Изучением Юпитера и его спутников займется JUICE
Представьте себе насколько огромны масштабы Солнечной системы — под поверхностью некоторых спутников планет воды больше, чем на Земле. Такова, например, система Юпитера, изучением которой займётся межпланетная экспедиция JUICE Европейского космического агентства. Автоматическая межпланетная станция Jupiter Icy Moon Explorer будет запущена в 2022 году.
В древнеримской мифологии Юпитер считался всемогущим верховным богом неба. И это неудивительно, ведь газовый гигант Юпитер — крупнейшая планета в Солнечной системе. Миссия Европейского космического агентства JUICE станет самым масштабным исследованием этой гигантской планеты и в особенности ее спутников. Одна из задач — определение потенциально обитаемых подповерхностных океанов жидкой воды. Юпитер в 11 раз больше Земли и практически полностью состоит из газа.
Пьер Дроссар, глава лаборатории космических исследований Парижской обсерватории:
“Юпитер — гигантская газообразная планета, на ней нет твердой поверхности либо океана, как на планетах типа Земли, и если представить, что мы оказались на Юпитере, то мы попадём в газовые слои, которые постепенно становятся жидкими и все более густыми”.
“Юпитер можно назвать своеобразной планетной системой из-за наличия большого количества спутников. А четыре спутника Юпитера, открытые Галилео Галилием четыре века назад, тоже представляют собой отдельные миры с различной геологией. Из-за очень высокого уровня радиации миссия JUICE займется изучением трех наиболее отдаленных от Юпитера спутников”.
“Юпитер называют “неудавшейся звездой”, потому что согласно своему строению он занимает место между планетой и звездой. Юпитеру не хватает массы, необходимой для начала термоядерных реакций, которые дают звезде энергию; на нём есть водород, но температуры слишком низкие для звёздного излучения”.
Понимание устройства системы Юпитера и истории её развития поможет лучше разобраться в том, как образуются и изменяются газовые планеты-гиганты и их спутники. В течении трех с половиной лет станция JUICE облетит вокруг гигантскую планету, чтобы изучить ее атмосферу, а также исследует три из ее четырех крупнейших спутников: Ганимед, Европу и Каллисто. Путешествие до Юпитера займет почти восемь лет.
Ученый Оливье Витас, JUICE Project:
“Юпитер — самая большая планета в Солнечной системе, на ней бушует самый большой ураган в Солнечной системе, у него самое большое магнитное поле и самая большая после Сатурна система спутников”.
“Если на спутниках Юпитера мы найдем океаны,то мы сможем приступить к изучению возможности наличия там обитаемых зон”.
Асена Кустанис, глава департамента исследований в Национальном центре научных исследований Франции (CNRS): “Спутники Юпитера Европа и Ганимед — яркие примеры возможности существования подповерхностных океанов жидкой воды. Мы должны узнать глубину толщи воды, как далеко вода находится от поверхности и могут ли в жидкой воде подповерхностных океанов ледяных спутников существовать живые организмы. У спутника Юпитера Ганимеда есть магнитное поле. Это самый большой спутник в Солнечной системе. Если под его поверхностью есть жидкая вода, то на нем можно искать признаки жизни, условия для возникновения жизни”.
Как могут образоваться облака в атмосфере Юпитера из водорода и гелия?
Во-первых, это отличный вопрос. В основном ответ прямой, поэтому я могу ответить на него, но это все еще отличный вопрос.
и я добавлю похожую, но чуть более подробную картинку к той, которую вы разместили.
Источник
Вы правы, что существует четкая разница между поверхностью Земли, где жидкая вода может существовать, испаряться, образовывать облака, идти дождь и повторяться. Теоретически, круговорот воды на Земле может продолжаться бесконечно, пока поддерживается атмосфера Земли и поступление солнечной энергии (и заменяется потерянный водород), но это круговая система, которая нуждается только в солнечной энергии.
Юпитер отличается тем, что со временем более тяжелые газы на Юпитере, вероятно, будут погружаться глубже к центру, и газы, образующие облако Юпитера, должны уменьшаться при достаточном времени. Некоторые из «дождей» Юпитера, вероятно, падают слишком глубоко в его вихревой смеси газов и навсегда покидают цикл облаков Юпитера, подобно воде, просачивающейся под землю и покидающей цикл воды и облаков Земли. Таким образом, через 100 миллиардов или триллион лет или около того Юпитер может потерять свои облака и образующие облака газы в своей верхней атмосфере по причинам, которые вы подозреваете.
Причина, по которой это еще не произошло, — просто смешивание. В то время как плотность газа стремится к слоям с возрастающей плотностью, внутреннее тепло внутри Юпитера также стремится к выравниванию, поэтому огромная конвекция протекает почти по всей планете. Это удерживает более тяжелые газы в верхних слоях атмосферы Юпитера. Юпитер слишком бурный, чтобы в верхних слоях атмосферы находились только водород и гелий.
Итак, как только мы начнем с наблюдения, что верхняя атмосфера Юпитера состоит из (примерно) 90% водорода, 9% гелия, 1% других газов и смешение поддерживает 1% других, после этого это просто физика облаков .
Облака выглядят как пухлые скопления водяного пара (крошечные капельки льда или воды, так как водяной пар на самом деле прозрачен). Они выглядят как объекты с формами, но это не совсем точно. Если вы находитесь близко к облаку (например, летите в самолете), четкие края исчезают. Облако — это не столько объект, сколько видимое изменение фазы.
Атмосфера на Земле составляет около 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона и (обычно не указывается в списке, потому что он очень изменчив), в среднем около 0,4% водяного пара, до 1% при высокой температуре и высокой влажности и близко к 0 % при низких температурах или в сухих пустынях. Когда вы берете теплый поверхностный воздух, который содержит 0,6-0,8% водяного пара, и этот воздух поднимается (как это делает горячий воздух), именно фазовое изменение создает облака. Облако формируется в горячем поднимающемся воздухе, поскольку это охлаждается. Есть некоторое электростатическое притяжение, но в основном это просто блок аналогичного воздуха, который подвергается охлаждению, и облако выглядит так, как будто оно имеет сплошные края, но это не так.
То же самое происходит на Юпитере, разные фазы газов меняются при разных температурах / давлениях, но процесс один и тот же. И так же, как на Земле, когда капли или «леденцы» образуются, они становятся плотнее и начинают падать, но падающие капли очень малы, поэтому они падают очень медленно и по большей части падают в поднимающейся атмосфере. Кроме того, поскольку они являются фазовым переходом, формируется новое облако, а старое облако все время выделяется или возвращается в газ, что-то вроде морского льда. Облака имеют вид полупостоянства, но облака динамичны.
Если мое объяснение не работает для вас, вот объяснение облаков и того, как они на самом деле не связаны друг с другом, даже если они выглядят так.
Но в этом и заключается суть: смешение удерживает верхнюю атмосферу Юпитера от чистого водорода и гелия (или чистого водорода), и после этого образование облаков почти такое же, как на Земле, только без поверхности. Некоторые из более тяжелых газов, вероятно, теряются в цикле, но потери достаточно медленны, так что на Юпитере все еще есть тяжелые облака, образующие газы в его верхней атмосфере, и это произойдет, вероятно, на миллиарды лет.
Большее изменение плотности между H / He и другими газами, вероятно, играет роль в поведении облаков, поскольку изменение плотности больше, но скорости ветра также выше на Юпитере. Все, что действительно нужно, это смешивание. После этого, с газами, которые могут стать жидкими или ледяными при изменениях температуры / давления, изменения фазы создают облака.
Также возможно, что образующие облака облака Юпитера время от времени пополняются ударами астероидов и комет. Шумейкер-Леви 9 был около 5 км в диаметре, и значительный процент этого, вероятно, составлял аммиак и водяной лед. Это много облакообразующего газа, добавленного в верхнюю атмосферу Юпитера. Слабая кольцевая система Юпитера, которая, возможно, была намного больше миллионов лет назад, но с тех пор, как на Юпитер посыпались дожди, и извержения Ио могли бы также сыграть роль в поддержании верхней атмосферы Юпитера достаточно богатой облачными элементами, такими как вода и аммиак.
Может ли возникнуть жизнь на Юпитере?
Одна из самых живописных планет Солнечной системы — Юпитер, давно привлекает исследователей космоса как место уникальных природных процессов, хотя и не рассматривается всерьез как потенциальное место для зарождения жизни. Несмотря на это, еще в далеком 1970 году известный американский астроном Карл Саган высказал весьма экстравагантную для своего времени версию о наличии жизни в облаках этой планеты.
Кто может жить на Юпитере?
Хотя на Юпитере отсутствует какая-либо твердая поверхность или даже просто ее некое подобие, на планете-гиганте могут существовать экзотические формы жизни, которых нет на Земле. Среди таких гипотетических жизненных форм, Карл Саган выделил несколько довольно необычных существ: флоатеров, синкеров и хантеров. Так, флоатеры могут представлять из себя по-настоящему гигантские организмы, достигающие километровых размеров! Они могут иметь форму воздушных шаров, которая бы позволяла свободно держаться в атмосфере и вырабатывать энергию благодаря использованию органических молекул.
Синкеры могут быть похожими на обычные земные микроорганизмы с той только разницей, что для своего выживания эти существа должны будут избегать горячие конвекторные потоки Юпитера. Кроме того, синкеры должны иметь способность к массовому размножению, что помогало бы им выжить в крайне неблагоприятных условиях в атмосфере планеты-гиганта.
Как известно, в любой экосистеме есть место для разных видов хищников, которые бы регулировали численность травоядных. В том случае, если синкеры и флоатеры действительно питаются какими-либо органическими веществами, то регулировать количество подобных организмов должны будут хантеры (от англ. Hunter — охотник).
Карл Саган
Кроме того, даже если теория Карла Сагана о жизни на Юпитере несостоятельна, не стоит исключать ее наличие в подобных формах на других планетах. Желая доказать теорию американского ученого, исследователи из Института биофизики Сибирского отделения РАН разработали особую теорию об автокаталитическом способе зарождения жизни на Земле.
