В 1664 году астрономы обнаружили на поверхности гиганта Большое красное пятно. Это был сильный шторм, который продолжается до сих пор.
Планета Юпитер на небе
Юпитер — самая большая планета Солнечной системы. Планета была названа древними римлянами в честь их верховного божества и ведет себя на небе соответствующим образом. Она движется вокруг звезд не спеша: на прохождение цикла зодиака уходит 12 лет! Неважно, когда вы наблюдаете Юпитер — он всегда сияет! Юпитер никогда не выглядит как обычная звезда на небе.
Видимость планеты начинается, когда она впервые появляется в утренних аврорах после верхнего соединения (когда планета проходит на небе за Солнцем). Хотя Юпитер большую часть времени движется в том же направлении, что и Солнце, по сравнению со звездами, то есть с запада на восток, он движется медленнее, чем Солнце. Отставая от дневной звезды, планета постепенно перемещается с утреннего на ночное небо в течение нескольких месяцев.
На самом деле, эта задержка очевидна, заметна. Если бы мы покинули Землю и посмотрели на Солнечную систему с другой стороны, то увидели бы, что это действительно Земля догоняет медленно движущийся Юпитер на его относительно короткой орбите вокруг Солнца.
Примерно через шесть месяцев после своего первого появления Юпитер находится в противостоянии с Солнцем. Это лучшее время для наблюдения за планетой невооруженным глазом и с помощью телескопа. К этому времени прямолинейное движение Юпитера уже сменилось на ретроградное или ретроградное. (Оппозиция происходит в середине ретроградной орбиты планеты. В этот момент яркое тело на фоне звезд движется слева направо). За четыре месяца планета делает на небе небольшой круг (около 10°), а затем продолжает свое медленное прямолинейное движение. Окончание его отступления знаменует вступление Юпитера в вечернее небо. Планету можно наблюдать только вечером в южном или западном направлении, опускающуюся под горизонт к полуночи. Через несколько месяцев видимость Юпитера заканчивается, и он исчезает на фоне вечерних сумерек.
Полный цикл видимости Юпитера длится почти год. Лучшее время для наблюдения планеты в вечернее и ночное время — около 6 месяцев.
Движение Юпитера на фоне созвездий
Юпитер совершает один оборот вокруг Солнца почти за 12 лет. Это означает, что на пересечение зодиакального созвездия уходит в среднем 1 год. На следующих изображениях показан пример движения Юпитера относительно созвездий в 2022 году.
Путь Юпитера по зодиакальным созвездиям с 1 января по 31 декабря 2022 г. Начало движения — справа, в созвездии Водолея. Большую часть времени Юпитер движется на фоне звезд в восточном направлении. Такое движение называется прямой линией. Отметки на линии показывают положение планеты каждые 30 дней. Видно, что весной планета переместилась из созвездия Водолея в созвездие Рыб. Также видно, что планета останавливается на небе в конце июля 2022 года и движется в обратном направлении, чтобы завершиться к концу года. Источник.
Вот пример движения Юпитера в течение года с показателями. Нажмите на изображение, чтобы увеличить его.
Подробный путь Юпитера относительно звезд в 2022 г. Маркеры указывают на дату достижения планетой этой точки, а в скобках — звездную величину планеты (условия видимости). Источник.
Как выглядит Юпитер на небе?
Юпитер — самая яркая планета в ночном небе после Венеры. Яркость планеты колеблется межд у-1,6 m и-2,9 m. Это означает, что Юпитер всегда ярче на небе, чем Сириус, самая яркая звезда. Со стороны она выглядит как большая, яркая белая или желтовато-белая звезда. Планета также хорошо видна в сумерках и на фоне рассвета или заката.
Яркий Юпитер на утреннем небе в июне 2022 г. Планета (в центре изображения) хорошо видна на рассвете. Сравните его яркость с яркостью тонких кос Луны и Венеры (оба ярких тела находятся слева на фоне рассвета). Фото: conemmil/asterisk.apod.com
Юпитер выделяется своим тихим, ровным свечением. Он не мерцает и не колеблется, как звезды. Даже низко над горизонтом Юпитер больше похож на далекий прожектор, чем на настоящую звезду.
