Гималия
Ганимед, Каллисто, Ио и Европа – крупнейшие из спутников Юпитера. Остальные и открыты были позже, и размеры имеют менее впечатляющие. Так диаметр Гималии составляет около 183 километров.
Она названа именем ничем непримечательной нимфы, одной из многочисленных любовниц Зевса. Зато спутник – более чем примечательный. Во-первых, он один из самых крупных нерегулярных спутников, что уже выделяет его из общего списка.
А ещё Гималия – крупнейший спутник так называемой «группы Гималии», в которую входят кроме неё ещё три: Леда, Лиситея и Элара. Они движутся по близким орбитам и, скорее всего, имеют общее происхождение.
Перечислять большие спутники Юпитера можно ещё очень и очень долго, ведь их более полусотни. Но о самых крупных мы уже рассказали, а значит, на этом можно ставить точку.
Орбитальные параметры
Институт космических исследований Академии наук РФ приводит в таблице информацию относительно сателлитов газового гиганта:
Наименование спутника | Большая полуось (км) | Орбитальный период (сут) | Год открытия |
Галилеевы спутники (главные) | |||
Иo | 421 700 | +1,77 | 1610 |
Кaллисто | 1 882 709 | +16,69 | 1610 |
Гaнимeд | 1 070 412 | +7,15 | 1610 |
Eвропа | 671 034 | +3,55 | 1610 |
Группа Амальтеи (внутренние) | |||
Метис | 127 690 | +7 ч 4 м 29 с | 1980 |
Адрастея | 128 690 | +7 ч 9м 30 с | 1979 |
Амальтея | 181 366 | +11 ч 57 м 23 с | 1892 |
Фива | 221 889 | + 16 ч 11 м 17 с | 1979 |
Группа Карло (внешние, нерегулярные) | |||
Карло | 17 144 873 | +458,62 | 2003 |
Группа Гималии (ближние внешние, нерегулярные) | |||
Леда | 11 187 781 | +241,75 | 1974 |
Гималия | 11 451 971 | +250,37 | 1904 |
Лиситея | 11 740 560 | +259,89 | 1938 |
Элара | 11 788 034 | +261,14 | 1905 |
Газовый гигант обладает мощной гравитацией и магнитным полем, что объясняет большое количество его спутников. Каждый из сателлитов представляет собой объект для научных исследований. Процесс изучения затрудняют расстояние и несовершенные технологии, поэтому наука не может ответить, сколько точно спутников у Юпитера. Однако с развитием прогресса у человечества появляется все больше информации.
Атмосфера и температура
По оценке учёных, в атмосфере содержится много простых соединений (воды, аммиака, сероводорода, метана и фосфина). Таким образом, атмосфера включает в себя большое количество углерода, азота и серы и, предположительно, в ней присутствует кислород. Но по больше й части она состоит из водорода и гелия.
Более того, Юпитер богаче на инертные газы, криптон, ксенон и аргон, нежели Солнце.
Вероятно, что химический состав газовой оболочки на отдельных участках отличается друг от друга. Поскольку по цвету они также различаются. К примеру, существуют, так называемые, сухие и мокрые районы, где разная концентрация водяного пара.
Стоит отметить, что юпитерская атмосфера по структуре напоминает земную. Она также имеет слои: экзосфера, термосфера, стратосфера, тропопауза и тропосфера. Хотя в отличие от нашей планеты отсутствует мезосфера и, соответственно, мезопауза.
Причем нагрев этих слоёв неравномерный. Так, например, верхние области сильно нагреты. Однако их температура понижается к тропопаузе, а давление при этом повышается. А затем и температура, и давление вновь увеличиваются в самых нижних слоях.
Кроме того, атмосферные пояса и зоны подразделяются на экваториальные, тропические, умеренные и полярные. Между ними действует сильная турбулентность, то есть колебания потоков. Что приводит к сильнейшим ветрам, скорость которых может достигать более 600 км/час.
Атмосфера Юпитера
Полосы в атмосфере
Юпитер по внешнему виду очень отличается от других планет. Главным образом из-за характерных полос. Возможно, они возникли в результате конвекции (нагревания и остывания), а также то подниманию, то опусканию слоёв.
Не так давно учёные предположили, что появление полос связано с воздействием на планету её спутников. По данной гипотезе, притяжение спутниковых объектов образовало целые столбы веществ, при вращении которых и произошло формирование своеобразных полосовых линий.