Согласно данной теории, создателями первых микроорганизмов, породивших жизнь на Земле в тех формах, которые нам известны, стали некие автокаталитические системы, которые усложняли сами себя в результате естественного отбора. Иными словами, автокатализатором могла бы выступать всё еще неживая материя, при этом способная к самоусложнению. Вероятность возникновения подобных полуорганизмов где-нибудь на Юпитере довольно мала, однако вполне реальна.
Некоторые земные бактерии могут выжить в атмосфере Юпитера
Одной из самых главных проблем для зарождения жизни в атмосфере планеты-гиганта могут являться практически полное отсутствие кислорода и огромное количество аммиака. Для того чтобы выяснить, могут ли земные бактерии выжить в крайне суровой атмосфере Юпитера, группа калифорнийских ученых поставила эксперимент, поместив земных бактерий-экстремофилов в безвоздушные условия, приближенные к юпитерианским.
Читайте также: Как могла бы измениться жизнь на Земле, если бы наша планета стала спутником Юпитера?
В результате эксперимента выяснилось, что некоторые микроорганизмы действительно способны выжить и размножаться в условиях атмосферы с высоким содержанием аммиака, водорода и гелия, что значительно повышает наши шансы найти какую-либо жизнь, пусть даже самую простую, в атмосферах планет-гигантов Солнечной системы.
Эту статью, а также многие другие, вы можете обсудить в нашем Telegram-чате.
Есть ли твёрдая поверхность у газовых-гигантов?
Имеют ли газовые планеты твёрдую поверхность и что вообще происходит внутри этих планет?
Планеты Солнечной системы и само Солнце образовались из одного огромного газопылевого облака, но химический состав планет разительно отличается. Некоторые планеты нашей системы образовались в основном из тяжёлых элементов, они имеют высокую плотность и твёрдую поверхность, другие же планеты образовались из газа и льда. Раз они состоят из газа, то имеют ли тогда твёрдую поверхность? Давайте разберёмся вместе.
Газовые гиганты
Планеты-гиганты разделяют на несколько классов, но мы рассмотрим только те из них, которые есть в солнечной системе. Один из них это класс газовых гигантов, к нему относятся планеты Юпитер и Сатурн.
Они в отличие от планет земной группы имеют очень малую среднюю плотность. Они состоят преимущественно из водорода и гелия, а их внутренняя структура исследована крайне плохо. Юпитер и Сатурн настолько велики, что водород и гелий в их центрах чрезвычайно сжимаются колоссальным давлением, некоторые теоретические модели предсказывают давление в ядре этих планет больше чем 100 000 000 бар.
Под огромным давлением внутри газовых гигантов знакомые нам на Земле материалы могут приобретать странные формы. При спуске на несколько тысяч километров ниже видимых облаков Юпитера и Сатурна давление становится настолько большим, что водород переходит из газообразного состояния в жидкое и образует океан, причём переход в жидкость является достаточно плавным. При спуске глубже, жидкий водород ещё больше сжимается и на определённой глубине начинает переходить в твёрдое или как его называют металлизированное состояние, в котором он имеет свойства схожие с обычными металлами. Поскольку этот переход тоже является плавным (очень густой жидкий водород мало отличается от металлизированного механическими свойствами), то твёрдой поверхности газовые гиганты не имеют, равно как и чёткой жидкой поверхности.
Каждая газовая планета имеет ядро, образованное из более тяжёлых элементов, эти ядра являются горно-ледниковыми телами, что образовались ещё перед захватом газа из окружающей туманности и образованием планеты. Ядра находятся под давлением в десятки миллионов баров, они состоят преимущественно из углерода, железа, азота, кремния и кислорода в сочетании с водородом.
Юпитер ещё интересен тем, что излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Это тепло обусловлено радиоактивным распадом и энергией, высвобождающейся в результате оседания тяжёлых элементов на ядро.
Ледяные гиганты
Другой, не менее интересный класс планет-гигантов это ледяные гиганты. К ним относятся Уран и Нептун, которые серьёзно отличаются по своему составу и внутреннему строению от Юпитера и Сатурна.
Уран и Нептун состоят из некоторого количества водорода и гелия, но они также содержат более тяжёлые элементы, такие как кислород, углерод, азот и сера. Большая часть массы Урана и Нептуна находится в их ядрах. Ядра ледяных гигантов относительно их размеров больше, чем у газовых гигантов, а в их внутреннем строении отсутствует огромная прослойка металлизированного водорода, что проиллюстрировано на рисунке ниже.
Вот почему Уран и Нептун называют ледяными великанами. Терминология «ледяного гиганта» закрепилась в 1990-х годах, когда исследователи поняли, что Уран и Нептун композиционно отличаются от Юпитера и Сатурна.
В отличие от планет земной группы, планеты-гиганты не имеют твёрдой поверхности, они в основном состоят из различных газов, которые на разных «слоях» находятся в разных состояниях. В самом центре находится ядро, состоящее из горных пород и льда, которые находятся под огромным давлением.
ALMA подтвердила теорию формирования струй на Юпитере
ALMA / Imke de Pater and S. Dagnello; Hubble / NASA
Астрономы впервые представили результаты исследования Юпитера самой современной обсерваторией миллиметрового диапазона ALMA. Наблюдения проводились спустя несколько дней после замеченной в оптическом диапазоне вспышки на поверхности. Благодаря большей длине волны, ALMA удалось изучить движения вещества под облаками и подтвердить теорию формирования подобных процессов, пишут авторы в препринте на arXiv.org.
Атмосфера Юпитера в основном состоит из водорода и гелия, но она также содержит аммиак, метан, сероводород и воду. Самый верхний слой облаков состоит из аммиачного льда и делится на беловатые и коричневатые полосы, видимые в оптическом диапазоне. В отличие от Земли, у которой есть близкая к облакам твердая поверхность, на Юпитере атмосфера очень толстая, а облака продолжаются до больших глубин. Под первым слоем располагаются облака из твердых частиц гидросульфида аммония Nh5HS, а еще глубже, примерно на 80 километрах, находятся облака из жидких капель воды.
Штормы в облаках могут порождать искажения в поверхностных потоках и даже менять их цвет. Одно из таких событий произошло в первые дни 2017 года и было замечено астрономами-любителями. Ученые решили воспользоваться этой возможностью и использовали наземные оптические и радиотелескопы для всестороннего изучения шторма, который выглядел как яркая струя над облаками из замершего аммиака. Спустя неделю к ним присоединились другие обсерватории, в том числе космический телескоп «Хаббл».
Представленные результаты обработки наблюдений подтверждают теорию, что струи возникают на большой глубине под облаками, а в этом процессе важную роль играет вода. Вверх эти струи поднимаются вплоть до тропопаузы — самой холодной части атмосферы. Здесь они расширяются и становятся отчасти похожи на кучево-дождевые облака на Земле.
Полученные ALMA данные оказались в согласии с теорией формирования струй влажной конвекцией. Согласно этой идее, водяной пар и аммиак поднимаются из недр до глубин порядка 80 километров под облаками посредством конвекции, то есть восходящих потоков вещества. В этих слоях складываются подходящие условия для конденсации пара в капли воды, что приводит к выделению тепла и последующему расширению потока, который начинает быстро подниматься сквозь другие слои.
В потоке появляется переохлажденный аммиак, который пробивает верхний слой аммиачных облаков и оказывается над ними. В итоге он также замерзает, формируя яркую белую струю над разноцветными полосами Юпитера. Наблюдения ALMA позволили получить трехмерные карты распределения аммиака под облаками, что впервые подтвердило теорию влажной конвекции на ключевой глубине.
Ранее астрономы объяснили пухлость ядра Юпитера лобовым столкновением с зародышем планеты и нашли на нем водяное облако. Также недавно любитель снял падение астероида на планету-гигант.
Тимур КешелаваЮпитер . Загадки астрономии
Естественно, что сфера гравитационного влияния этого Гаргантюа составляет около половины солнечной системы. Он сбивает кометы с их орбит, крадет астероиды, разорвал Астероидию и обзавелся миниатюрной «солнечной системой», в том числе двумя спутниками, каждый из которых больше Меркурия.
Космонавтам, высаживающимся на Юпитер, следует приготовиться к тому, что они будут весить четверть тонны, так как ускорение силы тяжести равно 2,67 g. На быстро вращающемся экваторе притяжение уменьшается до 2,5 g, а на полюсах вследствие отсутствия центробежной силы и сплюснутости возрастает до 2,84 g.
Пока космический корабль не разовьет тягу в пять раз большую, чем требуется на Земле, он не сможет преодолеть притяжения Юпитера, так как скорость убегания равна 60 км/сек (215 000 км/час). Именно эта невероятная сила притяжения помогла Юпитеру добиться того, чего не удается ни одной другой планете, — «украсть» четыре члена из семейства астероидов и сделать их пасынками вместе с восемью законными спутниками, «родившимися» еще при образовании солнечной системы.
Толщина атмосферы Юпитера 13 000 км — целый диаметр Земли. Юпитер часто называют полосатой планетой, так как в телескоп отчетливо видно по меньшей мере шесть зон, параллельных экватору.
Все эти коричневые, оранжевые и желтые облачные полосы вращаются с разной скоростью…
Загадка 1. Какова действительная скорость вращения твердой поверхности Юпитера, замаскированной вращающимися с разными скоростями атмосферными полосами?
Ни один квадратный миллиметр поверхности Юпитера ни разу не удалось увидеть через массу тумана, который можно сравнить разве только с самыми плотными штормовыми тучами на Земле, наслаивающимися друг на друга ярус за ярусом на протяжении сотен и тысяч километров. Следовательно, нельзя найти какой-либо ориентир, по которому можно было бы судить о вращении поверхности планеты. Поэтому астрономы наблюдают движение деталей наружного облачного слоя, которые позволяют достаточно уверенно определить период вращения, но дают различные результаты в зависимости от широты. Период вращения наружного облачного слоя на экваторе равен 9 часам 50 минутам, на полюсе — на 5 минут больше, а на промежуточных широтах находится между ними. Мы назвали только скорость вращения самого верхнего слоя атмосферы. Что можно сказать о вращении слоев на глубине 3000, 5000, 10 000 км от границы атмосферы? И какова действительная скорость вращения поверхности, находящейся на глубине 13 000 км?[19]
Неожиданные изменения скорости вращения только один из сюрпризов атмосферы Юпитера — настоящего мира чудес.
