Юпитер

Масса: 318 масс Земли
Радиус: 11 радиусов Земли
Расстояние до Солнца: 5,2 а.е. (1 а.е. = 150 млн км)
Период обращения вокруг Солнца: 12 земных лет
Период вращения вокруг оси: 10 часов
Спутники: известно 67, из них 4 крупных

Вот мы и покинули уютные, хорошо освещённые внутренние области Солнечной системы, где от одной планеты до другой можно долететь за считанные месяцы, да и сами планеты, что ни говори, всё-таки похожи на Землю. Здесь, за поясом астероидов, всё иначе: огромные планеты-гиганты, рядом с которыми наша Земля выглядела бы совсем крошечной, от одной планеты до другой — годы пути. Солнце, хоть по-прежнему яркое, кажется отсюда очень маленьким. И греет оно на расстоянии 5 а.е. в 25 раз слабее, чем на Земле.

Юпитер — первая на нашем пути от Солнца и самая большая в Солнечной системе планета-гигант. Он в 2,5 раза тяжелее, чем все остальные планеты, вместе взятые, и всего в 1000 раз легче Солнца. Эх, если бы он в детстве больше кушал — и набрал весу ещё в 50–70 раз больше — он тоже смог бы стать звездой! Но «еды» ему не хватило. Зато размер у него — почти как у маленьких звёзд. И даже не став звездой, Юпитер всё-таки излучает в виде тепла — инфракрасного излучения — в полтора раза больше энергии, чем он получает от Солнца. Откуда берётся избыток? Скорее всего, от остывания вещества в глубине планеты. По мере остывания Юпитер «проседает», уплотняется, и размер его уменьшается на 2 см каждый год. Говорят, когда Юпитер только образовался, он был ещё в 2 раза больше (и гораздо горячее), чем сейчас!

Из-за большого размера, несмотря на огромную массу, притяжение на поверхности Юпитера совсем не такое уж сильное: стоя там, мы весили бы всего в два с половиной раза больше, чем на Земле. Только вот стоять там не на чем! У Юпитера вообще нет твёрдой поверхности. И даже жидкой нет. Это потому, что он состоит (как и остальные планеты-гиганты, как, кстати, и Солнце, и все «нормальные» звёзды) в основном из водорода.

В обычных земных условиях водород — газ; если его сильно сжать, он превратится в жидкость — но не «скачком», как пар конденсируется в воду (тут пар, там вода, не перепутаешь), а плавно, постепенно¹. Чем глубже в недра Юпитера — тем больше давление: верхние слои давят на нижние. Поэтому водородная атмосфера плавно, без всякой резкой границы, переходит в водородный «океан».

Нет, вы не подумайте — тяжёлые атомы, такие, из которых состоят наши камни, там тоже есть. Но их очень мало по сравнению с водородом, и они давно «утонули» на дно этого водородного океана — при взгляде снаружи от них и следа не сыскать. Зато видно немного гелия (примерно 1/10 всех атомов) и чуть-чуть азота (в соединениях с водородом — молекулах аммиака и аммония) и углерода (в молекулах метана).

Чтобы как-то всё-таки ориентироваться на Юпитере, договорились считать «поверхностью» границу непрозрачных облаков. От неё отсчитываются высоты и глубины. По счастливому стечению обстоятельств, как раз на этом уровне давление такое же, как атмосферное давление на поверхности Земли. А температура — пониже, чем у нас: −80°С. Но чем глубже — тем теплее! На глубине 130 км давление уже 24 атмосферы, а температура 150°С.

Как ни странно, мы это знаем довольно точно. А всё потому, что космическая станция «Галилео» не только летала 8 лет вокруг Юпитера и изучала его со всех сторон, но даже отправила на него зонд — спускаемый аппарат. Прежде чем этот зонд утонул и расплавился в водородном океане, он как раз до глубины 130 км передавал по радио результаты своих измерений.

Что там дальше, глубже 130 км — мы можем только догадываться. Наверно, ещё ниже атомы водорода так близко прижимаются давлением друг к другу, что их электроны отрываются от своих ядер и начинают свободно «гулять» от одного ядра (протона) к другому, по всей жидкости. В обычных условиях так ведут себя электроны в металлах, поэтому такое состояние вещества называется металлический водород (при этом он остается жидкостью). А совсем в глубине, наверно, есть каменное ядро.

