Юпитер (планета)
Юпитер, пятая по расстоянию от Солнца большая планета Солнечной системы, астрономический знак .
Экваториальный диаметр Ю. равен 142600 км, полярный ‒ 134140 км; сжатие Ю. (1: 15,9) обусловлено быстрым его осевым вращением. Период вращения близ экватора составляет 9 ч 50 мин 30 сек (PI), а на средних широтах ‒ 9 ч 55 мин 40 сек (PII). Объём Ю. превосходит объём Земли в 1315 раз, а масса ‒ в 318 раз. Масса Ю. составляет 1: 1047,39 долю Солнца. Средняя плотность (1,33 г/см3) мало отличается от средней плотности Солнца.
Ускорение силы притяжения на полюсе Ю. равно 27,90 м/сек2, на экваторе ‒ 25,90 м/сек2: центробежное ускорение на экваторе ‒ 2,25 м/сек2. Параболическая скорость (скорость убегания) на поверхности. Ю. равна 61 км/сек. Все геометрические, механические и физические характеристики указаны по данным на 1974. Сведения о Ю. и его спутниках были значительно обогащены результатами измерений и наблюдений, полученными американскими автоматическими межпланетными станциями «Пионер-10» (1973) и «Пионер-11» (1974).
Количество тепла, приходящего от Солнца на единицу площади Ю., составляет 51.0 вт/м2, т. е. в 27 раз меньше, чем на единицу площади Земли. Такое количество тепла способно нагреть поверхность Ю. до температуры (равновесной) 110 К. Между тем прямые измерения как наземными средствами, так и с помощью космических зондов указывают на температуру до 145 К по измерениям инфракрасного излучения Ю. и на более высокие значения ‒ до 170 К в сантиметровом радиодиапазоне. В отдельных местах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит к значениям температуры от 200 до 270 К. Рекордно высокая температура 310 К. была обнаружена в одном тёмном пятне (6 х 12 тыс. км) близ экватора. Такая температура может быть обусловлена только потоком тепла из недр планеты, превышающим поток, приходящий от Солнца, в 2 раза.
В облачной структуре Ю. существуют более или менее постоянные образования, примером которых служит Большое красное пятно (БКП), расположенное на широте около 22° в Южной тропической зоне. БКП имеет форму овала длиной до 40000 км и шириной около 13000 км. Цвет его ‒ красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяется на белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движения в атмосфере в сочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимость видимых систематических движений на разных удалениях от экватора. Периоды вращения PI и PII лишь в среднем описывают вращение атмосферы Ю. В действительности же систематические направленные ветры, действующие в той или иной полосе или зоне, приводят к сильно отличающимся значениям периода вращения.
Химический состав атмосферы Ю. определяется спектроскопически. По сильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Ю. были обнаружены метан CH4 и аммиак NH3. Позднее по слабым полосам в инфракрасной области спектра был обнаружен молекулярный водород H2, затем пары воды H2O, молекулы ацетилена C2H2, этана C2H6, фосфина PH3 и, наконец, окиси углерода CO.
Тёмные полосы Ю. имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2‒0,3 мкм. Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 атм (к нему относятся приведённые выше геометрические размеры Ю.), располагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже этого уровня находятся твёрдые частицы полисульфидов, ещё ниже ‒ ледяные кристаллики воды и, наконец, на 60 км ниже этого уровня ‒ взвешенные капли раствора аммиака в воде.
По-видимому, Ю. имеет твёрдую оболочку сравнительно недалеко от поверхности. Предположение о существовании такой оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жестко вращающееся вместе с планетой, и неоднородности тепловых потоков, проявляющиеся в многочисленных деталях полос и особенно в длительно существующих БКП, вращающихся почти с тем же периодом, что и магнитное поле Ю.
Магнитосфера Ю. имеет очень большие размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов) она имеет явно выраженный дипольный характер и содержит радиационные пояса, в которых движутся захваченные полем электроны, обладающие энергией свыше 6 Мэв. Их взаимодействие с полем порождает дециметровое синхротронное излучение, В более отдалённых областях средняя магнитосфера простирается до 60 планетных радиусов и деформирована вращением. Здесь возможны плазменные истечения и колебания, излучающие в декаметровом диапазоне. Ещё дальше, до 90‒100 планетных радиусов, находится внешняя магнитосфера, простирающаяся до магнито-паузы, размеры которой изменчивы. С ночной стороны она простирается за орбиту Сатурна. Все 5 ближайших к Ю. его спутников постоянно охвачены средней магнитосферой. Ближайший большой спутник ‒ Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем и существенно влияет на частоту радиовсплесков Ю.
I ‒ Ио (1820; 4,9); II ‒ Европа (1530; 5,3); III ‒ Ганимед (2610: 4,6); IV ‒ Каллисто (2450; 5,6); V ‒ Амальтея (120; 13); VI ‒ Гамалия (~ 80; 14,2); VII ‒ Элара (~ 50; 17); VIII ‒ Пасифея (~12; 18); IX ‒ Синопа (~10; 18,6); Х ‒ Лизифоя (~8; 18,8); XI ‒ Карма (~9; 18,6); XII ‒ Ананке (~8; 18,7); XIII ‒ Леда (~5; 20).
Четыре галилеевых спутника по размерам своим приближаются к планетам (Ганимед и Каллисто больше Меркурия). Периоды их осевого вращения и обращения вокруг Ю. совпадают. Средние плотности больше, чем у Ю.: 2,89; 3,20; 2,07 и 1,54 г/см3. Все они имеют низкую температуру, близкую к равновесной. Их альбедо довольно высокое, но ниже, чем у Ю., что указывает скорее на особенности поверхности, чем на наличие мощной атмосферы. Действительно, радарные и инфракрасные наблюдения позволили установить, что поверхность их составлена из льда или смеси льда и скал, т. к. отмечаются значительные неровности. «Пионер-10» и «Пионер-11» сфотографировали Ганимеда с близкого расстояния, причём были обнаружены устойчивые тёмные и светлые образования. Ио имеет атмосферу и значительную ионосферу. По близкому совпадению плоскостей первых пяти спутников с плоскостью экватора Ю. можно полагать, что эти спутники образовались одновременно с планетой из одного сгустка первичного вещества. Что касается остальных спутников, то они скорее всего в прошлом являлись астероидами и были захвачены Ю.
Лит.: Мороз В. И., Физика планет, М., 1967; Физические характеристики планет-гигантов, А.-А., 1971; Жарков В. Н., Внутреннее строение Земли, Луны и планет, М., 1973; Долгинов Ш. Ш., Магнетизм планет, М., 1974; Мартынов Д. Я., Планеты. Решенные и нерешенные проблемы, М., 1970; «3емля и Вселенная», ст. и заметки о Ю. за. годы 1974‒77.
Д. Я. Мартынов.