Самая большая планета Солнечной системы

, Вселенная  •  268

Атмосфера Юпитера имеет температуру 120 градусов Кельвина (-153 градуса Цельсия) и состоит преимущественно из молекул водорода (90%) и гелия (около 10%) с примесями соединений водорода (типа метана и аммония). Астрономам затруднительно объяснить наличие голубых, оранжевых, коричневых полос и оранжево-розовое «Красное Пятно». Дело в том, что при такой невысокой температуре атмосфера Юпитера должна быть бесцветной! Предполагают, что более красочные водородные соединения поднимаются из теплых слоев атмосферы, окрашивая верхний холодный слой. С другой стороны, цвет облаков можно объяснить очень небольшими примесями соединений серы. Различные цвета показывают облака, находящиеся на разных высотах. Так, голубая окраска — это низкие облака, красные – высокие. Темные полосы называются пояса, светлые — зоны. Кроме поясов и зон аппараты «Вояджер» открыли запутанные вихри, кото-рые видны на этом фото, полученном «Вояджером»-1 (1979). Окраска этих облаков постоянно меняется.

Этот впечатляющий вид Большого Красного Пятна и его окресностей на Юпитере был получен Вояджером-1 25.02.79, когда он пролетал на расстоянии 9.2 млн км от планеты. Детали облаков ~160 км в поперечнике. Красочное волнистое облако слева от Красного Пятна — это область c чрезвычайно сложным и переменым волновым движением.

Эту замечательную картинку можно считать самым четким изображением всего газового гиганта из всех когда-либо полученных с Земли. Изображение было получено на опытном образце инструмента, известного как MAD (Multi-conjugate Adaptive optics Demonstrator — Демонстратор мульти-сопряженной адаптивной оптики), установленном на одном из 8-метровых Очень больших телескопов Южной Европейской обсерватории в Чили. Работая в инфракрасном диапазоне, инструмент MAD уменьшает влияние атмосферной турбулентности, ограничивающей возможности наземных телескопов. С помощью нескольких опорных звезд и деформируе-мых зеркал удается отследить искажения изображений, вносимые земной атмосферой, и исправить их. Водород и метан в плотной атмосфере Юпитера поглощают свет в инфракрасном диапазоне. На картинке можно рассмотреть детали размером около 300 км. Эта многообещающая техника может также применяться для получения изображений других протяженных объектов, таких как звездные скопления и туманности. Ноябрь 2008 года.

Грозовые тучи, подобные дождевым облакам на Земле, бывают и на Юпитере. На мозаике изображений показана область вблизи края буйствующего Большого Красного Пятна. По наблюдениям аппара-та «Галилео» размеры Пятна составляли 2- 3 диаметра Земли. На фото разные условные цвета представляют высоту. Низкие облака окрашены в голубой цвет, высокие толстые облака — в белый, высокие тонкие — в розовый. В обведенной в рамку области видны высокие облака, подобные грозовым тучам на Земле. Ученые считают, что эти облака являются доказательством того, что в некоторых областях атмосферы Юпитера есть вода. На Земле водяные испарения играют важную роль в направлении ветров, что также может иметь место и на Юпитере, где ветры достигают скоростей 480 км/час.

На картинке представлена мозаика, составленная из снимков «Галилео», на которой подробно изображены кружащиеся облака и толстый слой стратосферного тумана атмосферы Юпитера — самой большой планеты Солнечной системы. Условные цвета мозаики показывают высоту облаков: красный цвет — это самые верхние облака протяженной атмосферы гиганта, голубой цвет — более низкие облака. На кар-тинке направление на север вверх, центр картинки соответствует примерно 50o северной широты Юпитера, край планеты находится за правым верхним углом картинки. На луче зрения, направленном на лимб планеты, виден высокоширотный красный туман. Почему этот туман имеет красный цвет? Возможно, это выметенные магнитосферой Юпитера электроны и другие заряженные частицы, которые летят вдоль маг-нитных силовых линий и бомбардируют атмосферу вблизи полюсов планеты. Заряженные магнитосферные частицы являются также причиной возникновения полярных сияний.

В 1993 году необычная цепочка кусочков кометы была открыта около Юпитера. Из-за необычного вида комета Шумейкера-Леви-9 вскоре стала предметом множества научных исследований. Исследования показали, что Солнце искривило орбиту кометы Шумейкера-Леви так, что она столкнулась с Юпитером в июле 1994 года. Предсказания оказались верными. На картинке показано место соударения фрагмента G кометы с верхними облаками Юпитера. Размер темного внешнего кольца соответствует размеру Земли. Поскольку Юпитер состоит преимущественно из газа, комета расплавилась и испарилась еще до того, как ушла на глубину в атмосфере Юпитера.

