РЕФЕРАТ

ПО АСТРОНОМІЇ

НА ТЕМУ:

"Планети-гіганти"

Роботу виконав учень 11-го класу середньої школи № 4

Фомін Максим

Проверила Тіптярева В. В.

Митищі, 2001 рік.

План

1. Планети-гіганти
2. Відмінність планет-гігантів від планет земної групи
3. Юпітер

. Загальна характеристика

. Атмосфера

. Кільце Юпітера

. Внутрішні і зовнішні супутники Юпітера
4. Сатурн

. Атмосфера і хмарний шар

. Магнітні властивості Сатурна

. Кільця

. Супутники Сатурна
5. Уран

. Загальні відомості

. Історія відкриття

. Особливості обертання Урана

. Хімічний склад, фізичні умови і будова Урана

. Кільця Урана

. . Магнітосфера

. Супутники Урана
6. Нептун

. Загальні відомості

. Історія відкриття

. Хімічний склад, фізичні умови і внутрішня будова

. Супутники Нептуна

. Кільця Нептуна

. Магнітосфера

7. Список використаної літератури

Планети-гіганти

Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун представляють юпітерову групу планет, абогрупу планет-гігантів, хоча їхні великі діаметри не єдина риса,відрізняє ці планети від планет земної групи. Планети-гіганти маютьневелику щільність, короткий період добового обертання і, отже,значне стискання біля полюсів; їх видимі поверхні добре відображають, або,інакше кажучи, розсіюють сонячні промені.

Вже досить давно встановили, що атмосфери планет-гігантів складаються зметану, аміаку, водню, гелію. Смуги поглинання метану й аміаку вспектрах великих планет видно у величезній кількості. Причому з переходом від
Юпітера до Нептуна метанові смуги поступово посилюються, а смуги аміакуслабнуть. Основна частина атмосфер планет-гігантів заповнена густимихмарами, над якими тягнеться досить прозорий газовий шар, де
«Плавають» дрібні частинки, ймовірно, кристали замерзлих аміаку й метану.

Цілком природно, що серед планет-гігантів найкраще вивчені дванайближчі до нас - Юпітер і Сатурн.

Оскільки Уран і Нептун зараз не привертають до себе особливої увагивчених, зупинимося детальніше на Юпітер і Сатурн. До того жзначна частина питань, які можна вирішити у зв'язку з описом
Юпітера й Сатурна, відноситься також і до Нептуна.

Юпітер є однією з найбільш дивних планет Сонячної системи,і ми приділяємо йому значно більше уваги, ніж Сатурна. Неабияким вцій планеті є не її смугасте тіло з досить швидким переміщеннямтемних смуг і зміною їх ширини і не величезна червона пляма, діаметрякого близько 60 тис. км., час від часу змінює свій колір іяскравість, і, нарешті, не його «панівне» за розміром і масою становище впланетної родині. Надзвичайна полягає в тому, що Юпітер, як показалиРадіоастрономічні спостереження, є джерелом не тільки теплового, аі так званого нетеплове радіовипромінювання. Взагалі для планет, якимвластиві спокійні процеси, нетеплове радіовипромінювання є зовсімнесподіваним.

Те, що Венера, Марс, Юпітер і Сатурн є джерелами тепловогорадіовипромінювання, тепер твердо встановлено і не викликає у вчених ніякогосумніви. Це радіовипромінювання цілком збігається з тепловим випромінюванням планеті є «залишком», а точніше-низькочастотним «хвостом» теплового спектрунагрітого тіла. Оскільки механізм теплового радіовипромінювання добревідомий, такі спостереження дозволяють вимірювати температуру планет. Тепловерадіовипромінювання реєструється за допомогою радіотелескопів сантиметровогодіапазону. Вже перші спостереження Юпітера на хвилі 3 см дали температурурадіовипромінювання таку ж, як і радіометричні спостереження в інфрачервонихпроменях. У середньому ця температура становить близько-150 ° С. Але трапляється, щовідхилення від цієї середньої температури досягають 50-70, а іноді 140 ° С,як, наприклад, у квітні - травні 1958 р. На жаль, поки не вдалосяз'ясувати, чи пов'язані ці відхилення радіовипромінювання, які спостерігаються на одній ітій же хвилі, з обертанням планети. І справа тут, очевидно, не в тому, щокутовий діаметр Юпітера в два рази менше найкращої роздільної здатностінайбільших радіотелескопів і що, отже, неможливо спостерігатиокремі частини поверхні. Існуючі спостереження ще дуженечисленні для того, щоб відповісти на ці питання.