Загадка 2. Что представляет собой Красное пятно, отстающее от общего вращения?
Впервые Красное пятно наблюдалось в 1878 г. Оно имеет форму огромного овала — 50 000 км на 20 000 км, который внезапно стал красным, выделяясь на светлом фоне южной тропической зоны. Пятно, которое с тех пор периодически то тускнело до розового цвета, то вновь становилось красным, имеет собственную скорость — меньшую, чем скорость вращения планеты на этой широте. Скорость Красного пятна нерегулярно изменяется; иногда оно отстает на 15 минут от среднего периода вращения, а затем движется быстрее.
Сначала считали, что Красное пятно — это облако, выброшенное гигантским вулканическим извержением, позднее — участок атмосферы, окрашенный в красный цвет бромом или окислами азота, но ни одна теория не могла объяснить его длительное существование. В настоящее время полагают, что Красное пятно состоит из полутвердого вещества, возможно пористого, как пемза, и достаточно легкого, чтобы удерживаться в верхней части атмосферы Юпитера, подобно гигантскому плавающему острову. Временами более подвижное, меняющее свои очертания непрозрачное образование — Южное тропическое возмущение — догоняет и как бы обтекает Красное пятно, подтверждая представление о нем как о плавающем в облаках острове.
И, хотя поколения астрономов восхищались этими удивительными атмосферными явлениями, они не имели никакого представления о том мире, который скрыт под толстой атмосферой Юпитера.
Загадка 3. Есть ли у Юпитера твердая поверхность, пригодная для посадки корабля с командой космонавтов на борту?
Некоторые ученые высказывают предположение, что даже в случае неисправности тормозных двигателей космонавты совершат «мягкую» посадку, так как они не встретят твердой поверхности, а будут опускаться через слои газа, сжатого до полужидкого состояния. Если некий гипотетический корабль, достаточно прочный и массивный, совершит посадку на Юпитере, то он будет «тонуть» через все уплотняющиеся слои сжатых газов, похожих на сироп или болотную трясину, и наконец достигнет небольшого твердого ядра на глубине 65 000 км в центре планеты — настоящего газового гиганта.
Другие астрономы наделяют Юпитер небольшим по размерам, таким, как у нашей Земли, железо-каменным ядром, окруженным массивной оболочкой, состоящей из льда, замерзших аммиака, метана и других соединений. Выше все это переходит в жидкую фазу, образующую море глубиной 27 000 км. Между морем полужидких паров и «настоящей» атмосферой нет какой-либо четкой границы. Температура в атмосфере никогда не поднимается выше –130°C.
Эти теории были предложены задолго до проникновения человека в космос и с появлением новых идей и открытий быстро устарели. Саган в 1961 г. изложил новую, революционную теорию, согласно которой Юпитер вовсе не холодный, а имеет типичную для Земли температуру на поверхности и эта твердая поверхность, действительно, существует. Наполнив сосуд аммиаком, метаном, водородом и гелием, чтобы моделировать атмосферу Юпитера, Саган подвергал эту смесь высокому давлению и пропускал через нее ультрафиолетовые лучи. Газы проявили способность к парниковому эффекту, присущему и плотной атмосфере Венеры; температура под ним была 20°C — как в теплый весенний день на Земле.
Интенсивность облучения тщательно устанавливалась не выше той, которую имеют солнечные лучи на поверхности Юпитера, — в 25 раз меньше, чем для Земли, — и все-таки было очевидно, что прошедшая через атмосферу лучистая энергия аккумулируется и нагревает поверхность Юпитера значительно выше предела замерзания.
Эти искусно поставленные эксперименты опровергают теорию «замерзшего» Юпитера. Они свидетельствуют в пользу теплого Юпитера с морями настоящей воды, с привычной нам почвой и погодой с дождями, вспышками молний и раскатами грома.
Дальнейшие рассуждения Сагана способны поразить самое богатое воображение.
Загадка 4. А что, если Юпитер вовсе не холодный и бесплодный, а теплое царство цветущей жизни, более многообразной, чем на любой другой планете?
«Атмосфера Юпитера очень похожа на первичную атмосферу Земли, в которой появились живые организмы». Это ошеломившее астрономов заявление было сделано Саганом в 1961 г. В современной биологии принимается, что солнечные ультрафиолетовые лучи, проникавшие в первичную атмосферу Земли несколько миллиардов лет назад, вызывали химические реакции между метаном, аммиаком и свободным водородом с образованием простых органических соединений. Последние случайным образом объединялись в более сложные комбинации, до тех пор пока наконец не появились первые «живые молекулы». Случайно и вместе с тем неизбежно эволюция жизни началась.
Если допустить, продолжает Саган, что парниковый эффект обеспечивает на Юпитере характерную для Земли температуру 20°, то вполне вероятно, что подобным же образом в обширных океанах Юпитера зародилась жизнь. Он подсчитал, что существовавшие до возникновения жизни органические молекулы образовывались с огромной скоростью — около двух килограммов на квадратный километр в год. Поскольку площадь поверхности Юпитера приблизительно в 120 раз больше, чем Земли, полный вес органического раствора должен выражаться астрономическим числом. Азимов, писатель-фантаст и профессор биохимии Массачусетского университета, оценивает полную массу живых организмов в грандиозных океанах Юпитера в 1/8 массы Луны, что составляет 80 миллиардов тонн.
Но многие астрономы считают, что Юпитер холоднее, чем предполагает Саган, так что вся вода должна замерзнуть. В таком случае океаны будут состоять главным образом из аммиака NH3, ядовитого для земных организмов, а в воздухе будет недостаточно поддерживающего жизнь кислорода.
Все это отнюдь не обязательно должно сделать жизнь невозможной, и в этой связи возникает необычная астробиологическая загадка.
Загадка 5. Процветает ли на Юпитере «аммиачная» жизнь?
Эту гипотезу защищает Фирсов (Британское королевское астрономическое общество). Он утверждает, что, помимо кремниевой жизни (см. гл. III), возможен другой тип организмов, также совершенно отличный от земных видов. Подобно тому как наши организмы, основанные на углероде, используют воду и кислород, на Юпитере эти вещества могут быть заменены аммиаком и азотом.
Говоря языком химии, жидкий аммиак — прекрасный растворитель и может служить основной «биожидкостью», в полном подобии с водой. Аммиачная «кровь», богатая питательными веществами, была бы столь же эффективной, как и наша кровь. Аммиачные животные дышали бы азотом, их мышцы получали бы энергию так же, как при дыхании кислородом.
Рассматривая возможность существования животных, Фирсов полагает, что гигантский Юпитер, если он обитаем, населен, как это ни парадоксально, карликовыми видами с короткими толстыми телами и мощными ногами, которые позволяли бы выдерживать силу тяжести, почти в три раза превышающую земную. У существ размером с человека центр тяжести расположен так высоко, что они не могли бы сделать на Юпитере ни одного шага, не упав при этом. (Напротив, на планетах с низкой силой тяжести, например на Меркурии и Марсе, живые существа могут беспрепятственно достигать большого роста. Биологи принимают за аксиому странное, но довольно вероятное положение, что везде во Вселенной, где есть разумные существа, чем больше планета, тем меньше населяющие ее особи, и наоборот.)
Фирсов, Саган и другие астробиологи не настаивают на том, что на Юпитере существует жизнь. Они просто отмечают, что прежние представления, основанные на таких сомнительных данных, как чрезвычайно низкая температура, могут быть ошибочными; теплый климат и аммиачные моря могли бы сделать Юпитер убежищем жизни.
Итак, царь планет, колоссальный по размерам, возможно, окажется приютом для скрытой облаками жизни, более многообразной, чем на сотне земель. Космические зонды и экспедиции космонавтов помогут разгадать эту загадку.
В поисках жизни и новой физики. Зачем нужно отправлять новый космический аппарат к Юпитеру
Используя притяжение Земли и Венеры, к январю 2030 года он доберется до системы Юпитера, где проведет около трех лет, исследуя сам газовый гигант, а также три из четырех его самых крупных, так называемых Галилеевых, спутника: Европу, Каллисто и Ганимед. Ганимед станет последним пристанищем космического аппарата: когда ресурс будет выработан, JUICE совершит управляемый «полет камикадзе» и врежется в его поверхность.Что будет искать JUICE в системе Юпитера и как одна маленькая нестыковка может подорвать фундамент современной физики, «Чердаку» рассказал научный руководитель одного из экспериментов JUICE Леонид Гурвиц из Объединенного европейского института радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (JIVE).
— Правильно ли я понимаю, что одна из основных целей запуска JUICE связана с астробиологией?
— Да, поиск истоков жизни — это одна из важнейших тем проекта, все его 11 экспериментов в той или иной степени связаны с ней. Например, с помощью инструментов JUICE будет исследоваться подповерхностная структура спутников, прежде всего Ганимеда, но и остальных тоже. Есть довольно хорошо обоснованное предположение, что под поверхностью Ганимеда, на относительно небольшой глубине, находятся значительные объемы жидкости, очень вероятно — воды. Ну а где вода, там и жизнь.
— Вы руководите экспериментом PRIDE (Planetary Radio Interferometry and Doppler Experiment, «Планетарный радиоинтерферометрический и допплеровский эксперимент»). Что он собой представляет?
— Мы будем наблюдать космический аппарат JUICE, точнее «подслушивать» при помощи радиотелескопов, расположенных на Земле, его радиосигнал, несущий информацию, полученную научными приборами аппарата. Но сама эта информация — не наша, нас интересует сам сигнал, точнее его несущая гармоника как таковая.
