Планеты гиганты

Юпитер - пятая от Солнца и самая большая по величине планета Солнечной системы. Юпитер более чем в два раза массивнее, чем все остальные планеты вместе взятые (он в 318 раз массивнее Зем-ли).

Орбита: 778 330 000 км (5,20 АЕ) от Солнца

Диаметр: 142 984 км (экватор)

Масса: 1.900е27 кг

Юпитер (у греков - Зевс) - повелитель богов, правитель Олимпа и покровитель Римско-го государства. Зевс был сыном Кроноса (Сатурна).

Юпитер - четвертый по яркости объект нашего неба (после Солнца, Луны и Венеры, но иногда Марс бывает более ярким). Он был известен с доисторических времен. Открытие Галилео в 1610 году четырех больших спутников Юпитера Ио, Европы, Ганимеда и Кал-листо было первым открытием, показавшим, что может существовать иной центр движе-ния, и не все тела движутся вокруг Земли. Это было главным доказательством в пользу гелиоцентрической теории Коперника о движении планет. Галилео вынуждали отречься от своих убеждений, и он был заключен в тюрьму до конца его жизни.

Первым кораблем, летавшим к Юпитеру в 1973 году, был Pioneer 10, а позже это были Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 и Ulysses. Космический корабль Galileo в настоящее вре-мя находится на постоянной орбите вокруг Юпитера и будет присылать получаемые дан-ные по крайней мере еще следующие два года.

Газовые планеты, к которым относится Юпитер, не имеют твердой поверхности, их га-зообразный материал просто становится более плотным с глубиной (радиусы и диаметры для таких планет определяются по уровням, соответствующим давлению в 1 атмосферу). Так что когда мы смотрим на такую планету, мы видим верхние слои облаков.

Юпитер состоит приблизительно на 90% из водорода и на 10% из гелия (по числу ато-мов и в соотношении 75/25 % по массе) со следами метана, воды, аммиака. Этот состав очень близок к составу исконной Солнечной Туманности, из которой сформировалась вся Солнечная система. Подобный состав и у Сатурна, а в состав Урана и Нептуна входит на-много меньше водорода и гелия.

Наши знания относительно внутреннего строения Юпитера (и других газовых планет) носят косвенный характер и, вероятно, еще долго останутся таковыми. Атмосферный зонд Галилео передал данные о составе атмосферы всего на глубине 150 км. ниже верхних сло-ев облаков.

Юпитер, возможно, имеет ядро из твердого материала, масса которого составляет при-мерно от 10 до 15 масс Земли.

Выше ядра находится основной объем планеты в форме жидкого металлического водорода. Эта экзотическая форма возможна только при давлениях, превышающих 4 миллиона бар. Жидкий металлический водород состоит из ионизированных протонов и электронов (как внутри Солнца, но при более низкой температуре). При такой температуре и давлении, как у Юпитера, водород внутри него - жидкость, а не газ. Он является электрическим проводником и источником магнитного поля Юпитера. Этот водородный слой, возможно, также содержит некоторое количество гелия.

Наиболее удаленный от ядра слой состоит прежде всего из обычного молекулярного водорода и гелия, которые находятся в жидком состоянии внутри и постепенно переходят в газообразное снаружи. Атмосфера, которую мы видим - только самая верхняя часть это-го глубокого уровня. Также присутствуют, но в крошечных количествах, вода, двуокись углерода, метан и другие простые молекулы.

Как полагают, существует три отчетливо выделяемых слоя облаков: из замороженного аммиака, гидросульфида аммония и смеси льда и воды.

Данные атмосферного зонда Galileo также показывают значительно меньшее количест-во воды, чем ожидали.

На Юпитере и других газовых планетах существуют полосы, ограниченные по широте, внутри которых дуют ветры с очень высокими скоростями, причем их направления проти-воположны в смежных полосах. Небольшой разницы в химическом составе и температуре между этими областями достаточно для того, чтобы они выглядели как цветные полосы, которые мы видим на изображениях этих планет. Светлые полосы называются зонами, темные - поясами. Полосы были известны некоторое время на Юпитере, но вихри на гра-нице между полосами были впервые замечены благодаря наблюдениям на Voyager. Со-гласно данным зонда Galileo обнаружено, что скорость ветра оказалась гораздо выше ожидаемой (больше чем 400 миль в час), и эти потоки простираются на всю глубину атмо-сферы, на которую был способен опуститься зонд; они могут проникать на тысячи кило-метров внутрь планеты. Оказалось, что атмосфера Юпитера высоко турбулентна.

Яркие цвета, видимые в облаках Юпитера, являются результатом протекания различ-ных химических реакций элементов, присутствующих в атмосфере, возможно, включая серу, наличие которой может давать широкий спектр цветов, но подробности пока не из-вестны.

Цвета соотносятся с высотой облаков: синие - самые низкие, сопровождаемые коричне-вым и белыми, самые высокие - красные. Иногда мы можем наблюдать нижние уровни через разрывы в верхних слоях облаков.