Снаружи, в том числе и с Земли, на Юпитер смотреть тоже очень интересно. Потому что в его атмосфере чего только не происходит! Бури и ураганы, штормы, молнии длиной в тысячи километров и в тысячу раз более сильные, чем на Земле (но, правда, в тысячу раз более редкие), и огромные полярные сияния! Вдобавок к этому, на Юпитер периодически что-нибудь падает, мелкий астероид или там комета... Вот, например, в 1992 году он взял да и разорвал приливными силами небольшую комету, и она распалась на 20–30 частей². Эти обломки ещё пару лет летали вокруг Юпитера, пока не врезались в него. А не прошло и 15 лет — и на Юпитер упала ещё одна комета.

Фото 1. Юпитер: чуть ниже центра — Большое красное пятно, на нём тень спутника Ганимед; три белых пятнышка ниже — небольшие ураганы

Фото 2. После падения на Юпитер одного из фрагментов кометы Шумейкеров — Леви. Снимки космического телескопа «Хаббл».

Задача

На двух фотографиях видны три белых пятна-урагана. Одни и те же это пятнышки или нет?

Ответ

Это совсем разные тройки пятен. По расположению полос видно, что на первой фотографии все белые пятна находятся примерно на одной широте, а на второй — наоборот, на одном меридиане.

Даже в небольшой телескоп видно, что Юпитер полосатый. Это оттого, что он очень быстро — быстрее всех других планет Солнечной системы! — крутится вокруг оси. Вдобавок, поскольку он не твёрдый (а снаружи — и вовсе газовый), разные его части движутся с разной скоростью: вращение на экваторе заметно быстрее, чем у полюсов. От этого вдоль параллелей всегда дуют сильные ветры — до 600 км/ч — которые норовят «растянуть» любые облака в кольцо.

Разный цвет облаков получается из-за примесей (аммония и др.), которые по-разному отражают свет в зависимости от температуры: светлые колечки — зоны — это поднявшиеся вверх и более холодные облака, а тёмные — пояса — более низкие и более горячие. На Юпитере, как и на Земле, постоянно происходит движение вверх-вниз: снизу поднимаются нагретые массы «воздуха», наверху они остывают и опускаются обратно. Но на Земле воздух нагревается поверхностью земли (или моря), которая, в свою очередь, нагревается Солнцем. А на Юпитере от Солнца толку мало, тепло идёт изнутри планеты.

Пояса и зоны довольно стабильны, у них есть имена (и даже клички), но постоянно происходят мелкие изменения: одни области становятся шире, другие уже, где-то поднимается буря и перемешивает горячее с холодным. От этого Юпитер выглядит каждый раз по-другому. А иногда изменения вовсе и не мелкие: то яркий пояс, то зона могут исчезнуть на несколько месяцев или даже лет.

Самый знаменитый (и самый большой) ураган на Юпитере — Большое красное пятно — в ширину чуть больше диаметра Земли, а в длину в нём поместилось бы две или три Земли. С Земли его наблюдают уже почти 400 лет — скорее всего, оно было и раньше, просто ещё не было телескопов³. Во всяком случае, 100 лет назад оно было примерно в 2 раза больше, чем сейчас. И всё это время «воздух» в нём, как и положено в урагане, вращается по кругу — полный оборот за 6 земных дней.

Есть и другие пятна, то есть ураганы, красные и белые, многие из них видны даже в любительские телескопы. Некоторые из них существуют десятки лет, а может, и дольше. Причём почему-то — неизвестно почему — все «долгожители» собрались в южном юпитерианском полушарии.

Мы не прощаемся с Юпитером: нас ждёт ещё много сюрпризов возле него.

 ____________________________

¹ Это называется сверхкритическая жидкость.

² Её обнаружили как раз вскоре после этого события, уже в виде осколков; называется она, как все кометы, по имени первооткрывателей — кометой Шумейкеров — Леви.

³ Впервые на Юпитер в телескоп смотрел Галилей в 1610 году, и он Большого красного пятна не увидел. Но телескоп у него был совсем уж слабенький. Зато он обнаружил кое-что другое: что?

Ответ

Галилей открыл 4 спутника Юпитера и этим произвёл революцию в представлениях об устройстве мира. О спутниках Юпитера мы расскажем в следующем номере.

  ________________________________


Валерия Сирота
Художник Мария Усеинова

 (Продолжение)