ЮПИТЕР
пятая по расстоянию
от Солнца большая планета Солнечной системы, астрономия, знак 2?.
Общие сведения. Ю.- самая крупная
из планет-гигантов. Известен с древних времён. Движется вокруг Солнца на
ср. расстоянии 5,203 а. е. (778 млн. км). Эксцентриситет
орбиты 0,048, наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1,3°. Полный
оборот вокруг Солнца Ю. совершает за 11,862 года, двигаясь со средней скоростью
13,06 км/сек. Ср. синодич. период обращения 399 сут. За 12
лет Ю. обходит всё небо вдоль эклиптики и в противостоянии виден как чуть
желтоватая звезда -2,6 звёздной величины; уступает в блеске только Венере
и Марсу во время великого противостоя-
ния. Видимый диск Ю. имеет форму эллипса,
оси к-poro в ср. противостоянии видны под углом 46,5" и 43,7". В соединении
с Солнцем Ю. имеет угловые размеры на 1/3 меньше, а блеск на 0,84 звёздной
величины слабее, чем в противостояниях. Визуальное альбедо Ю. равно 0,67.
Экваториальный диаметр Ю. равен 142
600 км, полярный - 134 140 км; сжатие Ю. (1 : 15,9) обусловлено
быстрым его осевым вращением. Период вращения близ экватора составляет
9 ч 50 мин 30 сек (PI), а на ср. широтах - 9 ч
55 мин 40 сек (РП). Объём Ю. превосходит объём Земли в 1315
раз, а масса - в 318 раз. Масса Ю. составляет 1 : 1047,39 долю Солнца.
Ср. плотность (1,33 г/см3) мало отличается от ср. плотности
Солнца. Ускорение силы притяжения на полюсе Ю. равно 27,90 м/сек2,
на
экваторе - 25,90 м/сек2; центробежное ускорение на экваторе
- 2,25 м/сек2. Параболич. скорость (скорость убегания)
на поверхности Ю. равна 61 км/сек. Все геометрич., механич. и физич.
характеристики указаны по данным на 1974. Сведения о Ю. и его спутниках
были значительно обогащены результатами измерений и наблюдений, полученными
амер. автоматич. межпланетными станциями "Пионер-10" (1973) и <Пионер-11"
(1974).
Атмосфера Ю. Наблюдаемая поверхность
Ю. состоит из облаков и др. атмосферных образований и пересечена многочисленными
тёмными полосами (поясами), разделёнными светлыми зонами, расположенными
параллельно экватору, к-рый наклонён всего лишь на 3°04' к плоскости орбиты
Ю. Полосы имеют разнообразную окраску и сложную структуру, к-рая постоянно
изменяется (илл. см. т. 22, вклейка к стр. 605). Особенно изменчив вид
Юж. и Сев. экваториальных полос, к-рые временами исчезают, а затем восстанавливаются
с намечающейся цикличностью ок. 4 лет. Очень узкая экваториальная полоса
также нередко становится невидимой. Околополярные же области сравнительно
устойчивы.
Количество тепла, приходящего от Солнца
на единицу площади Ю., составляет 51,0 вт/м2, т. е. в
27 раз меньше, чем на единицу площади Земли. Такое количество тепла способно
нагреть поверхность Ю. до темп-ры (равновесной) 110 К. Между тем прямые
измерения как наземными средствами, так и с помощью космич. зондов указывают
на темп-ру до 145 К по измерениям инфракрасного излучения Ю. и на более
высокие значения - до 170 К в сантиметровом радиодиапазоне. В отдельных
местах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит
к значениям темп-ры от 200 до 270 К. Рекордно высокая темп-ра 310 К была
обнаружена в одном тёмном пятне (6 X 12 тыс. км) близ экватора.
Такая темп-ра может быть обусловлена только потоком тепла из недр планеты,
превышающим поток, приходящий от Солнца, в 2 раза.
В облачной структуре Ю. существуют
более или менее достоянные образования, примером к-рых служит Большое красное
пятно (БКП), расположенное на широте ок. 22° в Юж. тропич. зоне. БКП имеет
форму овала дл. до 40 000 км и шир. ок. 13 000 км. Цвет его
- красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяется на
белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движения в атмосфере в
сочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимость
видимых систематич. движений на разных удалениях от экватора. Периоды вращения
PI
и
РП лишь в среднем описывают вращение атмосферы Ю. В действительности же
систематич. направленные ветры, действующие в той или иной полосе или зоне,
приводят к сильно отличающимся значениям периода вращения.
Химич. состав атмосферы Ю. определяется
Тёмные полосы Ю. имеют аэрозольную
По-видимому, Ю. имеет твёрдую оболочку
Магнитосфера Ю. имеет очень большие
Спутники. Известны 13 спутников Ю.
I - Яо (1820; 4,9); II -
Четыре галилеевых спутника по размерам
Лит.: Мороз В. И., Физика планет,
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере
Ю. были обнаружены метан СН
Н
природу и состоят из частиц диаметром 0,2 - 0,3 мкм. Над уровнем,
где атмосферное давление составляет 1 атм (к нему относятся приведённые
выше геом. размеры Ю.), располагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже
этого уровня находятся твёрдые частицы полисульфидов, ещё ниже - ледяные
кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня - взвешенные
капли раствора аммиака в воде.
Внутреннее строение Ю.
Существуют
неск. моделей строения Ю. при разных предположениях о его химич. составе.
Вследствие большой силы тяжести на Ю. давление газов возрастает с глубиной
очень быстро и уже на расстоянии 10 тыс. км от поверхности становится
настолько большим, что преобладающий газ (водород) изменяет своё состояние
и переходит из нормальной молекулярной фазы в металлическую. С ростом темп-ры
по мере приближения к центру планеты металлич. водород расплавляется (темп-ра
вблизи центра Ю. приближается к 20 000 К при давлении порядка 100 млн.