Большое Красное Пятно было замечено земными наблюдателями более чем 300 лет на-зад (открытие обычно приписывается Кассини, или Роберту Хуку, в 17 столетии). Оно имеет размеры 12 000 на 25 000 км - достаточно для того, чтобы вместить две такие пла-неты, как Земля. Другие меньшие подобные пятна наблюдались в течение десятилетий. Инфракрасные наблюдения и направление его вращения указывают, что это пятно - об-ласть высокого давления, над которой верхние слои облаков располагаются значительно выше и они более холодные, чем над окружающими областями. Подобные структуры бы-ли замечены на Сатурне и Нептуне. Не известно, как такие структуры могут сохраняться так долго.

Юпитер излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Внутри Юпитера - горячее ядро, температура которого составляет приблизительно 20 000 K. Теплота генерируется механизмом Кельвина - Гельмгольца, за счет медленного грави-тационного сжатия планеты. Юпитер не производит энергию ядерным синтезом, как Солнце; он слишком мал, и его внутренняя температура слишком холодна для того, чтобы запустить ядерные реакции. Эта внутренняя теплота, возможно, вызывает конвекцию глу-боко в жидких слоях Юпитера, вследствии чего мы наблюдаем сложные движения в верх-них слоях облаков. Сатурн и Нептун подобны Юпитеру в этом отношении, но Уран, как ни странно, нет.

Юпитер имеет огромное магнитное поле, намного более сильное, чем у Земли. Магни-тосфера тянется больше чем на 650 миллионов км - за орбиту Сатурна! Обратите внима-ние, что магнитосфера Юпитера далека от сферической - она тянется на несколько мил-лионов километров в направлении к Солнцу. Спутники Юпитера, следовательно, находят-ся в пределах его магнитосферы, что может частично объяснять активность на Ио. К со-жалению для будущих космических путешественников и проектировщиков космических кораблей Voyager и Galileo, окружающая среда вокруг Юпитера содержит высокие уровни энергетических частиц, захваченных магнитным полем Юпитера. Эта радиация подобна найденной в пределах Радиационных поясов Ван Аллена Земли, но намного более интен-сивна, она гибельна для незащищенного человека.

У Юпитера есть кольца, подобно Сатурну, но намного более слабые (слева). В отличие от Сатурна, кольца Юпитера - темные (альбедо приблизительно 0.05). Они состоят из очень мелких частиц горных пород. Также в отличие от колец Сатурна они не содержат льда.

В июле 1994 года комета Шумахера-Леви столкнулась с Юпитером (справа). Последст-вия были ясно видны даже в любительские телескопы. Обломки, оставшиеся от столкно-вения, можно было наблюдать еще почти целый год.

Юпитер часто является самой яркой "звездой" нашего неба, уступая по яркости только Венере, которая редко видна в темном небе. Четыре его спутника легко можно увидеть в бинокль; несколько полос и Большое Красное Пятно можно наблюдать с помощью не-большого телескопа.

У Юпитера известно 16 спутников: 4 больших и 12 маленьких. Вращение Юпитера по-степенно замедляется из-за приливного торможения, производимого на него его больши-ми спутниками. Те же самые приливные силы изменяют орбиты лун, вынуждая их очень медленно отдаляться от Юпитера.

Cатурн - шестая от Солнца и вторая по величине планета Солнеч-ной системы.

Орбита: 1 429 400 000 км (9,54 АЕ) от Солнца

Диаметр: 120 536 км (экватор)

Масса: 5.68е26 кг

В Римской мифологии Сатурн - бог сельского хозяйства. Соответствующий ему Грече-ский бог, Кронус, был сыном Урана и Геи и отцом Зевса (Юпитера).

Сатурн был известен с доисторических времен. Галилей первым наблюдал его в теле-скоп в 1610 году. Ранние наблюдения Сатурна были усложнены предположением, соглас-но которому Земля проходит через плоскость колец Сатурна каждые несколько лет, когда Сатурн пересекает ее орбиту. Только в 1659 году Кристиан Гюйгенс правильно вывел геометрию колец. Кольца Сатурна оставались уникальными для Солнечной системы до 1977 года, когда были обнаружены очень слабые кольца вокруг Урана и вскоре после это-го вокруг Юпитера и Нептуна. Первым кораблем, летавшим к Сатурну, был Pioneer 11 в 1979 году, и позднее - Voyager, 1 и Voyager 2. Cassini, который сейчас находится на пути к нему, прибудет туда в 2004 году.

Даже в малый телескоп можно заметить, что Сатурн явно сплющен; его экваториаль-ный и полярный диаметры различаются почти на 10 % (120,536 км и 108,728 км). Это - результат быстрого вращения и жидкого состояния. Другие газовые планеты тоже сплю-щены, но не так сильно.

Сатурн имеет самую низкую плотность среди всех планет, его удельный