Що стосується труднощів, пов'язаних з низькою роздільною здатністюрадіотелескопів, то щодо Юпітера можна спробувати їх обійти. Потрібнотільки надійно встановити на підставі спостережень період аномальногорадіовипромінювання, а потім порівняти його з періодом обертання окремих зон
Юпітера. Згадаймо, що період 9 год. 50 хв., - Це період обертання йогоекваторіальній зони. Період для зон помірних широт на 5 - 6 хв. більший
(взагалі на поверхні Юпітера налічується до 11 течій з різнимиперіодами).

Таким чином, подальші спостереження можуть привести нас до остаточногорезультату. Питання про зв'язок аномального радіовипромінювання Юпітера з періодомйого обертання має важливе значення. Якщо, наприклад, з'ясується, щоджерело цього випромінювання не пов'язаний з поверхнею Юпітера, то виникненеобхідність у більш старанних пошуках його зв'язку з сонячноюактивністю.

Не так давно співробітники Каліфорнійського технологічного інституту
Ракхакрішнан і Робертс спостерігали радіовипромінювання Юпітера на дециметровиххвилях (31 см). Вони використовували інтерферометр з двома параболічнимидзеркалами. Це дозволило їм розділити кутові розміри джерела, якеявляє собою кільце в площині екватора Юпітера, діаметром близькотрьох діаметрів планети. Температура Юпітера, яку помістили надециметрових хвилях, виявилася занадто високою для того, щоб можна буловважати природу цього джерела радіовипромінювання теплової. Очевидно, тут мимаємо справу з випромінюванням, що походить від заряджених частинок, захопленихмагнітним полем Юпітера, а також сконцентрованих поблизу планетизавдяки значному гравітаційного поля.

Отже, Радіоастрономічний спостереження стали потужним засобом дослідженняфізичних умов в атмосфері Юпітера.

Ми коротко розповіли про два види радіовипромінювання Юпітера. Це, по -перше, головним чином теплове радіовипромінювання атмосфери, якаспостерігається на сантиметрових хвилях. По-друге, радіовипромінювання надециметрових хвилях, що має, по всій вірогідності, нетеплове природу.

Зупинимося коротко на третьому виді радіовипромінювання Юпітера, яке, якзгадувалося вище, є незвичайним для планет. Цей вид радіовипромінюваннямає також нетеплове природу і реєструється на радіохвилях довжиною вкілька десятків метрів.

Вченим відомі інтенсивні шумові бури і сплески «обуреного»
Сонця. Інший добре відоме джерело такого радіовипромінювання - це такзвана Крабоподібна туманність. Згідно з поданням про фізичніумовах в атмосферах і на поверхнях планет, яке існувало до
1955 р., ніхто не сподівався, що хоча б одна з планет в стані «дихати»за зразком різних за природою об'єктів - Сонця або Крабоподібної туманності.
Тому не дивно, що коли в 1955 р. спостерігачі за Крабоподібної+ EN зареєстрували дискретний джерело радіовипромінювання змінноїінтенсивності, вони не відразу зважилися віднести його на рахунок Юпітера. Аленіякого іншого об'єкта в цьому напрямку не було виявлено, тому всю
«Провину» за виникнення досить значного радіовипромінювання в кінцірешт поклали на Юпітер.

Характерною особливістю випромінювання Юпітера є те, щорадіовсплескі тривають недовго (0,5 - 1,5 сек.). Тому в пошуках механізмурадіохвиль в цьому випадку доводиться виходити з припущення або продискретно характері джерела (подібного розрядів), або про досить вузькоїспрямованості випромінювання, якщо джерело діє безперервно. Одну зможливих причин походження радіовсплесков Юпітера пояснювала гіпотеза,згідно з якою в атмосфері планети виникають електричні розряди,нагадують блискавку. Але пізніше з'ясувалося, що для утворення такоїінтенсивних радіовсплесков Юпітера потужність розрядів повинна бути майже вмільярд разів більшою, ніж на Землі. Це означає, що, якщо радіовипромінювання
Юпітера виникає завдяки електричних розрядів, то останні повинніносити зовсім інший характер, ніж виникають під час грози на Землі.
З інших гіпотез заслуговує на увагу припущення, що Юпітер оточенийіоносферою. У цьому випадку джерелом порушення ионизованного газу зчастотами 1 - 25 мгц можуть бути ударні хвилі. Для того щоб така модельузгоджувалася з періодичними короткочасними радіовсплескамі, слідзробити припущення про те, що радіовипромінювання виходить у світовийпростір у межах конуса, вершина якого співпадає з положеннямджерела, а кут біля вершини становить близько 40 °. Не виключено також, щоударні хвилі викликаються процесами, що відбуваються на поверхні планети,або конкретніше, що тут ми маємо справу з проявом вулканічноїдіяльності. У зв'язку з цим необхідно переглянути модель внутрішньогобудови планет-гігантів. Що ж до остаточного з'ясуваннямеханізму походження низькочастотного радіовипромінювання Юпітера, то відповідь наце питання слід віднести до майбутнього. Тепер же можна сказати лише те,що джерела цього випромінювання на підставі спостережень протягом восьми роківне змінили свого становища на Юпітері. Отже, можна думати, щовони пов'язані з поверхнею планети.

