Зачем человеку Юпитер? — BBC News Русская служба

5 июля 2016

Автор фото, NASA/HANDOUT

Подпись к фото,

Уникальность «Юноны» заключается в том, что этот зонд впервые попытается заглянуть за облачный покров Юпитера и изучить ядро этой гигантской планеты

Американский зонд «Юнона», запущенный в 2011 году, успешно завершил маневр торможения и вышел на эллиптическую орбиту вокруг Юпитера. Эта экспедиция и ее цель — уникальны в истории исследования дальних пределов Солнечной системы.

В следующие два года НАСА собирается отправить в космос еще пару зондов, однако иногда кажется, что активное изучение Солнечной системы в последние годы притормозилось.

Если вспомнить, во что обошлась миссия «Юноны» — более миллиарда долларов, — замедление темпов исследования космоса уже не кажется удивительным.

Какими средствами мы будем изучать космическое пространство в будущем?

Ведущий программы «Пятый этаж» Михаил Смотряев беседует со старшим научным сотрудником Государственного астрономического института им. П.К.Штернберга Владимиром Сурдиным и экспертом по космонавтике Вадимом Лукашевичем.

_________________________________________________

Михаил Смотряев: Насколько миссия «Юноны» важна? Это не первый аппарат, который подлетает к Юпитеру, пусть и не на столь близкое расстояние…

Владимир Сурдин: Никакой сенсации в том, что аппарат попал в нужное место, нет. Сегодня это очень хорошо отработанная процедура, никто и не сомневался, что так оно и будет. Но дорога к Юпитеру была непростая. Аппарат тяжелый, более 3,5 тонн. Ракета не могла сразу толкнуть его к Юпитеру, поэтому ему пришлось сделать пару оборотов по Солнечной системе, еще раз пролететь мимо Земли, которая своим гравитационным полем добавила ему скорости, и только после этого «Юнона» попала к Юпитеру. На это ушло чуть более пяти лет. Можно было сделать это быстрее, но для этого надо было потратить деньги на гораздо более мощную ракету, в чем не было особого смысла.

М.С.: Те скорости в космосе, которые сегодня достижимы нашими технологическими средствами, — это дело неспешное. Следующий большой проект НАСА, который начнется в 2018 году: «Осирис-Рекс» — аппарат, который полетит к астероиду, возьмет пробу грунта и вернется на Землю в 2023.

В.С.: Это произойдет в рамках той же программы, которая уже несколько лет успешно работает в НАСА. Это программа «Новые рубежи» (New Frontiers). Она предполагает возвращение к дорогим аппаратам. Зонды стоят очень дорого, и миллиард — отнюдь не предел. Зонд, который полетел к Сатурну, стоил 3,5 миллиарда. Эта сумма себя оправдывает. У НАСА была попытка сделать космические исследования более дешевыми. Но оказалось, что каждый второй аппарат не выполняет свою задачу. То, что дешевле миллиарда, не удается сделать супернадежным.

Вадим Лукашевич: Это на самом деле небольшая сумма для исследования дальних планет Солнечной системы — Юпитера, Сатурна и далее.

М.С.: А то, что находится по соседству с Землей, обходится дешевле?

В.Л.: Конечно. А «Юнона» — первый аппарат, который полетел так далеко, имея в качестве источника энергии не радиоизотопные установки на обогащенном уране и так далее, а солнечные батареи. Там можно было поместить более мощную камеру, так что хорошо видны следы экономии.

В.С.: Радиоизотопные электрогенераторы работают не на уране, а на плутонии. В этом и загвоздка. У НАСА кончился плутоний. До сих пор аппараты, летавшие за орбиту Марса, где солнечный свет очень слаб, пользовались радиоизотопными генераторами. Плутоний нагревает внутреннюю часть генератора, наружная охлаждается космосом, на перепаде температур генерируется электроэнергия. Это надежная вещь, которая не зависит от Солнца. Но плутоний у НАСА кончился, пришлось поставить огромные солнечные батареи, площадью 60 кв.м, которые вырабатывают электричество для «Юноны». Это первый такой опыт, но пока он себя оправдывает.

М.С.: Но этот способ генерирования электроэнергии тоже не бесконечен. Эффективность солнечных батарей падает с увеличением расстояния от солнца.

В.С.: Не только с расстоянием, но и со временем. Рядом с Юпитером космический зонд попадает в сложные условия. Там имеется колоссальная напряженность радиационных поясов, от этого страдает электроника, в том числе и панели солнечных батарей. Поэтому работа аппарата рассчитана всего на два года. Он будет подлетать к Юпитеру очень близко, и попадать в самое сердце магнитосферы, где радиация очень высокая.

М.С.: Разработчики предусмотрели эту возможность, обшив его толстыми титановыми панелями в несколько слоев. Отсюда такой большой вес. Собственно научного оборудования на нем всего 700 с чем-то килограммов.

В.С.: Это очень много. Современная электроника — легкая.

М.С.: Научное сообщество возлагает большие надежды на то, что, благодаря «Юноне», мы будем иметь предпосылки понимания внутреннего строения Юпитера. Граждане, которые финансируют этот проект своими налогами — кроме любопытных, которые хотят узнать, действительно ли в ядре Юпитера металлический водород, и которых меньшинство, — могут быть недовольны. Миллиард для бюджета США — сумма небольшая, но, если заниматься изучением космоса планомерно, эта сумма становится заметной, и возникает вопрос: а надо ли нам это?

В.Л.: Переход к другим аппаратам, безусловно, правилен. Они дают большую отдачу, хотя бы по критериям эффективности. Кроме того, этап сбора первичной информации о планетах Солнечной системы заканчивается, и теперь идут более углубленные исследования, фундаментальная наука. Сегодня на этапе выбора целей исследования обычный налогоплательщик привлекается мало, потому что такого рода программы вырабатываются научным сообществом. Фундаментальная наука обычному обывателю не совсем понятна. Миссия «Юноны» в основном связана с вопросами фундаментальной науки.

В.С.: Если сравнивать солнечную систему с государством, то Юпитер — это президент. Там все зависит от его поведения. Когда-то он перемешал все планеты, многие вытянул за пределы Солнечной системы. Сегодня он ведет себя довольно спокойно, его орбита — почти круговая, но никто не знает, что будет потом. Второе, понимание работы магнитного поля Юпитера позволит понять, как работает магнитное поле Земли. А для Земли оно — защита от космической радиации. Юнона, выйдя на полярную орбиту (движение от полюса к полюсу), будет выяснять, как генерируется магнитное поле Юпитера. Третья задача — выяснить гравитационное поле Юпитера. Мы не можем заглянуть внутрь этой гигантской планеты. Но понять, что у нее внутри, можно, измерив характеристики гравитационного поля. И самая интересная научная задача — проверить еще раз общую теорию относительности Эйнштейна. Массивный Юпитер быстро вращается, и по теории он должен захватывать пространство-время вокруг себя и закручивать его, что сделает орбиту Юноны также спиральной. Изучив ее, мы поймем, насколько точна теория относительности. Это еще один ее тест.

М.С.: Теорию относительности Эйнштейна тестируют с момента ее возникновения. Пока она держится. А Стивен Хокинг утверждал, что, если в ближайшие одну-две тысячи лет человечество не выйдет за пределы Земли, последствия будут очень печальны. С этой точки зрения миссия к Юпитеру важна. Но, может быть, имеет смысл вкладывать больше средств в изучение возможностей колонизации Солнечной системы или чего-то, лежащего за ее пределами?

В.С.: В отношении Юпитера — это чистая фантастика. Рядом с ним человек жить не может. Там есть замечательные спутники — Ио, Европа, Ганимед, Каллисто, особенно Европа с ее гигантским океаном. Но Юпитер накрыл их своей магнитосферой, радиационными поясами, и человеку там не место. Но деньги, вложенные в фундаментальную науку, всегда возвращаются сторицей. Например, панели солнечных батарей, поставленные на «Юнону», сделали возможным изготовление более эффективных солнечных батарей для использования на Земле. Вот прямая выгода от затраченного на «Юнону» миллиарда.

В.Л.: Я не стал бы противопоставлять фундаментальную науку и практическое приложение. Если взять американскую программу освоения космоса, то наряду с исследованием дальних планет, большую часть программы занимает разработка средств для освоения Луны, пояса астероидов и Марса в качестве возможных ресурсов. Ведется строительство корабля «Орион» для освоения дальнего космоса. Так что имеется баланс.

М.С.: Но здесь вопрос не только финансовый, но и научного взаимодействия. Разумнее запустить один хороший аппарат, созданный учеными многих стран, чем несколько, созданных по отдельности? Фундаментальная наука дальше всего отстоит от политики. Насколько сотрудничество здесь может быть продуктивным? Если будут сотрудничать не только НАСА и Европа, но и Китай, Индия, Роскосмос?

В.С.: Реальное сотрудничество происходит и никогда не прерывалось. Политики часто портят отношения стран, а инженеры и ученые поддерживают нормальные отношения. На индийском зонде, который недавно летал к Луне и неплохо работал, почти все приборы были иностранные. На европейском, который несколько лет работал у Венеры, — наше, отечественное оборудование. На «Юноне» двигатели на ракете «Дельта» были еще советского производства. Иногда плутоний у нас покупают, иногда хорошие приборы. Это нормально. Классический пример кооперации — МКС. Китай кооперации немного сторонится, хотя многое копирует. Но их программа довольно самостоятельная и нацелена на Луну.

В.Л.: Солнечная система настолько интересна, здесь столько разных небесных тел, что их хватит на всех. Например, миссия к комете Чурюмова-Герасименко. Там было много проблем, которые решались в сотрудничестве европейских и других стран. Это обогащает всех нас.

М.С.: В изучении Солнечной системы прибавилось количество игроков, да и те, кто посылал спутник, тоже работу не прекращают. Как долго еще человечество сможет тратить деньги на удовлетворение научного любопытства?

В.С.: Деньги найдутся, космоса не избежать. Мы его уже изучаем, а обратно человечество еще никогда не двигалось.

В.Л.: Согласен. Мы будем исследовать космос, потому что основное свойство человека — любознательность. Экспансия человека в космос неизбежна.

М.С.: Меня интересует финансовый аспект. Первый спутник сделали «на коленке». Теперь все делается гораздо технологичнее и стоит гораздо дороже. А дальше будет еще дороже. Найдутся ли у человечества такие деньги?

В.С.: Это заблуждение. Сегодня космические исследования стоят дешевле. Посмотрите, как финансировалось НАСА в период полетов на Луну. Туда шло пять процентов национального дохода США. А сегодня — менее полпроцента. И проекты более серьезные, более далекие броски. Наука становится более рациональной, на каждый вложенный рубль или доллар мы получаем больше информации.

В.Л.: Космос — наше будущее. Фронт научных работ расширяется. Вопрос только в выборе приоритета. Это неизбежно, если только человечество не погибнет в результате какого-то катаклизма. Деньги найдутся.

М.С.: Мои собеседники сегодня — неисправимые оптимисты, и мне хотелось бы с ними согласиться.

____________________________________________________________________________________

Загрузить подкаст передачи «Пятый этаж» можно здесь.

Юпитер планета Солнечной системы ее параметры и фотографии

Юпитер, большое красное пятно чуть ниже центра.

Юпитер как и все гиганты состоит в основном из смеси газов. Газовый гигант в 2,5 раза более массивный, чем все планеты вместе взятые или в 317 раз больше Земли. Есть много других интересных фактов про планету и мы постараемся их рассказать.

Общая характеристика

Юпитер с расстояния 600 млн. км. от Земли. Внизу виден след от падения астероида.

Как вы знаете, Юпитер в Солнечной системе самый большой, и у него 79 спутников. Около планеты побывало несколько космических зондов, которые изучали его с пролетной траектории. А космический аппарат Галилео, выйдя на его орбиту, изучал его в течение нескольких лет. Самым последним был зонд «Новые Горизонты». После пролета планеты, зонд получил дополнительное ускорение и направился к своей конечной цели — Плутону.

У Юпитера есть кольца. Они не такие большие и красивые как у Сатурна, потому что тоньше и слабее. Большое красное пятно — это гигантский шторм, который бушует уже больше трехсот лет! Несмотря на то, что планета Юпитер размер имеет поистине огромный, ему не хватило массы, чтобы стать полноценной звездой.

