WarWays.ru Ты сам выбираешь свой путь.

Юпитер — двойник Солнца и крупнейшая планета Солнечной системы

Еще древние люди наряду с Луной и Венерой наблюдали в ночном небе яркую светящуюся точку. В Месопотамии ярко-оранжевая звезда получила название в честь верховного божества Мардука. В Древнем Риме ночное светило получило название в честь Юпитера – главного божества древнеримского Пантеона. У скандинавских племен и у германцев яркую звезду навали в честь бога Тора. Другими словами, пятая, самая большая планета Солнечной системы издревле является спутником человеческой цивилизации.

Гигант Юпитер

Характеристики и отличительные особенности Юпитер

Уже древние астрономы считали Юпитер самым крупным после Солнца небесным телом. Несмотря на свой яркий облик, видимая звездная величина планеты варьируется в диапазоне -1,61 до -2,94, Юпитер сразу причислили к разряду планет. У него среди других планет Солнечной системы одно из самых высоких альбедо 0,52, больше только у Венеры (0,65).

Юпитер в звездном небе

Гигант вписывался в предложенную Аристархом Самосским гелиоцентрическую систему строения Солнечной системы. Предположение древнегреческого астронома и математика том, что вокруг Солнца вращаются семь планет: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн, документально подтвердил в XVI веке Николай Коперник.

С появлением оптических инструментов началось пристальное исследование и изучение небесных объектов на небе, но к Юпитеру отношение всегда оставалось особенным почтительным. Один из самых ярких объектов на ночном небе сначала заинтересовал Галилео Галилея. Итальянец впервые обнаружил, что пятая планета является самой крупной и имеет колоссальные размеры. Не менее впечатляющие размеры имеют и его четыре спутника: Ио, Ганимед, Европа и Каллисто, открытые Галилеем. Следом за Галилеем в работу по изучению гиганта включились все ведущие астрономы мира, среди которых были такие светила астрономии, как Роберт Гук и Джованни Кассини. Благодаря усилиям этих ученых научное сообщество получило первые астрофизические данные о параметрах планеты, было составлено описание атмосферы гиганта и выявлен ряд особенностей.

Положение Юпитера в Солнечной системе

Юпитер занимает срединное положение в Солнечной системе. Его орбита пролегает сразу за поясом астероидов, отделяющим планеты земной группы от сообщества газовых гигантов. Путь планеты вокруг Солнца пролегает по эллиптической орбите, эксцентриситет которой составляет 0,048775. Ввиду этого расстояние от Солнца может быть различным. В перигелии гигант приближается к нашему главному светилу на расстояние 740,55 млн. км. В афелии пятая планета убегает от Солнца на расстояние в 816,04 млн. км. Полный оборот вокруг центра нашей Солнечной системы планета совершает за 11,8 земных лет. Другими словами, год на Юпитере длится 4332 земных дня. Этот показатель свидетельствует о невысокой орбитальной скорости — всего 13,07 км/с, с которой Юпитер несется в космическом пространстве.

Орбитальная скорость Марса составляет 24,12 км/с, а у Земли орбитальная скорость равняется 29,79 км/с.

У Юпитера экваториальная плоскость почти совпадает с орбитальной плоскостью. Угол наклона оси газового гиганта составляет всего 3,13°, поэтому перемену сезонов на Юпитере не обнаружить. Вдобавок ко всему пятая планета быстрее всех вращается вокруг собственной оси. Массивное тело вертится словно волчок, совершая полный оборот вокруг собственной оси почти за 10 часов. Если быть более точными, юпитерианский день длиться 9 часов 50 минут. Столь стремительное вращение вызывает и в наши дни недоумение среди ученых астрофизиков.

Сравнение размеров Юпитера

Размер планетарного диска составляет 139822 км. В сравнении с Землей, диаметр гиганта в 11,5 раз больше диаметра нашей планеты. По своему виду крупнейшая планета напоминает яйцо. Полярный радиус Юпитера меньше параметров в экваториальной области — 66 854 км против 71 492 километров.

Если по величине превосходство Юпитера выглядит не столь впечатляюще, то по своей массе этот гигант, безусловно, является рекордсменом. Масса самой крупной планеты Солнечной системы составляет 1 898 600 000 000 000 000 000 000 000 кг, что всего в 1000 раз меньше массы Солнца. Юпитер в 2,5 раза превосходит массу всех объектов нашей звездной системы, включая все планеты Солнечной системы вместе с их спутниками и суммарную массу всех комет и астероидов. Несмотря на столь впечатляющие физические параметры, газовый колосс имеет низкую плотность — всего 1,326 к/см3, сравнимую с плотностью Солнца. Это в четыре раза меньше чем у Меркурия — самой маленькой планеты Солнечной системы.

Коронарный выброс на Юпитере

Если бы Юпитер увеличил свою массу еще в 80 раз, мы бы имели перед собой горячую звезду, а не планету. Масса и плотность являются основными доводами сторонников звездной природы самой крупной планеты нашей звездной системы. Ученые полагают, что Юпитер является несостоявшейся звездой, которая не смогла в период формирования добрать свой массы.

Загадки и парадоксы Юпитера

В подтверждение звездной теории происхождения Юпитера достаточно рассмотреть состав планеты. Это огромный шар, наружный слой которого на 90% состоит из газообразного и полужидкого водорода. Остальные 10% атмосферы планеты приходятся на гелий. У нашей звезды состав имеет немного иное соотношение: 75% водорода и 25% гелия. Подобная концентрация водорода и гелия на Юпитере обнаружена в глубинных слоях.