Газовая планета-гигант Юпитер является самой крупной планетой Солнечной системы. Масса Юпитера составляет ~320 земных масс. Юпитер славится своими устойчивыми экваториальными поясами облаков, которые видны даже в небольшие телескопы. Темные и светлые полосы облаков формируются экваториальными ветрами, скорость которых достигает 500 км/час! При этом при приближении к полюсам Юпитера структура облаков становится более скрученой и похожей на мозги человека! Это хорошо видно на фото — мозаике изображений корабля Кассини. Это удивительное изменение облачной структуры все еще не до конца понятно, однако предполагается, что это может быть обусловлено быстрым вращением Юпитера или конвекционными потоками, происходящими на больших широтах из-за переноса тепла внутри этой мас-сивной планеты. Это изображение было получено камерами корабля Кассини в декабре 2000 г. во время пролета мимо Юпитера на пути к Сатурну.

Что это за белые овалы, покрывающие Юпитер? Это шторма! Облака на Юпитере могут быстро кружиться в поднявшихся штормовых системах высокого давления. Такие штормовые системы враща-ются вокруг планеты. На картинке показаны белые овалы, расположенные недалеко от Большого Красного Пятна, и которые существуют на Юпитере уже с 1930 года. Большое Красное Пятно существует на Юпите-ре не менее 300 лет. Никто не знает, почему овалы живут так долго. Белые овалы на Юпитере ограничены окружными поясами, однако они могут взаимодействовать и образовывать области хаотических облаков.

На этом фото, полученном аппаратом Галилео, показана турбулентная область к западу от Большого Красного Пятна. Цвета на фото соответствуют высоте и толщине облаков: белые облака высокие и толстые, голубые — высокие и тонкие, красноватые — низкие. Край Большого Красного Пятна выглядит голубым и простирается на 10560 км вдоль лимба планеты. Западные ветры, отклоненные к северу циркуляцией внутри Большого Красного Пятна, сталкиваются с восточными ветрами на более высоких широтах и образуют турбулентные структуры. Предполагается, что в самом большом светлом вихре вблизи северозападной границы Красного Пятна имеет место восходящая конвекция и образование высотных облаков.

Уже почти 300 лет в полосатой атмосфере Юпитера в телескоп можно наблюдать огромную, похожую на водоворот циклоническую систему, известную как Большое Красное Пятно. В 2006 году возник еще один красный циклон. Было видно, что он образовался после слияния небольших, имеющих форму овала светлых ураганов, и затем приобрел странный красноватый оттенок. В 2008 на Юпитере появилось и третье красное пятно, которое снова образовалось из меньших белесоватых циклонов. Все три пятна видны на этом изображении, созданном на основании данных, полученных с помо-щью Широкоугольной и планетной камеры 2 на Космическом телескопе Хаббла 9-го и 10-го мая. Пятна возвышаются над окружающими облаками, и их красная окраска, вероятно, возникает в результате выноса ураганом вещества из более глубоких слоев и воздействия на него ультрафиолетового света. Однако пока точно неизвестно, какие химические процессы происходят в пятнах. Размер Большого Красного Пятна почти в два раза превосходит диаметр планеты Земля, а поперечник обеих новых пятен меньше диаметра Земли. Самое новое красное пятно находится левее (западнее) остальных, оно расположено в той же полосе облаков, что и Большое Красное Пятно, и движется к нему. Если это движение будет продолжаться, новое пятно встретится с гораздо большим ураганом в августе. Такое массовое появление красных пятен на Юпитере, вероятно, связано с крупномасштабным изменением климата: около экватора этого газового гиганта становится теплее.

Вы видите два подробных изображения древнего кружащегося шторма на Юпитере, которое называют Большим Красным Пятном. Оба изображения были получены с помощью космического телескопа им. Хаббла. Правое изображение получено 8 июля 2008. Изображения отслеживают развитие двух более новых штормов, которые выросли и стали похожего красного цвета. Один шторм — «Младшее Красное Пятно» — виден у нижнего края изображения, и второй, еще меньше — «Младенческое Красное Пятно». Было замечено, что Младшее Красное Пятно сформировалось в 2006 году, тогда как самое маленькое было обнаружено в начале этого года. Чтобы понять масштаб, напомним, что размер Большого Красного Пятна составляет почти 2 диаметра Земли. Младшее Красное Пятно двигается ниже Большого Красного Пятна горизонтально слева направо. А вот самое маленькое прошло Большое Красное Пятно насквозь и теперь появилось справа от него, ли-шившись формы. По предположению ученых, Младенческое Красное Пятно вернется обратно и сольется с Большым Пятном, став частью гигантского шторма.