Таким чином, радіонаблюденія Юпітера за останній час стали одним знайбільш ефективних методів вивчення цієї планети. І хоча, як це частотрапляється на початку нового етапу досліджень, тлумачення результатіврадіонаблюденій Юпітера пов'язано з великими труднощами, думка в цілому пронього як про холодну та «спокійною» планеті досить різко змінилося.

Спостереження показують, що на видимій поверхні Юпітера є багатоплям, різних за формою, розміром, яскравості і навіть кольору. Розташування тавид цих плям змінюються досить швидко, і не тільки завдяки швидкомудобовому обертанню планети. Можна назвати кілька причин, що викликають цізміни. По-перше, це інтенсивна атмосферна циркуляція, подібна до тієї,яка відбувається в атмосфері Землі завдяки наявності різних лінійнихшвидкостей обертання окремих повітряних шарів, по-друге, неоднакованагрівання сонячними променями ділянок планети, розташованих на різнихширотах. Велику роль може відігравати також внутрішнє тепло, джереломякого є радіоактивний розпад елементів.

Якщо фотографувати Юпітер протягом тривалого часу (скажімо, упротягом декількох років) в моменти найбільш сприятливих атмосфернихумов, то можна помітити зміни, що відбуваються на Юпітер, а точніше - уйого атмосфері. Спостереження над цими змінами (з метою їх пояснення)нині приділяють велику увагу астрономи різних країн. Грецька астроном
Фокас, порівнюючи карти Юпітера, створені в різні періоди (іноді зінтервалом у десятки років), прийшов до висновку: зміни в атмосфері
Юпітера пов'язані з процесами, що відбуваються на Сонці.

Немає сумнівів, що темні плями Юпітера належать щільному шарусуцільних хмар, що оточують планету. Над цим шаром знаходиться доситьрозріджена газова оболонка.

Атмосферний тиск, що створюється газової частиною атмосфери Юпітера нарівні хмар, імовірно, не перевищує 20 - 30 мм. ртутного стовпа. ЗаПринаймні, газова оболонка під час спостереження Юпітера через синійсветофильтр ледь помітно зменшує контрасти між темними плямами і яскравоюоколом. Отже, в цілому газовий шар атмосфери Юпітерадосить прозорий. Про це свідчать також фотометричнівимірювання розподілу яскравості вздовж діаметру Юпітера. З'ясувалося, щозменшення яскравості до краю зображення планети майже однакова як в синіх,так і в червоних променях. Слід зауважити, що між шарами хмар і газу на
Юпітері різкої межі, безумовно, немає, а тому наведені вищезначення тиску на рівні облікової треба вважати наближеним.

Хімічний склад атмосфери Юпітера, як і інших планет, почали вивчатище на початку XX ст. Спектр Юпітера має велику кількість інтенсивнихсмуг, розташованих як у видимому, так і в інфрачервоному ділянці. У 1932 р.майже кожна з цих смуг була ототожнена з метаном або аміаком.

Американські астрономи Данхем, Адель і Слайфером провели спеціальнілабораторні дослідження і встановили, що кількість аміаку в атмосфері
Юпітера еквівалентно шару товщиною 8 м при тиску 1 атм., У той час яккількість метану - 45 м при тиску 45 атм.

Основною складовою частиною атмосфери Юпітера є, ймовірно, водень.
За останній час це припущення підтверджено спостереженнями.

Сатурн, безперечно, - найкрасивіша планета Сонячної системи. Майжезавжди в полі зору телескопа спостерігач бачить цю планету, оточенукільцем, яке при більш уважному спостереженні являє собоюсистему трьох кілець. Щоправда, ці кільця відокремлені один від одного,слабоконтрастнимі проміжками, тому не завжди всі три кільця вдаєтьсярозглянути. Якщо спостерігати Сатурн при найкращих атмосферних умовах (принезначному турбулентному тремтіння зображення і т.п.) і зі збільшенням у
700-800 разів, то навіть на кожному з трьох кілець ледь помітні тонкіконцентричні смуги, що нагадують проміжки між кільцями. Самоесвітле і найширше - середнє кільце, а саме слабке за яскравістю --внутрішнє. Зовнішній діаметр системи кілець майже у 2,4, а внутрішній в 1,7рази більший за діаметр планети.

За останній час найбільш серйозним дослідженням кілець Сатурна внашій країні займається московський астроном М. С. Бобров. Використовуючи даніспостережень зміни яскравості кілець в залежності від їх розміщення повідношенню до Землі і Сонця або від так званого кута фази, він визначиврозміри частинок, з яких складаються кільця.