Атмосфера

14-кадровая анимация показывает циркуляцию атмосферы Юпитера

Атмосфера планеты огромна, ее химический состав это 90% водорода и 10% гелия. В отличие от Земли, Юпитер — газовый гигант и не имеет четкой границы между атмосферой и остальной частью планеты. Если бы вы смогли опуститься вниз, к центру планеты, то плотность и температура водорода и гелия стали бы изменяться. Ученые выделяют слои на основе этих особенностей. Слои атмосферы в порядке их убывания от ядра: тропосфера, стратосфера, термосфера и экзосфера.

Анимация вращения атмосферы Юпитера собранная из 58 кадров

У Юпитера нет твердой поверхности, поэтому за некую условную «поверхность» ученые определяют нижнюю границу его атмосферы в точке, где давление составляет 1 бар. Температура атмосферы в этой точке, как и у Земли, уменьшается с высотой, пока не достигнет минимума. Тропопауза определяет границу между тропосферой и стратосферой — это около 50 км над условной «поверхностью» планеты.

Стратосфера

Стратосфера поднимается на высоту 320 км, и давление продолжает снижаться, в то время как температура возрастает. Эта высота отмечает границу между стратосферой и термосферой. Температура термосферы поднимается до 1000 К на высоте 1000 км.

Могучая атмосфера планеты

Все облака и штормы, которые мы можем видеть, расположены в нижней части тропосферы и формируются из аммиака, сероводорода и воды. По сути, видимый рельеф поверхности формирует нижний слой облачности. Верхний слой облаков содержит лед из аммиака. Нижние облака состоят из гидросульфида аммония. Вода образует облака расположенные ниже плотных слоев облаков. Атмосфера постепенно и плавно переходит в океан, который перетекает в металлический водород.

Атмосфера планеты является крупнейшей в Солнечной системе и состоит в основном из водорода и гелия.

Состав

Юпитер содержит небольшие количества таких соединений как метан, аммиак, сероводород, и вода. Эта смесь химических соединений и элементов, вносит свой вклад в формирование красочных облаков, которые мы можем наблюдать в телескопы. Однозначно сказать какого цвета Юпитер нельзя, но примерно он рыже-белый в полоску.

Облака аммиака, которые видны в атмосфере планеты, образуют совокупность параллельных полос. Темные полосы называют поясами и чередуются с светлым, которые известны как зоны. Это зоны, как считается, состоят из аммиака. Пока не известно, что вызывает темный цвет полос.

Большое красное пятно

Вы, возможно, заметили, что в его атмосфере существуют различные овалы и круги, крупнейшим из которых является Большое Красное Пятно. Это вихри и штормы, которые бушуют в крайне нестабильной атмосфере. Вихрь может быть циклонический или антициклонический. Циклонические вихри обычно имеют центры, в которых давление более низкое, чем снаружи. Антициклонические это те, у которых есть центры с более высоким давлением, чем снаружи вихря.

Большое Красное Пятно

Большое Красное Пятно

Большое Красное Пятно Юпитера (БКП) это атмосферный шторм, который бушует в Южном полушарии вот уже 400 лет. Многие считают, что Джованни Кассини впервые наблюдал его в конце 1600-х годов, но ученые сомневаются, что он сформировался в то время.

Сравнение фотографий БКП сделанных в 1879 году (слева) и в 2014 году (справа)

Около 100 лет назад, эта буря имела размер более 40000 км в поперечнике. В настоящее время его размер сокращается. При нынешних темпах сокращения, оно может стать круговым к 2040 году. Ученые сомневаются, что это произойдет, потому что влияние соседних струйных течений может полностью изменить картину. Пока не известно, как долго будет длиться изменение его размера.

Что такое БКП?

Большое Красное Пятно, цвета усиленны

Большое Красное Пятно является бурей антициклонического типа и с тех пор как мы его наблюдаем, он сохраняет свою форму вот уже несколько столетий. Он настолько огромен, что его можно наблюдать даже из земных телескопов. Ученым еще предстоит выяснить, что вызывает его красноватый цвет.

Маленькое Красное Пятно

Малое Красное Пятно

Другое крупное красное пятно было найдено в 2000 году и с тех пор неуклонно растет. Как и Большое Красное Пятно, оно также антициклоническое. Из-за своего сходства с БКП, это красное пятно (которое носит официальное имя Овал) часто называют «Маленькое Красное Пятно» или «Little Red Spot».

В отличие от вихрей, которые сохраняются в течение длительного времени, бури более кратковременны. Многие из них могут существовать в течение нескольких месяцев, но, в среднем, они длятся в течение 4 дней. Возникновение бурь в атмосфере достигает кульминации каждые 15-17 лет. Бури сопровождаются молниями, так же, как и на Земле.

Вращение БКП

Изображение Юпитера и его спутников Ио и Ганимеда

БКП вращается против часовой стрелки и делает полный оборот каждые шесть земных суток. Период вращения пятна уменьшился. Некоторые считают, что это результат его сжатия. Ветры на самом краю бури достигают скорости 432 км/ч. Пятно достаточно большое, чтобы поглотить три Земли. Инфракрасные данные показывают, что БКП холоднее и находится на большей высоте, чем большинство других облаков. Края бури поднимаются примерно в 8 км выше окружающих вершин облаков. Его позиция смещается к востоку и западу довольно часто. Пятно пересекало пояса планеты по крайней мере 10 раз с начала 19 века. И скорость его дрейфа резко изменилось за эти годы, это было связано с Южным экваториальным поясом.

Цвет БКП

БКП снимок Вояджера

Не известно точно, что вызывает такой цвет Большого Красного Пятна. Наиболее популярная теория, которую поддерживают лабораторные эксперименты, гласит, что цвет может быть вызван сложными органическими молекулами, например, красным фосфором или соединениями серы. БКП сильно варьируется в цвете от почти кирпично-красного до светло-красного и белого. Красная центральная область на 4 градуса теплее, чем окружающая среда, это считается доказательством того, что на цвет влияют факторы окружающей среды.

Как видите, красное пятно это довольно загадочный объект, оно является предметом будущего большого исследования. Ученые надеются, что они смогут лучше понять нашего гигантского соседа, ведь планета Юпитер и Большое Красное Пятно это одни из величайших загадок нашей Солнечной системы.

Почему Юпитер не звезда

Ему не хватает массы и тепла, необходимого для начала слияния атомов водорода в гелий, поэтому он не может стать звездой. Ученые подсчитали, что Юпитер должен увеличить свою текущую массу, примерно, в 80 раз для того, чтобы зажечь термоядерный синтез. Но тем не менее, планета выделяет тепло за счет гравитационного сжатия. Это сокращение объема, в конечном итоге и нагревает планету.

Механизм Кельвина-Гельмгольца

Эта выработка тепла сверх того, что он поглощает от Солнца, называется механизмом Кельвина-Гельмгольца. Этот механизм имеет место, когда поверхность планеты охлаждается, что вызывает падение давления и тело сжимается. Сжатие (сокращение) разогревает ядро. Ученые подсчитали, что Юпитер излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Сатурн показывает тот же механизм своего нагрева, но не так сильно. Звезды коричневые карлики также показывают механизм Кельвина-Гельмгольца. Механизм был первоначально предложен Кельвином и Гельмгольцем для объяснения энергии Солнца. Одним из следствий этого закона является то, что Солнце должно иметь источник энергии, который позволяет ему светить больше, чем несколько миллионов лет. В то время ядерные реакции не были известны, так что источником Солнечной энергии считалось гравитационное сжатие. Так было до 1930-х годов, когда Ганс Бете доказал, что энергия Солнца, получается из ядерного синтеза и длится миллиарды лет.

Транзит тени Ио по диску планеты 22 января 2014 года

С этим связан вопрос, который часто задают: может ли Юпитер приобрести достаточную массу в ближайшем будущем, чтобы стать звездой. Все планеты, карликовые планеты и астероиды в Солнечной системе не могут дать ему необходимое количество массы, даже если он поглотит все в Солнечной системе кроме Солнца. Таким образом, он никогда не станет звездой.

Юнона на фоне гиганта

Будем надеяться, что миссия JUNO (Юнона), которая прибудет к планете к 2016 году, даст конкретные сведения о планете по большинству интересующих ученых вопросам.

Вес на Юпитере

Если вы беспокоитесь о своем весе, то учтите, что Юпитер массу имеет гораздо большую чем Земля и его гравитация гораздо сильнее. Кстати, на планете Юпитер сила тяжести в 2,528 раза более интенсивная чем на Земле. Это означает, что если вы весите 100 кг на Земле, то ваш вес на газовом гиганте будет 252,8 кг.

Поскольку его гравитация настолько интенсивная, у него довольно много лун, а точнее целых 67 спутников и их число может измениться в любой момент.

Вращение

Анимация вращения атмосферы сделанная из снимков Вояджера

Наш газовый гигант — самая быстро вращающаяся планета из всех в Солнечной системе, он совершает один оборот вокруг своей оси каждые 9,9 часа. В отличие от внутренних планет Земной группы, Юпитер представляет собой шар, состоящий почти полностью из водорода и гелия. В отличие от Марса или Меркурия, он не имеет поверхности, которую можно отслеживать для измерения скорости вращения, у него нет ни кратеров ни гор, которые появляются в поле зрения после определенного количества времени.

Влияние вращения на размер планеты

Быстрое вращение приводит к разнице экваториального и полярного радиусов. Вместо того чтобы быть похожим на сферу, из-за быстрого вращения, планета выглядит как раздавленный мяч. Выпуклость экватора видна даже в небольшие любительские телескопы.

Полярный радиус планеты равен 66,800 км, а экваториальный составляет 71,500 км. Иными словами, экваториальный радиус планеты на 4700 км больше полярного.

Характеристики вращения

Юпитер в телескоп КЕК, 4 июня 2010 года, на длинах волн 1,95- 2,3 мкм. Анимация охватывает около 30 минут реального времени.

Несмотря на то, что планета представляет собой шар из газа, он вращается дифференциально. То есть вращение занимает разное количество времени в зависимости от того, где вы. Вращение на его полюсах занимает на 5 минут дольше, чем на экваторе. Поэтому часто упоминаемый период вращения 9,9 часов, на самом деле, средняя сумма для всей планеты.

Системы отсчета вращения

Ученые фактически используют три различные системы для расчета вращения планеты. Первая система для широты 10 градусов к северу и к югу от экватора — вращение за 9 часов 50 минут. Вторая, для широт севернее и южнее этого региона, где скорость вращения составляет 9 часов 55 минут. Эти показатели измеряются для конкретной бури, которая находится в поле зрения. Третья система измеряет скорость вращения магнитосферы и, как правило, считается официальной скоростью вращения.

Гравитация планеты и комета

Композитное изображения фрагментов кометы и Юпитера

В 1990-х гравитация Юпитера разорвала комету Шумейкеров-Леви 9 и ее осколки упали на планету. Это был первый случай, когда мы имели возможность наблюдать столкновение двух внеземных тел Солнечной системы. Почему Юпитер притянул к себе комету Шумейкеров-Леви 9 спросите вы?

Последствия столкновения с кометой

Комета имела неосторожность пролететь в непосредственной близости от гиганта, и его мощная гравитация притянула ее к себе из-за того, что в Солнечной системе Юпитер самый массивный. Планета захватила комету примерно за 20-30 лет до столкновения, и она вращалась по орбите гиганта с тех пор. В 1992 году комета Шумейкеров-Леви 9 вошла в предел Роша и была разорвана на части приливными силами планеты. Комета напоминала нитку жемчуга, когда ее фрагменты врезались в облачный слой планеты 16-22 июля 1994 года. Фрагменты размерами до 2 км каждый вошли в атмосферу со скоростью 60 км/с. Это столкновение позволило астрономам сделать несколько новых открытий о планете.

Что дало столкновение с планетой

Комета Шумейкеров-Леви 9

Астрономы, благодаря столкновению, обнаружили несколько химических веществ в атмосфере, о которых не было известно до воздействия. Двухатомные сера и сероуглерод были самыми интересными. Это был всего лишь второй раз, когда двухатомная серы была обнаружена на небесных телах. Именно тогда аммиак и сероводород впервые были обнаружены на газовом гиганте. Снимки с Вояджера 1 показали гиганта в совершенно новом свете, т.к. сведения с Пионера 10 и 11 не были столь информативны, а все последующие миссии строились на основе данных полученных Вояджерами.

