Планета Юпитер и ее спутники

Реферат по астрономии

на тему : «Планеты Солнечной системы».

Что же окружает Юпитер ?

выполнил ученик 11 класса «Б»

школы-гимназии №226

Соколов Александр.

Оглавление:

Введение - 2 стр.

Атмосфера - 4 стр.

Кольцо Юпитера - 7 стр.

Внутренние и внешние - 8 стр.

спутники Юпитера

Введение.

Юпитер- вторая по яркости после Венеры планета Солнечной системы. Но если Венеру можно видеть только утром или

вечером ,то Юпитер иногда сверкает всю ночь. Из-за медленного,

величественного перемещения этой планеты древние греки дали

ей имя своего верховного бога Зевса ; в римском пантеоне ему

соответствовал Юпитер.

Дважды Юпитер сыграл важную роль в истории астрономии. Он стал первой планетой , у которой были открыты спутники . В 1610 г. Галилей , направив телескоп на Юпитер, заметил рядом с планетой четыре звёздочки , не видимые простым глазом . На сле-дующий день они изменили своё положение и относительно Юпите-ра , и относительно друг друга. Наблюдая за этими звёздами Гали-лей заключил , что наблюдает спутники Юпитера , образовавшиеся вокруг него как центрального светила .Это была уменьшенная мо-дель Солнечной системы . Быстрое и хорошо заметное перемещение галилеевых спутников Юпитера –Ио , Европы, Ганимеда и Калли-сто-делает их удобными « небесными часами», и моряки долгое время пользовались ими , чтобы определять положение корабля в открытом море .

В другой раз Юпитер и его спутники помогли решить одну из древнейших загадок: распространяется ли свет мгновенно или ско-рость его конечна? Регулярно наблюдая затмения спутников Юпи-тера и сравнивая эти данные с результатами предварительных расче-тов , датский астроном Оле Рёмер в 1675 г. обнаружил , что наблю-дения и вычисления расходятся , если Юпитер и Земля находятся по разные стороны Солнца . В этом случае затмения спутников запаз-дывают примерно на 1000 с. Рёмер пришёл к правильному выводу , что 1000 с. – это как раз , которое нужно свету ,чтобы пересечь ор-биту Земли по диаметру. Поскольку диаметр земной орбиты состав-ляет 300 млн. километров , скорость света оказывается близкой к 300000км./с.

Юпитер- это планета – гигант которая содержит в себе более 2/3 всей нашей планетной системы . Масса Юпитера равна 318 зем-ным. Его объем в 1300 раз больше , чем у Земли . Средняя плотность Юпитера 1330 кг/м^3, что сравнимо с плотностью воды и в четыре раза меньше , чем плотность Земли . Видимая поверхность планеты в 120 раз превосходит площадь Земли . Юпитер представляет собой гигантский шар из водорода , практически его химический состав совпадает с солнечным. А вот температура на Юпитере ужасающе низкая:-140 С.

Юпитер быстро вращается ( период вращения 9 ч. 55 мин. 29 с.). Из-за действия центробежных сил планета заметно расплющи-лась , и её полярный радиус стал на 4400 км меньше экваториально-го , равного 71400 км . Магнитное поле Юпитера в 12 раз сильнее земного .

Возле Юпитера побывало пять американских космических аппаратов : в 1973 г. – «Пионер-10» , в 1974 – «Пионер-11». В марте и в июле1979 г. его посетили более крупные и «умные» аппараты – «Вояджер-1 и –2».В декабре 1995 до него долетела межпланетная станция «Галилео», которая стала первым искусственным спутни-ком Юпитера и сбросила в его атмосферу зонд.

Совершим и мы небольшое мысленное путешествие вглубь Юпитера.

Атмосфера.

Атмосфера Юпитера представляет собой огромную бушую-щую часть планеты, состоящую из водорода и гелия. Механизм, приводящий в действие общую циркуляцию на Юпитере, такой же, как и на Земле: разность в количестве тепла, получаемого от Солнца на полюсах и экваторе, вызывает возникновение гидродинамических потоков, которые отклоняются в зональном направлении кориолисо-вой силой. При таком быстром вращении, как у Юпитера, линии то-ка практически параллельны экватору. Картина усложняется конвек-тивными движениями, которые более интенсивны на границах меж-ду гидродинамическими потоками, имеющими разную скорость. Конвективные движения выносят вверх окрашивающее вещество, присутствием которого объясняется слегка красноватый цвет Юпи-тера. В области темных полос конвективные движения наиболее сильны, и это объясняет их более интенсивную окраску.

