Из школьного курса астрономии известно, что Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Экваториальный радиус этого газового гиганта в 11,2 раза превышает радиус Земли, а его масса почти в 2,5 раза больше, чем суммарная масса всех остальных планет Солнечной системы. Ученые считают, что Юпитер имеет максимально возможный диаметр для планеты с подобным строением, и по сути является «неудавшейся звездой», которой, для того, чтобы стать светилом, не хватило массы. Чем же еще знаменита эта планета-рекордсмен?

Атмосфера Юпитера – газовая оболочка, окружающая планету, которая в основном состоит из водорода и гелия, но в небольших количествах содержит также аммиак, метан, сероводород и воду. Она является крупнейшей в Солнечной системе планетной атмосферой, и в ней на протяжении вот уже почти двух сотен лет бушует самый мощный ураган. Этот уникальный атмосферный вихрь, благодаря своему необычному внешнему виду, получил название «Большое красное пятно» (БКП).

БКП – это крупнейший в Солнечной системе антициклон, расположенный в Южном полушарии Юпитера. Пятно непрерывно движется параллельно экватору планеты, а газ внутри него вращается против часовой стрелки со скоростью, которая иногда превышает 600 км/ч. Температура БКП составляет -160°С, что несколько ниже температуры прилегающих к пятну участков атмосферы Юпитера. Пятно по своим размерам превосходит Землю, но постоянно уменьшается и периодически меняет свой цвет. Так в конце XIX века длина пятна составляла примерно 40 000 км, а сегодня этот показатель снизился до 13 000 км. Почему это происходит и сохранится ли тенденция в будущем – пока не ясно.

Ранее считалось, что БКП было открыто в 1665 году итальянским астрономом Джованни Кассини. Однако современные исследования показывают, что, скорее всего, это был другой подобный вихрь, который ученые наблюдали на поверхности планеты до 1713 года. А существующий сегодня гигантский антициклон астрономы впервые обнаружили в 1831 году. С тех пор непрерывные наблюдения Большого красного пятна на Юпитере продолжаются уже почти 200 лет.

Считается, что столь продолжительное существование БКП отчасти связано с отсутствием у Юпитера твердой поверхности, которая бы замедляла газовые потоки за счет силы трения. Но этого условия недостаточно: существует какой-то дополнительный механизм, поддерживающий циркуляцию газа в пятне. Его природа остается загадкой, и пока ученые лишь строят гипотезы на этот счет. Согласно одной из них, БКП расположено между двумя противоположно направленными потоками газа, которые действуют подобно конвейерным лентам и заставляют пятно непрерывно вращаться. Другая гипотеза предполагает существование вертикально направленных потоков газа, поднимающихся из глубин атмосферы Юпитера и постоянно «подпитывающих» вихрь.

Также до сих пор остается открытым вопрос о цвете БКП. Предполагается, что красно-оранжевую окраску пятну придают химические соединения, возникающие при воздействии солнечного ультрафиолетового излучения на молекулы гидросульфида аммония, аммиака и ацетилена, которые присутствуют в атмосфере Юпитера. Ионы, на которые распадаются эти вещества, поглощают голубой, синий и фиолетовый свет, отражая красный, оранжевый и желтый. Однако приведенное объяснение – всего лишь гипотеза.

Помимо Большого красного пятна в атмосфере Юпитера существуют и другие подобные вихри, обладающие более скромными размерами. Они могут иметь белый, коричневый, красный цвет и существовать десятки лет или даже дольше. Такие пятна зафиксированы как в Южном, так и в Северном полушарии планеты, но устойчивые, то есть существующие длительное время, имеются только в Южном. Один из примеров – Малое (или Младшее) красное пятно. Оно образовалась в 1998 – 2000 годах в результате слияния трех белых овальных пятен-вихрей. В 2005 году это пятно внезапно начало краснеть и уже в 2006 году стало иметь практически такой же цвет, как и БКП. Причины покраснения пятна достоверно не известны, но ученые предполагают, что такое может произойти, когда скорость движения воздушных потоков вихря значительно возрастает и поднимает на поверхность расположенные ниже газы, которые под воздействием ультрафиолетового излучения меняют цвет. С течением времени размеры Малого красного пятна постепенно возрастают, приближаясь к значениям БКП. Скорость воздушных потоков этого вихря также увеличивается и в настоящее время уже превышает 600 км/ч.

Исследование процессов, происходящих в атмосфере Юпитера, имеет важное научное значение: их понимание поможет ученым раскрыть механизмы формирования газовых гигантов как в нашей Солнечной системе, так и за ее пределами.