Виявилося, що частинки, що входять до складу кілець, в поперечнику досягаютьдекількох сантиметрів і навіть метрів. За розрахунками М. С. Боброва, товщинакілець Сатурна не перевищує 10-20 км.

Як і на Юпітер, на Сатурні видно темні смуги, розташованіпаралельно екватора. Так само як і для Юпітера, для Сатурна характернарізна швидкість обертання для зон з різними широтами. Правда, смуги надиску Сатурна більш стійкі та кількість деталей менше, ніж у Юпітера.

ВІДМІННІСТЬ планет-гігантів ВІД планет земної групи

Меркурій, Венера, Земля і Марс відрізняються від планет-гігантів меншимирозмірами, меншою масою, більшою щільністю, більш повільним обертанням,набагато більше розрідженими атмосферами (на Меркурії атмосфера практичновідсутній, тому його денна півкуля сильно загострюється; всі планети -гіганти оточені потужними протяжними атмосферами), малим числом супутниківабо відсутністю їх.

Оскільки планети-гіганти знаходяться далеко від Сонця, їх температура
(принаймні, над їх хмарами) дуже низька: на Юпітері - 145 С, на
Сатурні - 180 С, на Урані і Нептуні ще нижче. А температура в планет земноїгрупи значно вище (на Венері до плюс 500 С). Мала середня щільністьпланет-гігантів може порозуміються тим, що вона виходить розподілом маси навидимий обсяг, а обсяг ми оцінюємо по непрозорого шару обширноїатмосфери. Мала щільність і достаток водню відрізняють планети-гіганти відінших планет.

Ю П І Т Е Р

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

Юпітер - друга за яскравістю після Венери планета Сонячної системи. Алеякщо Венеру можна бачити тільки вранці або ввечері, то Юпітер інодівиблискує всю ніч. З-за повільного, величного переміщення цієї планети стародавні греки дали їй ім'я свого верховного бога Зевса; вримському пантеоні йому відповідав Юпітер.

Двічі Юпітер зіграв важливу роль в історії астрономії. Він став першоюпланетою, у якої були відкриті супутники. В 1610 р. Галілей, направившителескоп на Юпітер, помітив поруч з планетою чотири зірочки, не видиміпростим оком. На наступний день вони змінили своє становище іщодо Юпітера, і щодо один одного. Спостерігаючи за цимизірками Галілей зробив висновок, що спостерігає супутники Юпітера, що утворилисянавколо нього як центрального світила. Це була зменшена модель Сонячноїсистеми. Швидке і добре помітне переміщення галілеєвих супутників Юпітера
- Іо, Європу, Ганімед і Каллісто - робить їх зручними "небесними годинами",і моряки довгий час користувалися ними, щоб визначати положеннякорабляу відкритому морі.

Іншим разом Юпітер і його супутники допомогли вирішити одну з найдавнішихзагадок: чи поширюється світло миттєво або швидкість його кінцева?
Регулярно спостерігаючи затемнення супутників Юпітера і порівнюючи ці дані зрезультатами попередніх розрахунків, датський астроном Оле Ремер у 1675 р.виявив, що спостереження й обчислення розходяться, якщо Юпітер і Землязнаходяться по різні сторони Сонця. У цьому випадку затемнення супутниківзапізнюються приблизно на 1000 с. Ремер прийшов до правильного висновку, що 1000с. - Це як раз, яке потрібно світла, щоб перетнути орбіту Землі подіаметру. Оскільки діаметр земної орбіти становить 300 млн. кілометрів,швидкість світла виявляється близькою до 300000км./с.

Юпітер - це планета-гігант, яка містить в собі більше 2/3 всієїнашої планетної системи. Маса Юпітера дорівнює 318 земним. Його обсяг у 1300разів більше, ніж у Землі. Середня щільність Юпітера 1330 кг/м 3, щопорівнянно з густиною води і в чотири рази менше, ніж щільність Землі.
Видима поверхня планети в 120 разів перевершує площу Землі. Юпітерє гігантським куля з водню, практично його хімічнийскладу співпадає з сонячним. А от температура на Юпітері жахливо низька:
-140 (С.

Юпітер швидко обертається (період обертання 9 ч. 55 хв. 29 с.). Черездії відцентрових сил планета помітно розплющилася, і її полярнийрадіус став на 4400 км менше екваторіального, рівного 71400 км. Магнітнеполе Юпітера в 12 разів сильніше земного.

Біля Юпітера побувало п'ять американських космічних апаратів: у 1973р. - «Піонер-10», в 1974 - «Піонер-11». У березні і в іюле1979 р. йоговідвідали більш великі і «розумні» апарати - «Вояджер-1 і -2». У грудні 1995до нього долетіла міжпланетна станція «Галілео», яка стала першоюштучним супутником Юпітера і скинула в його атмосферу зонд.

