Свойства атмосферы планеты Юпитер

Атмосфера Юпитера своими физическими и химическими характеристиками напоминает солнечную, но имеет недостаточную для возникновения термоядерных (вызывающих выделение энергии) реакций массу. Потому эту планету часто именуют «звездой, которая не состоялась».

Как выглядит Юпитер с Земли
Юпитер можно увидеть с Земли невооружённым глазом. Это самый яркий объект в этой части неба, и самый яркий объект во всем ночном небе, за исключением Луны и Венеры. Credit: небесное моделирование в SkyX Serious Astronomer .

Атмосфера Юпитера: химический состав

Строгой границы атмосферы и тверди нет, как и самой тверди: под газовой оболочкой находится океан из расплавленного водорода.

Состав атмосферы:

  1. Основной элемент местной атмосферы — водород, его здесь 89%.
  2. Второй по распространенности — гелий, его содержание составляет 10%.
  3. Остаток — 1 %  составляют такие элементы как:
  • аммиак;
  • сероводород;
  • ацетилен;
  • водяной пар;
  • метан;
  • пары фосфора.

Сам Юпитер состоит из тех же соединений.

Снимками хорошего качества обеспечивает телескоп Хабл
Газовый гигант в 2,5 раза более массивный, чем все планеты вместе взятые или в 317 раз больше Земли. Credit:Hubble Space Telescope, HST.

Слои атмосферы

Атмосфера Юпитера разделена на слои:

  1. Тропосфера.
    Расположена сразу у поверхности со средним давлением 1 бар (почти как на Земле на уровне моря) и температурой примерно -110°С.
  2. Стратосфера.
    Начинается с 50 км. Здесь так же холодно — около -100°С, а барометрические показатели постепенно увеличиваются, пока на отметке 300-320 км не начнут превышать земные в 1000 раз.
  3. Термосфера.
    Следующий слой. Температура в ней постепенно увеличивается с движением вверх, достигая в высшей точке +725°С — слой нагревается частичками из магнитосферы, добавляет тепла и света от Солнца. Давление в этой зоне, напротив, падает.
  4. Экзосфера.
    Начинается на высоте около 1000 км от поверхности, практически полностью сливающаяся с окружающим космическим пространством и имеющая общие с ним структуру и состав.
Атмосферные слои Юпитера
Разбивка атмосферных слоев происходит по показателям температуры и давления. С продвижением вверх, температурные показатели увеличиваются и в термосфере достигают 725 градусов, а давление падает. В этой зоне возникает яркое полярное сияние, заметное с Земли. Credit: «JunoCam», НАСА.

Циркуляция воздушных масс

В местной атмосфере отчетливо наблюдаются движения воздушных масс, что объяснимо двумя причинами:

  1. Планета быстро вращается вокруг своей оси (1 оборот равен 10 часам) — так возникают пояса циркуляции.
  2. От поверхности из-за отдачи внутреннего тепла поднимаются потоки воздуха — это зональное движение.

Поясная циркуляция воздушных масс происходит преимущественно параллельно экватору. По мере удаления от него потоки несколько меняют направление, сворачивая к полюсам, и замедляются. Если у экватора они движутся со скоростью 140 м/с, то в средних широтах замедляются, а у полюсов постепенно стихают до полного штиля.

Зональная циркуляция видна наблюдателям по светлой окраске потоков, которую им придает аммиак, застывший в виде кристаллов, а также по темным границам слоя облакам.

Зональные и поясные потоки неминуемо соприкасаются, образуя в точках контакта мощные вихри.

Воздух движется с одинаковой скоростью и не меняя своего направления — снизу вверх.

Большое красное пятно — БКП

350 лет назад в атмосфере Юпитера европейский астроном Дж. Кассини заметил ураган, который по своим размерам превосходил Землю. Явление назвали Большим Красным Пятном — БКП. На его краях наблюдается беспорядочное вихревое движение воздушных масс. Ближе к центру ураган становится спокойнее.

БКП немного холоднее, чем окружающая его атмосфера, он вращается вокруг Юпитера, делая оборот за 6 местных суток.

За последнее столетие ураган уменьшился вдвое по сравнению со своим первоначальным размером, но все равно имеет существенные габариты. Точный возраст этого пятна до сих пор не установлен.

Атмосферный вихрь на Юпитере бушует более 300 лет
Большое Красное Пятно (БКП) — это самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе: постоянная зона высокого давления, создающая антициклонический шторм на планете Юпитер. Пятно меняется в размерах и изменяет свой цвет на протяжении нескольких веков наблюдений. Credit: «Вояджер-1», НАСА.

Современные исследования

Космические зонды исследовавшие планету Юпитер:

  1. «Пионер».
    В 1970-х гг. планету посетили аппараты «Пионер-10» и «Пионер-11», сделавшие ее первые снимки вблизи, а также измерившие магнитные показатели.
  2. «Вояджер».
    Следующими стали «Вояджер-1» и «Вояджер-2», собравшие информацию о верхних слоях атмосферы.
  3. «Кассини».
    Аппарат «Кассини» внес свою лепту в составление подробной карты Юпитера — им была выполнена самая качественная на сегодня фотосъемка небесного тела.
  4. «Галилео».
    Космический зонд «Галилео» 8 лет работал на орбите Юпитера. За время своего полёта он успел:
  • спустился во внутренние слои атмосферы планеты;
  • исследовал атмосферу практически на границе с океаном;
  • дал основные сведения об особенностях местного климата;
  • провел множество химических исследований состава воздуха;
  • обнаружил наличие «сухих» областей с существенно меньшим содержанием влаги, чем в окружающем пространстве;
  • нашел «горячие пятна» на тонких участках облаков с небольшой плотностью.
Галилео обеспечил учёных наиболее полной информацией о Юпитере
Автоматический космический аппарат НАСА, созданный для исследования Юпитера и его спутников. Аппарат был запущен в 1989 году, в 1995 году вышел на орбиту Юпитера, проработал до 2003 года. Credit: Galileo Jupiter, NASA .

Интересные факты и тайны

Это одно из небесных тел, наблюдения за которым начались в глубокой древности, но все его тайны до сих пор не разгаданы.

Оно было названо в честь главного римского бога, и это обоснованно, потому что Юпитер:

  • в 2 раза тяжелее, чем все остальные планеты в Солнечной системе, если считать их суммарную массу;
  • вращается вокруг оси быстрее, чем другие небесные тела;
  • имеет максимально мощную магнитосферу;
  • в его атмосфере возникают молнии длиной до 1000 км.

Ученые много лет спорят о возможности зарождения жизни на Юпитере. Многие считают условия там благоприятными, способными привести к появлению сложной органики. Однако отсутствие воды на планете и расплавленное состояние ее поверхности не дают шанса возникнуть знакомым науке формам жизни.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector