Юпитер

ЮПИ́ТЕР – крупнейшая планета Солнечной системы, пятая по удалённости от Солнца. Астрономический знак ♃. Относится к группе планет-гигантов. Юпитер – четвёртое по яркости светило земного неба (после Солнца, Луны и Венеры), визуальная звёздная величина изменяется от –1,61 до –2,94.

Юпитер как планета Солнечной системы

Источник раздела: Большая российская энциклопедия

Общая характеристика

Масса Юпитера 1,9·10²⁷ кг (318 масс Земли). Большая полуось орбиты 5,204 а. е. (0,7785 млрд. км). Орбита наклонена к плоскости эклиптики под углом 1,03°, эксцентриситет орбиты 0,049. Сидерический период обращения вокруг Солнца 11,86 земных лет, средняя орбитальная скорость 12,6 км/с. Средний поток солнечного излучения на орбите Юпитера 50 Вт/м² (в 27 раз меньше, чем на Земле). Наклон экватора к орбите 3,13°. Экваториальный радиус Юпитера (по верхней границе облачного слоя) 71492±4 км (около 10,54 радиуса Земли), полярное сжатие около 0,06. Средняя плотность 1326 кг/м³. Юпитер имеет наименьший среди планет Солнечной системы сидерический период вращения; он зависит от широты и составляет у экватора 9 ч 50 мин 30 с, на средних широтах – 9 ч 55 мин 40 с. Ускорение свободного падения на экваторе 29,79 м/с². Сферическое альбедо 0,343 (по Бонду). На Юпитер приходится 71% совокупной массы планет Солнечной системы. Объём Юпитера в 1317 раз больше земного.

Юпитер излучает в пространство на 60% больше энергии, чем получает от Солнца (эффективная температура планеты превышает равновесное значение). Высокий тепловой поток из недр Юпитера образуется как за счёт чрезвычайно медленного (примерно на 2 см в год) сжатия планеты, так и за счёт запаса тепловой энергии, возникшей при её формировании.

Атмосфера и внутреннее строение

Юпитер (снимок космического телескопа «Хаббл», 2014).

Юпитер обладает протяжённой и сложной атмосферой, в которой, наряду с основными составляющими (около 90% водорода и около 10% гелия), присутствуют аэрозоли, образующие слои облаков на разных уровнях. На видимой облачной поверхности Юпитера заметны тёмные пояса и светлые зоны. Выделяют экваториальные, тропические, умеренные и полярные пояса и зоны. Их образование объясняется тем, что в глубине атмосферы возникают нагретые массы газов, создающие циркуляцию атмосферы, аналогичную земной. Предполагают, что светлые зоны отличаются повышенной концентрацией белых кристаллов аммиака, а тёмные пояса – красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония.

Процессы, идущие в атмосфере Юпитера, имеют высокую интенсивность, наблюдаемые циклоны и молнии – огромную протяжённость. Более 300 лет астрономы наблюдают гигантский вихрь – так называемое Большое красное пятно, уникальный долгоживущий циклон, потоки в котором совершают полный оборот вокруг центра за 6 суток. Ныне его размеры составляют 15×30 тыс. км, 100 лет назад оно было вдвое больше.

Температура у поверхности Юпитера (на уровне, примерно соответствующем давлению у поверхности Земли, – около 100 кПа) составляет около 143 К. При движении в глубь атмосферы температура растёт, достигая 426 К на глубине 146 км (по данным космического «Галилео»), где давление составляет 2,2 МПа.

На глубине 5–25 тыс. км температура возрастает до 6–10 тыс. К и более, давление изменяется от 200 ГПа до 4000 ГПа. На этих глубинах происходит изменение фазового состояния водорода от газообразного к жидкому, причём резкая граница между фазами отсутствует. Поэтому Юпитер (как и Сатурн) иногда называют газо-жидкой планетой.

Твёрдой поверхности Юпитер не имеет. Внутреннее строение Юпитера определяется его огромной массой и характеризуется высокой концентрацией массы к центру планеты (безразмерный момент инерции близок к 0,2). Теория внутреннего строения Юпитера опирается на трёхслойную модель фигур газо-жидких тел. Расчётные модели основаны на том, что вращение изменяет структуру газо-жидкого тела и приводит к отклонению гравитационного потенциала от сферически симметричного. Согласно теоретическим моделям и измерениям, выполненным с космических аппаратов, под атмосферой должен находиться глубокий слой газо-жидкого водорода. Ниже, на уровне 0,88 радиуса планеты, водород переходит в жидко-молекулярное состояние, с плотностью до 660 кг/м3. На уровне 0,77 радиуса Юпитера происходит переход водорода в жидкометаллическую фазу. Масса ядра планеты оценивается как 10 масс Земли, диаметр – 1,5 диаметра Земли. Температура ядра оценивается величиной около 23000 К (но есть и другие оценки). Ядро планеты имеет, вероятно, силикатный состав. Давление в центре составляет (5–7)·10¹² Па.

Магнитное поле

Полярное сияние на Юпитере в УФ-излучении (снимок космического телескопа «Хаббл», 2000).

В жидкометаллическом слое текут сильные электрические токи, создающие локальные и глобальное магнитные поля Юпитера. Ось дипольного магнитного поля планеты наклонена к оси вращения на 10°, причём у поля имеются также квадрупольные компоненты. Напряжённость магнитного поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 Э у северного полюса и 10,7 Э – у южного. Юпитер окружён ионосферой протяжённостью около 3000 км. При взаимодействии солнечного ветра с магнитным полем Юпитера возникают самые большие в Солнечной системе полярные сияния. Протяжённые радиационного пояса Юпитера гораздо мощнее, чем у Земли. Энергия электронов в радиационных поясах достигает 20 МэВ (что, в частности, приводит к необходимости дополнит. защиты космических аппаратов и их приборов при исследовании спутников Юпитера).

Юпитер обладает необычным импульсным радиоизлучением в полосе частот 5–40 МГц. Средняя частота такого излучения составляет около 20 МГц, причём характер излучения близок к монохроматическому, а его яркостная температура может достигать 10¹⁵ К.

Спутники и кольца

Система Юпитера включает 67 спутников (на 1.1.2017), причём крупнейшие галилеевы спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто) имеют размеры, сравнимые с планетой Меркурий и даже превышающие её. Кроме того, вокруг Юпитера обращается диффузное кольцо (см. Кольца планет). Благодаря своей огромной гравитации Юпитер играл важную роль при формировании Солнечной системы и продолжает оказывать влияние на движение тел Солнечной системы, особенно малых. Так, Юпитер захватывает кометы, создавая самое многочисленное семейство комет, движущихся между Юпитером и Солнцем. В 1994 комета Шумейкеров – Леви 9 была разорвана приливными силами в ближайшей окрестности планеты. Аналогичные силы оказывают существенное воздействие на спутники Юпитера, вынуждая их быть обращёнными к Юпитеру всегда одной стороной и вызывая самую высокую в Солнечной системе вулканическую активность на спутнике Ио. Юпитер влияет также и на движение астероидов из Главного пояса; например, у точек Лагранжа системы Солнце – Юпитер располагаются троянцы.

Литература статьи "Большой российской энциклопедии"

• Ксанфомалити Л. В. Парад планет. М., 1997.
• Куликовский П. Г. Справочник любителя астрономии. 7-е изд. М., 2017.
• Солнечная система / Ред.-сост. В. Г. Сурдин. М., 2008.

В астрологии

• Социальный рост, социальная экспансия.
• Система возможностей.

Видео

• Вселенная. 1 сезон, 4 серия. Юпитер Гигантская планета