зробить, і ми невелике уявне подорож вглиб Юпітера.

АТМОСФЕРА

Атмосфера Юпітера є величезною бурхливу частину планети,що складається з водню й гелію. Механізм, що приводить в дію загальнуциркуляцію на Юпітер, такий же, як і на Землі: різниця у кількостітепла, одержуваного від Сонця на полюсах і екваторі, викликає виникненнягідродинамічних потоків, які відхиляються в зональному напрямкукоріолісовой силою. При такому швидкому обертанні, як у Юпітера, лінії струмупрактично паралельні екватора. Картина ускладнюється конвективнимирухами, які більш інтенсивні на кордонах між гідродинамічнимипотоками, які мають різну швидкість. Конвективні руху виносять вгоруфарбують речовина, присутністю якого пояснюється злегка червонуватийколір Юпітера. В області темних смуг конвективні руху найбільш сильні,і це пояснює їх більш інтенсивне забарвлення.

Так само як і в земній атмосфері, на Юпітері можуть формуватися циклони.
Оцінки показують, що великі циклони, якщо вони утворюються в атмосфері
Юпітера, можуть бути дуже стійкі (час життя до 100 тисяч років).
Імовірно, Велика Червона пляма є прикладом такого циклону.
Зображення Юпітера, отримані за допомогою апаратури, встановленої наамериканських апаратах «Піонер-10» і «Піонер-11», показали, що Червонепляма не є єдиним утворенням подібного типу: єкілька стійких червоних плям меншого розміру.

спектроскопічними спостереженнями було встановлено присутність уатмосфері Юпітера молекулярного водню, гелію, метану, аміаку, етану,ацетилену і водяної пари. Мабуть, елементний склад атмосфери (і всієїпланети в цілому) не відрізняється від сонячного (90% водню, 9% гелію, 1%більш важких елементів).

Повний тиск біля верхньої межі хмарного шару складає близько 1 атм.
Хмарний шар має складну структуру. Верхній ярус складається з кристаліваміаку нижче, повинні бути розташований хмари з кристалів льоду і крапельокводи.

Інфрачервона яскравості температура Юпітера, виміряна в інтервалі 8 -
14 мк, дорівнює в центрі диска 128 - 130К. Якщо розглянути температурнірозрізи по центральному меридіану і екватора, можна побачити, щотемпература, виміряна на краю диска, нижче, ніж у центрі. Це можнапояснити наступним чином. На краю диска промінь зору йде похило, іефективний випромінює рівень (тобто рівень, на якому досягаєтьсяоптична товщина? = 1) розташований в атмосфері на більшій висоті, ніж уцентрі диска. Якщо температура в атмосфері падає зі збільшенням висоти, тояскравість і температура на краю будуть трохи менше. Шар аміаку товщиноюу кілька сантиметрів (при нормальному тиску) вже практичнонепрозорий для інфрачервоного випромінювання в інтервалі 8 - 14 мкм. Звідсивипливає, що інфрачервона яскравості температура Юпітера відноситься додосить високим верствам його атмосфери. Розподіл інтенсивності в смугах
СН показує, що температура хмар значно більше (160 - 170К) Притемпературі нижче 170К аміак (якщо його кількість відповідаєспектроскопічні спостереженнями) повинен конденсуватися; томупередбачається, що хмарний покрив Юпітера, принаймні частково,складається з аміаку. Метан конденсується при більш низьких температурах і вутворення хмар на Юпітері брати участь не може.

яскравості температура 130К помітно вище, ніж рівноважна, тобто така,яку повинне мати тіло, що світиться тільки за рахунок перевипромінюваннясонячної радіації. Розрахунки, що враховують вимір відбивноїздатності планети призводять до рівноважної температурі близько 100К.
Істотно, що величина яскравісної температури близько 130К була отримана нетільки у вузькому діапазоні 8-14мк, а й далеко за його межами. Такимчином, повне випромінювання Юпітера 2,9 разів перевершує енергію, що отримуєтьсявід Сонця, і велика частина випромінюваної ним енергії обумовлена внутрішнімджерелом тепла. У цьому сенсі Юпітер ближче до зірок, ніж до планетземного типу. Проте джерелом внутрішньої енергії Юпітера не є,звичайно, ядерні реакції. Мабуть, випромінюється запас енергії,накопичений при гравітаційному стисненні планети (у процесі формуванняпланети з протопланетному туманності гравітаційна, коли гравітаційнаенергія пилу й газу, що утворюють планету, повинна переходити в кінетичну іпотім в теплову).