Большое красное пятно — вихревое образование овальной формы, находящееся в южной стороне тропической зоны. Сейчас его размер 15*30 тысяч км. Это особый продолжительный ураган, где вещество в центре вращается по часовой стрелке, а по краям у него противоположное направление. Оно делает полный оборот за 6 земных дней. А вот красный окрас пятна до сих пор является загадкой для учёных. Вероятно, он связан с содержанием фосфора, но это не точно.
Вдобавок, существует Малое красное пятно — вихрь, состоящий из двух небольших белых облаков.
Большое красное пятно
Помимо этого, изучая вихревые образования, в их центре обнаружили повышенное давление. По снимкам, полученным с космических зондов, заметили вспышки молний огромных размеров, которые намного мощнее земных.
К удивлению, при радиоизмерении Юпитера оказалось, что в тех местах, куда на него падают тени от спутников, температура не уменьшается, а напротив, растёт.
Спутники несостоявшейся звезды
Визуализация движения спутников Юпитера
На сегодняшний день их количество оценивается цифрой 79, но она достаточно условна и ученые говорят, что фактически их не меньше ста. 50 спутников уже имеют собственные имена – по традиции их называют женскими именами в честь возлюбленных и многочисленных дочерей Юпитера (Зевса). Божества в древние времена особой нравственностью и разборчивостью не отличались, поэтому среди сателлитов Юпитера оказался и Ганимед – прекрасный юноша, понравившийся всемогущему громовержцу и потому похищенный им. Остальные 29 небесных тел, открытые относительно недавно, собственных имен пока не имеют.
Классификация спутников
Сателлиты планеты делят на главные, внутренние и внешние. К первым относят наиболее крупные луны. Ко вторым — небесные тела небольших размеров, вращающиеся близко к условной поверхности планеты. Орбиты главных лун идут следом, на расстоянии 20 радиусов от гиганта. Внешние спутники вращаются еще дальше, на дистанции до 50 млн км от центра.
Внутренние и внешние
Внутренние луны вращаются по круговым орбитам в экваториальной плоскости гиганта. В их перечень входят три небольших тела радиусом 20-250 км и Амальтея. Наиболее близкими к гиганту являются Метида и Адрастея, перемещающиеся по правильным орбитам по соседству с внешним краем колец.
Более многочисленной группой сателлитов является внешняя (в наличии как минимум 59 объектов). Она состоит из тел неправильной формы, размеры которых не превышают 170 км. Движение происходит по эллиптическим орбитам, при этом небесные тела имеют наклон к плоскости экватора. Некоторые перемещаются в ретроградном направлении, противоположном тому, в котором движутся планета и ее луны.
Амальтея — внутренний спутник Юпитера. Credit: artefact-2007.blogspot.com.
Часть внешних спутников движется рядом, по близким орбитам. Это позволяет предположить, что ранее они были частью единого тела, которое раскололось в результате столкновения с другим объектом космоса.
Нерегулярные объекты
В подгруппу входят небольшие по габаритам тела, вращающиеся по эксцентрическим орбитам на дальнем расстоянии от центра планеты. Они сформировались при ударах сателлитов больших размеров или были притянуты гравитацией Юпитера. С момента образования они мало изменились, поэтому несут информацию о природе Солнечной системы.
Галилеевские спутники
Группа главных лун, которые сформировались одновременно с гигантом, но напоминают планеты земной группы. Они движутся по круговым орбитам на расстоянии от 420 тыс. до 2 млн км от центра планетарного ядра. В порядке удаления от планеты вращаются Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. По размерам они минимум в 1,5 раза больше земной Луны.
Периоды вращения описанных спутников по орбитам соотносятся как 1/2/4/8, что является следствием резонанса. Под влиянием приливных сил, вызванных крупными спутниками, движение гиганта вокруг собственной оси тормозится. Осевое вращение сателлитов также нарушается, поэтому они обращены к планете только одной стороной.
Галилеевские спутники Юпитера. Credit: mirkosmosa.ru.