атм
и
плотности 20 - 30 г/см'). В нек-рых моделях Ю. предполагается существование
слоя льда (Н
сравнительно недалеко от поверхности. Предположение о существовании такой
оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жёстко вращающееся вместе с
планетой, и неоднородности тепловых потоков, проявляющиеся в многочисл.
деталях полос и особенно в длительно существующих БКП, вращающихся почти
с тем же периодом, что и магнитное поле Ю.
Магнитное поле Ю. обнаруживается
по сильному радиоизлучению, особенно интенсивному в дециметровом и декаметровом
диапазонах. Дециметровые волны исходят из околопланетного пространства
и представляют собой синхротронное излучение электронов, захваченных магнитосферой
Ю. в радиационные пояса, подобные земным. Декаметровое излучение (на волне
7,5 м) имеет характер шумовых бурь, длящихся от неск. часов до неск.
минут. Излучение направлено и исходит из определённых малых участков поверхности
Ю. Из повторяемости радиовсплесков следует, что их источники вращаются
с периодом PIII = 9 ч 55 мин 30 сек. С периодом PIII
изменяется также дециметровое излучение. Именно этот период приписывают
вращению твёрдого слоя, собственно образующего поверхность Ю. Природа твёрдого
слоя Ю. пока ещё (70-е гг.) неясна. Его верхняя граница должна находиться
вблизи видимой поверхности, нижняя же граница может быть расположена там,
где металлич. водород переходит от твёрдой фазы к жидкой. На этой границе
и в глубине жидкого ядра возникают электрич. токи, являющиеся причиной
магнитного поля Ю. Напряжённость магнитного поля Ю. 4 э. Направление магнитной
оси Ю. составляет угол ок. 10° с его осью вращения.
размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов) она имеет явно
выраженный дипольный характер и содержит радиац. пояса, в к-рых движутся
захваченные полем электроны, обладающие энергией св. 6 Мае. Их взаимодействие
с полем порождает дециметровое синхротронное излучение. В более отдалённых
областях ср. магнитосфера простирается до 60 планетных радиусов и деформирована
вращением. Здесь возможны плазменные истечения и колебания, излучающие
в декаметровом диапазоне. Ещё дальше, до 90-100 планетных радиусов, находится
внеш. магнитосфера, простирающаяся до магнито-паузы, размеры к-рой изменчивы.
С ночной стороны она простирается за орбиту Сатурна. Все 5 ближайших к
Ю. его спутников постоянно охвачены ср. магнитосферой. Ближайший большой
спутник - Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем и существенно
влияет на частоту радиовсплесков Ю.
Последний из них Юпитер XIII, открыт в 1974. Первые 4 самых больших спутника
были открыты Г. Галилеем в 1610. Пятый спутник - Юпитер V, открытый
в 1892, почти три столетия спустя,- самый близкий к планете: он удалён
от планеты всего лишь на 2,54 экваториальных радиуса Ю. Все эти спутники
движутся практически по круговым орбитам, плоскости к-рых совпадают с плоскостью
экватора Ю. Их периоды обращения - от 12 ч у Юпитера V до 16,8 сут у
Юпитера IV. Все остальные спутники Ю., открытые в 20 в., удалены от планегы
на большие расстояния. В 1976 были заново утверждены назв. спутников. Почти
все они взяты из мифологии среди персонажей, так или иначе связанных с
деятельностью Юпитера (первые 4 спутника были названы ещё Галилеем). Ниже
приведены назв. спутников; в скобках даны их радиусы в км и видимые
звёздные величины в противостоянии (1976):
Европа
(1530;
5,3); III - Ганимед (2610; 4,6); IV - Каллисто
(2450; 5,6);
V - Амальтея (120; 13); VI - Гамалия (-80; 14,2); VII - Элара (-50; 17);
VIII - Пасифея (-12; 18); IX - Синопа (-10; 18.6); X - Лизифоя (8; 18,8);
XI - Карма (-9; 18,6); XII - Ананке (-8; 18.7); XIII - Леда (-5; 20).
своим приближаются к планетам (Ганимед и Каллисто больше Меркурия). Периоды
их осевого вращения и обращения вокруг Ю. совпадают. Ср. плотности больше,
чем у Ю.: 2,89; 3,20; 2,07 и 1,54 г!см3. Все они имеют
низкую темп-ру, близкую к равновесной. Их альбедо довольно высокое, но
ниже, чем у Ю., что указывает скорее на особенности поверхности, чем на
наличие мощной атмосферы. Действительно, радарные и инфракрасные наблюдения
позволили установить, что поверхность их составлена из льда или смеси льда
и скал, т. к. отмечаются значит, неровности. "Пионер-10" и "Пионер-11"
сфотографировали Ганимеда с близкого расстояния, причём были обнаружены
устойчивые тёмные и светлые образования. Ио имеет атмосферу и значит, ионосферу.
По близкому совпадению плоскостей первых пяти спутников с плоскостью экватора
Ю. можно полагать, что эти спутники образовались одновременно с планетой
из одного сгустка первичного вещества. Что касается остальных спутников,
то они скорее всего в прошлом являлись астероидами и были захвачены Ю.
М., 1967; Физические характеристики планет-гигантов, А.-А., 1971; Ж а р
к о в В. Н., Внутреннее строение Земли, Луны и планет, М., 1973; Долг и
нов Ш. Т., Магнетизм планет, М., 1974; Мартынов Д. Я., Планеты. Решенные
и нерешенные проблемы, М., 1970; "Земля и Вселенная", ст. и заметки о Ю.
за годы 1974 - 77. Д. Я. Мартынов.