чего нет на юпитере кратеров облаков штормов полярного сияния
Живой космос
5 интересных фактов о планете Юпитер
Факт 1. Юпитер в два с половиной раза тяжелее, чем все остальные планеты Солнечной системы вместе взятые!
Юпитер — это газовый гигант. Самая большая планета в Солнечной системе. Состоит она, в основном, из водорода. С небольшим количеством гелия. У нее нет твердой поверхности. И если бы Вы попытались опуститься на Юпитер, то просто погрузились бы в его газообразные внешние слои! Тем не менее считается, что Юпитер имеет скалистое или жидкое ядро. Оно находится прямо в центре планеты.
Из-за огромной массы планеты гравитация на Юпитере очень сильная. И она просто раздавит Вас, если вы подлетите слишком близко.
Юпитер примерно в одиннадцать раз больше Земли по размерам. И в триста раз тяжелее ее. Однако по сравнению с Солнцем он выглядит как комар на фоне человека. Ведь масса Юпитера составляет всего лишь одну тысячную массы Солнца. Однако при этом Юпитер в 2,5 раза тяжелее, чем все остальные планеты, вместе взятые! И, к тому же, все планеты Солнечной системы могут спокойно поместиться внутри него.
Факт 2. Большое Красное Пятно уменьшается
Юпитер — очень красивая планета. На ее поверхности можно увидеть множество коричневых, красных, оранжевых и даже голубоватых областей. Которые вращаются вокруг планеты в ее атмосфере. Одна из самых известных таких областей — это, конечно же, Большое Красное Пятно. Это гигантский шторм, который бушует уже не менее двухсот лет. С Земли Большое Красное Пятно может показаться небольшим объектом. Но это далеко нет. Только представьте — этот шторм мог бы вместить в себя три таких планеты, как Земля!
И хотя в последнее время Большое Красное Пятно уменьшается в размерах, означает ли это, что оно исчезает? Скорее всего нет. Математическое моделирование, которое провели ученые, говорит что это не так. У астрономов есть мнение, что это очень устойчивая особенность планеты. И, может быть, даже постоянная.
А из чего же состоят яркие разноцветные облака на поверхности Юпитера? В основном они состоят из аммиака. И именно они являются причиной штормов и других погодных явлений.
Иногда в облачном слое атмосферы Юпитера астрономы наблюдают молнии. И как и все остальное на Юпитере, эти грозы очень мощны. В тысячи раз мощнее, чем самая большая молния, которую мы видели на Земле!
Факт 3. Полярные сияния
Как и на Земле, на полюсах Юпитера происходит весьма зрелищное световое шоу. И происходит практически каждый день. Полярные сияния на Юпитере (или Северное и Южное сияние) происходят постоянно. А не иногда, как на Земле. Они возникают в тот момент, когда заряженные частицы от Солнца попадают в атмосферу планеты. И начинают тормозиться ее магнитным полем. И атмосфера начинает светиться!
Факт 4. Юпитер быстро вращается
Юпитер имеет самую высокую скорость вращения из всех планет Солнечной системы. Один оборот вокруг своей оси он делает примерно за десять часов. То есть продолжительность суток на Юпитере менее половины продолжительности суток на Земле. Из-за такого быстрого вращения экватор Юпитера как бы выпирает в стороны. Так же, как разлетаются Ваши руки, если Вы будете быстро вращаться. Это означает, что Юпитер вовсе не сферический. На самом деле — это «сплюснутый сфероид».
Факт 5. Комета ударила в Юпитер в 90-х годах прошлого века
Однажды астрономам посчастливилось наблюдать очень интересное космическое событие. Комета Шуме́йкеров — Ле́ви 9 столкнулась с Юпитером. Это произошло в 1994 году. Это событие оставило следы в атмосфере планеты. Они выглядели как коричневые пятна, которые наблюдались в течение нескольких месяцев. Это столкновение дало ученым много информации о кометах. Поскольку это было первое подобное событие, случившееся за пределами Земли, которое мы смогли наблюдать. Комета, упавшая на Юпитер, стала сенсацией в средствах массовой информации. И множество астрономов пристально наблюдали за тем, как все происходило.
