Планета Юпітер

РЕАЛЬНА ФІЗИКА

Глосарій з фізики

Загальні відомості

Планета Юпітер, Jupiter - найбільша планета Сонячної системи, п'ята по порядку від Сонця. Відстань Юпітера від Сонця змінюється від 4,95 до 5,45 а. е. (740 - 814 млн. км), середня відстань 5,203 а. е. (778 млн. км). Відстань між планетою Юпітер і Землею коливається від 588 до 967 млн. Км (видимі кутові розміри Юпітера при цьому змінюються від 50 "до 30"). Ексцентриситет орбіти 0,0484, нахил площини орбіти до екліптики 1 ° 18'17 "; екватор Юпітера нахилений до площини його орбіти на 3 ° 5 ', тобто вісь обертання Юпітера майже перпендикулярна площині орбіти.

Період обертання Юпітера навколо Сонця 11,862 року. Середня швидкість по орбіті 13,06 км / с. Видима зоряна величина Юпітера в середньому протистоянні близько 2,3 m (поступається в блиску тільки Венері і Марсу під час великого протистояння). Значення приекваторіального радіусу 71400км до рівня верхньої межі хмарного шару (тиск атмосфери 100 кПа), стиснення 0,0647. Маса Юпітера 1,899.1027 кг (317,8 земної), уточнене значення відносини маси Сонця до маси Юпітера 1047,346 + 0,004, середня щільність 1330 кг / м3, прискорення вільного падіння на екваторі за вирахуванням відцентрового (рівного 2,25 м / с2) 23,5 м / с2 (2,4 земного), перша космічна швидкість на Юпітері 43,6 км / с, друга - 61,7 км / с. Газова оболонка Юпітера змінює період обертання від зони до зони (так зване диференціальне обертання). Період обертання тропічної зони атмосфери 9 год 50 хв 30 с, полярних зон на 5 хв 11 с повільніше. Визначення періоду обертання по модуляції декаметрового і дециметрового випромінювання , Пов'язаної з обертанням силових ліній магнітного поля Юпітера, дає значення 9ч 55мін 29,7с.

На видимому диску планети Юпітер добре видно паралельні екватору темні і світлі смуги, що отримали назву поясів і зон. Найбільші з них - тропічні, їх відтінок і ширина змінюються з часом.

Велика Червона Пляма планети Юпітер

Велика Червона Пляма, БКП, Great Red Spot - овал з максимальним поперечним розміром 30-40 тис. Км., Плаваючий в атмосфері помірних південних широт Юпітера, повільно переміщаючись по довготі (приблизно 3 обороту за 100 років).

сонячна постійна

на Юпітері 50 Вт / м2. Болометрична сферичне альбедо 0,42 + 0,07. Середня спостерігається ефективна температура 124 ° К близька до температури зовнішніх хмарних шарів; вона більше розрахованої рівноважної температури, рівної 105 ° К. Помітної різниці по температурі між денною та нічною сторонами не виявлено.

За збурень орбіт американських космічних апаратів (КА) "Піонер-10" і "Піонер-11", які пролетіли близько планети Юпітер в 1973 і 1974, була уточнена ступінь стиснення планети і визначені гармоніки гравітаційного потенціалу (до шостої включно). Ці дані свідчать на користь рідинної моделі Юпітера, що знаходиться в стані гідростатичної рівноваги на всіх рівнях. У березні та липні 1979 прольоти біля Юпітера здійснили КА "Вояджер-1" і "Вояджер-2", які передали на Землю високоякісні телевізійні зображення планети, її кільця і ​​декількох супутників. Були також проведені дослідження атмосфери, хмарного шару, параметрів магнітного поля, іоносфери і магнитосферной плазми , Додатково уточнені параметри гравитац. поля.

