Радионаблюдения - Юпитер среди планет Солнечной системы

Радиоизображение Юпитера: яркие области (белые) -- радиоизлучение радиационных поясов.

Юпитер -- самый мощный (после Солнца) радиоисточник Солнечной системы в дециметровом -- метровом диапазонах длин волн. Радиоизлучение имеет спорадический характер и в максимуме всплеска достигает 106 Янских2.

Всплески происходят в диапазоне частот от 5 до 3 МГц (чаще всего около 18 МГц), в среднем их ширина составляет примерно 1 МГц. Длительность всплеска невелика: от 0,1--1 с (иногда до 15 с). Излучение сильно поляризовано, особенно по кругу, степень поляризации достигает 100 %. Наблюдается модуляция излучения близким спутником Юпитера Ио, вращающимся внутри магнитосферы: вероятность появления всплеска больше, когда Ио находится вблизи элонгации по отношению к Юпитеру. Монохроматический характер излучения говорит о выделенной частоте, скорее всего гирочастоте. Высокая яркостная температура (иногда достигает 1015 K) требует привлечения коллективных эффектов (типа мазеров)2.

Радиоизлучение Юпитера в миллиметровом -- короткосантиметровом диапазонах имеет чисто тепловой характер, хотя яркостная температура несколько выше равновесной, что предполагает поток тепла из недр. Начиная с волн ~9 см Tb (яркостная температура) возрастает -- появляется нетепловая составляющая, связанная с синхротронным излучением релятивистских частиц со средней энергией ~30 МэВ в магнитном поле Юпитера; на волне 70 см Tb достигает значения ~5Ч10 K. Источник излучения расположен по обе стороны планеты в виде двух протяженных лопастей, что указывает на магнитосферное происхождение излучения2 3.

1. Вычисление гравитационного потенциала

Из наблюдений движения естественных спутников, а также из анализа траекторий космических аппаратов можно восстановить гравитационное поле планеты. В свою очередь, поле зависит от массы планеты, ее экваториального радиуса и момента инерции. В общем виде гравитационный потенциал представляется в виде полиномов Лежандра высших порядков:

Jn J2 J J6

Значение 1.697Ч10?2 ?5.8Ч10? 0.31Ч10?

Где G -- гравитационная постоянная, M -- масса планеты, r -- расстояние вне планеты, Req -- экваториальный радиус, Pi -- полином Лежандра i-го порядка, Ji -- коэффициент разложения i-го порядка.

При пролете аппаратов Пионер-10, Пионер-11, Вояджер-1, Вояджер-2, Галилео и Кассини для вычисления гравитационного потенциала использовались: измерение эффекта Доплера аппаратов (для отслеживания их скорости), изображение, передаваемое аппаратами для определения их местоположения относительно Юпитера и его спутников, радиоинтерферометрия со сверхдлинными базами. Для Вояджера-1 и Пионера-11 пришлось учитывать и гравитационное влияние Большого красного пятна5.

Кроме того, при обработке данных приходится постулировать верность теории о движении Галлилеевых спутников вокруг центра Юпитера. Для точных вычислений большой проблемой является также учет ускорения, имеющего негравитационный характер5.

По характеру гравитационного поля также можно судить о внутреннем строении планеты6.

Похожие статьи




Радионаблюдения - Юпитер среди планет Солнечной системы

Предыдущая | Следующая