Радиотелескопы в Вестерборке, Нидерланды. Фото: Екатерина БоровиковаНашими методами на удалении Юпитера можно установить поперечные координаты аппарата с точностью в сотни или даже десятки метров. В качестве «бесплатного приложения» мы будем измерять и радиальную скорость аппарата с точностью 15 микрон в секунду.
— Разве это имеет отношение к астробиологии?
— Дело в том, что пристальное наблюдение за движением космического аппарата позволяет оценить с высокой точностью характеристики гравитационного поля, в котором он летит. Поле, в свою очередь, несет данные о породившей его массе и ее распределении (плотности). На основе таких измерений будет проведена диагностика внутреннего строения спутников Юпитера.
От структуры распределения массы спутников буквально один шаг до вывода о том, а что, собственно говоря, она собой представляет: например, твердая это субстанция или жидкость. Некоторые считают, что на спутниках Юпитера под поверхностью находится смесь наподобие мартовского снега, когда он еще не совсем растаял, но уже подтаял и даже плавает в воде. Вот так, измерив координаты космического аппарата, можно приблизиться к ответу на вопрос, может существовать жизнь на спутниках Юпитера или нет.
Есть множество побочных, но полезных применений измерения координат. Например, можно уточнить так называемые эфемериды Юпитера и его спутников. Несколько упрощая, можно сказать, что эфемериды — это видимое положение небесного тела на небесной сфере.
— Но ведь люди с глубокой древности знают, где на небе Юпитер…
— Да, конечно, с некоторой точностью знают, но хочется знать еще точнее. Измерив гравитационное поле Юпитера и его спутников, мы сможем уточнить параметры орбитального движения всех населяющих систему Юпитера небесных тел.
Мы-то знаем, что Юпитер вот там, справа от антенны, но ученым всегда хочется все знать совсем точно. Фото: Dedi Grigoroiu\ShutterstockЭто чисто практическая задача, вообще говоря. Потому что благодаря уточнению эфемерид Юпитера космические аппараты смогут летать в Солнечной системе по все более точным траекториям. Ведь при планировании полетов в Солнечной системе, например в сторону Марса или Сатурна, надо принимать во внимание юпитерианское гравитационное поле: как-никак, Юпитер второй после Солнца «гравитатор» в нашей планетной системе. Без точного знания эфемерид здесь не обойтись.
— А что еще можно узнать благодаря вашему эксперименту?
— Тут можно рассуждать лишь предположительно, но есть такая интересная тема — принцип эквивалентности масс. Масса — это фундаментальная характеристика материи. В быту мы не задумываемся, что это такое, но знаем, что можно купить 200 граммов масла, а можно 400. Более того, мы знаем, что если кинуть, допустим, теннисный мячик, а после этого попробовать бросить тяжелое ядро, ощущения будут разные. В обоих случаях мы имеем дело с массой, но в случае масла это гравитационная масса (мы на самом деле измеряем, с какой силой Земля притягивает кусок масла). А вот когда мы занимаемся легкоатлетическими упражнениями и кидаем мячики и ядра, то мы имеем дело с другой массой, это масса инертная.
Каким-то странным образом эти массы совпадают. Это и есть принцип эквивалентности. Поначалу его воспринимали как истину интуитивно, потом его сформулировали как физический принцип, потом стали ломать голову: а с чего бы это? И наконец, стали проверять: точно ли совпадают эти массы?
— Как же они могут не совпасть?
— Наиболее известный на сегодня эксперимент был проведен примерно 35 лет назад под руководством американского физика Роберта Вессота на космическом аппарате Gravity Probe A.
В принципе, это очень простой эксперимент. Но лишь «в принципе». На борту имелись очень точные часы, лучше сказать, стандарт частоты, который выдавал гармонические колебания чрезвычайно высокий стабильности. Частоту этих колебаний определяли и гравитация, и инерция. Gravity Probe A двигался по очень вытянутой траектории, улетая далеко от Земли, и посылал сигнал, по которому характеристики этого колебания измерялись и в отдалении от Земли, и рядом с ней.
Гравитационная масса «чувствует» притяжение Земли и «реагирует» на его изменение определенным образом. А вот инерционной массе вроде бы должно быть все равно, где ее измеряют, вблизи или вдали от Земли. Будь гравитационная и инертная масса разными, по изменению частоты, генерируемой на борту аппарата, можно было бы выявить их расхождение. Но в эксперименте Gravity Probe A они совпали с точностью сотой доли процента.
Сейчас обсуждаются эксперименты, в которых будет реализована примерно та же идея, но с более современной аппаратурой. В частности, сейчас делается попытка применения аппаратуры проекта «РадиоАстрон» для эксперимента такого типа. Он называется «эксперимент по гравитационному красному смещению».
«РадиоАстрон» изначально не проектировался для такого рода экспериментов. В проекте JUICE тоже номинально эксперименты по фундаментальной физике не предусматриваются. Но, когда дело дойдет до дела и аппарат будет находиться в окрестностях Юпитера, в зависимости от того, насколько стабильна будет радиоаппаратура JUICE, может, мы и замахнемся на принцип эквивалентности.
Если получится результат 10^, это будет существенное улучшение предыдущих результатов и серьезный научный результат.
— А что будет, если гравитационная и инерциальная масса не сойдутся?
— Теория относительности — это фундаментальная вещь для сегодняшнего представления о материальном мире. Если принцип эквивалентности не подтвердится, то придется ее пересматривать.
В повседневной жизни — можно не беспокоиться — все будет нормально. А вот у фундаментальной физики будут серьезные сложности. Потому что малейшая трещина в фундаменте приводит к тому, что все здание начинает разваливаться.
Придется пересматривать наши представления о том, как устроены фундаментальные процессы взаимодействия материи и полей, разных видов материи, как искривлено пространство — а именно это искривление мы и воспринимаем как гравитацию, по каким законам масса влияет на изменение в пространстве.
В том числе придется переписывать сценарий фильма «Интерстеллар». Потому что картинка, которая там показана, это результат физического моделирования окрестностей черной дыры, основанного на общей теории относительности. Если окажется, что гравитационная масса не эквивалентна инертной, то теория черных дыр должна быть существенно пересмотрена.
Кадр из фильмаИзменения в теории черных дыр приведут к переоценке свойств очень далеких объектов Вселенной. Потребуется изменить и взгляд на процессы звездообразования, которые, в свою очередь, определяют, может или не может у той или иной звезды возникнуть планетная система. А именно это, возвращаясь к астробиологии, определяет, может ли в какой-то звездной системе возникнуть жизнь.
Екатерина Боровикова
Есть ли у Юпитера твердое ядро?
Газовые гиганты всегда были для нас загадкой. Из-за их плотных клубящихся облаков невозможно хорошенько заглянуть внутрь и определить их истинную структуру. Учитывая их удаленность от Земли, отправка космического корабля к ним занимает много времени и дорого, что делает исследовательские миссии немногочисленными и редкими. И из-за их интенсивного излучения и сильной гравитации любая миссия, которая пытается их изучить, должна выполняться осторожно.
И все же ученые десятилетиями придерживались мнения, что у этого массивного газового гиганта есть твердое ядро.Это согласуется с нашими текущими теориями о том, как Солнечная система и ее планеты сформировались и переместились на свои нынешние позиции. В то время как внешние слои Юпитера состоят в основном из водорода и гелия, увеличение давления и плотности предполагает, что ближе к ядру вещи становятся твердыми.
Состав и состав:
Юпитер состоит в основном из газообразного и жидкого вещества, а под ним находится более плотное вещество. Верхние слои атмосферы состоят из примерно 88–92% водорода и 8–12% гелия по объему молекул газа, и прибл.75% водорода и 24% гелия по массе, а оставшийся один процент состоит из других элементов.
Строение и состав Юпитера. Предоставлено: Kelvinsong CC by S.A. 3.0Атмосфера содержит следовые количества метана, водяного пара, аммиака и соединений на основе кремния, а также следовые количества бензола и других углеводородов. Также присутствуют следы углерода, этана, сероводорода, неона, кислорода, фосфина и серы. Кристаллы замороженного аммиака также наблюдались во внешнем слое атмосферы.
Внутренняя часть содержит более плотные материалы, так что распределение составляет примерно 71% водорода, 24% гелия и 5% других элементов по массе. Считается, что ядро Юпитера представляет собой плотную смесь элементов — окружающий слой жидкого металлического водорода с некоторым количеством гелия и внешний слой, состоящий преимущественно из молекулярного водорода. Ядро также было описано как каменистое, но это также остается неизвестным.
В 1997 году существование ядра было подтверждено гравитационными измерениями, показавшими массу в 12–45 раз больше массы Земли, или примерно 4–14% от общей массы Юпитера.Наличие ядра также подтверждается моделями планетарного образования, которые показывают, что в какой-то момент истории планеты было необходимо каменистое или ледяное ядро. В противном случае он не смог бы собрать весь свой водород и гелий из протосолнечной туманности — по крайней мере, теоретически.
Однако возможно, что этот сердечник с тех пор сжался из-за конвекционных потоков горячего жидкого металлического водорода, смешивающегося с расплавленным сердечником. Это ядро может даже отсутствовать сейчас, но необходим подробный анализ, прежде чем это можно будет подтвердить.Ожидается, что миссия Juno , запущенная в августе 2011 года (см. Ниже), даст некоторое понимание этих вопросов и тем самым продвинется вперед в решении проблемы ядра.
Образование и миграция:
Наши текущие теории относительно формирования Солнечной системы утверждают, что планеты сформировались около 4,5 миллиардов лет назад из Солнечной туманности (то есть гипотеза туманности). В соответствии с этой теорией считается, что Юпитер образовался в результате гравитации, стягивающей вместе закрученные облака газа и пыли.
Юпитер приобрел большую часть своей массы из материала, оставшегося от образования Солнца, и в итоге его совокупная масса более чем в два раза превышала совокупную массу других планет. Фактически, было высказано предположение, что Юпитер накопил больше массы, он стал бы второй звездой. Это основано на том факте, что его состав аналогичен составу Солнца — он состоит преимущественно из водорода.