Орбітальні характеристики Юпітера

Велика піввісь
(Радіус) 778,5472 млн. Км
5,204267 а.о. ексцентриситет
(Витягнутість) 0,048775 Перигелій 740,5736 млн. Км
4,950429 а.о. Афелій 816,5208 млн. Км
5,458104 а.о. Орбітальний період 4333,3 дня
11,86 років Середня орбітальна
швидкість 13,1 км / с Нахил орбіти 1,3 ° Кількість супутників 63

Фізичні характеристики Юпітера

екваторіальний
діаметр 142,9 тис. км
(11,2 земних) Полярний
діаметр 133,7 тис. км
(10,5 земних) Площа поверхні 61,4 млрд. Км2
(120,5 земних) Обсяг 1,43x1015 км3
(+1321 земних) Маса 1,9x1027 кг
(318 мас Землі) Середня щільність 1,326 г / см3 Прискорення сили
тяжкості 23,1 м / с2
(В 2,4 рази більше
земного) Період обертання
навколо своєї осі 9 год. 55 хв. нахил осьового
обертання 3,13 ° Альбедо
(відбивна
здатність) 0,52 Температура
видимих ​​хмар min середн. max 110 К
(-165 ° С) 150 K
(-125 ° С) н / д)

Склад верхніх шарів атмосфери Юпітера

Водень (за обсягом) ~ 90% Гелій (за обсягом) ~ 10% Метан 0,1% Водяна пара 0,1% Аміак 0,02% Етан 0,0002% Фосфин 0,0001% Сірководень менш 0,0001%

Планета Юпітер складається в основному з водню і гелію. Для більшості моделей внутрішньої будови (див. В статті Планети і супутники ) Приймається, що відношення вмісту водню і гелію (по масі) на рівні, що відповідає тиску ~ 100 кПа і температурі 150-175 ° К, приблизно відповідає сонячному - 3,4: 1. Кордон переходу від молекулярного водню до металевого лежить на глибині 0,75 - 0,8 радіуса Юпітера. Це відповідає тиску 300 ГПа. Згідно з моделями, в центрі планети знаходиться рідке ядро ​​з металів і силікатів, оточене крижаною оболонкою, яка складається з води і, можливо, аміаку. Радіус центрального ядра складає менше 0,1 радіуса Юпітера, маса - 3-4% маси всієї планети, температуpa в центр. частини ядра 25000 ° К, тиск 8000 ГПа. Сукупності наявних даних добре відповідає модель з приблизно адіабатичній температурним градієнтом в надрах планети.

Вимірювання з КА підтвердили існування значного теплового потоку з надр планети Юпітер, хоча і трохи меншого, ніж за даними наземних спостережень. Таким чином, планета Юпітер випромінює в космос приблизно в 2 рази більше енергії, ніж отримує від Сонця. З цим пов'язано згадане перевищення ефективної температуpи над рівноважної. Механізм генерації внутрішнього тепла був незрозумілий до роботи К.А. Хайдарова "Енергія ефіру" , В якій було показано, що енергія переходить з ефіру в розігрітий газ і виявляється тільки в великих обсягах, якими володіють зовнішні планети і зірки.

Про атмосферу планети Юпітер можна говорити в даному разі умовно як про приблизно 1000-кілометровому газовому шарі, оскільки планета не володіє поверхнею, яка відділяє тверду оболонку від газоподібної. Тиску 100 кПа відповідає температуpа (165 + 5) ° К. У першому наближенні висотний хід температуpи можна охарактеризувати адіабатичним градієнтом.

Нижній атмосфері властиві інтенсивні вертикальні руху і великомасштабна циркуляція. Основні складові атмосфери - водень і гелій, присутні також метан, аміак і вода. Вміст води визначено не надто впевнено (в середньому менше 0,01%). Зміст СН4 становить 0,07%, a NH3 - менше 0,02%, хоча обидві ці складові створюють сильні смуги поглинання в спектрі Юпітера Виявлено також молекули CH3D, HCN, С2Н6, С2, Н2, СО. Передбачається, що червоні та жовті відтінки на диску Юпітера пов'язані з присутністю в атмосфері водневих і амонійних полісульфідів і сірки, а також, можливо, органічних сполук, що утворюються під дією електричних розрядів в атмосфері. Наявність молекул фосфіну (РН3), з чим пов'язувалося можливе утворення в хмарах аморфного червоного фосфору, не підтверджене пізнішими дослідженнями.