Наявність великого потоку внутрішнього тепла означає, що температурадосить швидко зростає з глибиною. Згідно з найбільш імовірнимтеоретичним моделям вона досягає 400К на глибині 100 км нижче рівняверхньої межі хмар, а на глибині 500 км - близько 1200К. А розрахункивнутрішньої будови показують, що атмосфера Юпітера дуже глибока -
10000 км, але треба відзначити, що основна маса планети (нижче цієї межі)знаходиться в рідкому стані. Водень при цьому перебуває в виродження, щоте ж саме, в металевому стані (електрони відірвані від протонів).
При цьому в самій атмосфері водень і гелій, строго кажучи, перебувають нанадкритичну стані: щільність в нижніх шарах досягає 0,6-0,7 г/смі, і властивості швидше нагадують рідина, ніж газ. У самому центрі планети
(за розрахунками на глибині 30000 км), можливо, знаходиться тверде ядро зважких елементів, що утворилася в результаті злипання частинок металів ікам'яних утворень.

КОЛЬЦО ЮПІТЕРА.

Юпітер підносить багато сюрпризів: він генерує потужні полярнісяйва, сильні радіошумів, біля нього міжпланетні апарати спостерігаютьпилові бурі - потоки дрібних твердих частинок, викинутих в результатіелектромагнітних процесів в магнітосфері Юпітера. Дрібні частинки, якіотримують електричний заряд при опроміненні сонячним вітром, володіютьдуже цікавою динамікою: будучи проміжним випадком між макро імікротеламі, вони приблизно однаково реагують і на гравітаційні і наелектромагнітні поля.

Саме з таких дрібних кам'яних часток, в основному складається кільце
Юпітера, відкрите в березні 1979 року (непряме виявлення кільця в 1974р. за даними «Піонера» залишилося невизнаним). Його головна частина маєрадіус 123-129 тис. км. Це плоске кільце близько 30км товщиною і дужерозріджений - воно відображає лише кілька тисячних часток відсотка падаючогосвітла. Більш слабкі пилові структури тягнуться від головного кільця доповерхні Юпітера й утворюють над кільцем товсте гало, що тягнеться донайближчих супутників. Побачити кільце Юпітера з Землі практично неможливо:воно дуже тонке і постійно повернуто до спостерігача ребром через малунахилу осі обертання Юпітера до площини його орбіти.

ВНУТРІШНІ І ЗОВНІШНІ супутників Юпітера.

У Юпітера виявлено 16 лун. Дві з них - Іо та Європа - розміром з нашу
Місяць, а інші два - Ганімед і Каллісто - перевершили її по діаметруприблизно в півтора рази. Каллісто дорівнює за розмірами Меркурію, а Ганімед йогообігнав. Правда, вони знаходяться далі від своєї планети, ніж Місяць від Землі.
Тільки Іо видно в небі Юпітера як яскравий червонуватий диск (або півмісяць)місячних розмірів, Європа, Ганімед і Каллісто виглядають в кілька разів менше
Місяця.

Володіння Юпітера досить великі: вісім зовнішніх супутників настількивіддалені від нього, що їх не можна було б спостерігати з самої планетинеозброєним оком. Походження супутників загадково: половина з нихрухається навколо Юпітера у зворотний бік (у порівнянні зі зверненнямінших 12 супутників і напрямком добового обертання самої планети). Самийзовнішній супутник Юпітера в 200 разів далі від нього, ніж найближчий.
Наприклад, якщо висадитися на один з найближчих супутників, то помаранчевий дискпланети займе півнеба. А з орбіти самого далекого супутника диск гіганта
Юпітера буде виглядати майже в два рази менше місячного.

Супутники Юпітера - це найцікавіші світи, кожен зі своїм обличчям іісторією, які відкривалися нам тільки в космічну еру.

Іо

Це найближчий до Юпітера Галілеєм супутник, він віддалений від центрупланети на 422 тис. км, тобто трохи далі, ніж Місяць від Землі. Завдякивеличезній масі період обертання Юпітера Іо набагато коротше місячного місяця іскладає всього 42,5 г. Для спостерігача в телескоп це самий непосидючийсупутник: практично кожен день Іо видно на новому місці, перебігаючи з одногобоку Юпітера на іншу.

За масою і радіусу (1815км) Іо схожа на Місяць. Самая сенсаційнаІо особливість полягає в тому, що вона вулканічно активна! На її жовто -помаранчевої поверхні «Вояджери» виявили 12 діючих вулканів,вивергають султани висотою до 300км. Основний його викидають газ - діоксидсірки, замерзають потім на поверхні у вигляді твердого білої речовини.
Домінуючим помаранчевим кольором супутник зобов'язаний сполук сірки. Вулканічноактивні області Іо нагріті до 300 (С.