Но на самом деле подобные событие — далеко не редкость. Фактически, Юпитер получает удары от маленьких объектов в 8000 раз чаще, чем Земля. Этот факт и произошедшее событие вновь вдохновили старую идею о том, что Юпитер действует как «космический пылесос». Он поглощает или отклоняет некоторые кометы и астероиды, прежде чем они смогут достичь внутренней части Солнечной системы. И причинить нам вред!
Спасибо, Юпитер! Ты не зря находишься на своем месте!
Эта статья появилась впервые на сайте Живой Космос.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
ТОП-10: Недавние открытия, подтверждающие, что Юпитер – странное место
10. Замедление роста
Возможно, сегодня Юпитер и является гигантом, но в прошлом у него были проблемы с ростом. Исследование 2018 года показало, что самая большая планета Солнечной системы «страдала» замедлением роста. Наиболее распространенная теория о зарождении Солнечной системы начинается с Солнца, вокруг которого вращалось пылевое газовое облако. В конце концов, его частицы соединились в более крупные тела, ставшие планетами. Юпитер оказался странным ребенком. Сначала в течение миллиона лет небольшие кусочки сформировали планету. После того, как ее масса превысила в 20 раз массу Земли, рост Юпитера остановился.
В Юпитер врезались огромные тела. Вместо массы они вдохнули в него энергию. Это создало зоны с таким количеством тепла и энергии, что молекулы газа старались слиться с Юпитером. Бомбардировка продолжалась еще два миллиона лет, и рост планеты замедлился до черепашьего темпа. Несмотря на это, масса Юпитера увеличилась в 50 раз. После этой стадии планета «наелась» газа и быстро распухла до своего сегодняшнего размера, который в 300 раз превышает размер планеты Земля.
Юпитер – планета, покрытая красивыми узорами. На формирование полос и завитков влияют очень сильные ветры. Долгое время глубина формируемых полос оставалась неизвестной. В 2018 году ученые НАСА по-новому подошли к этой загадке. Для этого они воспользовались космическим аппаратом «Юнона», который вращался вокруг Юпитера каждые 53 дня. Во время полета зонда сигналы «Юноны» показали, насколько сильно гравитация Юпитера притягивает ее в момент передачи сигнала. Таким образом, исследователи смогли создать трехмерное изображение потоков.
Чем больше притяжение, тем больше масса области ниже. Созданная гравитационная карта показала, что полосы уходили на удивление глубоко, на 3000 километров. Это открытие может также помочь уточнить официальную массу Юпитера и высоту, на которой дуют ветры. Поскольку это газовый мир, ветры, которые движутся со скоростью 360 километров в час, смещают эту массу и затрудняют расчеты. Данное открытие может даже однажды помочь ответить на вопрос, почему жидкая внутренняя часть Юпитера ведет себя как твердое тело под потоками.
8. Странная новая луна
В 2017 году астрономы искали планету Х, которая теоретически должна существовать за пределами нашей Солнечной системы, поскольку нечто влияет на объекты внутри нее. Так как причиной могла быть пропавшая планета, ученые развернули в этом направлении мощный телескоп. Они не нашли доказательств существования девятой планеты, но на том же участке неба находился Юпитер. В какой-то момент кто-то внимательно посмотрел на газового гиганта и заметил больше лун. Команда обнаружила 10 новых спутников Юпитера. В итоге число спутников планеты выросло до 79.
Мало того, что в результате у Юпитера больше всего лун в Солнечной системе, но одна из них была крайне необычной. Спутники Юпитера движутся скоплениями, и два новых спутника вращаются с группой, которая вращается в том же направлении, что и газовый гигант. Остальные оказались в скоплении, вращающемся против вращения планеты. Это движение астрономы называют «ретроградным». Странная новая луна была внутри этой группы, но вращалась в направлении вращения Юпитера. Ее назвали Валетудо (Valetudo) и предсказали луне короткую жизнь. Анти-ретроградная Луна в ретроградном кластере, неизбежно столкнется с другой луной.
Грозы управляют атмосферой Юпитера. Долгое время астрономы предполагали, что должны быть молнии, что и было подтверждено в 1979 году. Разряды оказались довольно странными. Молнии выпускали радиоволны, и в течение десятилетий каждый зонд, побывавший на планете, фиксировал нечто необычное. Молнии на газовом гиганте улавливались только в низкочастотном диапазоне. Этого не могла объяснить ни одна теория, поскольку земные молнии излучают радиоволны в диапазоне от низких до очень высоких частот.
В 2018 году «Юнона» разгадала эту тайну. Как оказалось, проблема была не в Юпитере, а в наших технологиях. Предыдущие зонды проигрывали в чувствительности оборудованию «Юноны». Мало того, что зонд записал вспышки, измеряемые мегагерцами, но некоторые даже измерялись гигагерцами. Зонд также подтвердил, что молния Юпитера отличается от земной. Молния на Земле избегает полюсов и предпочитает экватор. В экваториальной зоне газового гиганта нет молний. Вместо этого они освещают полюса Юпитера с пиковой частотой четыре вспышки в секунду.
6. Ударная музыка
Когда космический аппарат «Юнона» приблизился к Юпитеру в 2018 году, одной из его основных задач стало как можно ближе пролететь над планетой. В конце июня он нарушил магнитное поле планеты и неожиданно сделал жуткое открытие. К удивлению астрономов, «Юнона» услышала пугающие звуки. На Землю зонд отправил рев и визг. Какой бы странной ни была космическая музыка, этому есть объяснение.
Магнитное поле Юпитера защищает планету от солнечных ветров. Когда Юнона влетела в него, корабль случайно зафиксировал связанное с этим возмущение, называемое «Удар смычком». В этот момент солнечный ветер наткнулся на преграду, слишком быстро замедлился и нагрел ее.
В конце концов, это сжатие привело к звуку, похожему на тот, который можно слышать на Земле, когда пилоты нарушают звуковой барьер. Примечательно, что на записи этот звук длился два часа, хотя аппарат приближался к Юпитеру со скоростью 241 000 км в час. Это дало ученым представление о том, насколько протяженным является этот феномен.
5. Большое холодное пятно
Удивительно, но за 15-летний период наблюдений оборудование невольно зафиксировало существование нового пятна. Исследователи подозревают, что полярные сияния Юпитера порождают пятно, которое всегда примерно на 200 градусов по Цельсию холоднее, чем окружающая область.
Сами полярные сияния являются древними, и, значит, возраст этого пятна составляет тысячи лет. В отличие от своего красного кузена, недавно обнаруженное пятно не является постоянным. На записях видно, что оно изменяло форму и цвет. Иногда оно полностью исчезает. Тем не менее, пятно всегда возвращается в верхние слои атмосферы, обычно после интенсивного полярного сияния.
4. Таинственная хаотичная магнитосфера
Магнитное поле Юпитера является самым сильным из всех планет. Оно в 20 000 раз сильнее магнитного поля Земля. Научное исследование, опубликованное в 2018 году, показало, что магнитосфера Юпитера несколько странная. На самом деле, она не похожа ни на одно другое магнитное поле. В прошлом магнитосферу изображали как нечто похожее на Землю – это два полюса, относительно близко расположенных к географическому северу и югу, связанные магнитными линиями. Однако исследования зонда НАСА «Юнона» обнаружили, что не все так просто.
Магнитный Южный полюс «вел себя хорошо». Северный же делал все иначе. Его характеристики включили очень мощные магнитные линии и хаотичные части поля, у некоторых из которых не было положительных или отрицательных «партнеров». Еще более удивительно, что в районе экватора находился еще один «южный полюс». Исследователи подозревают, что магнитное поле планеты генерирует водородный океан, закрученный глубоко внутри Юпитера. Эта странная особенность магнитосферы однажды может помочь понять, что происходит внутри Юпитера. Проблема в том, что ученые понятия не об этом не имеют. И чтобы разобраться, что происходит в ядре планеты, они для начала должны разгадать странное поведение полюсов.
3. Странные лунные следы
Фото: space.com
Четыре спутника Юпитера оставляют таинственные следы на планете. Находясь на близкой орбите, они воздействуют на нечто, называемое плазмой. Считается, что после нарушения этого слоя заряженные частицы порождают полярные сияния на полюсах Юпитера. Световое шоу можно увидеть только с помощью ультрафиолетового и инфракрасного оборудования. В 2017 году космический аппарат НАСА «Юнона» сфотографировал ближнюю часть Юпитера и получил снимки всех так называемых авроральных следов лун. Результаты были неожиданными.