Так же как и в земной атмосфере, на Юпитере могут форми-роваться циклоны. Оценки показывают, что крупные циклоны, если они образуются в атмосфере Юпитера, могут быть очень устойчивы (время жизни до 100 тысяч лет). Вероятно, Большое Красное пятно является примером такого циклона. Изображения Юпитера, полу-ченные при помощи аппаратуры, установленной на американских аппаратах «Пионер-10» и «Пионер-11», показали, что Красное пятно не является единственным образованием подобного типа: имеется несколько устойчивых красных пятен меньшего размера.

Спектроскопическими наблюдениями было установлено при-сутствие в атмосфере Юпитера молекулярного водорода, гелия, ме-тана, аммиака, этана, ацетилена и водяного пара. По-видимому, эле-ментный состав атмосферы (и всей планеты в целом) не отличается от солнечного (90% водорода, 9% гелия, 1% более тяжелых элемен-тов).

Полное давление у верхней границы облачного слоя состав-ляет около 1 атм. Облачный слой имеет сложную структуру. Верх-ний ярус состоит из кристаллов аммиака ниже, должны быть распо-ложен облака из кристаллов льда и капелек воды.

Инфракрасная яркостная температура Юпитера, измеренная в интервале 8 – 14 мк, равна в центре диска 128 – 130К. Если рас-смотреть температурные разрезы по центральному меридиану и эк-ватору, можно увидеть, что температура, измеренная на краю диска, ниже, чем в центре. Это можно объяснить следующим образом. На краю диска луч зрения идет наклонно, и эффективный излучающий уровень (то есть уровень, на котором достигается оптическая тол-щина =1) расположен в атмосфере на большей высоте, чем в цен-тре диска. Если температура в атмосфере падает с увеличением вы-соты, то яркость и температура на краю будут несколько меньше. Слой аммиака толщиной в несколько сантиметров (при нормальном давлении) уже практически непрозрачен для инфракрасного излуче-ния в интервале 8 – 14 мк. Отсюда следует, что инфракрасная ярко-стная температура Юпитера относится к довольно высоким слоям его атмосферы. Распределение интенсивности в полосах СН показы-вает, что температура облаков значительно больше (160 – 170К) При температуре ниже 170К аммиак (если его количество соответствует спектроскопическим наблюдениям) должен конденсироваться; по-этому предполагается, что облачный покров Юпитера, по крайней мере частично, состоит из аммиака. Метан конденсируется при бо-лее низких температурах и в образовании облаков на Юпитере при-нимать участие не может.

Яркостная температура 130К заметно выше, чем равновесная, то есть такая, которую должно иметь тело, светящееся только за счет переизлучения солнечной радиации. Расчеты, учитывающие измере-ние отражательной способности планеты приводят к равновесной температуре около 100К. Существенно, что величина яркостной температуры около 130К была получена не только в узком диапазо-не 8-14мк, но и далеко за его пределами. Таким образом, полное из-лучение Юпитера 2,9 раз превосходит энергию, получаемую от Солнца, и большая часть излучаемой им энергии обусловлена внут-ренним источником тепла. В этом смысле Юпитер ближе к звездам, чем к планетам земного типа. Однако источником внутренней энер-гии Юпитера не являются, конечно, ядерные реакции. По-видимому, излучается запас энергии, накопленный при гравитационном сжатии планеты (в процессе формирования планеты из протопланетной ту-манности гравитационная, когда гравитационная энергия пыли и га-за, образующих планету, должна переходить в кинетическую и затем в тепловую).

Наличие большого потока внутреннего тепла означает, что температура довольно быстро растет с глубиной. Согласно наиболее вероятным теоретическим моделям она достигает 400К на глубине 100 км ниже уровня верхней границы облаков, а на глубине 500 км – около 1200К. А расчеты внутреннего строения показывают, что ат-мосфера Юпитера очень глубокая – 10000 км, но надо отметить, что основная масса планеты (ниже этой границы) находится в жидком состоянии. Водород при этом находится в вырожденном, что то же самое, в металлическом состоянии (электроны оторваны от прото-нов). При этом в самой атмосфере водород и гелий, строго говоря, находятся в сверхкритическом состоянии: плотность в нижних слоях достигает 0,6-0,7г/см ³, и свойства скорее напоминают жидкость, чем газ. В самом центре планеты (по расчетам на глубине 30000 км),