Атмосфера Юпитера - Планета Юпитер и ее спутники
Атмосфера Юпитера представляет собой огромную бушующую часть планеты, состоящую из водорода и гелия. Механизм, приводящий в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как и на Земле: разность в количестве тепла, получаемого от Солнца на полюсах и экваторе, вызывает возникновение гидродинамических потоков, которые отклоняются в зональном направлении кориолисовой силой. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии тока практически параллельны экватору. Картина усложняется конвективными движениями, которые более интенсивны на границах между гидродинамическими потоками, имеющими разную скорость. Конвективные движения выносят вверх окрашивающее вещество, присутствием которого объясняется слегка красноватый цвет Юпитера. В области темных полос конвективные движения наиболее сильны, и это объясняет их более интенсивную окраску.
Так же как и в земной атмосфере, на Юпитере могут формироваться циклоны. Оценки показывают, что крупные циклоны, если они образуются в атмосфере Юпитера, могут быть очень устойчивы (время жизни до 100 тысяч лет). Вероятно, Большое Красное пятно является примером такого циклона.
Изображения Юпитера, полученные при помощи аппаратуры, установленной на американских аппаратах "Пионер-10" и "Пионер-11", показали, что Красное пятно не является единственным образованием подобного типа: имеется несколько устойчивых красных пятен меньшего размера.
Спектроскопическими наблюдениями было установлено присутствие в атмосфере Юпитера молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, этана, ацетилена и водяного пара. По-видимому, элементный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается от солнечного (90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых элементов).
Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 1 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристаллов аммиака, ниже должны быть расположены облака из кристаллов льда и капелек воды.
Инфракрасная яркостная температура Юпитера, измеренная в интервале 8 - 14 мк, равна в центре диска 128 - 130К. Если рассмотреть температурные разрезы по центральному меридиану и экватору, можно увидеть, что температура, измеренная на краю диска, ниже, чем в центре. Это можно объяснить следующим образом. На краю диска луч зрения идет наклонно, и эффективный излучающий уровень (то есть уровень, на котором достигается оптическая толщина?=1) расположен в атмосфере на большей высоте, чем в центре диска. Если температура в атмосфере падает с увеличением высоты, то яркость и температура на краю будут несколько меньше. Слой аммиака толщиной в несколько сантиметров (при нормальном давлении) уже практически непрозрачен для инфракрасного излучения в интервале 8 - 14 мк. Отсюда следует, что инфракрасная яркостная температура Юпитера относится к довольно высоким слоям его атмосферы. Распределение интенсивности в полосах СН показывает, что температура облаков значительно больше (160 - 170К). При температуре ниже 170К аммиак (если его количество соответствует спектроскопическим наблюдениям) должен конденсироваться; поэтому предполагается, что облачный покров Юпитера, по крайней мере частично, состоит из аммиака. Метан конденсируется при более низких температурах и в образовании облаков на Юпитере принимать участие не может.
Яркостная температура 130К заметно выше, чем равновесная, то есть такая, которую должно иметь тело, светящееся только за счет переизлучения солнечной радиации. Расчеты, учитывающие измерение отражательной способности планеты приводят к равновесной температуре около 100К.
Существенно, что величина яркостной температуры около 130К была получена не только в узком диапазоне 8-14мк, но и далеко за его пределами. Таким образом, полное излучение Юпитера 2,9 раз превосходит энергию, получаемую от Солнца, и большая часть излучаемой им энергии обусловлена внутренним источником тепла. В этом смысле Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако источником внутренней энергии Юпитера не являются, конечно, ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленный при гравитационном сжатии планеты (в процессе формирования планеты из протопланетной туманности гравитационная, когда гравитационная энергия пыли и газа, образующих планету, должна переходить в кинетическую и затем в тепловую).
Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км - около 1200К. А расчеты внутреннего строения показывают, что атмосфера Юпитера очень глубокая -10000 км, но надо отметить, что основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидком состоянии. Водород при этом находится в вырожденном, что то же самое, в металлическом состоянии (электроны оторваны от протонов). При этом в самой атмосфере водород и гелий, строго говоря, находятся в сверхкритическом состоянии: плотность в нижних слоях достигает 0,6-0,7г/см, и свойства скорее напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты (по расчетам на глубине 30000 км), возможно, находится твердое ядро из тяжелых элементов, образовавшееся в результате слипания частиц металлов и каменных образований.