Раньше оставленные лунами узоры считались простыми и случайными, но для каждой луны завитки получались сложными и были уникальными. В частности, вклад Ио оказался неожиданным. Ученые предполагали, что его след будет выглядеть как простое большое пятно. Однако они получили след от хвоста, который был порожден его собственными вихрями. Ганимед, единственная луна с собственной магнитосферой, также оставила нечто уникальное-двойные следы. Двойные полярные сияния, вероятно, стали следствием магнитного поля луны внутри поля Юпитера, но ученые не могут объяснить странные следы полярных сияний Ио.
2. Геометрические кластеры циклонов
У Сатурна есть два циклона, по одному на каждом полюсе. Поскольку Сатурн тоже является газовым гигантом и второй по величине планетой, исследователи предсказывали то же самое для Юпитера. Однако вместо того, чтобы найти отдельные циклоны, они обнаружили нечто, чего нет ни на одной другой планете. В 2018 году «Юнона» сделала снимки полюсов Юпитера после обнаружения там циклонов. Огромные циклоны вели себя странно. Вместе они сгруппировались в геометрические фигуры, включая пятиугольник на Южном полюсе.
Конкретно это изображение включало в себя чудовищный циклон размером 6400 километров, окруженный пятью другими, каждый из которых достигал 5600-7000 километров в ширину. На Северном полюсе восемь циклонов бушевали вокруг центрального циклона. В этом случае диаметр каждого был примерно одинаковым и составлял 4000 километров. Циклоны были достаточно близко, чтобы касаться друг друга, но при этом каждый из них оставался стабильным. Наука не может объяснить, как они находились рядом друг с другом в течение семи месяцев и не слились вместе. Геометрические образования также остаются необъяснимыми.
1. Он не вращается вокруг Солнца
Большинству из нас знакома схема Солнечной системы. Видимые круги указывают орбитальные траектории планет вокруг Солнца. Реальность немного другая. Планеты вращаются вокруг центра тяжести, и поскольку звезда обладает огромной массой, эта точка обычно находится глубоко внутри Солнца. Однако Юпитер сам по себе такой огромной, что никак не связан с этой точкой внутри Солнца. Чтобы у вас сложилось представление о размерах этой планеты, нужно сказать, что масса Юпитера в 2,5 раза больше всех остальных планет вместе взятых. Центр тяжести между Солнцем и Юпитером находится не внутри звезды, а над ней. Интересно, что и планета, и Солнце вращаются вокруг этого центра.
Поскольку Солнце остается самой большим телом в Солнечной системе и расположено очень близко к этой гравитационной точке, оно практически не влияет на звезду. С другой стороны, Юпитер является карликом по сравнению с Солнцем, а также находится на некотором расстоянии от точки, что помещает его на ее орбиту.
Раскрыта многолетняя тайна загадочного сияния на Юпитере
Астрономы Университетского колледжа Лондона раскрыли многолетнюю тайну, как Юпитер производит вспышку рентгеновских лучей каждые несколько минут. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
Исследователи проанализировали данные, полученные космическим аппаратом НАСА Juno и космическим рентгеновским телескопом XMM-Newton. Оказалось, что рентгеновские вспышки производятся периодическими колебаниями силовых линий магнитного поля Юпитера. Колебания создают плазменные волны, которые ускоряют заряженные частицы вдоль линий магнитного поля. Ионы, врезаясь в атмосферу газового гиганта, высвобождают энергию в виде рентгеновских лучей.
То, что Юпитер производит рентгеновское излучение, было известно еще 40 лет назад. Ученые знали, что оно производится тяжелыми ионами, падающими в атмосферу планеты, однако точный механизм оставался не ясным. При этом плазменные волны также создаются и в атмосфере Земли, порождая полярное сияние. Исследователи обнаружили четкую корреляцию между волнами в плазме, обнаруженными Juno, и рентгеновскими полярными вспышками на северном полюсе Юпитера, зарегистрированными X-MM Newton. Затем ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы подтвердить, что волны способны направлять тяжелые частицы к атмосфере Юпитера.
