Весьма интересна для наблюдений планета Юпитер – самая большая по размерам и самая массивная планета Солнечной системы (рис. 1). Ее легко найти на небе по слегка желтоватому цвету и значительному блеску, меняющемуся (в зависимости от конфигурации планеты) в пределах от -2,5 до -1,2 звездной величины.

Из-за быстрого вращения вокруг оси Юпитер имеет заметное сжатие: его экваториальный диаметр в 11,2 раза, а полярный только в 10,5 раза больше земного. Планета окружена протяженной атмосферой, состоящей на 87 % из молекулярного водорода и на 13 % из гелия с примесями аммиака и метана. В ней с Земли видно множество деталей – полос и пятен, меняющих свои очертания и расположение на диске планеты. Наиболее интенсивными являются две широкие полосы, вытянутые вдоль экватора и поэтому названные экваториальными. Масса планеты в 318 раз превышает массу Земли.

Оптическим наблюдениям доступна только облачная оболочка и атмосфера планеты, имеющая температуру около-130°С. Согласно новейшим исследованиям у Юпитера нет твердой поверхности, и физическое состояние его внешних слоев – газообразное, средних слоев – жидкое, а недра планеты, состоящие в основном из водорода и гелия, находятся в очень плотном состоянии, названном металлической фазой. Температура глубоких недр планеты близка к 30 тыс. Кельвинов, и Юпитер излучает тепла в 2,7 раза больше, чем получает его от Солнца. Масса планеты в 318 раз превышает массу Земли.

[354x250]
Рис. 1. Планета Юпитер

Большое Красное Пятно было замечено земными наблюдателями более чем 300 лет тому назад (открытие приписывается Кассини, Роберту ли Хуку, в 17 веке). Оно имеет размеры 12 000 на 25 000 км. – достаточно для того, чтобы вместить две таких планеты, как Земля. Другие меньшие подобные пятна наблюдались на протяжении десятилетий.

Инфракрасные наблюдения и направление его вращения указывают, что это пятно – область высокого давления, над которой верхние слои туч располагаются значительно выше и они холоднее, чем над окружающими областями. Подобные структуры были замечены на Сатурне и Нептуне. Не известно, как такие структуры могут сохраняться так долго.

Юпитер излучает в космос большее количество энергии, чем получает от Солнца. Внутри Юпитера – горячее ядро, температура которого составляет приблизительно 20 000 K. Теплота генерируется механизмом Кельвина – Гельмгольца, за счет медленного гравитационного сжатия планеты. Юпитер не делает энергию ядерным синтезом, как Солнце; он слишком малый, и его внутренняя температура слишком холодна для того, чтобы запустить ядерные реакции. Эта внутренняя теплота, возможно, вызывает конвекцию глубоко в жидких слоях Юпитера, вследствие чего мы наблюдаем сложные движения в верхних слоях туч. Сатурн и Нептун подобны Юпитеру в этом отношении, но Уран, как ни странно, нет.

Юпитер имеет огромное магнитное поле, намного более сильное, чем в Земле. Магнитосфера тянется больше чем на 650 миллионов км. Обратите внимание, что магнитосфера Юпитера далека от сферической – она тянется на несколько миллионов километров по направлению к Солнцу. Спутники Юпитера, следовательно, находятся в пределах его магнитосферы, которая может частично объяснять активность на Ио. К сожалению, для будущих космических путешественников и проектировщиков космических кораблей Voyager и Galileo, окружающая среда вокруг Юпитера содержит высокие уровни энергетических частиц, захваченных магнитным полем Юпитера.

[показать]

Первым кораблем, который летал в Юпитер в 1973 году, был Pioneer 10, а позже это были Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 и Ulysses. Космический корабль Galileo недавно находился на постоянной орбите вокруг Юпитера и посылал полученные данные до 2002 года.

Изучать планеты-гиганты с помощью космической техники начали на десятилетие позже, чем планеты земной группы. 3 марта в 1972 г. из Земли стартовал американский космический аппарат «Пионер-10″. Через 6 месяцев полета аппарат успешно проходил пояс астероидов и еще через 15 месяцев достиг околиц «царя планет», пройдя на расстоянии 130 300 км. от него в декабре 1973 г.

С помощью оригинального фотополяриметра получено 340 снимков облачного покрова Юпитера и поверхностей четырех самих больших спутников: Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто. Кроме Большого Красного Пятна, размеры которого превышают диаметр нашей планеты, обнаружено белое пятно диаметром больше 10 тыс. километров. Инфракрасный радиометр показал, что температура внешнего облачного покрова составляет 133 К. Было обнаружено также, что Юпитер излучает в 1,6 разы больше тепла, чем получает от Солнца; уточнена масса планеты и спутника Ио.

«Пионер-10″ начал двигаться по касательной к орбите Юпитера, отдаляясь от Земли почти по прямой. Интересно, что шлейф магнитосферы Юпитера был обнаружен за пределами орбиты Сатурна. В 1987 г. «Пионер-10″ вышел за границы Солнечной системы.

Притягивание Юпитера развернуло «Пионер-11″ почти на 180°. После нескольких коррекций траектории полета он пересек орбиту Сатурна неподалеку от самой планеты.

«Вояджер-1″ сделал пролет возле Юпитера в марте в 1979 г., а «Вояджер-2″ прошел мимо гиганта на четыре месяца позже. Они передали на Землю снимки облачного покрова Юпитера и поверхностей ближайших спутников со странными подробностями.

В октябре в 1991 г., проходя через пояс астероидов, аппарат сфотографировал малую планету Гаспра. Вернувшись к Земле второй раз в декабре 1992 г. и получив новое ускорение, он ринулся к основной цели своего путешествия – Юпитеру. Оказавшись в августе в 1993 г. опять в поясе астероидов, он сфотографировал еще одну малую планету, Иду.