Художественная концепция молодой звезды, окруженной газом и пылевым диском, называемой протопланетным диском.Предоставлено: NASA / JPL-Caltech. Кроме того, современные модели формирования Солнечной системы также указывают на то, что Юпитер сформировался дальше от своего текущего положения. Согласно так называемой гипотезе Grand Tack, Юпитер мигрировал к Солнцу и занял свое нынешнее положение примерно 4 миллиарда лет назад. Утверждалось, что эта миграция могла привести к разрушению более ранних планет в нашей Солнечной системе, которые могли включать суперземли, расположенные ближе к Солнцу.
Исследование:
Хотя это был не первый космический аппарат-робот, посетивший Юпитер, и не первый, кто изучал его с орбиты (это было сделано зондом Galileo в период с 1995 по 2003 год), миссия Juno была разработана для исследования более глубоких загадок Юпитерианский гигант.К ним относятся внутренняя часть Юпитера, атмосфера, магнитосфера, гравитационное поле и история образования планеты.
Миссия была запущена в августе 2011 года и вышла на орбиту вокруг Юпитера 4 июля 2016 года. Зонд вышел на полярную эллиптическую орбиту после завершения 35-минутного запуска главного двигателя, известного как Jupiter Orbital Insertion (или JOI). Когда зонд приблизился к Юпитеру над его северным полюсом, ему был предоставлен вид на систему Юпитера, которую он сделал окончательное изображение перед началом JOI.
С этого времени космический аппарат Juno проводит маневры периджова — там, где он проходит между северной полярной областью и южной полярной областью — с периодом около 53 дней. С момента прибытия в июне 2016 года он выполнил 5 периджов, а до февраля 2018 года планируется провести в общей сложности 12 рейсов. В этот момент, если не будет продления миссии, зонд выйдет из орбиты и сгорит во внешней атмосфере Юпитера. .
Делая оставшиеся проходы, «Юнона» будет собирать больше информации о гравитации, магнитных полях, атмосфере и составе Юпитера.Есть надежда, что эта информация научит нас многому о том, как взаимодействие между внутренним пространством Юпитера, его атмосферой и его магнитосферой влияет на эволюцию планеты. И, конечно же, есть надежда предоставить убедительные данные о внутренней структуре планеты.
Есть ли у Юпитера твердое ядро? Короткий ответ: мы не знаем… пока. По правде говоря, у него вполне могло быть твердое ядро, состоящее из железа и кварца, которое окружено толстым слоем металлического водорода. Также возможно, что взаимодействие между этим металлическим водородом и твердым ядром заставило планету некоторое время назад потерять его.
Южный полюс Юпитера, сделанный во время третьего витка миссии Juno (Perijove 3). Источники: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Luca Fornaciari © cc nc saНа данный момент все, что мы можем сделать, это надеяться, что текущие исследования и миссии дадут больше доказательств. Они не только помогут нам уточнить наше понимание внутренней структуры Юпитера и его формирования, но и уточнить наше понимание истории Солнечной системы и того, как она возникла.
Мы написали много статей о Юпитере для Вселенной сегодня.Вот десять интересных фактов о Юпитере, насколько велик Юпитер?, Сколько времени нужно, чтобы добраться до Юпитера?, Какая погода на Юпитере?, Как далеко Юпитер от Солнца? И Орбита Юпитера. Как долго длится год на Юпитере?
Если вам нужна дополнительная информация о Юпитере, ознакомьтесь с выпусками новостей Hubblesite о Юпитере, а вот ссылка на Руководство НАСА по исследованию Юпитера Солнечной системы.
Мы также записали эпизод Astronomy Cast, посвященный Юпитеру. Послушайте, Эпизод 56: Юпитер.
Источники:
Как это:
Нравится Загрузка …
Есть ли у Юпитера поверхность? Можете ли вы ходить по Юпитеру?
Во-первых, вы должны знать, что у Юпитера нет твердой каменистой поверхности, как у нас здесь, на Земле. Таким образом, фраза «ступить на поверхность Юпитера» не может быть буквально , поскольку Юпитер — газовый гигант, а это означает, что у него нет твердой твердой поверхности, на которую можно было бы ступить ногой.
Итак, что произошло бы, если бы астронавт был сброшен на планету сверху, если предположить, что он одет в скафандр, который не может быть разрушен магией (это, конечно, чисто гипотетически!) Справедливо только то, что мы сначала понимаем, что на самом деле означает фраза «поверхность Юпитера».
Юпитер — планета
Как вы, возможно, уже знаете, Юпитер — самая большая планета в нашей солнечной системе. Он настолько велик, что может вместить в себя 1300 Земель. Это не только самый большой член нашей солнечной системы (после Солнца), но и газовый гигант, то есть он состоит только из газов водорода и гелия, как и Солнце.
Юпитер — газовый гигант. (Фото: ESA / Hubble / Wikimedia Commons)
Полосы, которые вы видите на планете, на самом деле являются красными, желтыми, коричневыми и белыми облаками, которые являются частью атмосферы Юпитера.
До сих пор я несколько раз упоминал «поверхность» Юпитера, но, что интересно, на самом деле у него нет поверхности, по крайней мере, не такой, как у нашей планеты. Когда кто-то обращается к поверхности планеты, мы склонны вызывать в воображении образ твердой каменистой земли. Удивительно, но в случае с Юпитером это не так.
Поверхность Юпитера
В отличие от Земли, Юпитер не имеет твердой твердой поверхности. Это просто большой кусок газов (и кое-что еще), который сближается в форме планеты.И, как и в атмосфере Земли, газы, присутствующие в атмосфере Юпитера, имеют «потолок» или «вершину»; слои становятся все тоньше и тоньше по мере удаления от планеты, пока в какой-то момент атмосфера не станет единым целым с межпланетным пространством.
Итак, предположим, что вас сбросили с некоторой высоты за пределами видимой атмосферы Юпитера. Как только вы окажетесь в пределах 300 000 км от определенного уровня (мы будем называть этот уровень «поверхность», потому что это уровень, на котором давление газа составляет 1 бар, что почти равно давлению на поверхности Земли), вы умрете от радиационного отравления… обычно .
Юпитер, по сути, представляет собой просто огромное скопление газовых облаков. (Фото предоставлено НАСА, Калифорнийский технологический институт / Лаборатория реактивного движения / Wikimedia Commons)
Однако, поскольку у вас есть неразрушимый скафандр, вы на самом деле не умрете. Вместо этого вы начнете ускоряться (из-за огромной массы Юпитера) через верхние слои атмосферы и сгорите, как метеоры, прежде чем столкнуться с поверхностью Земли.
Особенно длинное падение через газовые слои Юпитера
Если пойти немного дальше, если бы вы каким-то образом упали в середине верхних слоев атмосферы планеты, даже тогда вы бы постоянно падали сквозь облака аммиака.К счастью, в этот момент падение не сожжет вас, так как вы уже прошли самую плотную часть атмосферы. Следовательно, нагрев трением и сверхзвуковое сжатие не превратят вас в пепел.
Через несколько минут вы все равно будете падать, но через область, где давление составляет 2 бара (вдвое больше среднего давления на поверхности Земли). Здесь вы будете проходить сквозь различные виды облаков, состоящих из аммиачного льда, сульфида аммония и гидросульфида аммония.
Эти облака не сильно отличаются от обычных облаков, но они коричневого цвета и становятся только более коричневыми , когда вы углубляетесь.
По мере того, как вы продолжаете падать, атмосферное давление будет продолжать расти. Температура окружающей среды также будет довольно низкой (порядка 40 градусов Цельсия). Вы пройдете сквозь облака водяного льда, и все вокруг начнет темнеть. Еще через несколько минут вы окажетесь в полной темноте и будете испытывать температуру выше 100 градусов.
Чем дальше вы падаете, тем сильнее будет повышаться температура. Как только вы достигнете внутренних регионов планеты (о которых исследователи космоса мало что знают), давление и плотность будут настолько высокими, что их совокупный эффект сведет вашу скорость спуска к абсолютному минимуму.
Это уровень, на котором вы найдете огромный океан жидкого металлического водорода благодаря чрезвычайно высокому давлению, которое преобразует газообразный водород в жидкую форму. Юпитер имеет самую высокую скорость вращения в нашей солнечной системе, и во время его вращения водоворот жидкометаллического океана создает самое сильное магнитное поле в Солнечной системе.
Поверьте, вы не хотите быть этим парнем, если, конечно, у вас нет волшебного скафандра.
Наконец, когда вы достигнете уровня, на котором давление составляет порядка 2 миллионов бар, а температура такая же, как на Солнце, ваш спуск подойдет к концу.И вы тоже.
Статьи по теме
Статьи по теме
Ученые-космонавты считают, что у Юпитера есть плотное ядро из тяжелых элементов, и оно было создано на ранних этапах существования Солнечной системы. Это ядро выросло из скопления обломков, ледяной материи и других мелких объектов. Но «ступить ногой» на его ядро, это точно.
Следовательно, человеку практически невозможно ступить на любую «поверхность» Юпитера.
Что это такое и где они?
РЕЗЮМЕ: планеты-гиганты представляют собой большие шары газа, каждый из которых окружен множеством лун и колец.
Композиция
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун вместе составляют группу, известную как планет-гигантов . Общие структуры планет-гигантов противоположны структурам планет земной группы. Вместо того, чтобы иметь тонкую атмосферу вокруг относительно больших скалистых тел, планеты-гиганты имеют относительно небольшие плотные ядра, окруженные массивными слоями газа .Эти планеты почти полностью состоят из водорода и гелия и не имеют твердых поверхностей.
Планеты-гиганты
(нажмите, чтобы увеличить)
Вращение
Как вращение влияет на формы планет
(щелкните, чтобы увеличить)
В отличие от планет земной группы шарообразной формы, все планеты-гиганты имеют слегка продолговатую форму. Планеты-гиганты вращаются намного быстрее, чем любой из земных миров. Сама по себе гравитация сделала бы планету сферической, но их быстрое вращение сглаживает их сферические формы, отбрасывая материал около экватора наружу.