Столкновение астероида с планетой

Краткое описание

Влияние Юпитера на все планеты проявляется в той или иной форме. Он достаточно силен, чтобы разорвать астероиды и удерживать 79 спутников. Некоторые ученые считают, что столь большая планета могла разрушить многие небесные объекты в прошлом, а также предотвратила формирование других планет.

Юпитер требует более тщательного исследования, чем ученые могут себе позволить и она интересует астрономов по многим причинам. Его спутники являются главной жемчужиной для исследователей. Планета имеет 79 спутников, что фактически 40% от всех спутников нашей Солнечной системы. Некоторые из этих лун больше, чем некоторые карликовые планеты и содержат в себе подземные океаны.

Строение

Внутреннее строение

Юпитер имеет ядро, которое содержит некоторое количество скальных пород и металлический водород, который принимает эту необычную форму под чудовищным давлением.

Последние данные указывают на то, что гигант содержит плотное ядро, которое, как считается, окружено слоем жидкого металлического водорода и гелия, а в наружном слое преобладает молекулярный водород. Гравитационные измерения указывают массу ядра от 12 до 45 масс Земли. Это значит, что ядро планеты составляет около 3-15% от общей массы планеты.

Формирование гиганта

В ранней истории развития Юпитер должен был сформироваться полностью из скалистых пород и льда с достаточной массой для того, чтобы захватить большинство газов в ранней Солнечной туманности. Поэтому его состав полностью повторяют смесь газов протосолнечной туманности.

Современная теория считает, что основной слой плотного металлического водорода простирается на 78 процентов радиуса планеты. Прямо над слоем металлического водорода простирается внутренняя атмосфера из водорода. В ней водород находится при такой температуре, когда нет четкой жидкой и газовой фаз, фактически он находится в сверхкритическом состоянии жидкости. Температура и давление неуклонно растет по мере приближения к ядру. В области, где водород становится металлическим, считается, что температура равняется 10,000 К, а давление 200 ГПа. Максимальная температура на границе ядра оценивается в 36,000 K с соответствующим давлением от 3000 до 4500 ГПа.

Температура

Планета в ИК спектре

Его температура, учитывая, как далеко находится он от Солнца, гораздо ниже чем на Земле.

Внешние края атмосферы Юпитера намного холоднее, чем в центральной области. Температура в атмосфере равняется -145 градусов по Цельсию, а интенсивное атмосферное давление способствуют повышению температуры, по мере спуска. Погрузившись на несколько сотен километров вглубь планеты – водород становится главным ее компонентом, он достаточно горяч, чтобы превратиться в жидкость (т.к. давление большое). Температура в этот момент, как полагают, более 9,700 C. Слой плотного металлического водорода простирается до 78% от радиуса планеты. Возле самого центра планеты, ученые полагают, что температура может достигать 35,500 C. Между холодными облаками и расплавленными нижними отделами находится внутренняя атмосфера из водорода. Во внутренней атмосфере температура водорода такова, что границы между жидкой и газовой фазами у него нет.

Расплавленные внутренние области планеты нагревают остальную часть планеты за счет конвекции, поэтому гигант выделяет больше тепла, чем получает от Солнца. Штормы и сильные ветры смешивают холодный воздух и теплый воздух как и на Земле. Космический корабль Галилео наблюдал ветра имеющие скорость свыше 600 км в час. Одно из отличий от Земли в том, что на планете существуют струйные течения, которые управляют бурями и ветрами, они приводятся в движение собственным теплом планеты.

Есть ли жизнь на планете?

Как видите из данных выше, физические условия на Юпитере довольно суровые. Некоторые задаются вопросом, обитаема ли планета Юпитер, есть ли там жизнь? Но мы вас разочаруем: без твердой поверхности, наличием огромного давления, простейшей атмосферы, радиации и низкой температуры — жизнь на планете невозможна. Другое дело подледные океаны у его спутников, но это тема уже другой статьи. Фактически планета не может поддержать жизнь или способствовать ее зарождению, по современным взглядам на этот вопрос.

Расстояние до Солнца и Земли

Расстояние От Юпитера до Земли

Расстояние до Солнца в перигелии (ближайшая точка), равно 741 млн. км, или 4,95 астрономических единиц (а.е.). В афелии (наиболее удаленной точке) — 817 млн. км, или 5,46 а.е. Из этого следует, что большая полуось равна 778 млн. км, или 5,2 а.е. с эксцентриситетом 0,048. Помните, что одна астрономическая единица (а.е.) равна среднему расстоянию от Земли до Солнца.

Период вращения по орбите

Планете необходимо 11,86 земных лет (4331 дней), чтобы завершить один оборот вокруг Солнца. Планета мчится по своей орбите со скоростью 13 км/с. Его орбита слегка наклонена (около 6,09 °) по сравнению с плоскостью эклиптики (солнечного экватора). Несмотря на то, что Юпитер довольно далеко расположен от Солнца, он является единственным небесным телом, которое имеет общий центр масс с Солнцем, находящийся вне радиуса Солнца. Газовый гигант имеет небольшой наклон оси равный 3,13 градусам, что означает, что на планете нет заметной смены сезонов.

Юпитер и Земля

Большое красное пятно и Земля для масштаба

Когда Юпитер и Земля находятся ближе всего друг к другу они разделены 628,74 млн. километрами космического пространства. В наиболее удаленной друг от друга точке их разделяет 928,08 млн. км. В астрономических единицах эти расстояния колеблются от 4,2 до 6,2 а.е.

Все планеты движутся по эллиптическим орбитам, когда планета находится ближе к Солнцу, этот участок орбиты называется перигелий. Когда дальше — афелий. Разница между перигелием и афелием определяет насколько эксцентрична орбита. Юпитер и Земля имеют две наименее эксцентричные орбиты в нашей Солнечной системе.

Некоторые ученые считают, Юпитер своей гравитацией создает приливные эффекты, которые могут вызвать увеличение количества пятен на Солнце. Если бы Юпитер подошел к Земле на пару сотен миллионов километров, то Земле бы пришлось не сладко под действием мощной гравитации гиганта. Легко понять, как каким образом он может вызвать приливные эффекты, если учесть, что его масса в 318 раз больше чем у Земли. Благо Юпитер находится на почтительном расстоянии от нас, не причиняя неудобства и одновременно защищая нас от комет, притягивая их к себе.

Положение на небосклоне и наблюдение

Юпитер и спутники в небольшой телескоп

Фактически газовый гигант является третьим по яркости объектом на ночном небе после Луны и Венеры. Если вы хотите знать где находится планета Юпитер на небосклоне, то чаще всего ближе к зениту. Чтобы не перепутать его с Венерой, учтите, что она не отходит от Солнца дальше 48 градусов, поэтому не поднимается очень высоко.

Марс и Юпитер это тоже два достаточно ярких объекта, особенно в противостоянии, но Марс отдает красноватым оттенком, поэтому их трудно спутать. Они оба могут находиться в противостоянии (наиболее близкое расположение к Земле), так что либо ориентируйтесь на цвет, либо используйте бинокль. Сатурн, несмотря на сходство строения, довольно сильно отличается по яркости, из-за большого удаления, так что спутать их сложно. Имея в своем распоряжении небольшой телескоп, Юпитер предстанет вам во всей красе. При его наблюдении сразу бросаются в глаза 4 маленькие точки (Галилеевы спутники) которые окружают планету. Юпитер в телескоп выглядит как полосатый шарик, и даже в небольшой инструмент видна его овальная форма.

Нахождение на небе

Используя компьютер его найти совсем не сложно, для этих целей подойдет распространенная программа Stellarium. Если вы не знаете, что за объект вы наблюдаете, то зная стороны света, свое местоположение и время программа Stellarium вам даст ответ.

При его наблюдении мы имеем удивительную возможность увидеть такие необычные явления как прохождение теней спутников по диску планеты или затмение планетой спутника, в общем почаще смотрите в небо, там много всего интересного и удачного поиска Юпитера! Чтобы легче было ориентироваться в астрономических события используйте астро календарь.

Магнитное поле

Магнитное поле и радиационные пояса

Магнитное поле Земли создается благодаря его ядру и динамо-эффекту. У Юпитера магнитное поле поистине огромной силы. Ученые уверены, что у него есть скальное/металлическое ядро и благодаря этому планета обладает магнитным полем, которое в 14 раз сильнее, чем у Земли и содержит в 20,000 раз больше энергии. Астрономы полагают, что магнитное поле порождается металлическим водородом вблизи центра планеты. Это магнитное поле служит ловушкой для ионизированных частиц солнечного ветра и ускоряет их почти до скорости света.

Напряжение магнитного поля

Магнитное поле газового гиганта является самым мощным в нашей Солнечной системе. Оно варьирует от 4,2 Гс (единица магнитной индукции равна одной десятитысячной доли тесла) на экваторе, до 14 Гс на полюсах. Магнитосфера простирается на семь миллионов км в сторону Солнца и к краю орбиты Сатурна.

Форма

Магнитное поле планеты напоминает по форме пончик (тороид) и содержит огромные эквиваленты поясов Ван Аллена на Земле. Эти пояса являются ловушкой для высокоэнергетических заряженных частиц (в основном протонов и электронов). Вращение поля соответствует вращению планеты и примерно равно 10 часам. Некоторые из спутников Юпитера взаимодействуют с магнитным полем, в частности спутник Ио.

Извержение вулкана Pele на Ио, фотография Хаббла

Он имеет несколько действующих вулканов на поверхности, которые извергают газ и вулканические частицы в пространство. Эти частицы в конечном счете диффундируют в остальную часть пространства окружающего планету и становятся основным источником заряженных частиц, захваченных в магнитном поле Юпитера.

Радиационные пояса

Радиационные пояса

Радиационные пояса планеты представляют собой тор энергичных заряженных частиц (плазмы). Они удерживаются на месте с помощью магнитного поля. Большинство частиц, которые образуют пояса приходят из солнечного ветра и космических лучей. Пояса находятся во внутренней области магнитосферы. Есть несколько различных поясов, содержащих электроны и протоны. Кроме того, в радиационных поясах содержат меньшие количества других ядер, а так же альфа-частицы. Ремни представляют опасность для космических аппаратов, которые должны защитить свои чувствительные компоненты адекватной защитой, если их путь проходит в радиационных поясах. Вокруг Юпитера радиационные пояса очень сильные и космическому кораблю, который пролетает сквозь них необходимо дополнительная специальная защита, чтобы сберечь чувствительную электронику.

Полярные сияния на планете

Рентгеновский снимок

Магнитное поле планеты создает одни из самых зрелищных и активных сияний в Солнечной системе.

Полярное сияние на северном полюсе Юпитера в УФ

На Земле полярные сияния вызваны заряженными частицами, выбрасываемыми в результате солнечных бурь. Некоторые полярные сияния на Юпитере создаются таким же образом, но у него есть и другой способ получения сияний. Быстрое вращение планеты, интенсивное магнитное поле и обильный источник частиц от вулканической активной спутника Ио, создает огромный резервуар электронов и ионов.

Патера Тупана — вулкан на Ио

Эти заряженные частицы, захваченные магнитным полем, постоянно ускоряются и попадают в атмосферу над полярными областями, где и сталкиваются с газами. В результате таких столкновений и получаются полярные сияния, которые мы на Земле не можем наблюдать.

Полярное сияние на Юпитере, сфотографированное космическим телескопом Хаббл, весной 2005 года

Магнитные поля Юпитера, как полагают, взаимодействуют почти с каждым телом в Солнечной системе.

Как вычислили продолжительность дня

Ученые вычислили продолжительность дня по скорости вращения планеты. И самые ранние попытки заключались в наблюдении за штормами. Ученые находили подходящий шторм и замерив его скорость вращения вокруг планеты получали представление о длине дня. Проблема заключалась в том, что бури на Юпитере меняются очень быстрыми темпами, что делает их неточными источниками вращения планеты. После того, как было обнаружено радиоизлучение от планеты, ученые вычислили период вращения планеты и ее скорость. В то время как в разных частях планета вращается с разной скоростью, скорость вращения магнитосферы остается неизменной и используется в качестве официальной скорости планеты.

Происхождение названия планеты

Планета была известна с древних времен и ее назвали в честь римского бога. В то время у планеты было много имен и на протяжении всей истории Римской империи ему оказывали наибольшее внимание. Римляне назвали планету именем их царя богов, Юпитера, который также был богом неба и грома.

