Маса
Юпітер — найбільша планета Сонячної системи, газовий гігант. Його екваторіальний радіус дорівнює 71,4 тис. км[16], що в 11,2 рази перевищує радіус Землі[1].
Юпітер — єдина планета, для якої центр мас із Сонцем перебуває поза межами Сонця (на відстані приблизно 7%сонячного радіуса).
Маса Юпітера в 2,47 рази[17] перевищує сумарну масу всіх інших планет Сонячної системи, разом узятих[18], в 317, 8 разів — масу Землі[1] і приблизно в 1000 разів менше маси Сонця[16]. Густина (1326 кг/м³) приблизно дорівнює густині Сонця і в 4,16 разів поступається густині Землі (5515 кг/м³)[1]. Сила тяжіння на його поверхні (якою зазвичай вважають верхній шар хмар) більш ніж у 2,4 рази перевершує земну: тіло, яке має масу, наприклад, 100 кг[19], буде важити стільки ж, скільки на поверхні Землі важить тіло масою 240 кг[20]. Це відповідає прискоренню вільного падіння 24,79 м/с² на Юпітері (проти 9,80 м/с² для Землі)[1].
Більшість відомих наразі екзопланет можна порівняти з Юпітером за масою й розмірами, тому його маса (MJ) і радіус (RJ) широко застосовуються як одиниці виміру для відповідних характеристик екзопланет[21].
Атмосфера
Атмосфера Юпітера воднево-гелієва (співвідношення цих газів за обсягом: 89% водню й 11% гелію). Уся видима поверхня Юпітера — щільні хмари, розташовані на висоті близько 1000 км над «поверхнею», де газоподібний стан змінюється на рідкий і утворює численні шари жовто-коричневих, червоних і блакитнуватих відтінків. Інфрачервоний радіометр показав, що температура зовнішнього хмарного покриву становить −133°С. Конвективні потоки, що виносять внутрішнє тепло до поверхні, ззовні виявляються у вигляді світлих зон і темних поясів. На ділянках світлих зон відзначається підвищений тиск, що відповідає висхідним потокам. Хмари, що утворюють ці зони, розташовуються на вищому рівні (приблизно 20 км), а їхнє світле забарвлення пояснюється підвищеною концентрацією яскраво-білих кристалів аміаку. Темні хмари, що розташовуються нижче, складаються здебільшого з червоно-коричневих кристалів гідросульфіду амонію і мають вищу температуру. Ці структури являють собою ділянки спадних потоків. Зони і пояси мають різну швидкість руху в напрямку обертання Юпітера. Період обертання коливається від 9 год. 49 хв. на широті 23 градуси до 9 год. 56 хв. на широті 18 градусів північної ширини. Це призводить до існування стійких зональних чи плинних вітрів, що постійно дмуть вздовж екватора в одному напрямку. Швидкість у цій глобальній системі досягає від 50 до 150 м/с. На межах поясів і зон спостерігається сильна турбулентність, що приводить до утворення численних вихрових структур. Найвідомішим таким утворенням є Велика червона пляма, що спостерігається на поверхні Юпітера протягом останніх 300 років.
Велика Червона Пляма
Велика Червона Пляма — овальне утворення зі змінними розмірами, розташоване в південній тропічній зоні. Насправді це довготривалий вільний вихор (антициклон) в атмосфері Юпітера, що робить повний оберт за 6 земних діб і що характеризується, як і світлі зони, що сходять плинами в атмосфері. Хмари в ньому розташовані вище, а температура їх нижча, ніж у сусідніх областях поясів. У наш час[Коли?] «пляма» має розміри 15х30 тис. км, а сто років тому спостерігачі відзначали в 2 рази більші розміри. Іноді вона буває не дуже чітко видимою.