Кольорові зображення планети, отримані з КА, дали певні відомості про особливості і структуру хмар, характер рухів в атмосфері Юпітера. Висота хмар різна в добре виділяються на диску планети поясах і зонах. Розрахункова модель хмарного покриву включає три основних шару. Верхній (тиск 50-100 кПа) складається з кристалічного аміаку, проміжний - з гидросульфида амонію NH4SH, нижній (тиск кілька сотень кПа) - з кристалів водяного льоду.

Світлі зони і БКП характеризуються висхідними течіями. Хмари в них розташовані вище, їх поверхнева температуpa нижче, ніж в сусідніх областях поясів. На кордоні зон і поясів утворюються зустрічні (зсувні) течії, розвивається сильна турбулентність. Природа БКП аналогічна виявленим на знімках іншим червоним, білим, блакитним плям меншого розміру: це метеорологічні явища, що представляють собою величезні стійкі вихори в атмосфері. Вихрова структура БКП, що є за своєю природою антициклоном, чітко помітна на знімках. Питання про механізм підведення енергії і про дивовижну стабільність таких утворень залишається відкритим.

Згідно з даними радіовимірів, найнижча температуpа в атмосфері планети Юпітер (80-120 ° К) досягається на рівні, де тиск ~ 10 кПа. Між рівнями, відповідними тискам 1 і 10 кПа, лежить область температурної інверсії, і на рівні 1 кПа температуpa зростає до 130 - 170 ° К. Ці дані задовільно узгоджуються з вимірами температуpи, котрі проводили з КА за допомогою ІК-радіометрів. Згідно з розрахунками, мезосфера Юпітера в області тисків 0,1-100 Па характеризується приблизно постійною температуpой 180 ° К. У верхніх шарах атмосфери (термосфере і екзосфері), де відбувається пряме поглинання сонячного УФ-випромінювання, температуpa близька до середньої електронної температуpе, рівній 800 - 1000 ° К. В атмосфері Юпітера приблизно на рівні облікової зареєстрована грозова активність.

Планета Юпітер володіє іоносферою, протяжність до-рій перевищує 3 тис. Км, а концентрація електронів становить (в максимумі) 105 см-3. Зареєстровані помітні флуктуації електронної щільності . Ці нерегулярності носять однорідний характер в нижній частині іоносфери, проте на більш високих рівнях виявляються відхилення від рівномірного розподілу в просторі, обумовлені магнітним полем планети.

Унікальний феномен являє магнітосфера планети Юпітер (див. Також магнітосфери планет ). При спостереженні із Землі її кутовий розмір становить ~ 2 °. На денній стороні планети магнітосфера простягається на 50-100 радіусів Юпітера в залежності від флуктуації набігаючого потоку сонячного вітру, що обумовлюються варіаціями сонячної активності. З нічного боку магнітний шлейф Юпітера простирається далеко за орбіту Сатурна, віддаленого від Юпітера на ~ 5а.е.

Дипольне магнітне поле планети Юпітер має напруженість 318 А / м на екваторі (на рівні з тиском 100 кПа). Магнітна вісь нахилена до осі обертання планети на (10,2 + 0,6) °. Напруженість поля біля полюсів становить 1105 А / м (у півн.) І 1063 А / м (у півд.). Дипольний характер магнітного поля зберігається приблизно до відстані 15 радіусів Юпітера, хоча певний внесок вносять квадрупольному і октупольного складові. Далі помітний вплив на конфігурацію поля надають заряджені частинки, захоплені магнітним полем планети і обертаються разом з нею. В результаті навколо Юпітера утворюється "магнітний диск", в зовнішніх областях якого магн. силові лінії, можливо, не замкнуті, а сам диск на великих відстанях, ймовірно, відхиляється від площини, перпендикулярної осі магн. диполя в напрямку площині, перпендикулярній осі обертання планети.