Цвет Юпитера при наблюдении невооруженным глазом
Обычно цвет планеты для наблюдателя белый или желтовато-белый. Это естественный цвет Юпитера. Однако, когда планета находится низко над горизонтом, она может быть желтоватой или даже чисто желтой. Это связано с сильным рассеянием света в атмосфере Земли вблизи горизонта. По этой же причине на восходе или закате солнце может быть густо-желтым или даже красным, а луна — оранжевой.
Юпитер — лучистая планета
При наблюдении Юпитера на фоне темного неба кажется, что от Юпитера во все стороны исходят маленькие лучи света. (Возможно, именно поэтому древние греки называли планету Фаэтон, что означает «лучезарный»). Эти лучи не являются необычной особенностью планеты — точно такие же лучи светят от ярких звезд — но на Юпитере они особенно бросаются в глаза.
Лучезарное изображение планеты создается несовершенством хрусталика человеческого глаза. Когда мы смотрим на Юпитер через крошечное отверстие, открытое тонкой иглой, лучи исчезают, и он предстает перед нами в виде яркой точки.
Во время штормов в воды попадают сера, углеводороды, фосфор и другие вещества. В результате этого процесса образуются пятна разных цветов. Они помогают более тщательно изучать атмосферные явления на нашей планете.
Как увидеть Юпитер?
Самая большая планета Солнечной системы состоит из водорода и гелия, окружающих плотное, ледяное и каменистое ядро газового гиганта. Планета настолько велика, что наблюдатель с Земли может увидеть ее в обычный телескоп — отсюда Юпитер выглядит как яркая красноватая звезда; планету можно узнать по ее знаменитому «Большому красному пятну», которое является результатом сильного атмосферного давления и высоко висящих облаков.
«Большое красное пятно» Юпитера вызвано туманной и турбулентной атмосферой планеты. На самом деле это огромный и устойчивый циклон со скоростью ветра до 402 километров в час и продолжительностью не менее 300 лет», — рассказал Amazing Planets российский космонавт Сергей Рязанский.
Первая составная фотография Юпитера была сделана космическим аппаратом НАСА «Кассини» во время его сближения с планетой в 2000 году. Изображение состоит из двадцати семи отдельных кадров, которые показывают опытному зрителю мельчайшие детали, такие как красноватые и белые полосы, «Большое красное пятно» и овалы кремового цвета.
В отличие от планет земной группы, под облаками Юпитера нет твердой поверхности.
Хотите быть в курсе последних достижений науки и техники? Подписывайтесь на наш новостной канал Telegram! Так вы ничего не пропустите!
Впервые мир увидел изображения Юпитера в 1979 году, когда космические зонды «Вояджер-1» и «Вояджер-2» приблизились к воздушному гиганту. Сегодня оба космических аппарата находятся далеко от Земли, и в ближайшем будущем связь с ними будет потеряна. Приключения этих космических роверов подробно описаны здесь, рекомендую прочитать.
Облака и луны Юпитера
В 2007 году космический аппарат «Новые горизонты» передал на Землю изображения четырех крупнейших лун Юпитера. Ио, Европу, Ганимед и Каллию астрономы называют галилеевыми лунами. Они являются одними из самых крупных спутников в Солнечной системе и могут наблюдаться с помощью небольшого телескопа.
Лучший способ изучить Солнечную систему и ее планеты — это отправить в космос различные космические аппараты, включая зонды и телескопы. Благодаря этим изображениям мы также узнали об аврорах Юпитера во время солнечных бурь: когда потоки электронов попадают в атмосферу планеты, молекулы выделяют дополнительную энергию в виде света, создавая авроры.
Составное изображение Юпитера с помощью NIRCam
Другие облака, расположенные глубже в атмосфере Юпитера, на снимках окрашены в оттенки синего. «Большое красное пятно» также отражает солнечный свет, поэтому на снимках оно светится белым. Космический телескоп «Хаббл», который с тех пор был заменен космической обсерваторией «Джеймс Вебб», сделал большинство снимков газового гиганта.
«Джеймс Уэбб» сфотографировал Юпитер
Газовый гигант Сатурн, ближайший сосед Юпитера, является гордым обладателем ледяных колец, которые отличают его от других тел в нашей звездной системе. В телескоп можно увидеть кольца Сатурна, и, как и Юпитер, эта планета имеет десятки лун, вращающихся вокруг нее. Более того, теперь мы знаем, что кольца Юпитера существуют, даже если их трудно увидеть: Во-первых, у планеты их всего два, а во-вторых, они очень тонкие.