Наблюдения за облаками на разных широтах показывают, что планеты-гиганты вращаются с разной скоростью около своих экваторов, чем около полюсов.
ЮВИАНСКИЕ «ДНИ»
- Юпитер: 10 часов
- Сатурн: 10 часов
- Уран: 16-17 часов
- Нептун: 16-17 часов
Луны и кольца
После размера, возможно, наиболее заметное различие между планетами-гигантами и планетами земной группы связано с лунами и кольцами.Планеты земной группы — почти изолированные миры, и только Земля (1 луна) и Марс (2 луны) вращаются вокруг любых лун. Напротив, лун и колец вращаются вокруг каждой из планет-гигантов.
Все четыре планеты-гиганты имеют кольца, хотя с Земли хорошо видны только кольца Сатурна. Кольца состоят из бесчисленных маленьких кусочков камня и льда, каждый из которых вращается вокруг своей планеты, как крошечная луна. Кольца выглядят плоскими, потому что все частицы вращаются по существу в одной плоскости.Кольца расположены ближе к планетам, чем любая из их средних или больших лун, но внутренний край колец по-прежнему находится значительно выше верхних слоев облаков планеты.
Юпитер с ближайшими лунами Европа и Каллисто выровнены по центру планеты.
(нажмите для увеличения)
Кольца Сатурна с лунами Янусом (вверху) и Пандорой.
(нажмите для увеличения)
Почему такие разные
Почему планеты-гиганты так отличаются от планет земной группы? Мы можем проследить почти все различия в формировании Солнечной системы.Линия инея обозначила важную разделительную точку в солнечной туманности. В пределах линии мороза температура была слишком высокой для образования водородного льда. Единственные твердые частицы были сделаны из металла и камня. За линией инея, где соединения водорода могли конденсироваться, твердые частицы включали лед, а также металл и камни.
В то время как планеты земной группы выросли из планетезималей, сделанных из горных пород и металлов, они оказались слишком маленькими, чтобы захватить значительное количество водорода и гелия, присутствующих в солнечной туманности.Однако планеты-гиганты образовались дальше от Солнца, где было много льда и камней. Ядра быстро срослись в большие глыбы льда и камня. В конце концов, они стали настолько большими, что захватили большое количество водорода и других газов из окружающей туманности благодаря своей огромной гравитации.
ПОДРОБНЕЕ О ФОРМИРОВАНИИ ПЛАНЕТЫ НЕКОТОРЫЕ БЫСТРЫЕ ФАКТЫ О ПЛАНЕТЕ
Атмосфера
Высота облаков в атмосферах планет Юпитера
Атмосферы Юпитера и Сатурна почти полностью состоят из атомов водорода и гелия , хотя есть некоторые свидетельства того, что они содержат соединений водорода .Уран и Нептун состоят в основном из соединений водорода с небольшими следами водорода, гелия, металла и горных пород. Наиболее распространенными водородными соединениями являются метан (CH 4 ), аммиак (NH 3 ) и вода (H 2 O).
Чем дальше планета от Солнца, тем прохладнее будет ее атмосфера. Это означает, что одни и те же газы будут конденсироваться с образованием облаков на разных высотах на разных планетах, потому что для конденсации газа требуется определенное давление и температура.Аммиак, гидросульфид аммония и вода составляют 3 облачных слоя Юпитера и Сатурна. На графике справа видно, что они конденсируются на более низких высотах в атмосфере Сатурна, чем в атмосфере Юпитера.
Интерьеры
Ядра всех четырех планет-гигантов состоят из комбинации горных пород, металлов и соединений водорода. Юпитер и Сатурн имеют похожие внутренности, со слоями, выходящими наружу из металлического водорода, жидкого водорода, газообразного водорода, и покрытых слоем видимых облаков.В отличие от Юпитера и Сатурна, Уран и Нептун имеют ядра из камня и металла, а также воды, метана и аммиака. Слой, окружающий ядро, состоит из газообразного водорода, покрытого слоем видимых облаков, подобных облакам Юпитера и Сатурна.
Jovial Planet Interiors
(нажмите, чтобы увеличить)
Как и в случае с планетами земной группы, чем глубже вы погружаетесь, тем горячее и плотнее становится. Повышение температуры и плотности означает повышение давления.
Кусочек пирога плотности Юпитера ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ
Тур по Солнечной системе по девяти восьми планетам
Мир астрономии Эрика Вайсштейна
Вернуться наверх
планета | Национальное географическое общество
Планета — это большой объект, вращающийся вокруг звезды.Чтобы быть планетой, объект должен быть достаточно массивным, чтобы гравитация сжала его до сферической или круглой формы. Он также должен быть достаточно большим, чтобы сила тяжести смела любые каменистые или ледяные объекты со своего пути или орбиты вокруг звезды.
Ученые считают, что планеты начинают формироваться, когда плотное облако пыли и газа, называемое туманностью, вращается вокруг недавно сформированной звезды. Постепенно гравитация заставляет частицы вещества в туманности слипаться. Медленно эти комки накапливаются и разрастаются.В конце концов, эти сгустки становятся планетами.
Земля — одна из восьми планет, которые вращаются вокруг звезды, которую мы называем Солнцем. Вместе Солнце, планеты и более мелкие объекты, такие как луны, составляют нашу солнечную систему.
Четыре ближайших к Солнцу планеты — Меркурий, Венера, Земля и Марс — называются планетами земной группы. Эти планеты твердые и каменистые, как Земля (terra на латыни означает «земля»). Земля — самая большая из четырех планет земной группы, а Меркурий — самая маленькая. Все они окружены слоем газа или атмосферы.Их атмосферы различаются по плотности от чрезвычайно тонкой атмосферы Меркурия до Венеры, которая заполнена облаками серной кислоты.
Четыре планеты, более удаленные от Солнца — Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун — называются газовыми гигантами. Газовые гиганты огромны по сравнению с Землей, и у них нет твердых поверхностей. Это большие шары газа. Юпитер и Сатурн состоят в основном из водорода и гелия. Уран и Нептун имеют большую долю водяного пара, аммиака и метана.У каждого из четырех газовых гигантов также есть кольцевая система. Кольца планеты состоят из льда, пыли и небольших камней. Кольцевая система Сатурна самая большая.
Каждая планета, кроме Меркурия и Венеры, имеет по крайней мере один естественный спутник или луну. Луна планеты вращается вокруг нее, как и вокруг Солнца. Юпитер, Сатурн и Уран имеют по несколько десятков лун.
Планеты не только вращаются вокруг звезды, но и вращаются вокруг оси. Ось — это невидимая линия, проходящая через центр планеты.Один полный оборот называется днем. В сутках на Земле около 24 часов. День на Юпитере занимает всего 9,8 часа. У Венеры самый длинный день из всех планет нашей солнечной системы. Венере требуется 243 земных дня, чтобы совершить полный оборот вокруг своей оси.
В отличие от звезд, на планетах не происходит ядерного синтеза — процесса объединения крошечных частиц, называемых атомами, для высвобождения энергии. Ядерный синтез создает излучение (тепло и свет) и заставляет звезды светиться. Поскольку планеты не имеют ядерного синтеза, они не излучают свой собственный свет.Вместо этого они сияют светом, отраженным от звезды. Когда мы видим в ночном небе планеты, такие как Венера, так называемая «Вечерняя звезда», мы видим отраженный солнечный свет.
Экзопланеты
Поскольку во Вселенной есть триллионы звезд, весьма вероятно, что существуют миллиарды планет. Но до начала 1990-х единственные известные планеты находились в нашей солнечной системе. Однако с тех пор ученые открыли более 400 планет, вращающихся вокруг других звезд. Их называют внесолнечными планетами или экзопланетами.
Экзопланеты кажутся довольно маленькими с нашей точки зрения на Земле. Телескопы обычно не могут наблюдать экзопланеты напрямую, поэтому астрономам пришлось придумать методы их обнаружения. Один из методов, который используют астрономы, — это искать небольшое колебание в движении звезды. Это колебание является результатом гравитационного притяжения соседней планеты. Большинство открытых к настоящему времени экзопланет — газовые гиганты.
Фактов о Юпитере | Луны Юпитера, погода, масса, поверхность | Кольца Юпитера
Юпитер — одна из самых ярких планет в нашем небе и самая большая и массивная планета Солнечной системы.27 кг
Насколько велик Юпитер?
Юпитер считается гигантом или планетой Юпитера вместе с Сатурном, Ураном и Нептуном. Когда древние астрономы назвали Юпитер в честь римского правителя всех богов, они и понятия не имели о его огромных размерах, превосходящих другие планеты. Тем не менее, они придумали очень подходящее название.
Размер Юпитера
Юпитер с радиусом 69 911 км (43 441 миль) является самой большой планетой Солнечной системы.Для сравнения, второй по величине Сатурн имеет радиус 58 232 км (36 184 миль). Юпитер также является самой массивной планетой — она более чем в два раза массивнее всех остальных планет вместе взятых.
Сколько Земель может поместиться на Юпитере?
Вы изо всех сил пытаетесь представить себе что-то столь же огромное, как Юпитер? Допустим, чтобы построить один Юпитер, потребуется более 1300 Земель. Если бы газовый гигант был размером с баскетбольный мяч, Земля была бы размером с виноградину.
Орбита и вращение Юпитера
Каждой планете требуется определенное время, чтобы совершить один оборот вокруг Солнца и один оборот вокруг своей оси.Поскольку мы живем на Земле, мы принимаем местные дни (24 часа) и годы (365,25 дня) за стандарт. Посмотрим, насколько Юпитер отличается от нашей планеты.
Сколько длится день на Юпитере?
