Магнитное поле
Рис. 2. Полярное сияние на Юпитере в УФ-излучении (снимок космического телескопа «Хаббл», 2000).
В жидкометаллич. слое текут сильные электрич. токи, создающие локальные и глобальное магнитные поля Ю. Ось дипольного магнитного поля планеты наклонена к оси вращения на 10°, причём у поля имеются также квадрупольные компоненты. Напряжённость магнитного поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 Э у сев. полюса и 10,7 Э – у южного. Ю. окружён ионосферой протяжённостью ок. 3000 км. При взаимодействии солнечного ветра с магнитным полем Ю. возникают самые большие в Солнечной системе полярные сияния (рис. 2). Протяжённые радиац. пояса Юпитера гораздо мощнее земных. Энергия электронов в радиац. поясах достигает 20 МэВ (что, в частности, приводит к необходимости дополнит. защиты КА и их приборов при исследовании спутников Ю.).
Ю. обладает необычным импульсным радиоизлучением в полосе частот 5–40 МГц. Ср. частота такого излучения составляет ок. 20 МГц, причём характер излучения близок к монохроматическому, а его яркостная темп-ра может достигать 1015 К.
Меркурий
Меркурий – это планета, которая располагается ближе всего к Солнцу. Расстояние это может составлять от 46 до 70 миллионов километров. Учитывая тот факт, что Меркурию требуется около 58 земных дней, чтобы обернуться на 360 градусов, стоит понимать, что на этой планете вы сможете увидеть рассвет только раз в 58 дней. Но для того чтобы описать круг около главного светила системы, Меркурию требуется всего 88 земных дней. Это означает, что год на этой планете длится примерно полтора дня.
Марк Цукерберг пообещал, что в Facebook теперь будет меньше политики
Торт «Сугробики» всегда украшает мой рождественский стол: рецепт
Геофизики назвали причину расширения Атлантического океана на 4 см в год
Общая характеристика
Масса Ю. 1,9·1027 кг (318 масс Земли). Большая полуось орбиты 5,204 а. е. (0,7785 млрд. км). Орбита наклонена к плоскости эклиптики под углом 1,03°, эксцентриситет орбиты 0,049. Сидерич. период обращения вокруг Солнца 11,86 земных лет, ср. орбитальная скорость 12,6 км/с. Ср. поток солнечного излучения на орбите Ю. 50 Вт/м2 (в 27 раз меньше, чем на Земле). Наклон экватора к орбите 3,13°. Экваториальный радиус Ю. (по верхней границе облачного слоя) 71492±4 км (ок. 10,54 радиуса Земли), полярное сжатие ок. 0,06. Ср. плотность 1326 кг/м3. Ю. имеет наименьший среди планет Солнечной системы сидерич. период вращения; он зависит от широты и составляет у экватора 9 ч 50 мин 30 с, на ср. широтах – 9 ч 55 мин 40 с. Ускорение свободного падения на экваторе 29,79 м/с2. Сферич. альбедо 0,343 (по Бонду). На Ю. приходится 71% совокупной массы планет Солнечной системы. Объём Ю. в 1317 раз больше земного.
Ю. излучает в пространство на 60% больше энергии, чем получает от Солнца (эффективная темп-ра планеты превышает равновесное значение). Высокий тепловой поток из недр Ю. образуется как за счёт чрезвычайно медленного (примерно на 2 см в год) сжатия планеты, так и за счёт запаса тепловой энергии, возникшей при её формировании.
Последние результаты исследований
Повышенная радиоактивность и интенсивное гравитационное поле осложняют изучение Юпитера. К этой планете было отправлено всего 2 аппарата — «Юнона» и Галилео». Кроме того, 7 спутников пролетали по траектории, позволившей им сделать снимки. Сейчас планируется отправка еще одного аппарата к этой далекой планете.
Полученные данные позволили определить точные размеры имеющихся на Юпитере крупных очагов штормов. Кроме того, благодаря исследованиям был выявлен химический состав и внутренние структуры. Были также получены данные об особенностях естественных спутников этой планеты.
Общие сведения о Юпитере
Размер планеты поистине впечатляет. Диаметр Юпитера больше земного почти в 11 раз и составляет 140 тыс. км. Масса газового гиганта – 1,9*1027, что больше суммарной массы всех остальных планет, спутников и астероидов Солнечной системы. Площадь поверхности Юпитера равняется 6,22*1010 кв.км. Чтобы осознать все величие гиганта стоит понимать, что только в Большом красном пятне в его атмосфере может поместиться 2 таких же планеты, как Земля.