Стоит напомнить, что Webb оснащен инфракрасной камерой NIRcam, которая позволила запечатлеть Юпитер. В своей работе исследователи присвоили каждой длине волны инфракрасного излучения соответствующий видимый цвет: более длинные волны были преобразованы в красные, а более короткие — в синие.
Юпитер в инфракрасном спектре. Изображение, полученное камерой NIR космического телескопа Джеймса Уэбба.
Объединив несколько изображений, команда Уэбба получила потрясающую картину этого газообразного мира, который мы привыкли видеть в теплых тонах. Однако на новых снимках газовый гигант выглядит бледным и призрачным.
Ранее мы уже сообщали о достижениях нового космического телескопа «Джеймс Уэбб», не пропустите!
По данным спектроскопии, на поверхности Каллисто были обнаружены лед, углекислый газ, кремниевые соединения и органический материал. Рельеф сложный: есть кратеры, «цирки» — круглые структуры. Спутник окружен тонкой атмосферой из углекислого газа и ионосферой.
Размер
Визуальное сравнение размеров Земли и Юпитера.
Радиус Юпитера составляет 69 911 километров, что делает его самой большой планетой в Солнечной системе. Для сравнения, второе по величине небесное тело, Сатурн, имеет радиус 57 350 км.
Ученые объясняют размеры Юпитера тем, что он был первой планетой, сформировавшейся вблизи Солнца. Она поглотила большую часть материи и газов, существовавших вокруг Солнца миллиарды лет назад. Позже солнечный ветер начал разгонять все вокруг, но Юпитеру удалось удержать некоторые объекты вблизи себя.
Интересный факт: масса Юпитера в два раза превышает массу всех объектов Солнечной системы, кроме самой звезды.
Орбита Юпитера и других планет
Планета вращается вокруг Солнца по овальной орбите. Для совершения одного полного оборота вокруг Солнца требуется почти 12 земных лет. Его среднее расстояние от звезды составляет 778 миллионов километров. Его скорость в космосе составляет 46 800 км/ч, а вектор направления совпадает с большинством планет в системе. Только Венера и Уран движутся в противоположном направлении.
Физические характеристики Юпитера
Крупный план поверхности Юпитера
Поскольку Юпитер сочетает в себе характеристики многих планет, он обладает довольно интересными физическими свойствами:
- В верхнем слое облаков планеты давление составляет одну атмосферу, а температура поверхност и-107 градусов Цельсия; на глубине 146 километров давление увеличивается до 22 атмосфер, а температура повышается до +156 градусов Цельсия,
- Средний диаметр планеты составляет 139 822 километра, или 11 Земных шаров,
- а площадь его поверхности составляет 62,18 млрд. кв. км,
- Поскольку Юпитер — газовый гигант, его плотность довольно низкая: 1,33 г/куб. см,
- его гравитационное притяжение велико, ускорение под действием силы тяжести составляет 24,8 м/с,
- масса планеты составляет 1,898*E24, что в 318 раз больше массы Земли.
По многим параметрам Юпитер занимает первое место среди планет Солнечной системы.
Состав, поверхность и строение
Внутренняя структура Юпитера
Юпитер представляет собой смесь жидкости и газа. Атмосферный слой гиганта состоит в основном из водорода (92 %), остальное — гелий (8 %); фосфор, сера, этан, углерод, неон, сероводород и метан также составляют небольшую часть веществ над поверхностью.
Ниже атмосферы находится слой газообразного водорода, в котором также растворены гелий и другие вещества. Если углубиться в недра Юпитера, можно наткнуться на следующий слой планеты, который представляет собой жидкий водород с аналогичными примесями. А под ним находится слой металлического водорода. На самом деле газовый гигант состоит из слоев водорода в различных состояниях, содержащих другие вещества.
В центре небесного тела находится ядро, хотя ученые еще не смогли окончательно решить, является ли оно идеально круглым или каменистым. Его наличие было доказано в 1997 году, когда на Юпитере была обнаружена гравитация. По предварительной оценке, он состоит из жидкого металлического водорода и гелия, а его масса может составлять от 4 до 14% от массы планеты.