Космический аппарат Новые Горизонты получил несколько великолепных изображений Юпитера в начале 2007 г. по пути к Плутону. Юпитер знаменит своим Большим Красным пятном, а также устойчивыми, параллельными экватору полосами облаков, которые можно увидеть даже в небольшой телескоп. Это изображение показывает область около терминатора Юпитера. Видно, что на этом газовом гиганте, вероятно, существует самое большое во всей нашей Солнечной системе разнообразие форм облаков. Около левого края находятся облака, ближайшие к южному полюсу Юпитера. Бурные водовороты и вихри видны здесь в темной области, которая опоясывает всю планету и называется поясом. Даже в светлых областях, называемых зонами, видны гигантские структуры, которые завершаются сложным волновым узором. Энергия, поддерживающая эти волны, вероятно, приходит из нижних слоев планеты. Новые Горизонты — это самый быстрый космический зонд из всех когда-либо запущенных, он мчится сквозь Солнечную систему и должен достичь Плутона в 2015 году.

На фото космического телескопа изображены северные и южные полярные сияния на Юпитере. Подобно полярным сияниям на Земле полярные сияния на Юпитере обусловлены стеканием заряженных частиц вдоль линий магнитного поля в атмосферу в районе северного и южного полюсов планеты. Однако магнитное поле Юпитера очень велико. Поэтому выброшенное с вулканического спутника Ио ионизованное вещество, залавливаемое магнитным полем Юпитера, создает сияния в тысячу раз интенсивнее, чем полярные сияния на Земле. Заряженные частицы с Ио стекают вдоль линий магнитного поля, образуя прямые «мосты», сходящие в атмосферу Юпитера. Горячие полярные пятна — следы магнитного поля размером 960 км и больше, располагаются над обла-ками Юпитера. Горячее пятно видно на обоих изображениях в виде кометопо-добной структуры вне колец полярных сияний. Изображения получены в ультрафиолетовом свете и представлены в условных цветах. Лимб Юпитера выглядит коричневым, а полярные сияния — белым и голубым.

Магнитное поле газового гиганта, подобно магнитному полю Земли, искривляет траектории заряженных частиц солнечного ветра, направляя их на полюса планеты. Попадая в атмосферу, эти частицы на время отрывают электроны от молекул газа, после чего электрическое поле возникших ионов притягивает электроны обратно и в результате рекомбинации – воссоединения электронов с ионами и восстановления исходных нейтральных молекул — как раз и излучаются полярные сияния. На фотографии с Космического телескопа имени Хаббла, сделанной в ультрафиолетовых лучах, полярные сияния выглядят как кольцеобразные пояса вокруг полюсов планеты. Полярные сияния на Юпитере отличаются от земных наличием ряда ярких полос и пятен, порождаемых трубками магнитного поля, что соединяют Юпитер с его крупнейшими спутниками. В данном конкретном случае яркая черточка у самого левого края и два ярких пятнышка — одно чуть пониже центра и другое справа от него — представляют собой ни что иное как следы Ио, Ганимеда и Европы, соответственно.

На Юпитере полярные сияния особенно огромны. Вы видите картинки, полученные космическим телескопом им. Хаббла. На картинках изображено это необычное свечение очень подробно. Полярные сияния на Юпитере связаны с его вулканическим спутником Ио. Вулканы Ио извергают вещество, часть которого ионизуется, захватывается магнитным полем Юпитера и выпадает на поверхность газового гиганта. Полярные сияния там в тысячи раз ярче, чем полярные сияния на Земле , и включают в себя особенные пятна. На картинках показано также, как полярные сияния вращаются вместе с Юпитером, тогда как полярные пятна синхронизированы с вращением Ио.

На этом изображении в искусственных цветах полосатый газовый гигант Юпитер затмевается сразу тремя своими лунами (28.03.04). Подобные события достаточно редки даже для планет-гигантов, обладающих многими спутниками. Изображение было получено в близком инфракрасном диапазоне одной из камер космического телескопа им. Хаббла. На нем видны тени следующих спутников Юпитера: Ганимеда (у левого края диска), Каллисто (у правого края) и Ио. Три черных пятна от них движутся по залитым солнцем верхушкам юпитерианских облаков. На этом снимке видны и сами спутники: Ио, как белое пятно вблизи центра фото, а выше и правее — синеватый Гнимед. На «сцене» отсутствует только Каллисто. Если посмотреть на эти события с поверхности Юпитера, то прохождения теней по диску превратятся в солнечные затмения, подобно тому, что происходит, когда по поверхности Земли бежит Лунная тень. История со-общает, что расчет моментов затмений спутников Юпитера позволил астроному Олафу Рёмеру (Ole Roemer) в 1676 году получить первые достаточно аккуратные оценки величины скорости света.