Другой его уникальной чертой является количество спутников. На данный момент изучено 79 из них, но, по данным исследователей, общее число юпитерианских лун не менее ста. Все они названы в честь героев древнеримских и древнегреческих мифов, связанных с самым могущественным богом на пантеоне. К примеру, Ио и Европа – спутники, названные в честь возлюбленных древнегреческого бога-громовержца. Помимо спутников планета имеет систему планетарных колец, названную Кольца Юпитера.
Крупнейшая планета Солнечной системой является еще и самой старой. Ядро Юпитера сформировалось в течение миллиона лет после образования нашей системы. Пока твердотельные объекты медленно образовывались из пыли и протопланетных обломков, газовый гигант быстро разрастался до своих огромных размеров. За счет своей интенсивной аккреции планетарный исполин препятствовал проникновению дополнительного материала для построения всей звездной системы, чем объясняется малый размер объектов внутри ее.
Строение Юпитера
- Атмосфера, имеющая трехслойное строение: внешний чисто водородный слой, далее водородно-гелиевый (соотношение газов 9:1) и нижний слой аммиачных и водяных облаков.
- Водородная мантия глубиной до 50 тыс. км.
- Твердое ядро с массой, превышающей в 10 раз земную.
Достоверно химический
состав планеты определить на данный момент невозможно. Известно то, что
основными его компонентами являются водород и гелий, преходящие их
газообразного состояния в жидкое. Кроме них атмосфера планеты содержит
множество простых веществ и инертные газы. Характерную окраску юпитерианской газовой
оболочке придают соединения фосфора и серы.
Температура на Юпитере
Согласно данным радиоизмерений, при заходе космических аппаратов за диск Юпитера самая низкая температура в его атмосфере (80—120 К) достигается на уровне, где давление ~10 кПа. Между уровнями, соответствующими давлениям 1 и 10 кПа, лежит область температурной инверсии, и на уровне 1 кПа температура возрастает до 130—170 К. Эти данные удовлетворительно согласуются с измерениями температуры, проводившимися ИК-радиометрами. Согласно расчётам, мезосфера Юпитера в области давлений 0,1—100 Па характеризуется примерно постоянной температурой 180 К. В термосфере и экзосфере температура близка к средней электронной температуре, равной 800—1000 К. В атмосфере Юпитера примерно на уровне облаков зарегистрирована грозовая активность.
Противостояние
Противостояние Юпитера – это такое положение планеты, когда она находится на одной линии с Землёй и Солнцем. При этом Земля находится посередине. Во время противостояния газовый гигант предстаёт земному наблюдателю во всей красе. Дело в том, что благодаря такому положению, Солнце полностью освещает планету и при этом не слепит своим сиянием самого наблюдателя.
Противостояние
Для того чтобы своими глазами наблюдать за ближайшим к нам гигантом, достаточно узнать, через какой точный промежуток времени повторяются противостояния Юпитера. Период этот сравнительно небольшой – всего 399 суток. Так что, если даже пропустить недавнее противостояние Юпитера, ждать придётся чуть более года.
А наблюдать гигантскую планету, и даже её спутники, в этот особенный период на небосводе можно вооружившись самым простым биноклем.
https://youtube.com/watch?v=IvoXhaRcY1E
Уран
Уран – седьмая планета Солнечной системы. Он тяжелее Земли в 14,6 раз и больше по размерам в 4 раза. Ускорение свободного падения составляет 8,87 м/с2. Средняя плотность немного меньше, чем в Юпитера и, почти, в два раза больше чем в Сатурна.
Плоскость экватора наклонена к плоскости его орбиты на 97,86º. Он вращается «лёжа на боку, даже с чуть опущенной головой». Это уникальное явление в Солнечной системе. Вследствие чего на одном полюсе Урана ночь длится 42 земных года, а на противоположном полюсе 42 года – день. И наоборот. Только на экваторе, на узкой его части, происходит быстрая смена дня и ночи, и Солнце находиться очень низко над горизонтом.
Уран обладает самой холодной атмосферой, чем иные планеты гиганты. Температура там составляет – 224ºС.
Как и у других планет гигантов, атмосфера Урана состоит из молекулярного водорода и гелия и, в меньшей степени, из метана. Обнаружены следы присутствия этана, метилацетилена и диацетелена. Спектроскопия атмосферы Урана обнаружила в её составе следы водяного пара, углекислого и угарного газа. Предполагается, что в глубине атмосферы планеты должны существовать такие соединения как вода, сероводород и аммиак. Но до конца это предположение не доказано.