Спутник Каллисто
По размерам и массе, а также внутреннему строению Каллисто близок к Ганимеду. Это последний, т.е. наиболее удаленный от Юпитера и наименее
яркий из галилеевых спутников. Среднее расстояние Каллисто от Юпитера составляет 1883000 км. поверхность Каллисто покрыта льдом, под которым может находиться
жидкий солёный океан. Мантия Каллисто представляет собой смесь льда и минералов. По направлению к центру количество льда убывает. Магнитное поле у Каллисто
отсутствует, что может означать отсутствие сплошного металлического ядра. Ядро этого спутника состоит, вероятно, в основном из минералов в смеси с металлами.
Поверхность Каллисто покрыта бо́льшим, чем на других галилеевых спутниках количеством кратеров различных размеров. Среди кратеров особо выделяется
углубление диаметром около 600 км, которое обнаружено благодаря своему более светлому тону. Вероятно, такое углубление могло появиться в результате
столкновения Каллисто с крупным небесным телом в ту эпоху, когда поверхность спутника была ещё недостаточно твёрдой. Как и у Ганимеда, основную массу
спутника Каллисто составляют вода, лёд и включения минералов. Этим объясняется невысокая средняя плотность его вещества — 1,86 (г/см³).
Измерение скорости света
В XVII веке ученые не имели точного представления о конечности скорости света, поэтому важно было экспериментально узнать, как он распространяется — мгновенно или все-таки нет. Спутники Юпитера смогли помочь решить эту задачу
Если бы световые волны от любых источников распространялись мгновенно, то расположение небесных тел на небе, зафиксированное наблюдателем, полностью бы соответствовало фактическому. Если же это излучение имеет конечную скорость, то реальная картина будет искажена за счет разной удаленности рассматриваемых объектов.
В 1675 году датчанин Оле Ремер, провел расчеты местоположения сателлитов Юпитера для двух случаев: первый — Земля и газовый гигант находятся по одну сторону от Солнца, второй — по разные. Выявив расхождения расчетов и наблюдений, он пришел к правильному выводу, что скорость света имеет конечное значение, но точно вычислить ее не смог по причине отсутствия в тот период времени точных данных по удаленности орбит Земли и Юпитера от Солнца.
Cамый далекий аппарат на солнечных батареях
Создать такой корабль — дорогого стоит.
Обычно космический аппарат плывет во внешнюю солнечную систему на радиоактивном источнике энергии, но «Юнона» полагается на три гигантских солнечных панели для сбора энергии солнца. Каждая из этих панелей 8,9 метра в длину и 24 квадратных метров площадью. «Юнона» может использовать солнечную энергию, поскольку девять ее научных инструментов крайне энергоэффективны, а ее орбита вокруг Юпитера никогда не заводит ее в тень планеты, то есть, ее собирающие энергию ячейки всегда направлены к солнцу.
Жизнь «Юноны» закончится в 2018 году вместе с погружением в Юпитер
Но это будет уже не первый космический аппарат, погибший внутри Юпитера: космический зонд «Галилей», который вращался вокруг гигантской планеты с 1995 по 2003 год, завершил свою миссию в аналогичной манере. Зачем уничтожать космический аппарат таким образом? NASA хочет избежать любой возможности столкновения отработанного аппарата с одним из спутников Юпитера (с Европой, например) и загрязнения его земными микробами.
Вы тоже можете исследовать Юпитер с помощью «Юноны»
В ближайшее время любой с интернет-соединением может проголосовать, куда направить инструмент JunoCam во время прохода «Юноны» по научным орбитам, а значит и выбрать, какие снимки этой планетарной системы отправятся на Землю.
«Юнона» увидит самые мощные полярные сияния в Солнечной системе
Такая вот красота.
Юпитер обладает самым мощным магнитным полем из всех планет Солнечной системы, и его полярные сияния соответствуют этому, иногда превышая по ширине Землю во много раз. Составляя карту магнитного поля Юпитера, космический аппарат увидит, как именно рождаются эти впечатляющие световые шоу.
«Юнона» попытается ответить на вопрос: есть ли у Юпитера ядро?
Этот вопрос может показаться простым, но это не так. Ученые не знают, прячется ли твердая каменная поверхность под всеми этими прекрасными пятнами и полосами. Но думают, что нет. Основные теории говорят о том, что по мере того, как давление увеличивается в глубинах планеты, водород и гелий сжимаются в чрезвычайно экзотические формы — возможно, поэтому ядро планеты состоит из текучего металлического водорода.