Для поиска колец вокруг Юпитера астрономы послали космический аппарат Вояджер, который и нашел эти тоненькие кольца в 1979 году. Кольца Юпитера отличаются от колец Сатурна. Яркие кольца Сатурна состоят из больших кусков камня и льда, тогда как кольца Юпитера — из мелких пылевых частиц. Такой их состав можно объяснить столкновениями крупных частиц с внутренними спутниками Сатурна. Цвета на картинке, которую Вы видите, не являются настоящими, т.к. это обработанная и усиленная компьютером реальная фотография. Все гигантские газовые планеты — Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун — имеют кольца.

Откуда у Юпитера кольца? Кольца Юпитера были открыты в 1979 году пролетающим мимо аппаратом Вояджер 1. Однако их происхождение все еще остается загадкой. По последним наблюдениям аппарата Галилео, который летает вокруг Юпитера, стало известно, что кольца образовались в результате бомбардировки метеоритными телами маленьких близких спутников. Когда метеорное тело ударяется, нап-ример, о маленькую Адрастею, оно испаряется, выпуская пыль и грязь на орбиту вокруг Юпитера. На картинке изображено затмение Солнца Юпитером с аппарата Галилео. Мельчайшие пылевые частицы высоко в атмосфере Юпитера, а также пылевые частицы, из которых состоят кольца, отражают солнечный свет и становятся видимыми.

Внутренний спутник, опоясывающее кольцо и полосы высоких облаков видны на этой мозаике инфракрасных изображений газово-го гиганта Юпитера. Спутник Метида диаметром 40 км и большой полуосью орбиты 128 000 км расположен в правом верхнем углу картинки. Метида находится внутри слабого тонкого кольца Юпитера и, может быть, является поставщиком вещества для кольца. Эти изображения были сделаны 17 сентября 1997 инструментом NICMOS (Камера для исследований в близком инфракрасном свете и многообъектный спектрометр) с борта космического телескопа им. Хаббла. На картинке также видны атмосферные структуры высоко над основными облаками Юпитера. Метан в атмосфере Юпитера поглощает близкий инфракрасный свет, поэтому более глубокие слои кажутся темными на этих длинах волн. Облака, лишенные атмосферного метана, выглядят яркими. Круглое темное пятно на яркой полосе облаков является дефектом изображения.

Почему мелкие частицы парят вокруг колец Юпитера? Эти частицы образуют ранее неизвестное гало, которое было открыто автоматическим кораблем Галилео. Галилео летает вокруг Юпитера. Галилео получил это изображение, когда он находился на обратной стороне Юпитера. Из этой точки из-за рассеянного солнечного света гало становится видимым. По количеству рассеянного света можно определить, что частицы гало очень мелкие — возможно в 100 раз меньше толщины человеческого волоса. Ученые полагают, что такие мелкие частицы живут года, и поэтому должны каким-то образом пополняться в древней системе колец Юпитера. Есть объяснение существования гало: электромагнитные поля вокруг Юпитера выталкивают мелкие заряженные частицы из плоскости колец. Картинка, которую Вы видите, представлена в условных цветах и специально растянута по вертикали, чтобы было хорошо видно гало.

Вообразите себе ураган, который длится 300 лет! Большое Красное Пятно на Юпитере дейс-твительно представляет собой гигантский штормовой циклон, в котором крутятся юпитерианские облака. Впервые это явление наблюдал итальянско-французский астроном Жан Доменико Кассини в 1655 году. В настоящее время, более 300 лет спустя, пятно видно неизмененным на этой мозаике, составленной из недавних снимков аппарата «Галилео». Большое Красное Пятно это холодная область с высоким давлением размером 2-3 планеты Земля. Внешний край Пятна вращается по часовой стрелке с периодом 6 дней. Сам Юпитер вращается с периодом 10 часов.

Огромные системы облаков на Юпитере крутятся, и недавно образованный овал, изображенный на фото, тоже. Этот новый овал образовался в начале 2006 года в результате столкновения двух маленьких овалов. Это не является чем-то особенным, чтобы два больших штормовых облака слились в один мощный ураган. И все же этот новый крутящийся шторм меньше по сравнению с Большим Красным Пятном.

