Юпитер: планета-гигант Солнечной системы¶

Юпитер — крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Относится к классу газовых гигантов — планет, не имеющих твёрдой поверхности и состоящих преимущественно из водорода и гелия. Юпитер более чем в 2,5 раза массивнее всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых, и является вторым по яркости объектом ночного неба после Венеры.

¶Физические характеристики

Юпитер имеет средний радиус около 69 911 км, что в 11 раз превышает земной. Масса планеты составляет 1,898 × 10²⁷ кг (около 318 масс Земли). Оборот вокруг Солнца планета совершает за 11,86 земного года, а период вращения вокруг собственной оси — один из самых коротких среди планет: около 9 часов 55 минут. Из-за быстрого вращения Юпитер заметно сплюснут у полюсов: его полярный радиус примерно на 6,5 % меньше экваториального.

Ось вращения Юпитера наклонена всего на 3,13° относительно плоскости орбиты, поэтому на планете практически отсутствует смена сезонов.

¶Состав и внутреннее строение

Атмосфера Юпитера на 89,8 % состоит из молекулярного водорода и на 10,2 % из гелия. В небольших количествах присутствуют метан, аммиак, водяной пар, этан и другие соединения. Верхние слои атмосферы содержат облака из кристаллов аммиака, гидросульфида аммония и водяного льда, образующие характерные полосы различного цвета.

Внутреннее строение Юпитера включает несколько слоёв:

• внешняя атмосфера;
• слой металлического водорода, простирающийся примерно до половины радиуса планеты;
• массивное ядро из тяжёлых элементов (железа, никеля, силикатов), масса которого оценивается в 7–25 масс Земли.

Предполагается, что в центре планеты давление достигает 50–70 млн атмосфер, а температура — около 20 000–30 000 К. Юпитер излучает в инфракрасном диапазоне примерно в 1,6 раза больше энергии, чем получает от Солнца, что объясняется постепенным гравитационным сжатием планеты и, возможно, процессами в металлическом водороде.

¶Атмосферные явления

Атмосфера Юпитера характеризуется мощными зональными ветрами, скорость которых может достигать 600 км/ч. Наблюдаемые полосы — это пояса и зоны с различной температурой и направлением ветров. Наиболее известной деталью атмосферы является Большое Красное Пятно — гигантский антициклон, наблюдаемый более 350 лет. Его размеры изменяются, но в среднем составляют около 16 000 км в поперечнике, что превышает диаметр Земли.

В атмосфере Юпитера также зафиксированы полярные сияния, мощные грозовые разряды и молнии, а в 1994 году наблюдались следы падения фрагментов кометы Шумейкеров — Леви 9.

¶Магнитосфера

Юпитер обладает самой мощной магнитосферой среди планет Солнечной системы. Напряжённость магнитного поля у поверхности примерно в 14 раз больше, чем на Земле. Радиационные пояса Юпитера чрезвычайно интенсивны: доза облучения вблизи планеты в тысячи раз превышает смертельную для человека. Магнитосфера простирается на расстояние до 7 млн км в направлении от Солнца и образует длинный хвост позади планеты.

¶Спутники и кольца

По состоянию на 2024 год у Юпитера подтверждено 95 спутников. Четыре крупнейших — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты Галилео Галилеем в 1610 году и называются галилеевыми. Ганимед — самый большой спутник в Солнечной системе (диаметр 5268 км), превышающий по размеру планету Меркурий. Ио — наиболее вулканически активное тело Солнечной системы: на нём действуют сотни вулканов. Европа считается одним из главных кандидатов на существование внеземной жизни: под её ледяной корой предполагается наличие подповерхностного океана жидкой воды.

Юпитер имеет слабую систему колец, открытую в 1979 году аппаратом «Вояджер-1». Кольца состоят из мелких частиц пыли и подразделяются на главное, гало и паутинные кольца.

¶Исследование

Первые наблюдения Юпитера в телескоп провёл Галилео Галилей в 1610 году. С 1973 года планету изучали автоматические межпланетные станции: «Пионер-10» и «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2», «Улисс», «Кассини», «Новые горизонты». В 1995–2003 годах на орбите вокруг Юпитера работал аппарат «Галилео», впервые осуществивший спуск зонда в атмосферу планеты. С 2016 года планету исследует станция «Юнона», изучающая гравитационное поле, магнитосферу и внутреннее строение. В 2023 году к системе Юпитера запущена европейская миссия JUICE, а в 2024 году — американская Europa Clipper, нацеленная на изучение спутника Европы.

¶Юпитер в культуре

Юпитер был известен с глубокой древности: вавилоняне связывали его с богом Мардуком, греки — с Зевсом, римляне — с Юпитером, верховным божеством пантеона, в честь которого планета получила современное название. В китайской и японской традиции планета именуется «Звездой года» (Суй-син, 木星). Юпитер упоминается в многочисленных художественных произведениях, включая романы Артура Кларка и братьев Стругацких, и является популярной темой в научной фантастике.

¶Источники

• «Планеты и их системы», В. Г. Сурдин, М.: Физматлит, 2015.
• «Юпитер: гигант Солнечной системы», сборник научных статей под ред. И. А. Герасимова, М.: Наука, 2018.
• Официальные материалы NASA и Европейского космического агентства о миссиях «Юнона», JUICE и Europa Clipper.