Магнітосфера планети Юпітер у багатьох рисах аналогічна земній, збільшеною приблизно в 100 разів. Протони і електрони всередині магнітосфери утворюють радіаційні пояси . У цих поясах генерується дециметровому випромінювання Юпітера Механізм дециметрового випромінювання - синхротронного: воно утворюється при русі захоплених електронів в тороидальной області магнітосфери на відстані 1,5 - 6 радіусів планети Юпітер. Енергія цих електронів ~ 10 МеВ. У свою чергу, сплески декаметрового випромінювання на частоті 8 МГц, ймовірно, пов'язані з плазмовими неустойчивостями іоносфери. Планета Юпітер випромінює також в метровому діапазоні.

У магнітосфері планети Юпітер відбувається потужне прискорення електронів, які проникають до орбіти Землі. Їх енергія 3-30 МеВ. Як всередині, так і поза магнітосфери потоки прискорених електронів характеризуються 10-годинний періодичністю, яка відповідає періоду обертання Юпітера Очевидно, знайдені варіації відображають взаємодію сонячної плазми з магнітосферою Юпітера.

Відомо 16 супутників планети Юпітер. Чотири найбільших (Іо, Європа, Ганімед, Каллісто) відкриті в 1610 Г. Галілеєм і зв. галилеевой. Крім того, в стійких лібраційних точках L 4 і L 5 орбіти Юпітера знаходяться дві групи астероїдів (східна і західна) - "троянці". Планета Юпітер робить сильний вплив, що обурює на періодичні комети, що рухаються по витягнутих орбітах між Сонцем і зовнішніми областями Сонячної системи. У Юпітера виявлено кільце, зовнішній край якого знаходиться на відстані 55 тис. Км від верхньої межі хмар. Ширина кільця ~ 6 тис. Км, товщина ~ 1 км; воно складається з частинок, що володіють низьким альбедо, діапазон їх розмірів від декількох мкм до дек. см.

За результатами прольотів КА отримані слід. відносини мас галілеєвих супутників до маси планети Юпітер і значення їх діаметрів: (4,684 + 0,022) • 10-5, діам. (363Оb10) км для Іо; (2,523 + 0,025) .10-5, діам. (3138 + 20) км для Європи; (7,803 + 0,030) .10-5, діам. (5262 + 20) км для Ганімеда; (5,661 + 0,019) • 10-5, діам. (4800 + 20) км для Каллісто. Їх щільності послідовно зменшуються з ростом відстані від планети Юпітер: 3550 кг / м3 (Іо), 3040 кг / м3 (Європа), 1930 кг / м3 (Ганімед), 1830 кг / м3 (Каллісто). Це відображає особливості їх внутр. будови: Іо цілком складається з "скельних" (силікатних) порід, в той час як Європа на 20%, Ганімед на 40% і Каллісто майже на 50% складаються з водяного льоду. На Іо відкрита сильна вулканічних. активність; суч. активний вулканізм, найімовірніше, пояснюється приливної диссипацией енергії через виникнення резонансів при русі в гравитац. поле Юпітера галілеєвих супутників по орбітах, що володіє помітним ексцентриситетом. Зареєстровані потужні викиди сірки з вулканів (на висоту до 250 км зі швидкістю ~ 1 км / с). Ймовірно, товстий (до дек. Км) шар сірки і двоокису сірки (разом з силікатними породами) покриває поверхню Іо, надаючи йому червоно-оранжеве забарвлення. У свою чергу, поверхня Європи-крижана, сильно вирівняна, з багаточисельних. широкими протяжними тріщинами, що, можливо, зумовлено знаходяться під крижаною корою водним океаном. Поверхні Ганімеда і Каллісто також в осн. крижані з великими відкладеннями і виходами темного матеріалу, поцятковані кратерами (особливо Каллісто); в формуванні спостережуваних структур значить. роль, мабуть, грала тектонічних. активність цих небесних тіл в далекому минулому.

У Іо виявлені дуже розріджена атмосфера і іоносфера, що складається в основному з іонів сірки і натрію. Ці частинки утворюють уздовж орбіти супутника своєрідний газовий тор. Іоносфера, очевидно, створюється за рахунок ударної іонізації атмосферних атомів енергійними зарядженими частинками магнітосфери Юпітера В свою чергу, самі супутники вносять помітне обурення в магнітосферу; іоносфера Іо викликає модуляцію радіовипромінювання Юпітера Між тором Іо і магнітосферою планети Юпітер в полярних областях утворюються сильні електричні поля, що призводять до прискорення заряджених частинок і їх "висипання" в атмосферу Юпітера, що викликає полярні сяйва. Дуже слабка атмосфера виявлена ​​космічним телескопом ім. Хаббла у Європи.