В римской мифологии

В римском пантеоне, Юпитер был богом неба и был центральным богом в Капитолийской триаде наряду с Юноной и Минервой. Он оставался главным официальным божеством Рима на протяжении всей республиканской и императорской эпох, вплоть до того как языческая система была заменена на христианство. Он олицетворял собой божественную власть и высокие должности в Риме, внутренней организации по внешним связям: его образ в республиканском и императорском дворце очень много значил. Римские консулы присягали именно Юпитеру. Чтобы поблагодарить его за помощь и заручиться его постоянной поддержкой, они молились статуе быка с позолоченными рогами.

Как присваивают имена планетам

Снимок аппарата Кассини (слева — тень от спутника Европа)

Это обычная практика когда планетам, лунам и многим другим небесным телам, присваивают имена из греческой и римской мифологии, а также присваивают конкретный астрономический символ. Некоторые примеры: Нептун бог моря, Марс бог войны, Меркурий посланник, Сатурн Бог Времени и отец Юпитера, Уран — отец Сатурна, Венера — богиня любви, и Земли, а Земля является только планетой, это идет в разрез с греко-римской традицией. Надеемся, что происхождение названия планеты Юпитер больше не вызовет у вас вопросов.

Открытие

Было ли вам интересно узнать кем открыта планета? К сожалению, нет достоверного способа узнать, как и кем он была обнаружен. Он является одной из 5 планет, видимых невооруженным глазом. Если вы выходите на улицу и видите яркую звезду в небе, это, вероятно, он и есть т.к. его яркость больше любой звезды, ярче него только Венера. Таким образом, древние люди знали о нем в течение нескольких тысяч лет и нет никакого способа узнать, когда первый человек заметил эту планету.

Может быть, лучше задать вопрос, когда мы поняли, что Юпитер планета? В древности астрономы думали, что Земля является центром Вселенной. Это была геоцентрическая модель мира. Солнце, Луна, планеты и даже звезды все вращалось вокруг Земли. Но была одна вещь, которую было трудно объяснить это странное движение планет. Они двигались в одном направлении, а затем останавливались и двигались назад, так называемое ретроградное движение. Астрономы создавали все более и более сложные модели, чтобы объяснить эти странные движения.

Коперник и гелиоцентрическая модель мира

Гелиоцентрическая модель мира

В 1500-х годах Николай Коперник разработал свою модель гелиоцентрическую модель Солнечной системы, где Солнце стало центром и планеты, включая Землю, вращались вокруг него. Это красиво объяснило странные движения планет на небе.

Первый человек, который на самом деле увидел Юпитер, был Галилей, а удалось ему это с помощью первого в истории телескопа. Даже с его несовершенным телескопом, он смог увидеть полосы на планете и 4-е больших Галилеевых спутника, которые были названы в его честь.

Впоследствии используя большие телескопы, астрономы смогли увидеть более подробную информацию об облаках Юпитера и узнать больше про его спутники. Но по-настоящему ученые его изучили с началом космической эры. Космический аппарат НАСА Pioneer 10 был первым зондом который пролетел мимо Юпитера в 1973 году. Он прошел на расстоянии 34,000 км от облаков.

Масса

Снимок Юпитера и Ио

Масса его составляет 1,9 х 10*27 кг. Трудно в полной мере понять, насколько это большая цифра. Масса планеты в 318 раз больше массы Земли. Он в 2,5 раза массивнее, чем все другие планеты в нашей Солнечной системе вместе взятые.

Масса планеты не достаточна для устойчивого ядерного синтеза. Термоядерный синтез требует высоких температур и интенсивного гравитационного сжатия. На планете существует большое количество водорода, но планета слишком холодна и недостаточно массивна для устойчивой реакции синтеза. Ученые подсчитали, что ему необходимо в 80 раз больше массы, чтобы зажечь синтеза.

Характеристика

Объем планеты 1,43128 10*15 км3 . Этого достаточно, чтобы поместить внутрь планеты 1321 объектов размером с Землю, и еще останется немного места.

Площадь поверхности — 6,21796 на 10*10 к 2. И просто для сравнения, это в 122 раз больше площади поверхности Земли.

Поверхность

Фотография Юпитера полученная в инфракрасном диапазоне на телескопе VLT

Если бы космический корабль спускался под облака планеты то он увидел бы облачный слой состоящий из кристаллов аммиака, с примесями гидросульфида аммония. Облака эти находятся в тропопаузе и делятся по цвету на зоны и темные пояса. В атмосфере гиганта бушует ветер со скоростью свыше 360 км/ч. Вся атмосфера постоянно бомбардируется возбужденными частицами магнитосферы и веществом которое извергают вулканы на спутнике Ио. В атмосфере наблюдаются молнии. Всего в нескольких километрах ниже условной поверхности планеты, любой космический аппарат будет раздавлен чудовищным давлением.

Облачный слой простирается на 50 км в глубину, и содержит тонкий слой водяных облаков под слоем аммиака. Это предположение основано на вспышках молний. Молния вызвана различной полярностью воды, что дает возможность создавать статическое электричество, необходимое для формирования молний. Молнии могут быть в тысячу раз мощнее чем наши Земные.

Возраст планеты

Точный возраст планеты трудно определить, ведь мы не знаем точно, как Юпитер образовался. У нас нет образцов породы для химического анализа, вернее их вообще нет, т.к. планеты целиком состоит из газов. Когда возникла планета? Есть мнение среди ученых, что Юпитер, как и все планеты сформировался в солнечной туманности около 4,6 млрд лет назад.

Теория утверждает, что Большой взрыв произошел около 13,7 млрд лет назад. Ученые полагают, что наша Солнечная система была сформирована, когда облако газа и пыли в космосе было образовано в результате взрыва сверхновой. После взрыва сверхновой образовалась волна в пространстве, которая создала давление в облаках газа и пыли. Сжатие заставило облако сжиматься и чем больше оно сжималось, тем гравитация больше ускоряла этот процесс. Облако закружилось, а в его центре росло горячее и более плотное ядро.

Как он образовался

Мозаика состоящая из 27 снимков

В результате аккреции частицы начали слипаться и образовывать сгустки. Некоторые сгустки получались больше других, так как менее массивные частицы прилипали к ним, образуя планеты, спутники и другие объекты в нашей Солнечной системе. Изучая метеориты оставшиеся от ранней стадии существования Солнечной системы, ученые обнаружили, что их возраст около 4,6 миллиардов лет.

Считается что газовые гиганты сформировать первыми и имели возможность обрасти большим количество водорода и гелия. Эти газы существовали в солнечной туманности в течение первых нескольких миллионов лет, прежде чем были поглощены. Это означает, что газовые гиганты могут быть немного старше Земли. Так что сколько миллиардов лет назад возник Юпитер предстоит еще уточнять.

Цвет

Цвет планеты формирует ее атмосфера

Множество изображений Юпитера показывают, что он отражает многие оттенки белого, красного, оранжевого, коричневого и желтого. Цвет Юпитера изменяется вместе со штормами и ветрами в атмосфере планеты.

Цвет планеты весьма разношерстный, он создается различными химическими веществами отражающими свет Солнца. Большинство облаков атмосферы состоят из кристаллов аммиака, с примесями водяного льда и гидросульфида аммония. Мощные бури на планете формируются из-за конвекции в атмосфере. Это позволяет бурям поднимать из глубоких слоев такие вещества как фосфор, сера и углеводороды, в результате чего появляются белые, коричневые и красные пятна, которые мы видим в атмосфере.

Ученые используют цвет планеты чтобы понять принцип работы атмосферы. Будущие миссии, такие как Юнона, планируют внести более глубокое понимание процессов в газовой оболочке гиганта. Будущие миссии также собираются изучать взаимодействие вулканов Ио с водяным льдом на Европе.

Радиация

Космическое излучение является одной из самых больших проблем для исследовательских зондов изучающих многие планеты. До сих пор Юпитер является самой большой угрозой для любого корабля находящегося в пределах 300,000 км планеты.

Юпитер окружен интенсивными радиационными поясами, которые легко уничтожат всю бортовую электронику, если корабль не будет должным образом защищен. Электроны разогнанные почти до скорости света, окружают его со всех сторон. Земля имеет аналогичные пояса радиации, называемые пояса Ван Аллена.

Магнитное поле гиганта в 20,000 сильнее, чем у Земли. Космический корабль Галилео (Galileo) измерял активность радиоволн внутри магнитосферы Юпитера в течение восьми лет. По его данным, короткие радиоволны могут быть ответственны за возбуждение электронов в радиационных поясах. Коротковолновое радиоизлучение планеты возникает в результате взаимодействия вулканов на спутнике Ио в сочетании с быстрым вращением планеты. Вулканические газы ионизируются и покидают спутник под действием центробежной силы. Этот материал формирует внутренний поток частиц, которые возбуждают радиоволны, в магнитосфере планеты.

Интересные факты

1. Планета очень массивна

Фото Юпитера и его спутников Ио и Ганимеда. Автор Damian Peach, сентябрь 2010 года

Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли. И он в 2,5 раза больше массы всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых.

2. Юпитер никогда не станет звездой

Астрономы называют Юпитер не удавшейся звездой, но это не совсем уместно. Это все равно, что из вашего дома не удался небоскреб. Звезды генерируют свою энергию путем слияния атомов водорода. Их огромное давление в центре создает высокую температуру и атомы водорода сливаются вместе, создавая гелий, при этом выделяя тепло. Юпитеру потребуется более чем в 80 раз увеличить свою текущую массу, чтобы зажечь термоядерный синтез.

3. Юпитер является самой быстро вращающейся планетой в Солнечной системе

Несмотря на все свои размеры и массу, он вращается очень быстро. Планета требуется всего лишь около 10 часов, чтобы совершить полный оборот вокруг своей оси. Из-за этого, его форма немного выпуклая на экваторе.

Радиус планеты Юпитер на экваторе более чем 4600 км находится дальше от центра, чем на полюсах. Такое быстрое вращение также помогает генерировать мощное магнитное поле.

4. Облака на Юпитере толщиной всего 50 км.

Все эти красивые облака и штормы что вы видите на Юпитере толщиной всего лишь около 50 км. Они сделаны из кристаллов аммиака разбиты на два уровня. Более темные, считаются, состоят из соединений которые поднялись из более глубоких слоев, а затем измените цвет на Солнце. Под этими облаками простирается океан из водорода и гелия, на всем пути до слоя металлического водорода.

5. Большое Красное Пятно

Большое красное пятно. Снимок композитный RBG+ИК и УФ. Обработка любительская, автор Mike Malaska.

Большое Красное Пятно является одним из его наиболее известных особенностей планеты. И, похоже, оно уже существует в течение 350-400 лет. Оно было впервые выявлено Джованни Кассини, который отметил его, что еще в 1665 году. Сто лет назад Большое Красное Пятно имело размер 40.000 км в поперечнике, но в настоящее время оно наполовину сократилось.

6. У планеты есть кольца

Слабая кольцевая система Юпитера

Кольца вокруг Юпитера были третьими по счету кольцами обнаруженными в Солнечной системе, после того, как были открыты у Сатурна (конечно же) и Урана.

Снимок кольца Юпитера сфотографированный зондом Новые Горизонты

Кольца Юпитера являются слабыми, и вероятно, состоят из вещества выброшенного с его спутников, когда те сталкивались с метеоритами и кометами.

Кольцевая система и спутники

7. Магнитное поле Юпитера в 14 раз сильнее, чем Земное

Астрономы полагают, что магнитное поле создается движением металлического водорода глубоко внутри планеты. Это магнитное поле является ловушкой для ионизированных частиц солнечного ветра и ускоряет их почти до скорости света. Эти частицы создают опасные пояса радиации вокруг Юпитера, что может привести к повреждению космических аппаратов.

8. У Юпитера 67 спутников

Ио спутник Юпитера

По состоянию на 2014 год у Юпитера в общей сложности 67 спутников. Почти все из них меньше 10 километров в диаметре и были обнаружены лишь после 1975 года, когда первый космический аппарат прибыл к планете.

Как выглядели бы спутники Юпитера в небе Земли

Один из его спутников, Ганимед является крупнейшим спутником в Солнечной системе и имеет размер 5262 км в поперечнике.