Строение Юпитера

Состав планеты имеет следующую последовательность:

  • верхние слои атмосферы имеют газообразное состояние и состоят из кристаллов аммиака;
  • далее на глубине 100 км концентрация водорода возрастает, превращая его в жидкость;
  • на глубине 17000 км от мнимой поверхности планеты атомы водорода трансформируются, превращая его в металлизированное вещество.

Однако в отличие от Солнца, в нижних слоях атмосферы газового гиганта были обнаружены следы метана, аммиака, сероводорода и углерода. В малом количестве имеются кислород, летучий неон, кремний и сера. В данном случае поверхность планеты в привычном виде отсутствует. Вслед за плотными слоями атмосферы Юпитера начинается царство жидкой водородной субстанции, окутывающей плотное и тяжелое ядро. Высока вероятность того, что ядро Юпитера – это плотно сжатая смесь металлического водорода и гелия. Допускается присутствие силикатных пород, однако подобная версия ничем не подтверждена.

Структура Юпитера

По своим размерам ядро может составлять 5-15% массы всей планеты. Температура в юпитерианском ядре достигают значений 5-5,5 млн. градусов Цельсия. Металлизированный водород, окружающий ядро, возникает из-за колоссального давления внутри планеты — более 3 млн. атм. Водород находится в металлическом состоянии и является главным фактором, способствующим образованию сильного и мощного магнитного поля Юпитера. Помимо самого ядра, недра планеты также остаются достаточно горячими, нагреваясь до отметки в 35 тыс. градусов Цельсия. Эти значения сравнимы с температурой, зафиксированной на поверхности Солнца. Такой разогрев делает Юпитер уникальным объектом Солнечной системы. В отличие от других планет, которые в большинстве своем получают энергию от Солнца, самая крупная планета отдает в 2 раза больше тепла, чем получает. Количество излучаемой энергии, масса планеты и ее невысокая плотность наталкивают ученых на мысль, что перед нами молодая звезда, застывшая много лет назад на начальной стадии формирования.

Двойная звезда Солнце-Юпитер

Допускается версия, что через 4-5 млрд. лет Юпитер достигнет критической массы и внутри планеты начнется процесс термоядерного синтеза. Если такое произойдет, газовый гигант в одно мгновение вспыхнет как Солнце. Солнечная система, где всегда доминировало одно светило, превратится в двойную звездную систему. Эта теория имеет место, так как большинство звездных систем в нашей галактике представлено парой звезд. Если считать Юпитер звездной парой Солнца, все становится на свои места. При таком сценарии планетарный состав и структура Солнечной системы кардинально изменится.

Инфракрасный снимок Юпитера

Система спутников Юпитера

В дополнение к озвученной теории о звездной природе самой крупной планеты Солнечной системы следует отметить и особенность вращения Юпитера по орбитальному пути. По законам физики небесное тело с меньшей массой всегда вращается вокруг чего-то более крупного и массивного. При этом оба небесных тела вращаются вокруг единого для обоих объектов центра масс, расположенного в центре большего объекта. Массивный и тяжелый Юпитер можно вполне сопоставить по массе с нашей звездой, поэтому оба столь крупных небесных тела взаимно действуют друг на друга, смещая точку центра масс. В соответствии с расчетами, Юпитер вращается не вокруг центра нашего Солнца, а вокруг центра масс, который находится вне области солнечного диска.

Галилеевы спутники

Вероятность того, что мы живем на этапе формирования двойной звездной системы, очень высока. События, которые произошли в январе 2009 года, указали ученым, что газовый гигант при наступлении определенных условий легко может превратиться во второе Солнце. Под воздействием корональных выбросов пятая планета сначала вспыхнула, а затем стала вести себя подобно звезде. С поверхности Юпитера даже были зафиксированы свои, юпитерианские корональные выбросы.

Как и наша главная звезда, Юпитер имеет свою систему небесных тел, подчиненных силам гравитации газового гиганта. У Юпитера больше всего спутников в Солнечной системе – 67, три из которых — Ганимед, Каллисто и Ио — входят в пятерку самых крупных спутников Солнечной системы. Спутник планеты Юпитер Ио является уникальным объектом Солнечной системы, считаясь самым вулканически активным небесным телом.

Спутник Юпитера Ио

Помимо галилеевых спутников в системе газового гиганта имеется еще одна группа объектов – Амальтея. Остальные спутники у Юпитера по размеру, строению и орбитальным параметрам поделены на семьи. Дополняют эту обширную свиту кольца, в которых сосредоточен весь строительный мусор, оставшийся после формирования системы Юпитера. Остальные спутники планеты-гиганта имеют небольшие размеры и свои орбитальные параметры.

Исследования самой крупной планеты

С наступлением космической эры человечество стало уделять больше внимания изучению Юпитера. Впервые на свидание к газовому гиганту в 1073 году отправился «Пионер-10». Первый космический аппарат сделал первый снимки планеты с близкого расстояния, дополнив имеющиеся сведения о размерах планеты, ее массы и величины полярного сплющивания.

Аппарат "Пионер-10"

За «Пионером» к Юпитеру отправились два зонда «Вояджер-1» и «Вояджер-2», объектом изучения которых стали кольца и спутники гиганта, Большое Красное пятно и полярные сияния Юпитера.

В 1995 году к изучению пятой планеты Солнечной системы приступил космический зонд «Галилео». В 2000 году его сменила автоматическая межпланетная станция «Кассини», отправившая на спутник Ио зонд «Гюйгенс».

Аппарат "Юнона"

С 2016 года исследования Юпитера продолжены аппаратом «Юнона», который вместе с космическим телескопом «Хаббл» обеспечил научный мир исчерпывающей информацией о самом большом небесном теле нашей Солнечной системы. Особенно интересными стали данные о строении атмосферы планеты и сведения о процессах планетарного формирования.