Перші прямі виміри параметрів атмосфери планети Юпітер зроблені 7 грудня 1995 космічним зондом, що відділилися від КА "Галілей". Попередній аналіз показує на незначне содернажіе в атмосфері планети Юпітер води і не підкріплює модельні уявлення про багатошаровій структурі хмар. Наукова програма КА передбачає детальні дослідження планети Юпітер і його галілеєвих супутників.

Падіння комети Шумейкер-Леві

У липні 1992 року до Юпітера наблизилася комета. Вона пройшла на відстані близько 15 тисяч кілометрів від верхньої межі хмар і потужне гравітаційне вплив планети-гіганта розірвало її ядро ​​на 17 великих частин. Цей кометний рій був виявлений на обсерваторії Маунт-Паломар подружжям Керолайн і Юджином Шумейкер і астрономом-любителем Девідом Леві. У 1994 році, при наступному зближенні з Юпітером, всі уламки комети врізалися в атмосферу планети з величезною швидкістю - близько 64 кілометрів на секунду. Цей грандіозний космічний катаклізм спостерігався як із Землі, так і за допомогою космічних засобів, зокрема за допомогою Космічного телескопа, інфрачервоного супутника IUE і міжпланетної космічної станції. Падіння ядер супроводжувалося цікавими атмосферними ефектами, наприклад полярними сяйвами, чорними плямами в місцях падіння ядер комети, кліматичними змінами.

Вивчення Юпітера космічними апаратами

У 1973 і 1974 повз Юпітер пройшли "Піонер-10" і "Піонер-11" на відстані (від хмар) 132 тис. Км і 43 тис. Км відповідно. Апарати передали кілька сот знімків (невисокого дозволу) планети і галілеєвих супутників, вперше виміряли основні параметри магнітного поля і магнітосфери Юпітера.

У 1979 близько Юпітера пролетіли "Вояжери" (на відстані 207 тис. Км і 570 тис. Км). Апарати передали велику кількість докладних знімків планети і її супутників, а також багато інших цінних даних (зокрема, були виявлені кільця Юпітера).

У 1992 повз планету пройшов на відстані 900 тис. Км. Апарат провів вимірювання магнітосфери Юпітера ( "Улісс" був призначений для вивчення Сонця і не мав фотокамер).

З 1995 по 2003 на орбіті Юпітера перебував. За допомогою цієї місії було отримано безліч нових даних. Зокрема, спусковий апарат вперше вивчив атмосферу газової планети зсередини.

У 2000 повз Юпітер пролетів "Кассіні". Він зробив ряд знімків планети з рекордним дозволом і отримав нові дані про плазмовому торі Іо. По знімках "Кассіні" були складені найдокладніші на сьогоднішній день кольорові "карти" Юпітера, на яких розмір найдрібніших деталей становить 120 км. Крім того, було поставлено унікальний експеримент по вимірюванню магнітного поля планети одночасно з двох точок ( "Кассіні" і "Галілео").

28 лютого 2007 по шляху до Плутона в околицях Юпітера зробив гравітаційний маневр апарат "Нові горизонти".

На 2010 заплановано запуск апарату "Юнона", який повинен вийти на орбіту Юпітера і провести детальні дослідження планети.

У 2010-х роках планується здійснення міжпланетної місії з вивчення галілеєвих супутників.

Література про планету Юпітер

1. Юпітер, під ред. Т. Герелс, пров. з англ., т. 1-3, М., 1979;
2. Маров М. Я., Планети Сонячної системи, 2 видавництва., М., 1986;
3. Супутники Юпітера, під ред. Д. Моррісона, пров. з англ., т. 1-3, М., 1985-86.
4. Хайдаров К.А. Будова небесних тіл. - BRI, Алмати, 2004.
5. Хайдаров К.А. Походження Сонця и планет. - BRI, Алмати, 2004.
6. Хайдаров К.А. Ефірній вітер. - BRI, Алмати, 2004.