9. Юпитер посетило 7 разных космических кораблей с Земли

Снимки Юпитера полученные шестью космическими аппаратами (отсутствует фото с Уиллиса, ввиду того что на не было фотокамер)

Юпитер впервые посетил зонд НАСА Pioneer 10 в декабре 1973 года, а затем Pioneer 11 в декабре 1974 года. После зонды Вояджер 1 и 2 в 1979 году. За ними последовал длительный перерыв, пока космический аппарат Улисс прибыл в феврале 1992 года. После межпланетная станция Кассини совершила пролет в 2000 году, на своем пути к Сатурну. И, наконец, зонд Новые горизонты (New Horizons) совершил пролет мимо гиганта в 2007 году. Следующий визит намечен на 2016 год, планету будет исследовать аппарат Юнона (Juno)

Галерея рисунков посвященных путешествию Вояджера

10. Вы можете увидеть Юпитер своими глазами

Юпитер является третьим по яркости объектом на ночном небе Земли, после Венеры и Луны. Скорее всего, вы видели газового гиганта в небе, но понятия не имели, что это Юпитер. Учтите, что если вы видите очень яркую звезду высоко в небе, скорее всего это Юпитера. По существу эти факты про Юпитер для детей, однако для большинства из нас, напрочь позабывших школьный курс астрономии эта информация о планете будет весьма кстати.

Путешествие к планете Юпитер научно-популярный фильм

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Просмотров записи: 68753

Запись опубликована: 21.12.2012
Автор: Максим Заболоцкий

Зонд Juno определил источник рентгеновских вспышек у полюсов Юпитера — Наука

ТАСС, 9 июля. Благодаря космическому аппарату Juno астрономы выяснили, что возникающие на полюсах Юпитера во время полярных сияний вспышки рентгеновского излучения формируются в результате того, что линии магнитного поля планеты периодически вибрируют. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science Advances.

«Мы четыре десятилетия знали, что во время полярных сияний Юпитер вырабатывает вспышки рентгеновского излучения, но не понимали, почему это происходит. Мы знали лишь, что они были связаны с потоками ионов, которые падали в атмосферу планеты. Наше исследование показало, что эти частицы переносят плазменные волны, подобно тому, как возникают ионные полярные сияния на Земле», – рассказал научный сотрудник Калифорнийского университета Уильям Данн.

Долгое время астрономы считали, что полярные сияния в атмосферах планет Солнечной системы возникают в результате взаимодействий между их магнитным полем и заряженными частицами солнечного ветра. Магнитное поле заставляет заряженные частицы проникать в атмосферу планет в окрестностях своих полюсов. Там они сталкиваются с атомами газов, в результате чего и образуется свечение, которое называют полярным сиянием.

Самые мощные явления такого рода происходят на Юпитере: там они на несколько порядков мощнее земных. Наблюдения орбитальных телескопов и зонда Juno недавно указали, что эти сияния связаны не с частицами солнечного ветра, а с выбросами вулканов на поверхности Ио, одного из спутников Юпитера.

Благодая следующим наблюдениям Juno ученые обнаружили еще одну странность. Она была связана с рентгеновскими вспышками, которые постоянно возникают на полюсах Юпитера во время полярных сияний. Как оказалось, они появляются не одновременно, а  попеременно – то на одном, то на другом полюсе планеты. Ученые не знают ни точных причин подобной асимметрии, ни механизмов появления подобных вспышек.

В ходе нового исследования Данн и его коллеги предположили, почему это происходит. Они сопоставили научные данные и снимки рентгеновского орбитального телескопа XMM-Newton и космического аппарата Juno.

Астрономы обнаружили, что одновременно с каждой приполярной вспышкой рентгеновского излучения на Юпитере приборы фиксировали колебания линий магнитного поля планеты. Они закручивали окружающие скопления плазмы в подобие спирали, разгоняли присутствующие в них ионы и заставляли их опускаться в сторону приполярных регионов планеты.

Там эти частицы сталкивались с молекулами газов, с результаты чего и образовывались вспышки рентгена. Аналогичным образом на Земле возникает один из типов полярных сияний, связанный с проникновением в верхние слои атмосферы заряженных ионов.

Астрономы пока не могут сказать, из-за чего возникают вибрации магнитного поля Юпитераю. Они допускают, что те могут быть связаны как с действием солнечного ветра на магнитосферу газового гиганта, так и с какими-то внутренними процессами в облаке из заряженных частиц, которые окружают Юпитер.

Данн и его коллеги надеются, что дальнейшие наблюдения Juno помогут получить ответ на этот вопрос. Это критически важно не только для понимания того, как возникают вспышки рентгена на Юпитере, но и для поисков возможных «клонов» этого явления в атмосфере Сатурна, Урана, Нептуна и других планет, обладающих собственным магнитным полем.

Астрономы подтвердили гипотезу о месте возникновения горячих юпитеров — Наука

ТАСС, 8 апреля. В атмосфере горячего юпитера HD 209458b астрономы нашли относительно большое количество ацетилена и аммиака. Это говорит о том, что эта планета возникла на окраинах звездной системы, а не в ближайших окрестностях светила, считают ученые. Статью с результатами их исследования опубликовал научный журнал Nature.

На эту тему

Горячими юпитерами называют планеты вне Солнечной системы, которые по массе сравнимы с Юпитером, но находятся по отношению к своей звезде гораздо ближе, чем Юпитер – к Солнцу. Из-за этого температура верхних слоев их атмосферы часто достигает значений в несколько тысяч кельвинов.

Астрономов давно интересует, как возникли подобные экзопланеты. Узнать это очень важно, чтобы понять, могут ли в других звездных системах существовать аналоги Земли, на которых может существовать жизнь. Пока планетологи не могут дать четкого ответа на эти вопросы, так как у них нет точных данных по химическому составу горячих юпитеров.

Узнать об этом можно, например, благодаря исследованию планеты HD 209458b. Ее открыли в 1999 году, наблюдая за периодическими колебаниями яркости звезд. Сейчас это один из самых изученных горячих юпитеров в окрестностях Солнечной системы.

Ученые давно пытаются определить химический состав ее атмосферы, анализируя спектр излучения от звезды, который проходит через верхнюю часть атмосферы HD 209458b. Однако близкое расстояние до светила и его беспокойный характер делают эту задачу невыполнимой.

На эту тему

Планетолог из Уорикского университета Сиддхартх Ганди и его коллеги решили эту проблему. В ходе новой работы они детально изучили спектр свечения планеты с помощью 3,6-метрового итальянского телескопа GNT, установленного на Канарских островах. Проанализировав четырее прохождения HD 209458b по диску светила, астрономы нашли в его атмосфере следы воды и пяти других типов молекул.

Следы угарного газа, синильной кислоты и метана ученые находили в атмосфере HD 209458b и раньше, а вот ацетилен и аммиак в спектре обнаружили впервые. Благодаря этому Ганди и его коллеги вычислили точное соотношение долей кислорода и углерода во внешних оболочках планеты. Оно показывает, что HD 209458b сформировалась не рядом со звездой, а на холодных окраинах ее протопланетного диска.

Это открытие впервые подтвердило популярное предположение теоретиков о том, что большинство горячих юпитеров возникло на дальних подступах звездных систем, где было много газа и пыли. Только после этого они сближались со светилами в результате серии сложных гравитационных взаимодействий. Чтобы подтвердить эту гипотезу, астрономы планируют провести аналогичные наблюдения за другими газовыми гигантами.

5 фактов, которые нужно знать о полете ″Юноны″ к Юпитеру | Научные открытия и технические новинки из Германии | DW

Имя

Автоматическая межпланетная станция получила свое название из античной мифологии. Древнеримская богиня Юнона — покровительница женщин, брака, семьи и материнства. А вот ее супруг, бог Юпитер, был любвеобильным и придумывал самые разные хитрости, чтобы скрыть свои интрижки. Но Юнона видела все, и неверному супругу порой крепко от нее доставалось.

На борту «Юноны» находятся сделанные из алюминия фигурки Юноны и Юпитера, а также Галилео Галилея, открывшего самые крупные спутники планеты.

Программа

Космическому зонду «Юнона» предстоит раскрыть тайны планеты Юпитер: впервые сделать снимки северного и южного полюсов, исследовать атмосферу, гравитационное и магнитное поля, проверить гипотезу о наличии твердого ядра у окутанной газовым облаком планеты. Еще никогда ни один из космических аппаратов так близко не подлетал к ней.

Информация о том, как сформировался Юпитер, позволит лучше понять, как образовалась вся наша Солнечная система.

Зонд

Корпус станции американского космического агентства NASA представляет собой гексаэдр (шестигранник), высота и ширина которого — примерно три с половиной метра. Три крыла, покрытые солнечными панелями, достигают длины более 20 метров. Космический зонд практически полностью питается от солнечных батарей. Они вырабатывают мощность более 400 ватт.

Общий вес «Юноны» — 3500 килограммов. Стоимость превышает миллиард долларов.

Полет

Ракета-носитель типа «Атлас» с автоматической межпланетной станцией «Юнона» стартовала с космодрома на мысе Канаверал (США) 5 августа 2011 года. До входа на орбиту Юпитеру она проделала в космическом пространстве путь в 2 млрд 800 млн километров. Траектория полета космического зонда на первой стадии напоминала петлю: пролетев мимо Марса, «Юнона» вернулась к Земле, чтобы «разогнаться» для полета к Юпитеру. На орбиту планеты она вошла 5 июля 2016 года со скоростью 220 тысяч км/час.

Межпланетная станция приблизится к Юпитеру на расстояние до 4667 километров. Она сделает 37 оборотов вокруг него, а в феврале 2018 года должна будет сойти с орбиты и сгореть в атмосфере Юпитера. В любом случае аппарат будет уничтожен — чтобы не «заразить» Юпитер земными бактериями.

Юпитер

Цель исследований — крупнейшая планета Солнечной системы. Экваториальный радиус Юпитера в 11,2 раза больше радиуса Земли, а его масса почти в два с половиной раза превышает массу всех остальных планет Солнечной системы вместе взятых.

Атмосфера Юпитера состоит, главным образом, из водорода и гелия.

Скорость ветров на Юпитере превышает 600 км/час. Вихри, поднимающие на поверхность облаков большие массы газа, считаются одной из возможных причин образования полос, которые определяют внешний облик планеты. А кольца Юпитера состоят, главным образом, из пыли.

У Юпитера — не менее 67 спутников. Самые крупные из них были открыты Галилеем еще в начале XVII века и тоже носят имена героев древнеримской мифологии: Ганимед, Ио, Европа и Каллисто.

Смотрите также:

• От бутылки Гагарина до костюма Белки

  «Он сказал — поехали!»

  Бутылку коньяка «Prieuré des Couleys» Юрий Гагарин распил с товарищами 11.02.1967 года, как гласит сделанная на ней космонавтом собственноручно запись. В этот день Гагарин был выдвинут в качестве кандидата на один из полетов на корабле типа «Союз». Первому человеку, побывавшему в космосе, очень хотелось слетать на корабле нового типа.

• От бутылки Гагарина до костюма Белки

  Космический кофе

  Этот тюбик кофе с молоком побывал в космосе на борту корабля «Восток-4». На этикетке — имя космонавта Павла Поповича и дата приземления, 15 августа 1961 года. Выпускал еду для космонавтов московский комбинат имени Микояна.

• От бутылки Гагарина до костюма Белки

  Под впечатлением от Звездного городка

  Эти картины Andora создал, как сказано в их описании, «под впечатлением от пребывания в Звездном городке», где он проходил тренировки наряду с кандидатами в космонавты. Полотна также являются лотом «космического аукциона».

• От бутылки Гагарина до костюма Белки

  Скафандры в витрине

  Части скафандров моделей «Сокол» и «Орлан». Помещенные в витрину, они выглядят словно объекты современного искусства.

• От бутылки Гагарина до костюма Белки

  С борта «Мира»

  Скафандры типа «Сокол» использовались на борту космической станции «Мир». Их разработка считалась в свое время большим успехом советской космической инженерии. Стартовая цена такого скафандра на аукционе составляет полторы тысячи евро.

• От бутылки Гагарина до костюма Белки

  Обломок «Востока-1»

  Это один из наиболее ценных объектов коллекции: обломок тормозной двигательной установки космического корабля «Восток-1», на борту которого Юрий Гагарин совершил первый управляемый полет в космос. Обломки разобрали на сувениры. Подлинность подписи Гагарина подтверждена экспертизой.