Кільця
Космічний апарат «Вояджер 1» у березні 1979 року вперше сфотографував систему слабких кілець, шириною близько 1000 км і товщиною не більш 30 км, що обертаються навколо Юпітера на відстані 57 000 км від хмарного покриву планети. На відміну від кілець Сатурна, кільця Юпітера темні (альбедо (відбивна здатність) — 0,05) і, ймовірно, складаються з дуже невеликих твердих часток метеорної природи. Частки кілець Юпітера, швидше за все, не залишаються в них довго (через перешкоди, створювані атмосферою й магнітним полем). Отже, раз кільця непостійні, то вони мають постійно поповнюватися. Невеликі супутники Метис і Адрастея, чиї орбіти лежать у межах кілець, — очевидні джерела таких поповнень. З Землі кільця Юпітера можуть бути помічені при спостереженні тільки в ІЧ-діапазоні.
Магнітне поле
Юпітер має величезне магнітне поле, що складається з двох компонетних полів: дипольного (як поле Землі), що сягає відстані до 1,5 млн км від Юпітера, і недипольного, що займає іншу частину магнітосфери. Напруженість магнітного поля на поверхні планети 10—15 ерстед, тобто в 20 разів більше, ніж на Землі. Магнітосфера Юпітера у напрямку від Сонця сягає на 650 млн км (за орбіту Сатурна!), але в напрямку до Сонця вона майже в 40 разів менша. Магнітне поле захоплює сонячний вітер, утворюючи на відстані 177 000 км від планети радіаційний пояс, приблизно в 10 разів потужніший від земного. Він розташований між кільцем Юпітера й найвищими шарами атмосфери.
Магнітометричні виміри показали істотні збурення магнітного поля Юпітера поблизу Європи й Каллісто, що не може бути пояснено існуванням у цих супутників внутрішнього ядра зферомагнітної речовини, оскільки в такому разі магнітне поле, спадаючи пропорційно кубу відстані від супутника, було б у вісім разів меншим. Одне з можливих пояснень — поява в оболонках планет вихрових електричних струмів, магнітне поле яких спотворює поле планети-гіганта. Ці струми можуть поширюватися в провідній рідині, наприклад у воді з солоністю37,5‰ (близько до солоності океанів Землі), що лежить під поверхнею небесного тіла; його існування на Європі вже майже доведено. Вихрові струми, що забезпечують спостережувані варіації магнітного поля, можуть утворюватися в шарі води товщиною трохи більше ніж 10 км.
Магнітосфера Юпітера утримує навколишню плазму у вузькому шарі, напівтовщина якого біля двох радіусів планети поблизу екватора еквівалентного магнітного диполя. Плазма обертається разом з Юпітером, періодично накриваючи його супутники. У системах відліку, зв'язаних із супутниками, магнітне поле пульсує з амплітудами 220 нТл (Європа) і 40 нТл (Каллісто), наводячи вихрові струми в провідних шарах супутників. Ці струми генерують вихрові магнітні поля також дипольної конфігурації, що накладаються на власні поля цих супутників. Періоди зміни магнітних полів становлять 11,1 і 10,1 годин для Європи й Каллісто, відповідно.
Внутрішня будова
Внутрішню будову Юпітера можна уявити у вигляді оболонок із густиною, що зростає в напрямку до центра планети. На дні атмосфери завтовшки 1500 км розташований шар газорідкого водню завтовшки близько 7000 км. На рівні 0,88 радіуса планети, де тиск становить 0,69 Мбар, а температура — 6200°С, водень переходить у рідкомолекулярний стан і ще через 8000 км — у рідкий металевий стан. Поряд з воднем і гелієм шари містять невелику кількість важких елементів. Внутрішнє ядро діаметром 25000 км — металосилікатне, із часткою води, аміаку й метану, оточене гелієм. Температура в центрі становить 23000 градусів, а тиск — 50 Мбар.
Вимірювання з КА підтвердили існування значного теплового потоку з надр Юпітера, хоча й трохи меншого, ніж за даними наземних спостережень. Тобто, Юпітер випромінює в космос приблизно вдвічі більше енергії, ніж одержує від Сонця. З цим пов'язано згадане перевищення ефективної температури над рівноважною. Механізм генерації внутрішнього тепла до кінця незрозумілий[Джерело?]. Вірогідними джерелами може бути стиснення (~1 мм на рік), що супроводжується виділенням гравітаційної енергії; безперервний перехід молекулярного водню в металевий; «осадження» гелію з воднево-гелієвого розчину і дрейф гелію до центру планети.
Комментариев нет:
Отправить комментарий