Несмотря на то, что Юпитер является самой большой планетой, он также является самой быстро вращающейся планетой в Солнечной системе; следовательно, у него самые короткие дни. Один день на Юпитере занимает чуть меньше 10 часов — точное время варьируется от 9 часов 56 минут вокруг полюсов до 9 часов 50 минут вблизи экватора.Причина этого различия в том, что Юпитер — газовая планета и не вращается как сплошная сфера. Вместо этого его экватор вращается немного быстрее, чем полярные регионы, что приводит к различию в продолжительности дня в разных областях.
Сколько длится год на Юпитере?
Один юпитерианский год занимает 11,8618 земных лет или 4332,59 земных дня. Для сравнения: вторая по величине планета Сатурн имеет орбитальный период около 29 земных лет, а наименьший Меркурий обращается вокруг Солнца каждые 88 земных дней.
Как далеко Юпитер?
Юпитер — пятая планета от Солнца: между ними находятся Меркурий, Венера, Земля и Марс. Есть также пояс астероидов, расположенный примерно на полпути между орбитами Марса и Юпитера.
Как далеко Юпитер от Солнца?
Газовый гигант находится на расстоянии 5,2 а.е. от Солнца или 778 млн км (484 млн миль) от Солнца. Для сравнения, Меркурий, ближайшая к Солнцу планета, находится на расстоянии 0,4 а.е. или примерно в 58 млн км от нашей звезды. Напоминание: одна астрономическая единица (а.е.) — это расстояние между Солнцем и Землей.
Как далеко Юпитер от Земли?
Расстояние между планетами постоянно меняется, потому что они движутся по своим орбитам. Юпитер находится всего в 588 млн км (365 млн миль) от нас, когда он находится ближе всего к нашей планете, и в 968 млн км (601 млн миль) от самого дальнего.
Сколько времени нужно, чтобы добраться до Юпитера?
Если вы хотите совершить простой пролет, это займет около 550-650 дней, как это произошло с космическим кораблем «Вояджер»: «Вояджер-1» — всего 546 дней, а «Вояджер-2» — 688 дней.Однако, если вы действительно планируете выйти на орбиту Юпитера, вам нужно будет двигаться достаточно медленно, когда вы достигнете планеты. Например, длительность полета космического корабля НАСА Galileo составила 2242 дня, прежде чем он наконец прибыл на Юпитер.
Из чего сделан Юпитер?
Юпитер не имеет твердой поверхности; его атмосфера становится плотнее, чем дальше вы спускаетесь, переходя в жидкий слой, окружающий небольшое ядро. Проще говоря, это означает, что атмосфера Юпитера составляет почти всю планету.Юпитер (и его атмосфера) состоит примерно на 90% из водорода и 10% из гелия, что очень похоже на состав Солнца.
Образование Юпитера
Как и другие планеты Солнечной системы, Юпитер сформировался около 4,5 миллиардов лет назад, когда гравитация стянула газ и пыль вместе, чтобы создать газового гиганта. Планета забрала большую часть массы, оставшейся после образования Солнца, и стала более чем в два раза больше, чем совокупный материал других тел Солнечной системы. Около 4 миллиардов лет назад Юпитер занял свое нынешнее положение пятой планеты от Солнца.
Строение Юпитера
Мы до сих пор не знаем наверняка, как выглядит ядро Юпитера. Он может состоять из твердых материалов или быть густым, кипящим густым супом. Мы знаем, что ядро окружено слоем жидкого металлического водорода, который простирается до 90% диаметра планеты.
Поверхность Юпитера
У этого газового гиганта нет твердой поверхности, как у нас на Земле. На планете в основном циркулируют газы и жидкости. Космический корабль не может приземлиться на него или пролететь через планету из-за экстремального давления и температуры, которые могут раздавить, расплавить и испарить его.
Что такое Большое красное пятно на Юпитере?
Большое красное пятно — это гигантский шторм примерно в два раза шире Земли, расположенный в южном полушарии Юпитера. Он состоит из малиновых облаков, которые вращаются против часовой стрелки со скоростью, превышающей скорость любого шторма на Земле.
Эта буря впервые наблюдалась в 1878 году; однако Джан Доменико Кассини в 1665 году упомянул «Постоянный шторм», который считается Большим красным пятном. Столь продолжительный шторм можно объяснить отсутствием твердой поверхности на Юпитере.На Земле ураганы распадаются, когда достигают твердой почвы, но у Красного пятна просто нет земли, с которой можно было бы столкнуться.
Тем не менее, Большое красное пятно с годами сокращается: с примерно 40 000 км (24 850 миль) в 1879 году до почти 15 000 км (9320 миль) в 2021 году. Причины этого неизвестны.
Спутники Юпитера
Юпитер и его многочисленные спутники напоминают солнечную систему в миниатюре и представляют научный интерес для астрономов всего мира.
Сколько спутников у Юпитера?
У Юпитера 79 спутников: 53 из них названы, а 26 ждут официального названия. Большинство из них небольшие — около 60 спутников имеют диаметр менее 10 км (6,2 мили). Число лун постоянно меняется; в 2003 году астрономы открыли 23 новых луны, затем, в 2018 году, было найдено еще 12 юпитерианских спутников. По состоянию на 2021 год Юпитер проигрывает Сатурну по количеству спутников; по данным НАСА, у этой окольцованной планеты 82 луны.
Какие 4 самые большие спутники Юпитера?
Четыре самых больших спутника Юпитера — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.Их называют спутниками Галилеи в честь их первооткрывателя, и они столь же замечательны, как и сам Юпитер.
Самый большой из них, Ганимед, больше Меркурия и известен как самый гигантский спутник в Солнечной системе. У него даже есть собственное магнитное поле! Европа, в свою очередь, имеет очень высокий потенциал для обитания — есть свидетельства существования огромного океана прямо под ее ледяной поверхностью. Считается, что на нем вдвое больше воды, чем на Земле. Ио — самое вулканически активное тело в Солнечной системе с сотнями вулканов на нем.
Каллисто, который по размеру примерно такой же, как Меркурий (если быть точным, 99% его диаметра), является третьим по величине спутником в нашей Солнечной системе и может выглядеть скучно на фоне трех других спутников. Однако в 1990-х годах космический корабль НАСА «Галилео» обнаружил, что под поверхностью Каллисто может быть соленый океан.
Кольца Юпитера
Система колец Юпитера была третьей системой колец, обнаруженной в Солнечной системе, после колец Сатурна и Урана.Кольца Юпитера тусклые и в основном состоят из пыли; они, вероятно, останки метеоритной бомбардировки спутников Юпитера.
Сколько колец у Юпитера?
У Юпитера четыре кольца: ближайшее к планете кольцо слабого гало, относительно яркое, но очень тонкое главное кольцо и два широких и толстых тонких кольца — Амальтея и Фива. Последние два названы в честь спутников, из материала которых они состоят. Вы можете поближе взглянуть на мозаику системы колец Юпитера, чтобы лучше понять систему колец Юпитера.
Видны ли кольца Юпитера?
Вы наверняка не увидите кольца Юпитера невооруженным глазом, поскольку они слишком тусклые и разреженные. Для наземных наблюдений требуются самые большие из имеющихся телескопов. Даже из космоса они видны только из-за Юпитера, освещены Солнцем или видны непосредственно в инфракрасном диапазоне.
Полеты на Юпитер
С 1973 года к Юпитеру побывали девять космических аппаратов. Поговорим о самых примечательных.
Первым был Pioneer 10 НАСА, который предоставил сотни фотографий Юпитера и собрал некоторые измерения.Pioneer 11 1974 года стал в три раза ближе к планете, чем его предшественник.
В 1979 году знаменитый космический корабль «Вояджер» открыл систему колец Юпитера и сделал тысячи снимков облаков и штормов на планете. Эти снимки также показали, что загадочное Большое Красное Пятно — это гигантский шторм. Кроме того, «Вояджер-1» и «Вояджер-2» обнаружили десятки вулканов на спутнике Юпитера Ио — первые активные вулканы, обнаруженные на другом космическом объекте.
Зонд НАСА «Галилео» стал первым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера; он прибыл на планету в 1995 году.Миссия Галилео, среди прочего, исследовала атмосферу Юпитера и огромное магнитное поле, а также внимательно изучила галилеевы луны. Несколько лет спустя, в 2000 году, космический корабль Кассини, направлявшийся к Сатурну, сделал одни из лучших фотографий Юпитера, которые у нас есть.
Второй космический корабль, когда-либо вышедший на орбиту Юпитера, называется «Юнона». Он прибыл к Юпитеру в 2016 году и будет исследовать газовый гигант до сентября 2025 года или до конца срока службы космического корабля.
Ближайшие события
Узнайте о будущих событиях, которые произойдут с Юпитером в небе.
20 августа: Юпитер в оппозиции
20 августа 2021 года в 00:00 по Гринвичу (19 августа, 20:00 по восточному времени) Юпитер достигнет оппозиции. Другими словами, Земля будет летать между газовым гигантом и Солнцем, а это значит, что Юпитер будет напротив Солнца в нашем небе. Для наблюдателей с Земли время вокруг противостояния идеально подходит для наблюдения за планетой — она будет самой большой и яркой. Кстати, всего через пять часов, в 5:00 по Гринвичу (01:00 по восточному времени), планета приблизится к своей ближайшей к Земле точке.
Не расстраивайтесь, если вы пропустите ночь противостояния! Это только середина лучшего времени наблюдения, так что у вас будет еще пара недель — найдите Юпитер в небе с помощью наших астрономических приложений.
15 октября: соединение Луны и Юпитера
Всего через день, 15 октября 2021 года, в 10:02 по Гринвичу (06:02 по восточному времени) Луна пройдет недалеко от другого газового гиганта — Юпитера. С величиной -2,8 планета кажется очень яркой, ярче всех звезд.Дуэт также будет помещен в созвездие Козерога на очевидном расстоянии 3 ° 57 ‘. Поскольку Луна будет находиться рядом с газовыми гигантами в течение нескольких дней, начните свои наблюдения заранее и ищите планеты возле нашего яркого естественного спутника в ночь с 13 на 15 октября.