  Автор: Анастасия Буцко

лучшие снимки с космического аппарата «Вояджер» :: Общество :: РБК

40 лет назад в рамках американского проекта NASA в космос был запущен «Вояджер-1» — первый аппарат, вылетевший за пределы Солнечной системы. С 1998 года «Вояджер» является самым дальним от Земли искусственным объектом — его местоположение в режиме реального времени доступно на сайте NASA.​ Лучшие сни

мки, сделанные со станции, — в фотогалерее РБК

,>,>​

Первое фото Земли и Луны в одном кадре, снятое «Вояджером-1» на расстоянии 11,66 млн км от Земли (Фото: NASA / JPL)

5 сентября 1977 года NASA запустило в космос автоматическую межпланетную станцию ​«Вояджер-1» весом 723 кг. Проект был утвержден в 1972 году. За 40 лет полета аппарат отдалился от Земли почти на 20 млрд км и стал самым дальним искусственным объектом. 

Второй аппарат серии «Вояджер» был запущен чуть раньше — 20 августа 1977 года. В частности, он является первым и единственным аппаратом, достигшим Урана (январь 1986 года) и Нептуна (август 1989 года).

Большое красное пятно на планете Юпитер (Фото: NASA / JPL)

Изначально станция предназначалась для исследования Юпитера и Сатурна — «Вояджер-1» стал первым аппаратом, который сделал детальные снимки спутников этих планет. Максимальное сближение станции с Юпитером состоялось 6 июня 1979 года.

Кратер Вальхалла, расположенный на спутнике Юпитера Каллисто (Фото: NASA / JPL)

В сентябре 2013 года в NASA официально объявили, что «Вояджер-1» окончательно покинул пределы Солнечной системы и стал первым в истории аппаратом, достигшим границ Солнечной системы и вышедшим за ее пределы. За местоположением «Вояджера» можно следить в режиме реального времени на сайте NASA.

Ио — естественный спутник Юпитера, на поверхности которого расположены более 400 действующих вулканов (Фото: NASA / JPL)

Аппарат впервые запечатлел извержение вулкана на поверхности спутника Юпитера Ио. В общей сложности с космических аппаратов было передано на Землю 625 Гбайт данных.

Планета Нептун (Фото: NASA / JPL)

Планета Нептун и его спутник Тритон (Фото: NASA / JPL)

Кольца Сатурна, снятые с расстояния 34 млн км (Фото: NASA / JPL)

В ноябре 1980 года «Вояджер-1» также максимально сблизился с Сатурном и пролетел мимо него на высоте 124 тыс. км.

Крупнейший спутник Сатурна Титан. 12 ноября 1980 года (Фото: NASA / JPL)

Облака Сатурна (Фото: NASA / JPL)

К корпусу «Вояджера-1» прикреплена пластинка с посланием для инопланетных существ, рассказывающим о разнообразии человеческой культуры. На ней, в частности, записано приветствие на 55 языках, ряд изображений (фотографии Земли и людей) и звуков (классическая музыка и звуки природы).​ Также на пластине показано местоположение Земли и Солнечной системы относительно 14 мощных пульсаров (космических источников мощного излучения) и нанесена схема излучения атома водорода.

Спутник Сатурна Энцелад, 25 августа 1982 года (Фото: NASA / JPL)

По последним данным, «Вояджер-1» удалился на 20,8 млрд км от Земли и на 20,9 млрд км от Солнца. По расчетам ученых, запасы топлива (энергию он получает от радиоизотопных генераторов, которые работают на плутонии 238), позволят аппаратам серии «Вояджер» оставаться работоспособными еще на протяжении десяти лет. Затем связь с Землей будет потеряна.

Планета Уран (Фото: NASA / JPL)

Снимок Земли с расстояния в 6 млрд км (Фото: NASA / JPL)

«Бледно-голубая точка» («Pale Blue Dot») — одна из самых знаменитых фотографий, сделанная аппаратом «Вояджер-1» в 1990 году. На снимке Земля сфотографирована с расстояния в 6 млрд км.

Просто космос! В ЗАО можно узнать свой вес на Юпитере и увидеть модель марсохода

«Дети на Марсе» — так называется интерактивная выставка, проходящая на разных площадках Москвы. В нашем округе экспозиция открыта в ТРЦ «Кунцево-Плаза» (ул. Ярцевская, 19) и ТЦ «Капитолий» (проспект Вернадского, 6. Посетить ее можно до 23 апреля. Вход свободный.

Мы побывали на выставке, организованной в «Кунцево-плаза». Размещена она в арт-пространстве «Корзина». «Мы знакомим ребят с понятием космос, рассказываем им о планетах солнечной системы. У нас, к примеру, есть даже специальные весы. Они показывают, сколько вы будете весить на Марсе или на Юпитере», — говорит экскурсовод Мария. Скажу честно, мне больше всего понравился Уран. При моем земном весе в 55 кг, на этой планете он будет равен 49 с небольшим килограммам. Красота!

«Также у нас представлен реальный скафандр. Правда, он не предназначен для выхода в открытый космос. Члены экипажа надевают его в случае возникновения на станции чрезвычайной ситуации. Специальная ткань, из которой он сшит, а также запас кислорода в баллонах позволяют пробыть на МКС 2 часа и 6 минут. За это время необходимо либо стабилизировать ситуацию, либо перебраться в безопасный отсек», — отмечает Мария.

Также на выставке есть модель марсохода «Кьюриосити» (Curiosity). Он представляет собой автономную химическую лабораторию. Аппарат был запущен с мыса Канаверал 26 ноября 2011 года, а в марсианском кратере Гейла он совершил посадку 6 августа 2012 года. Изначально предполагалось, что это будет двухлетняя миссия. Однако в декабре 2012 года ее продлили на неопределенный срок. К настоящему времени «Кьюриосити» преодолел порядка 24 км, а также 26 раз бурил поверхность Марса и исследовал 6 проб грунта.

Рядом с каждым экспонатом размещен куар-код. Наведя на него камеру смартфона, можно узнать еще больше интересной информации.

«Нам выставка очень понравилась. Дочка с большим интересом рассматривает все. И уже просит снова сюда прийти. Обязательно заглянем. Ведь живем в соседнем районе, в Крылатском. Пару остановок на автобусе», — говорят Евгений и Евгения, родители маленькой Лизы.

К слову сказать, в арт-пространстве «Корзина» регулярно проходят интересные мероприятия. Буквально на днях здесь завершилась выставка «Приэльбрусье». Художник, реставратор и фотограф Сергей Кудин помимо снимков, представил работы, написанные маслом.

— Елена Краснова Фото автора

Ваш вес в других мирах

Вы когда-нибудь задумывались, что вы можете весить на Марсе или Луне? Вот ваш шанс узнать.

В ЧЕМ ДЕЛО?

Масса и вес

Прежде чем мы перейдем к теме гравитации и того, как она действует, важно понять разницу между массой и массой .

Мы часто используем термины «масса» и «вес» как синонимы в нашей повседневной речи, но для астронома или физика это совершенно разные вещи.Масса тела — это мера того, сколько в нем вещества. Объект с массой имеет свойство инерция . Если вы встряхнете такой объект, как камень, в руке, вы заметите, что требуется толчок, чтобы заставить его двигаться, и еще один толчок, чтобы остановить его снова. Если камень находится в покое, он хочет оставаться в покое. Как только вы заставите его двигаться, он хочет продолжать двигаться. Это качество или «инертность» материи и есть ее инерция. Масса — это мера инерции объекта.

Другое дело вес.Каждый объект во Вселенной с массой притягивает все остальные объекты с массой. Степень притяжения зависит от размера масс и от того, насколько далеко они друг от друга находятся. Для объектов повседневного размера это гравитационное притяжение исчезающе мало, но притяжение между очень большим объектом, таким как Земля, и другим объектом, таким как вы, можно легко измерить. Как? Все, что вам нужно сделать, это встать на весы! Весы измеряют силу притяжения между вами и Землей. Эта сила притяжения между вами и Землей (или любой другой планетой) называется вашим весом.

Если вы находитесь в космическом корабле далеко между звездами и поместите под собой шкалу, шкала будет равна нулю. Ваш вес равен нулю. Вы невесомые. Рядом с вами плавает наковальня. К тому же это невесомо. Вы или наковальня безмассовые? Точно нет. Если вы схватите наковальню и попытаетесь встряхнуть ее, вам придется толкать ее, чтобы она заработала, и тянуть, чтобы она остановилась. У него все еще есть инерция и, следовательно, масса, но нет веса. Увидеть разницу?

Связь между гравитацией, массой и расстоянием

Как было сказано выше, ваш вес является мерой силы тяжести между вами и телом, на котором вы стоите.Эта сила тяжести зависит от нескольких вещей. Во-первых, это зависит от вашей массы и массы планеты, на которой вы стоите. Если вы удвоите свою массу, гравитация будет действовать вдвое сильнее. Если планета, на которой вы стоите, вдвое массивнее, гравитация также действует на вас в два раза сильнее. С другой стороны, чем дальше вы находитесь от центра планеты, тем слабее притяжение между планетой и вашим телом. Сила довольно быстро ослабевает. Если вы удвоите расстояние от планеты, сила составит одну четверть.Если вы утроите свое разделение, сила упадет до одной девятой. В десять раз больше расстояния, в одну сотую больше. Видите узор? Сила падает с квадратом расстояния. Если мы поместим это в уравнение, это будет выглядеть так:

Две буквы «М» сверху — это ваша масса и масса планеты. Буква «r» внизу — это расстояние от центра планеты. Массы указаны в числителе, потому что сила увеличивается, если они становятся больше. Расстояние указано в знаменателе, потому что сила уменьшается с увеличением расстояния.Обратите внимание, что сила никогда не становится равной нулю, как бы далеко вы ни путешествовали. Возможно, это было вдохновением для стихотворения Фрэнсиса Томпсона:

Все вещи
бессмертной силой
рядом или далеко,
друг с другом,
скрыто связаны.
Что нельзя пошевелить цветок
, не потревожив звезду.

Исаак Ньютон

Это уравнение, впервые полученное сэром Исааком Ньютоном, говорит нам о многом. Например, вы можете подозревать, что, поскольку Юпитер в 318 раз массивнее Земли, вы должны весить в 318 раз больше, чем вы весите дома.Это было бы верно, если бы Юпитер был такого же размера, как Земля. Но Юпитер в 11 раз больше радиуса Земли, поэтому вы находитесь в 11 раз дальше от центра. Это уменьшает притяжение в 11 ² раз, что примерно в 2,53 раза превышает притяжение Земли к вам. Стоя на нейтронной звезде, ты становишься невообразимо тяжелым. Звезда не только очень массивна для начала (примерно такая же, как Солнце), но еще и невероятно мала (размером с Сан-Франциско), поэтому вы находитесь очень близко к центру, а r — очень маленькое число.Маленькие числа в знаменателе дроби приводят к очень большим результатам!

Твоя эпоха в иных мирах

Хотите растопить те годы? Путешествуйте на внешнюю планету!

---

Для этой страницы требуется браузер с поддержкой Javascript.

---

ДЕЛАТЬ И УВЕДОМЛЕНИЕ

• Впишите дату своего рождения ниже в указанное место. (Обратите внимание, что год необходимо вводить как 4-значное число!)
• Щелкните по кнопке «Рассчитать».
• Обратите внимание, что ваш возраст в других мирах автоматически подставится. Обратите внимание, что ваш возраст отличается в разных мирах. Обратите внимание, что ваш возраст в днях сильно различается.
• Обратите внимание, когда будет ваш следующий день рождения в каждом мире. Приведенная дата является «земной датой».
• Вы можете щелкнуть изображения планет, чтобы получить больше информации о них с невероятного веб-сайта Билла Арнетта «Девять планет».

---

ЧТО ПРОИСХОДИТ?

Дни (и годы) нашей жизни

Взглянув на цифры выше, вы сразу заметите, что вы разного возраста на разных планетах.Это поднимает вопрос о том, как мы определяем измеряемые временные интервалы. Что такое день? Какой год?

Земля в движении. Собственно, сразу несколько разных движений. Есть два, которые нас особенно интересуют. Сначала Земля вращается на вокруг своей оси, как волчок. Во-вторых, Земля вращается на вокруг Солнца, как тросовый шар на конце веревки, огибающей центральный полюс.