Похожие статьи
-
Структура - Юпитер среди планет Солнечной системы
Модель внутренней структуры Юпитера: под облаками -- слой смеси водорода и гелия толщиной около 21 тыс. км с плавным переходом от газообразной к жидкой...
-
Юпитер и Сатурн. - Планеты-гиганты, их различия с планетами земной группы
В обоих наружных слоях этих двух планет есть очень разреженная внешняя атмосфера, состоящая из водорода. Под ней расположена средняя атмосфера, состоящая...
-
Слой металлического водорода, Ядро, Межслоевые процессы - Юпитер среди планет Солнечной системы
Металлический водород возникает при больших давлениях (около миллиона атмосфер) и высоких температурах, когда кинетическая энергия электронов превышает...
-
Сравнение Сатурна и Юпитера - Планета Сатурн
Внутреннее строение Сатурна. У Сатурна, как и у Юпитера, имеется очень плотная атмосфера. На верхней границе его облачного покрова, заметно мало деталей...
-
Внутреннее строение - Планеты Солнечной системы: Юпитер
Структура На данный момент наибольшее признание получила следующая модель внутреннего строения Юпитера: Атмосфера. Ее делят на три слоя: Внешний слой,...
-
Атмосфера - Планета Юпитер: основные характеристики
Облачные ярусы: Когда давление атмосферы Юпитера достигнет давления земной атмосферы, остановимся и осмотримся. Наверху видно обычное голубое небо,...
-
Атмосфера - Юпитер среди планет Солнечной системы
Структура атмосферы Юпитера. Температура в атмосфере не растет монотонно. В ней, как и на Земле, можно выделить экзосферу, термосферу, стратосферу,...
-
При помощи сильного телескопа легко разглядеть, что Юпитер полосатый; на его округлом, но заметно растянутом диске виден ряд чередующихся светлых и...
-
Планета Юпитер - Гипотезы о происхождении Солнечной системы
Юпитер господствует среди девяти планет нашей Солнечной системы, соперничая с Солнцем в своем великолепии. Самая большая планета находится далеко за...
-
Юпитер - Характеристика планет Солнечной системы
Планета солнечный венера юпитер Самая крупная, пятая от Солнца, большая планета Солнечной системы; масса 1,9*1027 кг (в 318 раз больше земной и около...
-
Океан Юпитера, Ядро Юпитера - Планета Юпитер: основные характеристики
Юпитерианский океан состоит из главного на планете элемента - водорода. При достаточно высоком давлении водород превращается в жидкость. Вся поверхность...
-
- Расстояние от Солнца -- 778 * 106 км - Средняя плотность -- 1330 кг/м3 - Масса -- 318 масс Земли - Период обращения вокруг Солнца -- 11, 86 лет -...
-
Юпитер - Планеты Солнечной системы
Величайшую из планет Солнечной системы -- Юпитер -- долгое время считали то полузвездой, то угасшей звездой. И на самом деле -- масса Юпитера, почти в...
-
Межслоевые процессы, Движение атмосферы - Планеты Солнечной системы: Юпитер
Локализовать все процессы внутри независимых слоев невозможно: необходимо объяснять недостаток химических элементов в атмосфере, избыточное излучение и...
-
Полосы - Планеты Солнечной системы: Юпитер
Характерной особенностью внешнего облика Юпитера являются его полосы. Существует ряд версий, объясняющих их происхождение. Так, по одной из версий,...
-
Полосы - Юпитер среди планет Солнечной системы
Полосы Юпитера в разные годы Июль 2009 Июнь 2010 Характерной особенностью внешнего облика Юпитера являются его полосы. Существует ряд версий, объясняющих...
-
Комета Шумейкер-Леви 9 - Планета Юпитер: основные характеристики
В 1993 году около Юпитера была открыта необычная цепочка кусочков кометы, которая распалась под действием гравитационных сил планеты - гиганта. Было...
-
При наблюдении Юпитера в 80-миллиметровый телескоп можно различить ряд деталей: полосы с неровными границами, вытянутые в широтном направлении, темные и...
-
Гипотезы о существовании жизни в атмосфере Юпитера - Планеты Солнечной системы: Юпитер
В настоящее время наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным: низкая концентрация воды в атмосфере, отсутствие твердой поверхности и т. д....
-
Состав и внутреннее строение., Спутники Нептуна. - Характеристика планеты Нептун
Из всех элементов на Нептуне преобладают водород и гелий примерно в таком же соотношении, как и на Солнце: на один атом гелия приходится около 20 атомов...