що таке уявний експеримент, gedanken experiment?
Це неіснуюча практика, потойбічний досвід, уява того, чого немає насправді. Уявні експерименти подібні снам наяву. Вони народжують чудовиськ. На відміну від фізичного експерименту, який є досвідченою перевіркою гіпотез, "уявний експеримент" фокусніческі підміняє експериментальну перевірку бажаними, що не перевіреними на практиці висновками, маніпулюючи логікообразнимі побудовами, реально порушують саму логіку шляхом використання недоведених посилок в якості доведених, тобто шляхом підміни. Таким чином, основним завданням заявників "уявних експериментів" є обман слухача або читача шляхом заміни реального фізичного експерименту його "лялькою" - фіктивними міркуваннями під чесне слово без самої фізичної перевірки.
Заповнення фізики уявними, "уявними експериментами" призвело до виникнення абсурдною сюрреалістичної, заплутано-заплутаною картини світу. Справжній дослідник повинен відрізняти такі "фантики" від справжніх цінностей.

Релятивісти і позитивісти стверджують, що "уявний експеримент" вельми корисний Інтрументи для перевірки теорій (також виникають в нашому розумі) на несуперечливість. У цьому вони обманюють людей, так як будь-яка перевірка може здійснюватися лише незалежним від об'єкта перевірки джерелом. Сам заявник гіпотези не може бути перевіркою свого ж заяви, так як причина самого цієї заяви є відсутність видимих ​​для заявника протиріч в заяві.

Це ми бачимо на прикладі СТО і ОТО, що перетворилися на своєрідний вид релігії, керуючої наукою і громадською думкою. Ніяке кількість фактів, що суперечать їм, не може подолати формулу Ейнштейна: "Якщо факт не відповідає теорії - змініть факт" (В іншому варіанті "- Факт не відповідає теорії? - Тим гірше для факту").

Максимально, на що може претендувати "уявний експеримент" - це тільки на внутрішню несуперечливість гіпотези в рамках власної, часто аж ніяк не істинної логіки заявника. Відповідність практиці це не перевіряє. Справжня перевірка може відбутися тільки в дійсному фізичному експерименті.

Експеримент на те і експеримент, що він їсти не витончені думки, а перевірка думки. Несуперечлива всередині себе думка не може сама себе перевірити. Це доведено Куртом Геделем.

Поняття "уявний експеримент" придумано спеціально спекулянтами - релятивістами для шулерською підміни реальної перевірки думки на практиці (експерименту) своїм "чесним словом". Детальніше читайте в FAQ по ефірної фізіці .

НОВИНИ ФОРУМУ
Лицарі Теорії ефіру 13.06.2019 - 5:11: ЕКОЛОГІЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМА ГЛОБАЛЬНОЇ ЗАГІБЕЛІ бджіл ТА других запилювачів РОСЛИН - Карім_Хайдаров.
12.06.2019 - 9:05: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема державного тероризму - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:05: ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ФІЗИКА - Experimental Physics -> Експеримент Серлі и его послідовніків з магнітамі - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 18:03: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітніцтво від Андрія Маклакова - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітніцтво від В'ячеслава Осієвського - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 13:18: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітніцтво від Світлани Віслобоковой - Карім_Хайдаров.
11.06.2019 - 6:28: Астрофізікі - Astrophysics -> До 110 річчя Тунгуска катастрофи - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 21:23: ВИХОВАННЯ, ОСВІТА, ОСВІТА - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвітніцтво від Володимира Васильовича Квачкова - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:27: СОВІСТЬ - Conscience -> Вищий розум - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:24: ВІЙНА, ПОЛІТИКА І НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ страви - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 19:14: СОВІСТЬ - Conscience -> російський СВІТ - Карім_Хайдаров.
10.06.2019 - 8:40: ЕКОНОМІКА І ФІНАНСИ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС Світової Фінансової СИСТЕМИ - Карім_Хайдаров.