Вращение Земли вокруг своей оси на в виде вершины — это то, как мы определяем день.Время, за которое Земля совершает оборот от полудня до следующего полудня, мы определяем как один день. Далее мы делим этот период времени на 24 часа, каждый из которых делится на 60 минут, каждая из которых разбита на 60 секунд. Нет никаких правил, которые управляют скоростью вращения планет, все зависит от того, сколько «вращения» было в исходном материале, который пошел на формирование каждой из них. Гигантский Юпитер имеет много оборотов, один раз поворачиваясь вокруг своей оси каждые 10 часов, в то время как Венере требуется 243 дня, чтобы один раз повернуться.

Обороты Земли вокруг Солнца — это то, как мы определяем год. Год — это время, за которое Земля совершает один оборот — немногим более 365 дней.

В начальной школе мы все узнаем, что планеты движутся вокруг Солнца с разной скоростью. Земля совершает один оборот за 365 дней, а ближайшая планета Меркурий — всего за 88 дней. У бедного, тяжеловесного и далекого Плутона на один оборот уходит целых 248 лет. Ниже представлена ​​таблица со скоростью вращения и скоростью вращения всех планет.

Планета	Период вращения	Период обращения
Меркурий	58,6 сут	87.97 сут.
Венера	243 дня	224.7 сут
Земля	0.99 дней	365.26 сут
Марс	1,03 сут	1,88 года
Юпитер	0,41 сут	11,86 года
Сатурн	0,45 сут	29,46 года
Уран	0.72 дня	84,01 года
Нептун	0,67 суток	164,79 года
Плутон	6.39 сут	248,59 года

Почему такая огромная разница в сроках? Нам нужно вернуться во времена Галилея, за исключением того, что мы собираемся смотреть не на его работы, а на работы одного из его современников, Иоганна Кеплера (1571-1630).

Иоганн Кеплер
Тихо Браге

Кеплер кратко работал с великим датским астрономом-наблюдателем Тихо Браге. Тихо был отличным и чрезвычайно точным наблюдателем, но у него не было математических способностей для анализа всех собранных данных. После смерти Тихо в 1601 году Кеплер смог получить наблюдения Тихо. Наблюдения Тихо за движением планет были самыми точными на то время (до изобретения телескопа!).Используя эти наблюдения, Кеплер обнаружил, что планеты не движутся по кругу, как учили 2000 лет «Натурфилософии». Он обнаружил, что они движутся по эллипсу. Эллипс — это своего рода сжатый круг с коротким диаметром («малая ось») и более длинным диаметром («большая ось»). Он обнаружил, что Солнце находится в одном «фокусе» эллипса (есть два «фокуса», оба расположены на большой оси). Он также обнаружил, что, когда планеты находятся ближе к Солнцу по своим орбитам, они движутся быстрее, чем когда они находятся дальше от Солнца.Много лет спустя он обнаружил, что чем дальше планета находится от Солнца, тем больше времени требуется этой планете, чтобы сделать один полный оборот. Эти три закона, математически сформулированные Кеплером, известны как «законы Кеплера орбитального движения». Законы Кеплера до сих пор используются для предсказания движения планет, комет, астероидов, звезд, галактик и космических кораблей.

Здесь вы видите планету, вращающуюся по очень эллиптической орбите.
Обратите внимание, как он ускоряется, когда находится рядом с Солнцем.

Третий закон Кеплера интересует нас больше всего. В нем точно указано, что период времени, за который планета обращается вокруг Солнца в квадрате, пропорционален среднему расстоянию от Солнца в кубе. Вот формула:

Давайте просто решим для периода, извлекая квадратный корень из обеих частей:

Обратите внимание, что по мере увеличения расстояния от планеты до Солнца период, или время, необходимое для одного обращения по орбите, будет увеличиваться.Кеплер не знал причины этих законов, хотя знал, что они как-то связаны с Солнцем и его влиянием на планеты. Исааку Ньютону пришлось ждать 50 лет, чтобы открыть универсальный закон тяготения.

Серьезность ситуации

Исаак Ньютон

Более близкие планеты вращаются быстрее, более далекие планеты вращаются медленнее. Почему? Ответ заключается в том, как работает гравитация. Сила тяжести — это мера притяжения между двумя телами.Эта сила зависит от нескольких вещей. Во-первых, это зависит от массы Солнца и от массы рассматриваемой планеты. Чем тяжелее планета, тем сильнее притяжение. Если вы удвоите массу планеты, гравитация притянет ее вдвое сильнее. С другой стороны, чем дальше планета от Солнца, тем слабее притяжение между ними. Сила довольно быстро ослабевает. Если удвоить расстояние, сила составит одну четверть. Если вы утроите расстояние, сила упадет до одной девятой. В десять раз больше расстояния, в одну сотую больше.Видите узор? Сила падает с квадратом расстояния. Если мы поместим это в уравнение, это будет выглядеть так:

Две буквы «М» сверху — это масса Солнца и масса планеты. Буква «r» ниже — это расстояние между ними. Массы указаны в числителе, потому что сила увеличивается, если они становятся больше. Расстояние указано в знаменателе, потому что сила уменьшается с увеличением расстояния. Обратите внимание, что сила никогда не становится равной нулю, как бы далеко вы ни путешествовали.Знание этого закона поможет вам понять, почему планеты движутся быстрее, когда они находятся ближе к Солнцу — они притягиваются с большей силой и быстрее вращаются!

---

ССЫЛКИ

---

© 2000 Рон Хипшман

Постройте модель солнечной системы

---

---

Я только дал вам размеры и расстояния до планет. Если вы хотите увидеть и спутники планет, нажмите здесь, чтобы перейти на гораздо более обширную страницу (а также на более длительное время загрузки!)

---

Одним из самых захватывающих упражнений, которые я когда-либо делал в детстве, было создание масштабной модели Солнечной системы.На большинстве картинок в моих книгах расстояние между планетами кажется небольшим, и по ним легко путешествовать. Музеи тоже не помогли. Модели, которые они показывали, обычно имели размеры планет в масштабе, но расстояния между ними были совершенно другого масштаба, создавая впечатление довольно сплоченной семьи.

Я сделал свою первую масштабную модель на рулоне бумажной ленты для телетайпа (кто-нибудь помнит этот материал?). На этой 1-дюймовой ленте мое Солнце имело размер ленты — 1 дюйм в диаметре. Все началось хорошо.Меркурий находился всего в 3-1 / 2 футах от Солнца, а Земля — ​​почти в 9 футах от Солнца. На что я не рассчитывал, так это на то, что Плутон находится на высоте 354 фута по ленте! Я израсходовал почти весь рулон.

Я также рассчитал размеры, которые я должен сделать для точек, представляющих планеты. Я обнаружил, что даже самая большая планета, Юпитер, должна иметь размер пятна меньше 1/8 дюйма. Другие планеты, особенно маленькие каменистые внутренние планеты, будут фактически невидимыми пятнами пыли.

Излишне говорить, что это был потрясающий опыт.Это одно упражнение научило меня истинному значению слова «пространство». Это определенно заставило меня почувствовать себя незначительным, глядя на масштаб Солнечной системы — не говоря уже об остальной Вселенной!

Теперь у нас есть отличные инструменты, такие как электронные таблицы, для выполнения численных расчетов за нас. Ниже вы можете скачать файлы формата OpenOffice (или Libre Office), Apple Numbers или Excel. В этих таблицах вы устанавливаете масштаб модели, вводя радиус Солнца. Затем листы должны рассчитать все остальное на основе этого числа.

Скачать электронную таблицу в формате Apple Numbers

Скачать электронную таблицу в формате Excel

Скачать электронную таблицу в формате OpenOffice

---

Ссылки на другие ресурсы Солнечной системы

---

Спасибо Биллу Арнетту за его фантастический веб-сайт «Девять планет».

© 1997; Рон Хипшман, Exploratorium

Сколько бы вы весили на других планетах?

Если вы фанат научной фантастики, энтузиаст космоса или один из миллионов, наблюдавших за космонавтами, играющими на поверхности Луны, вы, возможно, задавались вопросом, сколько бы вы весили на других планетах Солнечной системы.

Чтобы разобраться в этом, сначала нужно немного узнать физику 101.

По теме: Вырастут ли люди, рожденные на Марсе, выше землян?

Вес — это сила тяжести, действующая на объект из-за его массы. Масса, грубо говоря, измеряет инерцию объекта, его сопротивление перемещению или остановке, когда он находится в движении. Ваша масса остается постоянной по всей Вселенной (за исключением некоторых случаев, обсуждаемых в специальной теории относительности, но это уже другая история), в то время как ваш вес изменяется в зависимости от действующих на вас гравитационных сил, которые варьируются от планеты к планете.

Закон всемирного тяготения Ньютона гласит, что все, что имеет массу, притягивает все, что имеет массу, притягивая с силой, (а) прямо пропорциональной произведению масс двух объектов и (б) обратно пропорциональной квадрату расстояние, разделяющее их центры.

Другими словами, хотя сила тяжести увеличивается линейно по мере того, как объекты становятся более массивными, она экспоненциально уменьшается по мере увеличения расстояния между ними (явление, известное как закон обратных квадратов).При расчете силы тяжести на поверхности это расстояние относится к пространству, отделяющему вас (на поверхности) от центра масс планеты. Это означает, что размер планеты на самом деле имеет большее относительное влияние на ее гравитацию и на ваш вес на ее поверхности, чем на ее массу.

Записанный в виде формулы закон тяготения Ньютона выглядит примерно так:

F = G ((Mm) / r2)

Где

• F — сила тяжести между двумя объектами,
• G — гравитационная постоянная ( 6.674 × 10-11 Ньютонов x метров2 / килограмм2),
• M — масса планеты (кг),
• m — ваша масса (кг) и
• r — расстояние (м) между центрами двух масс. (радиус планеты).

Не углубляясь в математику, мы видим, что это приводит к удивительному результату. Возьмем самую массивную планету Солнечной системы, Юпитер, масса которого в 316 раз превышает массу Земли. Вы можете представить, что будете весить там в 316 раз больше, чем здесь.Однако, поскольку радиус воздушных шаров Юпитера примерно в 11 раз больше, чем у Земли, его гравитационная сила уменьшается в 1/112 раз на его поверхности (при условии, что вы могли бы найти способ стоять на газовых облаках).

Однако это не означает, что отношение силы тяжести Юпитера к гравитации Земли составляет 316/112. Чтобы вычислить отношение силы тяжести земной поверхности к гравитации любого другого небесного тела, вы должны вычислить их отдельно, используя приведенную выше формулу, а затем разделить гравитационная сила желаемой планеты по силе притяжения Земли.Мы избавим вас от работы:

• Меркурий: 0,38
• Венера: 0,91
• Земля: 1,00
• Марс: 0,38
• Юпитер: 2,34
• Сатурн: 1,06
• Уран: 0,92
• Нептун: 1,19
• Плутон: 0,06

Поскольку вес = масса x поверхностная сила тяжести, умножение вашего веса на Земле на числа, указанные выше, даст вам ваш вес на поверхности каждой планеты. Если вы весите на Земле 150 фунтов (68 кг), вы будете весить 351 фунт.(159 кг) на Юпитере, 57 фунтов. (26 кг) на Марсе и всего 9 фунтов. (4 кг.) На карликовой планете Плутон.

Обратите внимание, что Меркурий и Марс имеют одинаковую пропорциональную гравитацию, хотя Марс почти вдвое массивнее Меркурия. Превосходный размер Марса, в 1,4 раза превышающий диаметр Меркурия, превосходит эффект его дополнительной массы из-за отношения обратных квадратов между гравитацией и расстоянием.

Уран и Венера представляют еще более поразительный пример этого явления: хотя Уран тянется около 17 лет.В 8 раз больше массы Венеры, а ее диаметр в 4,2 раза больше, но нивелирует разницу в пропорциональной силе тяжести на поверхности.

Первоначально опубликовано на Live Science .

Ваш вес на других планетах

Вы когда-нибудь задумывались, сколько вы весите на других планетах? Теперь вы можете узнать. Если ваш веб-браузер поддерживает Flash, вы можете щелкнуть поле ниже и ввести свой вес. Затем нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы узнать, сколько вы весите на планетах и ​​лунах, перечисленных ниже:

Масса и вес

Ваш вес на планете Земля зависит от массы нашей планеты.Масса объекта — это мера того, сколько в нем вещества. Если бы у вас было два кирпича, один из бетона, а другой из свинца, свинцовый кирпич весил бы намного больше. Это потому, что он содержит больше вещества и, следовательно, более массивен. Все небесные объекты во Вселенной с массой имеют измеримое притяжение по отношению ко всем другим объектам с массой. Сила этого притяжения зависит от того, насколько массивны объекты и насколько они удалены друг от друга.

