороидов с внутренними спутниками. Система делится на три основных компонента: главное кольцо, внутреннее гало и внешнее паутинное кольцо. Кольца Юпитера значительно тусклее и менее массивны, чем кольца Сатурна.

Спутники

На 2024 год известно 95 спутников Юпитера. Наиболее значимыми являются четыре крупнейших, открытых Галилео Галилеем в 1610 году — галилеевы спутники:

• Ио — самый близкий к планете из четырёх. Известен своей интенсивной вулканической активностью, вызванной приливным разогревом.
• Европа — покрыта ледяной корой, под которой, по данным наблюдений, находится глобальный океан жидкой воды. Считается одним из наиболее вероятных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе.
• Ганимед — крупнейший спутник не только Юпитера, но и всей Солнечной системы (диаметр 5268 км). Имеет собственное магнитное поле и, предположительно, подземный океан.
• Каллисто — самый удалённый из галилеевых спутников. Его поверхность густо покрыта кратерами и является одной из древнейших в Солнечной системе.

Остальные спутники значительно меньше по размеру и делятся на группы по характеристикам орбит.

Исследование Юпитера

Первые наблюдения Юпитера с помощью телескопа провёл Галилео Галилей в 1610 году. Систематическое изучение планеты началось в XX веке.

Автоматические межпланетные станции

• «Пионер-10» и «Пионер-11» (США, 1973–1974 гг.) — первые аппараты, достигшие окрестностей Юпитера. Передали первые детальные снимки и данные о магнитном поле.
• «Вояджер-1» и «Вояджер-2» (США, 1979 г.) — совершили пролёт мимо планеты, открыли кольца, вулканы на Ио и сделали высококачественные снимки Большого Красного Пятна.
• «Галилео» (США, 1995–2003 гг.) — первый аппарат, вышедший на орбиту вокруг Юпитера. Провёл детальное изучение атмосферы, спутников и колец. В 1995 году зонд «Галилео» впервые вошёл в атмосферу планеты и передал данные о её составе.
• «Юнона» (США, с 2016 г.) — текущая миссия, изучающая внутреннее строение, магнитное поле и полярные сияния Юпитера. Аппарат работает на высокоэллиптической полярной орбите.
• «JUICE» (Европейское космическое агентство, запущен в 2023 г.) — миссия, нацеленная на изучение галилеевых спутников, особенно Ганимеда. Ожидается выход на орбиту вокруг Юпитера в 2031 году.

Юпитер в культуре

В древнеримской мифологии планета была названа в честь верховного бога Юпитера. В древнегреческой традиции ей соответствовал Зевс. Во многих культурах планета ассоциировалась с верховными божествами, царской властью и удачей. В астрологии Юпитер считается планетой, управляющей удачей, процветанием, образованием и путешествиями.

Источники

• «Солнечная система» — коллектив авторов, под редакцией В. Г. Сурдина, 2020.
• «Юпитер: Планета, её кольца и спутники» — NASA Solar System Exploration.
• «The Atmospheres of the Giant Planets» — A. P. Showman, R. D. Lorenz, 2010.
• «Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere» — F. Bagenal, T. E. Dowling, W. B. McKinnon (eds.), 2004.
• Данные миссии «Юнона» — официальные пресс-релизы NASA.