Еще больше интересных статей и захватывающих видео вы сможете найти на нашем Дзен-канале: https://dzen.ru/sciencesity.ru,

а также на нашем сайте: https://sciencesity.ru/.

Атмосферные явления Юпитера, такие как штормы, молнии и полярные сияния, превосходят земные по масштабу. Знаменито Большое красное пятно — гигантский шторм, известный с XIX века (возможно, с XVII). Планета имеет более 95 спутников, первые четыре (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) открыты Галилеем в 1610 году. Исследования проводятся телескопами и аппаратами НАСА (Пионеры, Вояджеры, Галилео, Юнона и др.).

Юпитер ярко виден невооружённым глазом (третий по яркости после Луны и Венеры). Его гравитация защищает Землю от астероидов. В инфракрасном спектре видны линии H₂ и He, указывающие на происхождение планеты. Юпитер излучает на 60% больше энергии, чем получает от Солнца, и сокращается на 2 см в год. Излучение в гамма- и рентген-диапазонах связано с полярными сияниями и солнечными отражениями.

Юпитер — мощный радиоисточник в дециметровом-метровом диапазонах, с всплесками до 10⁶ Янских, модулируемыми спутником Ио. В более коротких волнах излучение тепловое и синхротронное от магнитосферы.

Масса Юпитера в 317,8 раза больше земной, плотность 1326 кг/м³. Ускорение свободного падения — 24,79 м/с². Он используется как единица для экзопланет. Если бы масса была больше, планета сжалась бы, став "неудавшейся звездой" (для звезды нужна масса в 75 раз больше).

Видимая величина достигает -2,94m при противостоянии. Орбита: среднее расстояние 778,57 млн км (5,2 а.е.), период 11,86 лет, эксцентриситет 0,0488. Наклон оси 3,13°, без сезонов. Вращение: 9 ч 50 мин 30 с на экваторе, сжатие 1:51,4.

Жизнь на Юпитере маловероятна из-за отсутствия твёрдой поверхности и низкой концентрации воды, но гипотетически возможны формы на основе аммиака или углеводородов (синкеры, флоатеры, хантеры по Сагану).

Атмосфера: 89% H₂, 11% He, плюс NH₃, CH₄, H₂S, PH₃, вода и углеводороды. Цвет от фосфора, серы и органики. Внутреннее строение неизвестно, но внешние слои изучены "Галилео".

Юпитер имеет более 95 известных спутников, большинство из которых — маленькие, нерегулярные тела. Они делятся на внутренние (галилеевы и мелкие) и внешние (иррегулярные, захваченные гравитацией).

• Галилеевы спутники (открыты Галилеем в 1610 году): четыре крупнейших, расположены близко к планете.

  • Ио: Самый вулканически активный объект в Солнечной системе. Поверхность покрыта лавовыми потоками; вулканы извергают серу. Размер: диаметр ~3642 км.

  • Европа: Ледяная поверхность с трещинами; под коркой, вероятно, океан жидкой воды (толщиной до 100 км). Возможное место для жизни. Диаметр ~3122 км.

  • Ганимед: Самый большой спутник в Солнечной системе (диаметр ~5262 км), больше Меркурия. Имеет магнитное поле, ледяную корку и океан под ней.

  • Каллисто: Древняя, кратерная поверхность (диаметр ~4821 км). Вероятно, имеет подповерхностный океан, но менее активен, чем Европа.

Другие заметные спутники: Амальтея (внутренний, кольцеобразный), Теба и Метис (пастухи колец), Адрастея (ещё один пастух). Иррегулярные спутники, как Карме или Анани, имеют обратное вращение и хаотичные орбиты. Спутники влияют на магнитосферу Юпитера: Ио генерирует радиовсплески, а Европа и Ганимед — потенциальные цели для будущих миссий (например, Europa Clipper). Исследования продолжаются с помощью "Юноны" и телескопов.

Научитесь видеть мир по-новому, благодаря удивительным открытиям в науке, космосе и технологиях, которые мы делимся с вами каждый день!
Присоединяйтесь к каналу Наука Космос Технологии! 🐼

Это видео было сделано из реконструированных кадров с орбиты Юноны. На кадрах отчётливо видны вихри в атмосфере Юпитера, в том числе Большое красное пятно.

Популярная механика⚙️

На второй гифке показан транзит Ио, за день до этого.

Съёмка сделана на телескоп 200/1000, с линзой Барлоу и корректором дисперсии. Общее фокусное расстояние около 3,3 метра. Камера ZWO290MC.
Сьемка в обоих случаях велась минутными роликами с интервалом в 2 минуты, затем сложение в таймлапс с программной обработкой.