Считается, что в центре Юпитера температура составляет 35 700 градусов Цельсия, а давление — 4 500 ГПа. Для сравнения предположим, что температура поверхности составляет 67 градусов Цельсия, а давление — 10 бар. Следует уточнить, что это только теоретические данные и в реальности параметры могут быть совершенно другими. Эти значения можно определить только на основе изучения поверхности и осмотра планеты с большого расстояния, так как современные детекторы не могут приблизиться к верхнему слою из-за высокой радиации.
По данным спектроскопии, на поверхности Каллисто были обнаружены лед, углекислый газ, кремниевые соединения и органический материал. Рельеф сложный: есть кратеры, «цирки» — круглые структуры. Спутник окружен тонкой атмосферой из углекислого газа и ионосферой.
Размер и масса
Юпитер — самая большая планета, вращающаяся вокруг Солнца, газовый гигант. Его масса в 317 раз больше массы Земли, или 71% массы всех планет Солнечной системы.
Масса Юпитера в 317 раз превышает Земную и составляет 71% массы всех планет Солнечной системы.
Неизвестно, есть ли у Юпитера твердое ядро. Возможно, что наблюдения за Юноной дадут ответ на этот вопрос. Диаметр планеты составляет 139 822 километра, что в 11 раз больше размера Земли.
Спутники Юпитера
У планеты 67 спутников, но четыре из них, открытые Галилео Галилеем в 1610 году, представляют все больший интерес для ученых: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
Ио — спутник Юпитера, открытый Галилео Галилеем в 1610 году. На Ио насчитывается более 400 действующих вулканов, некоторые из которых выбрасывают сотни тысяч тонн серы, извергающейся на высоте 500 километров. Фотография с космического зонда «Галилео», 1999 год
Европа
Поверхность Европы состоит из льда, под которым находится тающий океан воды, где, возможно, в какой-то форме развивалась жизнь Фото Галилео, 2000 г.
Ганимед
Ганимед — самый большой спутник в Солнечной системе, его диаметр примерно на 8% больше, чем у планеты Меркурий. Существует предположение, что Ганимед также имеет океан под своим льдом. Фотография с космического зонда «Галилео», 1999 год
Каллисто
Каллисто — четвертый по удаленности от планеты спутник. Из-за низкого радиационного фона Каллисто считается наиболее подходящим местом для создания космической научной лаборатории в будущем. Фотография с космического зонда «Галилео», 1999 год
Один день (орбита вокруг земной оси) на Земле длится 10 часов; один год (орбита вокруг Солнца) длится 12 земных лет. ~ 12 земных лет.
Атмосфера Юпитера
Трехмерная атмосфера Юпитера состоит из 9/10 водорода и 1/10 гелия. Температура на поверхности составляет окол о-150°C, на глубине 150 км — +150°C, а ближе к центру она повышается до ~6000°C. Возможное ядро планеты, вероятно, в полтора раза больше Земли.
Первая составная фотография Юпитера была сделана космическим аппаратом НАСА «Кассини» во время его сближения с планетой в 2000 году. Изображение состоит из двадцати семи отдельных кадров, которые показывают опытному зрителю мельчайшие детали, такие как красноватые и белые полосы, «Большое красное пятно» и овалы кремового цвета.
Состав и строение поверхности
Юпитер состоит в основном из газообразной и жидкой материи. Структура Юпитера типична для газовых гигантов.
Внешний слой — это атмосфера. Внутренний слой состоит из водорода, атомных ядер и других химических веществ. Ядро, по-видимому, представляет собой смесь твердого металлического водорода и гелия. О существовании этой части планеты стало известно только в конце 1990-х годов. До этого астрономы имели другое представление о внутреннем устройстве планеты: Они предположили, что внутри происходит радиоактивный распад. Предполагалось, что ядро может быть в 12-45 раз тяжелее Земли и составлять от 4 до 14 % от общей массы планеты.
Давление и температура увеличиваются вблизи ядра. В ядре она может достигать 35700 °C. Давление в центре планеты достигает невероятных 4500 ГПа.
Орбита Юпитера
Наиболее важные особенности орбиты Юпитера:
- Расстояние от Солнца до перигелия составляет 740,5 миллионов километров,
- Расстояние между Солнцем и афелием составляет 816,5 миллионов километров,
- Полубольшая ось Юпитера составляет 778,5 миллионов километров,
- эксцентриситет равен 0,0487,
- средняя орбитальная скорость составляет 13 км/с.