-
Спутник Каллисто, Комета Шумейкеров - Леви - Юпитер
Это второй по величине спутник в системе Юпитера, его радиус 2400 км. Среди галилеевых спутников Каллисто самый дальний: расстояние от Юпитера 1,88 млн....
-
Спутник Европа, Спутник Ганимед - Юпитер
Европа, возможно, еще более интересный спутник. Имеет радиус чуть меньше, чем Ио - 1569 км. Слой льда, покрывающий всю планету, в некоторых областях...
-
Глобальные изменения - Планета Юпитер: основные характеристики
Юпитер планета комета У самой массивной планеты Солнечной системы продолжают происходить драматические изменения в атмосфере, которые были зафиксированы...
-
Внешняя Солнечная система, Планеты-гиганты, Юпитер - Солнечная система
Внешняя область Солнечной системы является домом газовых гигантов и их спутников. Орбиты многих короткопериодических комет, включая кентавров, также...
-
Процесс образования планет и их спутников - Современная космогония
При моделировании отдельных стадий эволюции протопланетного облака и образования планет (рис.) большое внимание уделяется начальной стадии - опусканию...
-
Заключение - Планета Юпитер и ее спутники
10 фактов, которые необходимо знать о планете Юпитер 1. Если бы Солнце было размером с входную дверь, то Земля была бы размером с монетку, а Юпитер с...
-
Атмосферы - Планеты земной группы
Черты сходства и различия обнаруживаются также при изучении атмосфер планет земной группы. В отличие от Меркурия, который, как и Луна, практически лишен...
-
Атмосфера - Планеты земной группы. Венера
Атмосферу на Венере открыл русский ученый М. В. Ломоносов 6 июня 1761 года (по новому стилю) [10]. Атмосфера Венеры состоит в основном из углекислого...
-
Солнечный ветер - Планета Юпитер: основные характеристики
С самого начала исследовательской работы при сближении с Юпитером на "Новых Горизонтах" стал работать инструмент SWAP (Solar Wind Around Pluto), который...
-
Введение В предыдущих главах были рассмотрены возмущения элементов орбиты спутника, вызываемые зональными и тессеральными гармониками геопотенциала и...
-
Исследования спутников Марса - Планета Марс
В 1969 г., том самом, когда люди высадились на Луне, американская автоматическая межпланетная станция "Маринер-7" передала на Землю фотографию, на...
-
Атмосфера Марса - Планета Марс
В прошлом огромную роль в формировании марсианского рельефа играла проточная вода. На первых этапах исследования Марс представлялся астрономам пустынной...
-
Юпитер как "неудавшаяся звезда" - Планеты Солнечной системы: Юпитер
Теоретические модели показывают, что если бы масса Юпитера была намного больше его реальной массы, то это привело бы к сжатию планеты. Небольшие...
-
Земля Земля - планета Солнечной системы, расположенная на расстоянии 150 миллионов километров от Солнца. Земля вращается вокруг него со средней скоростью...
-
Другие падения - Юпитер среди планет Солнечной системы
Пятно в районе Южного полюса Юпитера -- 20 июля 2009, инфракрасный телескоп в обсерватории Мауна-Кеа, Гавайи. 19 июля 2009 года уже упомянутый выше...
-
Комета Шумейкеров -- Леви След от одного из обломков кометы Шумейкеров-Леви, снимок с телескопа "Хаббл", июль 199 г. 12 Основная статья: Комета...
-
Особенности галилеевых спутников, Малые спутники Юпитера - Юпитер среди планет Солнечной системы
Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной вследствие влияния мощных приливных сил...
-
Атмосферные явления и феномены, Движение атмосферы - Юпитер среди планет Солнечной системы
Движение атмосферы Анимация вращения Юпитера, созданная по фотографиям с "Вояджера-1", 1979 г. Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч. В...
-
Светло-желтый Сатурн внешне выглядит скромнее своего соседа - оранжевого Юпитера. У него нет столь красочного облачного покрова, хотя структура атмосферы...
-
Планета Сатурн, Общие сведения - Планета Сатурн
Общие сведения Сатурн, наверное, наиболее красивая планета, если смотреть на нее в телескоп или изучать снимки "Вояджеров". Сказочные кольца Сатурна...
Атмосфера Юпитера - Планета Юпитер и ее спутники