Юпитер - Струкура и исследование планет-гигантов

Это самая большая планета Солнечной системы. Его масса в 318 раз больше земной, а объем в 1 300 с лишним раз больше земного, и составляет около 1/1 050 массы Солнца. Экваториальный радиус Юпитера равен 71 400 км (в 11,2 раза больше земного). Полярный радиус заметно меньше экваториального и равен 66 900 км, т. е. сжатие планеты велико (? = 1/16). Гравитационное ускорение около 2 500 см/с2. Средняя плотность 1,3 г/см3 (почти в четыре раза меньше земной).

Угловой диаметр Юпитера - около 40". На диске видно множество деталей, но среди них нет ни одной постоянной. Есть некоторое число деталей, которые наблюдаются в течение столетий, но их положение и вид изменяются.

Несомненно, что видимая "поверхность" Юпитера представляет собой облачный покров. Наиболее заметны темные красноватые Полосы, вытянутые параллельно экватору. Светлые промежутки между ними называются Зонами. Зоны и полосы расчленяются на отдельные пятна различного вида и формы.

В 1878 г. на широте 20° было обнаружено образование, названное позднее Большим Красным Пятном. Впоследствии оно уменьшало свою интенсивность, затем несколько увеличивало, но всегда оставалось более слабым, чем в момент открытия. Просмотр старых зарисовок показал, что его наблюдали еще в XVII в., не обращая на него особого внимания.

Период вращения, определенный по движению деталей, которые расположены на разных широтах, зависит от их широты, аналогично тому, как это имеет место на Солнце. Период вращения увеличивается с ростом широты.

Полосатая структура диска Юпитера является следствием преимущественно зонального (т. е. ориентированного вдоль параллелей) направления ветра в атмосфере Юпитера. Механизм, который приводит в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как 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 наиболее 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 105 лет). Вероятно, Большое Красное Пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера, полученные при помощи аппаратуры, установленной на космических аппаратах, показали, что Большое Красное Пятно не является единственным образованием такого типа: найдено несколько устойчивых красных пятен меньшего размера.

Основные компоненты атмосферы - молекулярный водород H2 и He. Имеется множество малых составляющих (метан, аммиак и др.). по-видимому, элементный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается существенно от солнечного.

Полное давление у верхней границы облачного слоя составляет около 0,5 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верхний ярус состоит из кристалликов аммиака NH3, ниже должны быть расположены облака из кристаллов льда и капелек воды.

Поток внутреннего тепла на единицу площади примерно равен потоку, получаемому от Солнца. В этом отношении (большой поток внутреннего тепла) Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земной группы. 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 энергия пыли и газа, образующих планету, должна была переходить в кинетическую и затем в тепловую энергию.

Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400 К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км - около 1 200 К.

Токи в жидких недрах Юпитера генерируют мощное магнитное поле - около 10 Э вблизи видимой поверхности планеты.

Юпитер имеет 18 спутников и тонкое кольцо.

В 1995 г. был выведен на орбиту "Галилео" - искусственный спутник Юпитера и, кроме того, в атмосферу вошел зонд, при помощи которого были поведены прямые измерения температуры, давления, химического состава, характеристик аэрозольной среды, освещенности.

Похожие статьи




Юпитер - Струкура и исследование планет-гигантов

Предыдущая | Следующая