Постійно над планетою піднімається фонтан газу висотою 300 км. Потужнийпідземний гул стрясає грунт, з жерла вулкана з величезною швидкістю (до
1 км/с) вилітають разом з газом камені і після вільного безатмосфернихпадіння з величезної висоти врізаються у поверхню в багатьох сотняхкілометрів від вулкана. З деяких вулканічних кальдери (так називаютьсяказаноподібну западини, що утворилися внаслідок провалу вершини вулкану)вихлюпується розплавлена чорна сірка і розтікається гарячими річками. нафотографіях «Вояджер» видно чорні озера і навіть цілі моря розплавленоїсірки.

Найбільше лавове морі біля вулкана Локі має розмір 20 км впоперечнику. У центрі його розташований потрісканий помаранчевий острів зтвердої сірки. Чорні моря Іо коливаються в помаранчевих берегах, а в небі надними нависає громада Юпітера ...

Існування таких пейзажів надихнуло багато художників.

Вулканічна активність Іо обумовлена гравітаційним впливом на неїінших тіл системи Юпітера. Перш за все, сама гігантська планета своїмпотужним тяжінням створила два приливних горба на поверхні супутника,які загальмували обертання Іо, так що вона завжди звернена до Юпітераоднією стороною - як Місяць до Землі. Орбіта Іо не є точним кругом,горби злегка переміщуються по її поверхні, що призводить до розігріваннявнутрішніх шарів планети. У ще більшій мірі цей ефект викликаєтьсяприливними впливами інших масивних супутників Юпітера, в першучергу найближчої до Іо Європі. Постійне розігрівання надр призвело до того,що Іо є самим вулканічно активним тілом Сонячної системи.

На відміну від земних вулканів, у яких потужні виверження епізодичні,вулкани на Іо працюють практично не перестаючи, хоча активність їх можезмінюватися. вулкани та гейзери викидають частина речовини навіть у космос.
Тому вздовж орбіти Іо плазмовий тягнеться шлейф з іонізованих атомівкисню і сірки і нейтральних хмар атомарних натрію і калію.

Ударні кратери на Іо відсутні через інтенсивної вулканічноїпереробки поверхні. На ній є кам'яні масиви висотою до 9 км.
Щільність Іо досить висока - 3000 кг/м 3. Під частково розплавленоїоболонкою з силікатів у центрі супутника розташоване ядро з великимвмістом заліза і його з'єднань.

Європа

Європа має радіус трохи менше, ніж у Іо - 1569км. З галілеєвихсупутників у Європи найсвітліша поверхню з явними ознаками водяногольоду. Існує припущення про те, що під крижаною кіркою існуєводний океан, а під ним тверде силікатне ядро. Щільність Європи дужевисока - 3500кг/м3. Цей супутник віддалений від Юпітера на 671000 км.

Геологічна історія Європи не має нічого спільного з історією сусідніхсупутників. Європа одне з найбільш гладких тіл у сонячній системі: на ній немаєвисочин більше ста метрів висотою. Вся крижана поверхню супутникапокрита мережею смуг величезною довжиною. Темні смуги довжиною в тисячікілометрів - це сліди глобальної системи тріщин по всій Європі.
Існування цих тріщин пояснюється тим, що крижана поверхнядосить рухома і неодноразово розколювалася від внутрішньої напруги івеликомасштабних тектонічних процесів.

Через те, що поверхня молода (усього 100млн. років), на майже непомітно ударних метеоритних кратерів, які у великій кількостівиникали 4,5 млрд. років тому. Учені знайшли на Європі тільки п'ять кратерівдіаметрами 10-30 км.

Ганімед

Ганімед є найбільшим супутником планет у Сонячній системі, йогорадіус дорівнює 2631 км. Щільність мала, у порівнянні з Іо і Європою, всього
1930кг/м3. Відстань до Юпітера складає 1,07 млн. км. Всю поверхню
Ганімеда можна розділити на дві групи: перша, що займає 60% території,являє собою дивні смуги льоду, породжені активнимигеологічними процесами 3,5 млрд. років тому, друга, що займає інші
40%, являє собою стародавню потужну крижану кору, покритучисленними метеоритними кратерами, потрібно також відзначити, що ця корабуло частково разломлена і оновлена тими ж процесами, що й згаданівище.

З точки зору космічного геолога Ганімед-найпривабливіше тілосеред супутників Юпітера. Він має змішаний силікатно-крижаний склад:мантію з водяного льоду і кам'яне ядро. Його щільність 1930 кгм ^ 3. Уумовах низьких температур і високих внутрішніх тисків водяний лід можеіснувати в декількох модифікаціях з різними типами кристалічноїрешітки. Багата геологія Ганімеда багато в чому визначається складнимипереходами між цими різновидами льоду. Поверхня супутникаприпорошена шаром пухкої кам'яно-крижаний пилу товщиною від декількох метрівдо декількох десятків метрів.