Рентгеновские сияния наблюдаются на северном и южном полюсах Юпитера, при этом всплески излучения происходят каждые 27 минут. Тяжелые ионы возникают из газа, который извергается в космос вулканами Ио. Газ ионизируется, то есть атомы лишаются электронов, из-за столкновений в среде, непосредственно окружающей Юпитер. Подобные процессы, вероятно, происходят вокруг Сатурна, Урана, Нептуна и некоторых экзопланет. Однако пока остается загадкой, почему силовые линии магнитного поля периодически колеблются. Ученые предполагают, что вибрация может быть результатом взаимодействия с солнечным ветром или возникать из-за высокоскоростных плазменных потоков в магнитосфере Юпитера.
Магнитное поле Юпитера примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли. Если бы магнитосфера газового гиганта была видна в ночном небе, она бы покрыла область, в несколько раз превышающую видимый размер Луны.
Погода на Юпитере
Юпитер уже уникален из-за своих гигантских размеров. При радиусе 69.911 км и массе – 1.8986 × 10 27 кг он практически в 11 раз крупнее Земли и в 318 раз массивней. Это самая большая планета в Солнечной системе. Но когда дело касается погоды, планета просто слетает с катушек. Ее экстремальные штормы способны разрастись на тысячи километров в диаметре всего за пару часов. Также на планете отмечают бури, разряды молний и сияния.
Атмосферная погода Юпитера
Большое Красное Пятно Юпитера, снятое телескопом Хаббл в 2014 году
Юпитер в инфракрасных длинах волн в сравнение с любительским снимком в видимом свете
Именно они создают эти желтые, коричневые и белые слои, которые обтекают поверхность. Это воздух, протекающий в разных направлениях в различных широтах. Более светлые участки именуют зонами, а темные – ремнями. Когда они контактируют, формируются бури.
Большое Красное Пятно и его влияние на погоду Юпитера
Структура атмосферы Юпитера
При буре ветер разгоняется от 360 км/ч до 620 км/ч. Причем порой для появления достаточно всего нескольких часов.
Один шторм считают наиболее примечательным – Большое Красное Пятно Юпитера, за которым непрерывно следят с 1660-х гг. Впервые наблюдал Джованни Кассини. С каждым годом он сокращается и в 2012 году появилась мысль, что однажды просто исчезнет.
Это одна из примечательных особенностей планеты. Расположена на 22° южнее экваториальной линии, а в ширину простирается на 44000 км, что больше земного диаметра. Совершает обороты против часовой стрелки.
Галилео появился возле Юпитера в 1990-х гг., а Вояджер-1 сделал великолепный снимок с облаками
Он не соответствует атмосферному движению: ускоряется или замедляется. Несколько раз менял свою позицию.
Также на планете Юпитер есть погода земного типа. Речь идет о молниях, которые могут быть связаны с тонким слоем водных облаков, расположенных в основе аммиачного слоя.
Композитные изображения рентгеновской обсерватории Чандра и телескопа Хаббл, демонстрирующие гиперэнергичные сияния на Юпитере
Присутствие водного слоя привело к разделению заряда, в котором нуждается молния. Причем молнии на Юпитере в 1000 раз по мощности превосходят земные.
Анимация движения облаков на Юпитере
Также на северных и южных полюсах отмечают сияния, которые отличаются интенсивностью и практически бесконечностью. В общем, можно сказать, что на Юпитере присутствует такая же погода, но она намного масштабнее и эксцентричнее.
Тайна мощных рентгеновских сияний Юпитера наконец раскрыта
Полярные сияния на планете-гиганте не так сильно отличаются от полярных сияний на Земле.
Новое исследование показало, что таинственные вспышки рентгеновских лучей от полярных сияний Юпитера предполагают, что северное сияние гигантской планеты может обладать неожиданным сходством с такими же сияниями на Земли.
Полярные сияния, известные также как северное или южное сияние на Земле, видны над полюсами ряда планет Солнечной системы. Эти танцующие огни образуются, когда энергичные частицы Солнца или других небесных тел врезаются в магнитосферу планеты – область, формируемую магнитным полем планеты – и движутся по линиям её магнитного поля, чтобы столкнуться с молекулами в её атмосфере.