18 октября: Юпитер прекращает ретроградное движение
18 октября 2021 года в 5:13 по Гринвичу (1:13 по восточному времени) Юпитер вернется к своему обычному движению на запад, закончив свое ретроградное движение. В эту ночь планета будет помещена в созвездие Козерога и будет сиять с видимой величиной -2.6.
F.A.Q.
Какого цвета Юпитер?
Юпитер — красиво окрашенная планета, покрытая в основном белыми, оранжевыми, коричневыми и красными облаками; Большое красное пятно имеет красновато-коричневый цвет.
Кто открыл Юпитер?
Юпитер был известен с древних времен, но первым, кто предоставил подробные наблюдения, был Галилео Галилей в 1610 году.
Как выглядит Юпитер?
Юпитер — газовый гигант, покрытый клубящимися полосами облаков.Невооруженным глазом она выглядит как очень яркая точка в нашем небе, и небольшой телескоп покажет ее как планету бледно-белого или кремового цвета.
Могут ли люди жить на Юпитере?
Что ж, посадка на Юпитер — плохая идея для людей. Само слово «земля» не очень подходит, поскольку на Юпитере нет твердой земли. Вы упадете внутрь планеты, пока не достигнете ее ядра, испытывая на своем пути давление в тысячу раз сильнее, чем на Землю.
Что находится между Марсом и Юпитером?
Между орбитами Марса и Юпитера находится пояс астероидов.Эта область в форме пончика содержит твердые тела неправильной формы разных размеров и форм, которые называются астероидами и малыми планетами.
Где находится Юпитер в небе?
Самый простой способ найти Юпитер в небе — использовать приложения для наблюдения за звездами. Откройте поле поиска, введите «Юпитер» и коснитесь соответствующего результата. Приложение покажет вам положение планеты на небе.
Знаете ли вы?
- Юпитер не имеет времен года из-за очень небольшого наклона всего в 3 градуса.Вместо этого на планете газового гиганта бывает много длительных штормов.
- Юпитер — несостоявшаяся звезда. Чтобы начать процесс ядерного синтеза и стать настоящей звездой, ей потребуется масса, более чем в 70 раз превышающая ее нынешнюю.
- У Юпитера самый большой океан в Солнечной системе — он состоит из водорода, а не из воды.
- Юпитер имеет самое сильное магнитное поле из всех планет Солнечной системы.
И это было все о Юпитере — от его размеров до исследовательских миссий.Поделитесь статьей в социальных сетях и посмотрите наш мультфильм о газовом гиганте, который простыми словами объясняет факты о Юпитере.
Желаем вам чистого неба и счастливых наблюдений!
Газовый гигант
2
Моделирование гигантских экзопланет с эксцентричными близкими орбитами
30 октября 2019 г. — По мере развития планетных систем гравитационное взаимодействие между планетами может вывести некоторые из них на эксцентрические эллиптические орбиты вокруг звезды-хозяина.Меньшие планеты должны быть более восприимчивы к …
Многие газовые гигантские экзопланеты ждут своего открытия
27 сентября 2019 г. — Согласно новым моделям …
, существует еще невиданная популяция планет, похожих на Юпитер, вращающихся вокруг близких звезд, похожих на Солнце, которые ожидают открытия будущими миссиями, такими как космический телескоп НАСА WFIRST.Зона безопасности спасает гигантские спутники от рокового падения
9 марта 2020 г. — Численное моделирование показало, что градиент температуры в газовом диске вокруг молодой газовой планеты-гиганта может сыграть решающую роль в развитии спутниковой системы, в которой доминирует одиночная…
Состав газового гиганта не определен звездой-хозяином
3 декабря 2019 г. — Удивительный анализ состава экзопланет газовых гигантов и их родительских звезд показывает, что нет сильной корреляции между их составами, когда дело доходит до элементов тяжелее …
Обнаружено первое открытое ядро планеты, позволяющее заглянуть в другие миры
1 июля 2020 г. — Уцелевшее ядро газового гиганта было обнаружено на орбите далекой звезды, что дает беспрецедентный взгляд на внутреннее пространство…
Массивный газовый диск вызывает вопросы о теории образования планет
23 декабря 2019 г. — Астрономы, использующие Большую миллиметровую / субмиллиметровую решетку Атакамы (ALMA), обнаружили молодую звезду, окруженную удивительной массой газа. Звезде, названной 49 Кита, 40 миллионов лет и …
Тысячи новых шаровых скоплений сформировались за последний миллиард лет
4 ноября 2019 г. — Шаровые скопления, которые формировались в течение последнего миллиарда лет, были обнаружены вокруг гигантской галактики в центре Персея…
Когда вулканы превращаются в металл
17 марта 2021 г. — Как бы вулкан и его потоки лавы выглядели на планетарном теле, сделанном в основном из металла? Пилотное исследование предлагает понимание ферровулканизма, которое может помочь ученым интерпретировать ландшафт …
«Супер-пуховая» планета, не похожая ни на какую другую
18 января 2021 г. — Астрономы обнаруживают, что масса ядра экзопланеты WASP-107b намного ниже, чем считалось ранее возможным для газового гиганта…
Может ли жизнь пережить смерть звезды? Телескоп Уэбба может дать ответ
16 сентября 2020 г. — Когда звезды, подобные нашему Солнцу, умирают, все, что остается, — это обнаженное ядро - белый карлик. Планета, вращающаяся вокруг белого карлика, дает многообещающую возможность определить, сможет ли жизнь пережить смерть своего …
Удар | Изучение планет
Кратеры — самые распространенные формы рельефа в Солнечной системе.Кратеры есть на всех планетах земной группы — Меркурии, Венере, Земле и Марсе. Поверхности астероидов и скалистые, покрытые льдом луны внешних газовых планет также покрыты кратерами. Кратеры, оставленные при столкновении с объектами, могут раскрыть информацию о возрасте поверхности планеты, а также о природе и составе поверхности планеты во время образования кратера.
Меркурий и Луна
Ударные кратеры преобладают на поверхности Меркурия и Луны.На поверхности обоих тел отсутствует жидкая вода, которая со временем разрушила бы ударные кратеры. У них также отсутствует атмосфера, которая на таких планетах, как Земля и Венера, могла бы разрушить метеороиды до того, как они упадут на поверхность. Однако старые кратеры могут быть разрушены новыми ударами. У Меркурия и Луны очень старые поверхности. Один из самых молодых крупных кратеров на Луне — Тихо, образовавшийся около 109 миллионов лет назад.
Это изображение северо-восточного квадранта бассейна Калорис показывает гладкие холмы и купола между внутренним и внешним уступами и хорошо развитую радиальную систему к востоку от внешнего уступа.
Три изображения кратера Тихо и его центральной вершины, расположенной на 43 ю.ш., 11 з.д., на Луне. Эти изображения были получены с использованием различных фильтрованных изображений с камеры УФ / видимого диапазона на космическом корабле Clementine.
Земля
Жидкая вода, ветер и другие силы эрозии стирают ударные кратеры на Земле. На Земле все еще есть много кратеров, которые видны из космоса. Некоторые кратеры в районах с малым количеством осадков (т.е. там, где наблюдается небольшая эрозия) относительно нетронуты, например, этот кратер — Метеоритный кратер в Аризоне, США.S.A.
Метеоритный кратер на плато Колорадо, в 73 км к востоку от Флагстаффа, штат Аризона.
Водохранилище Маникуаган отмечает место кратера шириной 60 миль (100 км), который, по мнению ученых, образовался 212 миллионов лет назад, когда в эту область упал метеорит.
Марс
Марс подвергся значительной бомбардировке. Южное полушарие более сильно покрыто кратерами, чем северное полушарие. Ветры являются основной эрозионной силой на Марсе, а пыль и почва со временем разрушают кратеры.Структура некоторых марсианских ударных кратеров, таких как та, что изображена здесь слева, свидетельствует о наличии воды или льда на поверхности во время столкновения.
Это изображение объединяет изображения, сделанные в период с сентября 2002 г. по октябрь 2005 г. с помощью прибора Thermal Emission Imaging System на орбитальном аппарате NASA Mars Odyssey.
Астероиды
Астероиды каменистые и обычно покрыты кратерами из-за длительной истории столкновений с другими астероидами и, возможно, кометами.Старые ударные кратеры на астероидах были деформированы и стерты новыми ударными кратерами. В качестве альтернативы, столкновения могут разрушить астероиды на более мелкие части. Этот астероид Матильда интересен большим размером ударных кратеров на его поверхности. Несмотря на очевидную интенсивность столкновений, астероид не разрушился. Ученые считают, что астероид должен быть необычайно плотным, чтобы выдержать такую бомбардировку.
Мозаика астероида 253 Матильда построена из четырех изображений, полученных с космического корабля NEAR 27 июня 1997 года.
Планетарные спутники
Внешние газовые планеты не имеют твердых поверхностей, в отличие от их спутников. Большинство этих лун представляют собой ледяные скалистые миры с различными поверхностными особенностями и составами. Большинство из них покрыто кратерами, например Европа, один из галилеевых спутников Юпитера. Считается, что поверхность Европы состоит из толстого слоя льда, покрывающего жидкий водный океан.
Столкновение с Европой зарегистрировано космическим кораблем «Галилео».
Столкновение с Юпитером
Столкновение кометы Шумейкера-Леви с Юпитером
Не только на планеты земной группы наносят удары метеоры, кометы и астероиды.Планеты, известные как газовые гиганты, такие как Юпитер, не имеют твердой поверхности, чтобы вести учет ударов. Однако удар кометы Шумейкера-Леви в 1993 году оставил видимые дыры в облаках Юпитера. Эффект от этих дыр начал исчезать всего через несколько месяцев, но это был первый раз, когда люди наблюдали крупное столкновение между двумя объектами в нашей солнечной системе.
Комета Шумейкера-Леви 9 (официально обозначенная как D / 1993 F2) была кометой, которая распалась и столкнулась с Юпитером в июле 1994 года.Коричневые пятна отмечают места ударов в южном полушарии Юпитера.
.