Каллісто

Це другий за величиною супутник в системі Юпітера, його радіус 2400км.
Серед галілеєвих супутників Каллісто найдальший: відстань від Юпітера
1,88 млн. км, період обертання становить 16,7 доби. Щільність силікатно -крижаний Каллісто мала - 1830кг/м3. Поверхня Каллісто до краю насиченаметеоритними кратерами. Темний колір Каллісто - результат силікатних іінших домішок. Каллісто - саме кратерірованное тіло Сонячної системи звсіх відомих. Величезною сили удару метеорита викликав освіта гігантськоїструктури, оточеній кільцевими хвилями, - Вальхалли. У центрі їїзнаходиться кратер діаметром 350 км, а в радіусі 2000 км від ньогоконцентричними колами розташовуються гірські хребти.

У усередині орбіти Юпітера Іо відкривається кілька маленьких супутників.
Три з них - Метіда, Адрастея і Теба-виявлені за допомогою міжпланетнихстанцій, і про них відомо небагато. Метида і Атрастея (їх діаметри 40 і 20км відповідно) рухаються по краю головного кільця Юпітера, по однійорбіті радіусом 128000км. Ці самі швидкі супутники роблять оборот навкологіганта Юпітера за 7 год зі швидкістю понад 100000 км/ч.

віддаленіших?? й супутник Теба розташований посередині між Іо і Юпітером -на відстані 222 тис. км від планети, його діаметр близько 100 км.

Найбільш великий внутрішній супутник Амальтерея має неправильну форму
(Розміри 270 * 165 * 150 км) і покритий кратерами; він складається з тугоплавкихпорід темно-червоного кольору. Амальтелія виявлена американським астрономом
Едуардом Бернардом в 1892 р. і стала п'ятим за рахунком відкритим супутником
Юпітера. Вращается вона по орбіті радіусом 181 тис. км.

Внутрішні супутники Юпітера і його чотири головні місяці розташовані поблизуплощині екватора планети на майже кругових орбітах. У орбіт цих восьмисупутників ексцентрісети і способу настільки малі, що жоден з них невідхиляється від «ідеальної» кругової траєкторії більш ніж на один градус.
Такі супутники називаються регулярними.

Решта вісім супутників Юпітера відносяться до нерегулярним і відрізняютьсязначними ексцентрісетамі і нахил орбіти. У своєму русі вониможуть вони можуть змінювати віддаленість від планети в 1,5-2 рази, порушуючи прице від її екваторіальній площині на багато мільйонів кілометрів. Цівісім зовнішніх супутників Юпітера згруповані у дві команди, котрі булиназвані по найбільш великим тіл: група Гімалія, куди також входять
Леда, Лісітея і Елара; і група Пасіфе з Ананке, Карме і Синопі. Цісупутники відкривалися за допомогою наземних телескопів протягом 70 років (1904
-1974). Середні радіуси планет групи Гімалія відповідають 11,1-11,7 млн км
. супутники групи Гімалія здійснюють оборот навколо Юпітера за 240-260 діб
, А групи Пасіфе - за 630-760 діб, тобто більш ніж за два роки.
Власні радіуси супутників дуже малі: в групі Гімалія-від 8 км у Ледидо 90 км у Гімалія; в групі Пасіфе-від 15 до 35 км. вони чорні і нерівні
. Зовнішні супутники, що входять до групи Пасіфе, обертаються навколо Юпітера взворотний бік.

Вчені ще не прийшли до єдиної думки про походження нерегулярнихсупутників. (Вважається, що регулярні внутрішні супутники сформувалисяз навколопланетному газопилового диска в результаті злипання багатьох дрібнихчастинок.) Ясно тільки, що важливу роль у формуванні зовнішніх супутниківграв захоплення Юпітером астероїдів. Комп'ютерні розрахунки показують, що,можливо, група Пасіфе виникла в результаті систематичного захопленняпланетою дрібних частинок і астероїдів на зворотні орбіти у зовнішній областіоколоюпітеріанского диска.

С А Т У Р Н

АТМОСФЕРА і хмарні ШАР.

Кожен, хто спостерігав планети в телескоп, знає, що на поверхні
Сатурна, тобто на верхній межі його хмарного покриву, помітно малодеталей і контраст їх з навколишнім фоном невеликий. Цим Сатурн відрізняєтьсявід Юпітера, де є багато контрастних деталей у вигляді темних ісвітлих смуг, хвиль, вузликів, що свідчать про значну активностійого атмосфери.

Виникає питання, чи дійсно атмосферна активність Сатурна
(наприклад швидкість вітру) нижче, ніж у Юпітера, або ж деталі його хмарногопокриву просто гірше видно з Землі з-за більшої відстані (близько 1,5млрд.