Магнитное поле Юпитера чрезвычайно сильное – примерно в 20 000 раз сильнее, чем у Земли, – и поэтому его магнитосфера чрезвычайно велика. Если бы эта инопланетная магнитосфера была видна в ночном небе, она бы покрыла область, в несколько раз превышающую размер нашей Луны. Таким образом, полярные сияния Юпитера намного мощнее земных. Они выделяют сотни гигаватт – этого достаточно, чтобы на короткое время обеспечить энергией всю человеческую цивилизацию.
Теперь учёные смогли объяснить таинственные рентгеновские сияния Юпитера, положившие конец 40-летнему поиску ответа. Впервые астрономы увидели магнитное поле Юпитера, которое нагревает частицы и направляет их вдоль силовых линий магнитного поля вниз в атмосферу Юпитера, вызывая сияние рентгеновских лучей. Связь была установлена путём объединения данных миссии “Юнона” (НАСА) с рентгеновскими наблюдениями, полученными с помощью телескопа XMM-Newton (ЕКА).
Сияния на Ганимеде, которые наблюдались космическим телескопом Хаббл. Авторы и права: NASA / ESA.
Полярные сияния Юпитера также испускают необычные рентгеновские вспышки, которые возникают из-за электрически заряженных ионов серы и кислорода, извергнутых вулканическим спутником Юпитера Ио. Эти рентгеновские сияния часто пульсируют, как часы, регулярными ударами продолжительностью несколько десятков минут в течение десятков часов.
Конкретные механизмы, приводящие в действие эти вспышки, долгое время оставались загадкой.
“Более 40 лет мы ломали голову над тем, что может вызвать впечатляющие рентгеновские сияния Юпитера”, – сказал автор исследования Чжунхуа Яо, планетолог из лаборатории физики Земли и планет в Пекине.
Чтобы выявить источники этих вспышек, исследователи использовали аппарат “Юнона”, который вращается вокруг Юпитера, для изучения магнитосферы планеты-гиганта. В то же время у них был телескоп XMM-Newton Европейского космического агентства, который вращается вокруг Земли и удалённо анализирует рентгеновские лучи Юпитера.
Учёные обнаружили, что рентгеновские вспышки, по-видимому, вызваны регулярными колебаниями силовых линий магнитного поля Юпитера. Эти колебания генерируют плазменные волны планетарного масштаба – облака электрически заряженных частиц – которые заставляют тяжёлые ионы “перемещаться” вдоль силовых линий магнитного поля, пока они не врезаются в атмосферу планеты, высвобождая энергию в виде рентгеновских лучей.
Подобные плазменные волны помогают генерировать полярные сияния на Земле. Таким образом, несмотря на то, что Юпитер намного больше Земли во всех отношениях – например, большая масса и диаметр, больше энергии, более мощные магнитные поля и более быстрое вращение – похоже, что процессы, ответственные за ионное сияние Юпитера и ионное сияние Земли, одинаковы. Это намекает на потенциально универсальный процесс для космической среды.
Именно так может выглядеть сияние вблизи магнитных аномалий на Марсе. Авторы и права: NASA / JPL-Caltech / MSSS and CSW / DB.
Остаётся неясным, почему силовые линии магнитного поля Юпитера регулярно колеблются. Возможные объяснения включают взаимодействие с солнечным ветром или с высокоскоростными потоками плазмы в магнитосфере Юпитера, говорят исследователи.
Электрически заряженные частицы, которые исследователи заметили, мчащимися к полюсам Юпитера, возможно, не обладают достаточной энергией для генерации рентгеновского сияния, поэтому им нужно приобрести дополнительное ускорение по пути.
Что это за процессы вызывают дополнительное ускорение?
Учёные предположили, что огромные напряжения, которые могут существовать над атмосферой Юпитера, могут ускорять эти электрически заряженные частицы и направлять к атмосфере с колоссальной энергией. Они, вероятно, играют ключевую роль.
В будущем Яо предложил исследовать другие миры, чтобы увидеть, могут ли плазменные волны также способствовать возникновению там полярных сияний. По его словам, подобная активность может происходить вокруг Сатурна, Урана, Нептуна и, вероятно, экзопланет, с различными типами заряжённых частиц, “формирующих” волны.
Учёные подробно описали свои выводы в свежем номере журнала Science Advances, вышедшем 9 июля.