В центре Урана находиться каменное ядро, с радиусом около 20% от всего радиуса планеты. Плотность ядра достигает значения в 9 г/см3, давление в этой области должно достигать 800 ГПа., а температура равна 5000К. Выше ядра находиться ледяная мантия, занимающая 60% от общего радиуса. По большому счёту, «ледяная» — это громко сказано. Мантия Урана состоит из плотной и горячей жидкости, состоящей из смеси воды, аммиака и метана. Эту жидкость иногда называют «океаном водного аммиака».
Как и все планеты гиганты, Уран имеет большое число естественных спутников. Их у него 27. Крупнейшие из них – Миранда, Умбриэль, Оберон, Титания и Ариэль.
Атмосфера и строение
Полярное сияние над северным полюсом Сатурна. Сияния окрашены в голубой цвет, а лежащие внизу облака — в красный. Прямо под сияниями видно обнаруженное ранее шестиугольное облако
Верхние слои атмосферы Сатурна состоят на 96,3 % из водорода (по объёму) и на 3,25 % — из гелия (по сравнению с 10 % в атмосфере Юпитера). Имеются примеси метана, аммиака, фосфина, этана и некоторых других газов. Аммиачные облака в верхней части атмосферы мощнее юпитерианских. Облака нижней части атмосферы состоят из гидросульфида аммония (NH4SH) или воды.
По данным «Вояджеров», на Сатурне дуют сильные ветры, аппараты зарегистрировали скорости воздушных потоков 500 м/с. Ветра дуют в основном в восточном направлении (по направлению осевого вращения). Их сила ослабевает при удалении от экватора; при удалении от экватора появляются также и западные атмосферные течения. Ряд данных указывают, что циркуляция атмосферы происходит не только в слое верхних облаков, но и на глубине, по крайней мере, до 2 тыс. км. Кроме того, измерения «Вояджера-2» показали, что ветры в южном и северном полушариях симметричны относительно экватора. Есть предположение, что симметричные потоки как-то связаны под слоем видимой атмосферы.
В атмосфере Сатурна иногда появляются устойчивые образования, представляющие собой сверхмощные ураганы. Аналогичные объекты наблюдаются и на других газовых планетах Солнечной системы (Большое красное пятно на Юпитере, Большое тёмное пятно на Нептуне). Гигантский «Большой белый овал» появляется на Сатурне примерно один раз в 30 лет, в последний раз он наблюдался в 2010 году (менее крупные ураганы образуются чаще).
Британские астрономы обнаружили в атмосфере Сатурна новый тип полярного сияния, которое образует кольцо вокруг одного из полюсов планеты
В отличие от Юпитера полярные сияния Сатурна не связаны с неравномерностью вращения плазменного слоя во внешних частях магнитосферы планеты. Предположительно, они возникают из-за магнитного пересоединения под действием солнечного ветра. Форма и вид полярных сияний Сатурна сильно меняются с течением времени. Их расположение и яркость сильно связаны с давлением солнечного ветра: чем оно больше, тем сияния ярче и ближе к полюсу. Среднее значение мощности полярного сияния составляет 50 ГВт в диапазоне 80—170 нм (ультрафиолет) и 150—300 ГВт в диапазоне 3—4 мкм (инфракрасный).
Во время бурь и штормов на Сатурне наблюдаются мощные разряды молнии. Электромагнитная активность Сатурна, вызванная ими колеблется с годами от почти полного отсутствия до очень сильных электрических бурь.
28 декабря 2010 года «Кассини» сфотографировал шторм, напоминающий сигаретный дым. Ещё один, особенно мощный шторм, был зафиксирован 20 мая 2011 года.
Шестиугольное образование на северном полюсе
Гексагональное атмосферное образование на северном полюсе Сатурна
Странная структура облаков показана на инфракрасном изображении, полученном обращающимся вокруг Сатурна космическим аппаратом «Кассини» в октябре 2006 года. Изображения показывают, что шестиугольник оставался стабильным все 20 лет после полёта «Вояджера», причём шестиугольная структура облаков сохраняется во время их вращения. Отдельные облака на Земле могут иметь форму шестиугольника, но, в отличие от них, шестиугольник на Сатурне близок к правильному. Внутри него могут поместиться четыре Земли. Предполагается, что в районе гексагона имеется значительная неравномерность облачности. Области, в которых облачность практически отсутствует, имеют высоту до 75 км.
Полного объяснения этого явления пока нет, однако учёным удалось провести эксперимент, который довольно точно смоделировал эту атмосферную структуру. 30-литровый баллон с водой поставили на вращающуюся установку, причём внутри были размещены маленькие кольца, вращающиеся быстрее ёмкости. Чем больше была скорость кольца, тем больше форма вихря, который образовывался при совокупном вращении элементов установки, отличалась от круговой. В этом эксперименте был получен, в том числе, и 6-угольный вихрь.