Как выглядит огромный ураган сверху? На картинке Вы видите ураган на Юпитере, который называется Большое Красное Пятно. Изображение получено в 2007 автоматическим космическим кораблем «Галилео», движущимся вокруг Юпитера. Картинка составлена из снимков, сделанных камерами «Галилео» с использованием трех фильтров, и показывает, как будет выглядеть древняя вращающаяся систе-ма туч, если пролетать прямо над ней. Только не подлетайте слишком близко — помните, что Большое Красное Пятно на Юпитере это холодная область высокого давления шириной более двух диаметров Земли.

На Юпитере сталкиваются два гигантских урагана – размер каждого урагана превышает Землю! Никто не понимает что произойдет на этот раз. На фото показано инфракрасное изображение, полученное в обсерватории Джемини (Гавайские острова). В действительности красного цвета на фото пятна имеют белую окраску в силу условности цветовой гаммы, и потому что их верхушки возвышаются над средним уровнем обычных облаков. Голубой цвет характеризует облака, более низкие по сравнению с теми, которые выглядят белыми, тогда как красные — это более глубокие. Меньшее красное пятно иногда называют Младшее Красное Пятно или Овал БА, которое стало красным только в начале 2006 года (по неизвестным причинам). Если оба эти урагана выживут, они так и будут проходить мимо друг друга раз в несколько лет, так как проплывают по поверхности Юпитера с разной скоростью. Планируется продолжать тщательные наблюдения Младшего Пятна, чтобы отследить, останется ли оно красным вдали от Большого Красного Пятна.

На картинке изображены Юпитер, самая большая планета Солнечной системы, и Ио, ближайший к нему спутник. Ио является одним из четырех спутников Юпитера, открытых Галилеем в 1609 году. Слева на фото, на фоне облаков, покрывающих Юпитер, видно темное круглое пятно — тень от Ганимеда, самого большого спутника Юпитера. Юпитерианские облака образуют узор в виде светлых и темных полос. Эти облака состоят в основном из водорода и гелия. Однако интенсивная окраска свидетельствует о наличии в этих облаках небольшой примеси тяжелых элементов (таких как сера) или молекул, содержащих углерод.

Эта фото была получена в начале лета 1996 года космическим телескопом им. Хаббла. На ней виден вулканический спутник Ио (немного правее и выше центра картинки) и тень от него (черный кружок) на фоне облаков Юпитера. Диаметр тени Ио — 3620 км — примерно равен размерам самого спутника. Тень перемещается поверх закрученных облаков со скоростью 60800 км/час. С нашей точки зрения, изнутри Солнечной системы, можно видеть такие картинки, когда Юпитер, Ио и Солнце находятся на одной линии.

Насколько загрязнена верхняя атмосфера Юпитера? Для этого посмотрели в космический телескоп им. Хаббла на Юпитер, когда тот проходил перед своим спутником Ганимедом. Ганимед обращается вокруг Юпитера с недельным периодом, и хотя он постоянно проходит перед Юпитером или за ним, однако хорошее затмение случается реже. Такое затмение в удивительных подробностях было заснято в апреле 2007 года. Когда Ганимед находится вблизи лимба Юпитера, то отражает солнечный свет сквозь его верхнюю атмосферу, и это позволяет астрономам определить загрязненность атмосферы, посчитав долю поглощенного света в разных цветовых диапазонах. В процессе исследований была сделана в частности эта красивая картинка, на которой видны полосы облаков, опоясывающих Юпитер, и кружащиеся ураганы, среди которых Большое Красное Пятно. Хорошо видны детали темной ледяной поверхности Ганимеда. И Юпитер и Ганимед довольно яркие, поэтому можно наблюдать много затмений с поверхности Земли даже с использованием небольшого телескопа.

По мере того, как космический аппа-рат “Новые горизонты” летит по просторам Солнечной системы, его камеры делают захватывающие фото планет. В феврале 2007 года “Новые горизонты” пролетел мимо Юпитера и мимо его вечно активного спутника Ио. На картинке наложены с помощью компьютера два изображения: Юпитера и Ио. Юпитер заснят в трех полосах инфракрасного света, так что Большое красное пятно получилось белого цвета. В многослойной атмосфере Юпитера видны овалы, похожие на циклоны, вихри и опоясывающие планету полосы. Изображение Ио получено в естественных цветах. Совершенно случайно, в кадре оказался запечатленным выброс, поднимающийся из вулкана Тва-штар Ио. Поверхность спутника покрывает слой замороженной серной лавы. А под выбросом, рассеивающим голубой солнечный свет видна лава, светящаяся красным. Планируется, что автоматический корабль “Новые горизонты” прибудет к Плутону в 2015 году.


Рекомендуем почитать

Новости партнеров

Заказать славянские обереги