Планеты и луны — очень массивные объекты и очень сильно притягивают другие объекты.Это явление известно как гравитация. Более массивные объекты имеют большее притяжение, чем менее массивные. Вот почему вы весите больше на более крупных и массивных планетах, таких как Юпитер, и меньше на меньших и менее массивных планетах, таких как Марс. Масса объекта зависит не только от его размера, но и от его состава. Несмотря на то, что планеты Уран и Нептун почти одинакового размера, Уран менее плотный и имеет меньшую массу, поэтому ваш вес будет меньше.

Расстояние также влияет на силу тяжести.Возможно, вы заметили, что, хотя Солнце — самый массивный объект в Солнечной системе, ваш вес не такой большой, как вы думаете. Это потому, что Солнце настолько велико, а его поверхность так далеко от его центра, что сила тяжести на его поверхности слабее.

Конечно, все мы знаем, что невозможно стоять на поверхности Солнца. Также было бы невозможно стоять на поверхности таких газовых планет-гигантов, как Юпитер и Уран, потому что у них нет твердой поверхности.Но эта демонстрация действительно показывает, как масса влияет на гравитацию и вес объектов.

Как изменится ваш вес на Юпитере? — Mvorganizing.org

Как изменился бы ваш вес на Юпитере?

Итак, объект или человек на Юпитере будет весить 252,70% своего веса на Земле. Следовательно, на Юпитере человек будет тяжелее, чем на Земле. И наоборот, человек на Земле на 39,6% легче, чем на Юпитере.

Почему ваш вес на Юпитере в 2,7 раза больше веса на Земле?

Ускорение свободного падения на Юпитере больше, чем на Земле.На Юпитере человек будет весить. на поверхности Юпитера ускорение свободного падения примерно в 3 раза больше, чем на Земле.

Какой процент от веса Земли составляет его вес на Марсе?

Поскольку Марс имеет гравитационную силу 3,711 м / с2, мы умножаем массу объекта на это количество, чтобы вычислить вес объекта на Марсе. Таким образом, объект или человек на Марсе будут весить 37,83% своего веса на Земле. Поэтому на Марсе человеку было бы намного легче.

Почему человек весит на Юпитере больше, чем на Луне?

Гравитация на поверхности планеты-гиганта более чем в два раза сильнее, чем на Земле.Таким образом, человек, который весит 150 фунтов на Земле, будет весить около 380 фунтов на поверхности Юпитера. Это та глубина атмосферы, где давление равно давлению на поверхности Земли.

На какой из спутников Юпитера вы бы больше всего весили?

Спутники Юпитера

• IO. Ваш вес.
• ЕВРОПА. Ваш вес.
• GANYMEDE. Ваш вес.
• КАЛЛИСТО. Ваш вес такой.

На какой планете я бы больше всего весил?

Юпитер

Какой у меня вес на Юпитере?

Например, если вы весите 100 фунтов на Земле, вы будете весить всего 38 фунтов на Меркурии.Это потому, что Меркурий весит меньше Земли, и поэтому его сила тяжести меньше воздействует на ваше тело. С другой стороны, если бы вы были на тяжелом Юпитере, вы бы весили колоссальные 253 фунта!

Какой у вас вес на Сатурне?

Поверхностная гравитация на Сатурне составляет около 107% от поверхностной силы тяжести на Земле, поэтому, если вы весите 100 фунтов на Земле, вы будете весить 107 фунтов на Сатурне (при условии, что вы можете найти где-нибудь, ну, в общем, встать).

Что бы я весил на Плутоне?

Поверхностная сила тяжести на Плутоне составляет примерно 1/12 часть силы тяжести на поверхности Земли.Например, если вы весите 100 фунтов на Земле, вы будете весить 8 фунтов на Плутоне.

Какой у меня вес на другой планете?

Мы вычисляем вес, умножая массу на силу тяжести на поверхности планеты. Итак, если вы знаете свой вес на Земле и силу тяжести на Земле, вы можете рассчитать свою массу. Затем вы можете рассчитать свой вес на любой другой планете, используя силу тяжести на поверхности этой планеты в том же уравнении.

Как рассчитать свой вес на Нептуне?

Поскольку он берет вес объекта на Земле и преобразует его в вес на Нептуне, формула такова: Вес на Нептуне = (Вес на Земле / 9.81 м / с2) * 11,15 м / с2. Чтобы найти вес на Нептуне, мы делим вес на Земле на силу тяжести Земли, которая составляет 9,81 м / с2.

Какой у вас вес на Венере?

Поскольку Венера и Земля почти одинакового размера и имеют примерно одинаковую массу, поверхностная гравитация на Венере почти такая же, как поверхностная гравитация на Земле. Поверхностная гравитация на Венере составляет около 91% от поверхностной силы тяжести на Земле, поэтому, если вы весите 100 фунтов на Земле, вы будете весить 91 фунт на Венере.

Какой у меня вес на Марсе?

Вес — это мера влияния силы тяжести на массу.Он зависит от таких факторов, как ваша масса, гравитация планеты и расстояние между вами и центром планеты. Если бы вы весили 100 фунтов на Земле, вы бы весили всего 38 фунтов на Марсе!

Сколько на Марсе 1 кг?

Вес 1 килограмма массы у поверхности Земли составляет 9,8 Ньютона. На Марсе 1 килограмм будет примерно 3,5 Ньютона. Итак, на Земле человек имел бы массу 77 килограммов, но весил бы 754,6 Ньютона. На Марсе человек по-прежнему будет весить 77 килограммов (потому что масса не зависит от силы тяжести), но весит 269 килограммов.5 ньютонов.

С какой планеты вам потребуется наибольшая сила для взлета?

Гравитация разных планет Юпитер — самая большая планета, поэтому можно ожидать, что у нее самая большая гравитационная сила, и это так.

Сколько мне лет на Марсе?

4.603 миллиарда лет

Сколько лет мне было бы на Плутоне?

Возраст на Плутоне: год на Плутоне составляет почти 248 земных лет. Это означает, что каждому живому человеку меньше года от Плутона.

Сколько мне было бы лет, если бы я был на Сатурне?

Год на Сатурне длиннее года на Земле — 29½ лет (10 759 земных дней).Это примерно в 29,46 раза больше длины года на Земле, поэтому для расчета вашего возраста на Сатурне нам нужно разделить ваш возраст в земных годах на 29,46.

Насколько холодно на Марсе?

Марс очень холодный. Средняя температура на Марсе — минус 80 градусов по Фаренгейту — намного ниже нуля! Его поверхность каменистая, с каньонами, вулканами, высохшими озерами и кратерами. Красная пыль покрывает большую часть его поверхности.

Могут ли люди жить на Марсе?

Однако поверхность не приемлема для людей или большинства известных форм жизни из-за радиации, значительного пониженного давления воздуха и атмосферы только с 0.16% кислорода. Выживание человека на Марсе потребует жизни в искусственных марсианских средах обитания со сложными системами жизнеобеспечения.

Марк Уолберг удивил посетителей спортзала во Флориде на Юпитере

---

Актер «Трансформеров» набрал 30 фунтов за несколько недель для роли «отца Стю».

Видео Марка Уолберга: Актер вернулся в спортзал после набора 30 фунтов для «Отца Стю»

Встреча со знаменитостью! Заметно похудевший Марк Уолберг тренировался на тренировке F45 на Юпитере. Ему пришлось набрать 30 фунтов для своего нового фильма «Отец Стю».

Грег Ловетт, Палм-Бич Пост

• Марк Уолберг — инвестор с 45-минутным интервальным тренировочным курсом F45
• Уолберг набрал более 20 фунтов за новую роль в кино
• В новом фильме «Отец Стю» Марк Уолберг играет боксера, ставшего священником

ЮПИТЕР — Мало что может заставить ваше сердце биться чаще, чем кинозвезда, идущая на занятия, но именно это произошло во вторник днем, когда Марк Уолберг появился на тренировке F45 на Юпитере.

Вальберг, который является инвестором и представителем бренда F45, присоединился к 17 другим участникам на 45-минутном интервальном тренировочном классе, на котором он растягивался, нырял, хрустел и продвигался через серию гирь, мешков с песком, эспандеров и других вещей. учебное оборудование.

«Неважно, какой у вас уровень физической подготовки — вы можете быть спортсменом мирового класса или кем-то, кто никогда раньше не был в тренажерном зале — вы не пострадаете, и у вас здесь такая огромная энергия», — он сказал, почему он любит рутину.

Уолберг, вместе с другим бостонцем и актером Энтони «Эйс» Томас, прошел девять тренировочных станций, потянувшись на такие песни, как «We Will Rock You» группы Queen и «My Humps» группы Black-Eyed Peas.

Возможно, самым удивительным для тех, кто видел Уолберга лично, было то, что он совсем не походил на пухлые фотографии, распространяющиеся в Интернете — некоторые из которых были сделаны совсем недавно, в понедельник — со съемок его предстоящего фильма «Отец Стю».

Почти исчезли 30 фунтов, которые он набрал для роли преподобного.Стюарт Лонг, боксер, ставший священником после почти смертельной аварии на мотоцикле.

Несмотря на опубликованные Уолбергом селфи с брюшком, которое, по его словам, он съедал 7000 калорий в день, чтобы расти, Уолберг, появившийся на Юпитере всего через несколько дней после съемок в пятницу, выглядел подтянутым и худым — или, по крайней мере, стройнее и стройнее.

Может быть, еще не готов к очередной рекламе Calvin Klein, но определенно в пути.

Владелец спортзала не знал о приезде Марка Уолберга до вечера накануне.

Джон Попил, владеющий франшизой F45 на Юпитере и в процессе открытия заведения на бульваре PGA в Палм-Бич Гарденс и еще одном в центре Майами. сказал, что не знал о приезде Уолберга до прошлой ночи.

«Я не показываю это, но я тоже взволнован», — сказал он перед приездом Уолберга. «Но мои сотрудники нервничают — очень, очень нервничают».

В городе, который часто посещают знаменитости, и в месте, которое такие люди, как Тайгер Вудс, Майкл Джордан, Селин Дион, Берт Рейнольдс и Кид Рок, все называли своим домом, Уолберг по-прежнему выделялся.

► Знаете ли вы, что эти 23 знаменитости жили в районе Юпитера?

Удивленные прохожие, казалось, не могли поверить своим глазам, когда они смотрели в окна, чтобы пялиться и делать фотографии.Члены класса украдкой поглядывали и смотрели на Уолберга на зеркальной стене, не пропуская ни единой секунды своих тренировок.

Но Уолберг выглядел невозмутимым, ударил его так же сильно, как и остальной класс — и сотни членов F45 по всей стране работали с ним виртуально — благодаря стене видеоэкранов над головой.

Предварительно записанные видео воспроизводятся одновременно во всех сотнях клубов, объяснил Попель, что означает, что все выполняют одну и ту же тренировку в одно и то же время.По его словам, это суть программы, основанной на поддержке сообщества.

В Юпитере два тренера на полу руководили и мотивировали класс посредством серии быстрых силовых и кардио-движений, которые, по словам Уолберга, можно настроить в соответствии с желаниями или ограничениями любого человека.

«Фитнес не имеет значения, — сказал он. «Вы делаете вещи безопасными и защищенными, и намного быстрее достигаете поставленных целей. Нет предела тому, чего вы хотите достичь с помощью фитнеса.

Уолберг сказал, что он должен поддерживать форму для работы, что иногда означает посещение тренажерного зала посреди ночи. Но обычный человек не хочет этого делать, сказал он, и именно поэтому концепция F45 о общенациональных групповых занятиях так привлекательна, особенно после изоляции COVID.

«Люди хотят выходить на улицу, они хотят вместе ходить в кино, они хотят вместе ходить в рестораны, ходить на концерты, и очень сложно получить мотивацию заниматься спортом самому», — сказал он. «Но попасть в такую ​​среду, где так много энергии, это просто меняет игру.«

Да, это так. Особенно, если вам посчастливилось найти Марка Уолберга, тренирующегося рядом с вами.

После урока Уолберг ударил других участников кулаком и остался, чтобы сфотографироваться с каждым, прежде чем прыгнуть в спину.

No related posts.