Поскольку Юпитер имеет самый короткий орбитальный период среди всех планет Солнечной системы, полный «дуопитеев» год будет состоять из 10 475 таких дней. Орбита Юпитера длиннее земной, поэтому его расстояние от Солнца сильно варьируется.
Большое красное пятно
Это интересная особенность планеты. Пятно представляет собой сильный антициклон. Темно-красный цвет обусловлен частицами серы и аммиака, которые, в свою очередь, поступают из глубин атмосферы. Они темнеют и светлеют под воздействием солнечных лучей.
В настоящее время неизвестно, является ли эта точка постоянной или временной. Известно лишь, что впервые она была обнаружена астрономами в 1600 году. Предполагается, что через 20 лет он станет почти круглым и однажды просто исчезнет.
Красное пятно расположено в верхних слоях атмосферы. Его край вращается вокруг него со скоростью около 360 км/ч. Размер пятна составляет 12 000 км х 24 000 км. Он возвышается над облаками примерно на 8 км.
В 1892 году была открыта Альматея, пятый спутник Юпитера. Его наблюдал в телескоп Э. Бернард. Благодаря радиоволнам и их взаимодействию с объектами в космосе, в 1955 году удалось определить точную скорость вращения газового гиганта.
Соединение искусства и науки
Некоторые из этих результатов относятся одновременно к категории науки и искусства. Спустившись в ионосферу Юпитера, Juno использовал антенны прибора Waves для записи плазменных волн, которые были замедлены в 60 раз и издавали звуки газового гиганта. Чистые высокочастотные звуки, вероятно, вызваны взаимодействием Juno с ионосферой, но этот вопрос требует дальнейшего изучения.
И, конечно, невозможно не восхититься изображениями, которые мы можем наблюдать благодаря оптической камере JunoCam. Здесь, например, можно увидеть изображение южного полюса Юпитера, которое было сшито из нескольких снимков. На самом деле полюса освещены лишь наполовину из-за малого наклона оси вращения планеты, но благодаря обработке изображений энтузиастами мы можем увидеть полюс во всей его красе.
NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles
И здесь хорошо виден магнитный полюс планеты и ось вращения. Как и Земля, они находятся недалеко друг от друга.
Полноразмерное изображение, коллаж из _CLEAR_, изображение NASA.
А на этой фотографии мы видим волны облаков вокруг 38-й параллели. Яркие, плоские облака — это штормовые линии, образованные атмосферным холодным фронтом. Их ширина составляет около 25 километров. На Земле штормовые линии перед холодным фронтом создают сильные нисходящие потоки и снопы ветра, которые очень опасны для самолетов. Белый цвет облаков указывает на то, что они состоят из воды и/или аммиачного льда.
Фото в натуральную величину, источник: НАСА
Каждый слой планеты имеет определенную температуру. Даже в пределах одного слоя он может значительно изменяться в зависимости от условий. А поскольку Юпитер невозможно детально изучить из-за его высокой радиации, ученые иногда могут лишь догадываться о тепловых условиях в том или ином регионе.
Юпитер с севера на юг
Так выглядит Juno, когда он завершает движение по орбите вокруг Юпитера от полюса к полюсу. Газовый гигант состоит из тех же основных компонентов, что и Солнце — в основном из водорода и гелия. Имея 69 спутников, он представляет собой Солнечную систему в миниатюре. Ученые надеются, что масштабное исследование его поверхности может пролить свет на происхождение нашей Солнечной системы и обеспечить лучшее понимание Вселенной в целом.
Кликабельное изображение
Юпитер в истинном цвете
Цветокорректированные изображения Юпитера в том виде, в котором мы привыкли его видеть, безусловно, являются, что называется, эффектным зрелищем, привлекающим внимание публики. Но есть и довольно подробные изображения планеты в ее естественном цвете. Да, он выглядит менее эффектно и больше похож на гигантское коричнево-кремовое изображение.
Атмосфера в контрасте
Следующие снимки были сделаны Юноной на расстоянии, примерно равном диаметру Земли. Яркие пятна в толстых полосах Юпитера могут быть выбросами газов, содержащих серу и фосфор, из более теплых слоев атмосферы Юпитера. Эти облачные образования окружают планету огромными потоками, совсем как на Земле. Это как картина Ван Гога.
