Галилеевы спутники Юпитера — удивительные космические тела, пригодные для жизни

Спутники несостоявшейся звезды

Визуализация движения спутников Юпитера

Сегодня их количество оценивается в 79, но это довольно условно, и ученые говорят, что на самом деле их не менее сотни. 50 спутников уже имеют свои имена — традиционно их называют женскими именами в честь любимой и многочисленной дочери Юпитера (Зевса). В древности божества не отличались особой моралью и читабельностью, поэтому среди спутников Юпитера был и Ганимед — красивый юноша, который любил всемогущий гром и поэтому был похищен им. Остальные 29 небесных тел, обнаруженные сравнительно недавно, пока не имеют собственного названия.

Изображение Главного кольца, полученное Галилео при прямо-рассеянном свете

Кольцевая система Юпитера состоит из четырех основных компонентов:
• ореол — тор, часто состоящий из частиц, по внешнему виду напоминающий бублик или диск с отверстием;
• Основное кольцо, очень тонкое и достаточно яркое;
• два внешних кольца, широкие, но слабые, называемые «паутинными кольцами».
Ореол и главное кольцо в основном состоят из пыли Метиса, Адрастеи и, вероятно, некоторых других спутников меньшего размера. Ширина ореола составляет около 20-40 тысяч км, хотя масса его основной составляющей находится не дальше нескольких сотен километров от плоскости кольца. Форма гало, согласно популярной гипотезе, обусловлена ​​воздействием электромагнитных сил внутри магнитосферы Юпитера на частицы пыли в кольце.
Кольца из паутины очень тонкие и прозрачные, как паутина, они получили свое название от материала спутников Юпитера, Амальтеи и Фив, которые их образуют. Внешние границы Главного кольца обозначены спутниками Адрастея и Метис.

Европа

Европа получила свое название в честь еще одной возлюбленной Зевса, дочери финикийского царя, которую он похитил в виде быка. Эта Луна является шестой по удаленности от Юпитера и примерно того же возраста, то есть 4,5 миллиарда лет. Однако поверхность Европы намного моложе (около 100 миллионов лет), поэтому на ней практически нет метеоритных кратеров, появившихся при формировании Юпитера и его спутников. Обнаружено всего пять из этих кратеров диаметром от 10 до 30 км.
Орбитальное расстояние Европы от Юпитера составляет 670 900 км. Диаметр Европы меньше, чем у Ио и Луны — всего 3100 км, к тому же она всегда обращена к своей планете одной стороной.
Максимальная температура поверхности на экваторе Европы составляет минус 160 ° C, а на полюсах — минус 220 ° C. Хотя вся поверхность спутника покрыта слоем льда, ученые считают, что за ним скрывается жидкий океан. Кроме того, исследователи считают, что некоторые формы жизни существуют в этом океане благодаря термальным источникам, расположенным рядом с подземными вулканами, то есть таким же, как на Земле. По количеству воды Европа вдвое быстрее Земли.

Роль спутников Юпитера в развитии астрономии

Слева направо изображены Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Эти спутники являются одними из крупнейших в Солнечной системе, и их можно наблюдать в небольшой телескоп.

Юпитер стал первой планетой в Солнечной системе, у которой есть спутники, помимо Луны, спутника Земли. Это сделал Галилео Галилей, который в 1610 году с помощью телескопа обнаружил рядом с гигантом маленькие звезды, которые вели себя необычно по сравнению с другими небесными объектами. Наблюдая за их движением в течение нескольких дней, он заметил, что они вращаются вокруг Юпитера, а это значит, что они не независимые планеты, а его спутники. Так были открыты Ганимед, Европа, Ио и Каллисто.

Каковым является их количество: современная версия

Долгое время среди ученых был распространен вопрос, сколько спутников у Юпитера. Официальное количество — 53 штуки. Ученые нашли еще 16 единиц, но все еще ждут момента, чтобы получить официальный статус и название. В связи с этим многие представители научного мира сходятся во мнении, что общее количество космических объектов, окружающих планету, составляет 69 единиц. Все они разные и способны привлечь внимание не только ученых, но и обычных людей. Особое значение имеют 4 спутника, обнаруженные в 1610 году, так как они являются самыми большими, наиболее заметными и важными.

Прохождение спутника Ио перед Юпитером, 24 июля 1996 г., телескоп Хаббла

Нерегулярные спутники

Спутники неправильной формы — это небесные тела значительно меньшего размера, расположенные намного дальше от планеты и с эксцентрическими орбитами. Они делятся на группы, различающиеся по орбитальным или структурным характеристикам. Они были привлечены планетарной гравитацией или образовались при ударе.

Альматея, захваченная Галилеем в 1999 году. Слева — расстояние 446 000 км (12 августа) и справа — 374 000 км (26 ноября)

Группа названа в честь самого старого члена. Например, есть группа Гималий, где Луна достигает в диаметре 85 км. Раньше это был астероид, притягиваемый гравитацией Юпитера.

79 известных спутников Юпитера трудно отследить. Прямолинейные луны (фиолетовый и синий) находятся близко к планете, а ретроградные (красные) — дальше. Исключение составляет Валетудо (зеленый), который движется прямо, но очень далеко. 10 новых экспонатов отмечены более яркими цветами. Анимация показывает систему в движении.

Группа Карме следует за 23-километровым спутником. Все объекты имеют ретроградные орбиты (совершают оборот в противоположном планетарном направлении).

Ананке протянулся на 14 км. Раньше это был астероид, увлекаемый гравитацией. Оборудован ретроградными орбитальными ходами.

В Пасифе много красочных объектов. Все они образовались после серии попаданий. Радиус достигает 30 км и вращается ретроградно. Также есть спутники, не входящие в другие группы. Это S / 2003 J 12 и S / 2011 J 1, где первый — самый далекий спутник.

Большое красное пятно Юпитера

Одно из самых любопытных явлений Юпитера, которое уже можно наблюдать в обычный телескоп, — это Большое Красное Пятно, которое видно на поверхности планеты и которое вращается вместе с ней. Его размеры (они непостоянны) — около 40 000 километров в длину и 13 000 километров в ширину — вся Земля поместилась бы в этот гигантский ураган!

Сравнительный размер Большого Красного Пятна на Юпитере.

Наблюдения за этим явлением ведутся уже 350 лет, и с тех пор пятно не исчезло. Долгое время считалось, что это что-то твердое на поверхности планеты, но «Вояджер-1» в 1979 году сделал подробные фотографии Юпитера и прояснил эту проблему. Оказалось, что Большое Красное Пятно — не что иное, как атмосферный вихрь! И это самый большой ураган в Солнечной системе, который люди видели за 350 лет, и никто не знает, сколько он длился в целом. Хотя за последние 100 лет размер пятна стал вдвое меньше.

Точка вращается вокруг своей оси в течение 6 часов и при этом вращается вместе с планетой.

Ветры, дующие при этом урагане, достигают скорости 500-600 км / ч (около 170 м / с). Для сравнения: наши сильнейшие ураганы на Земле — не что иное, как легкий ветерок. Однако в центре пятна, как и при ураганах такого типа, стоит довольно тихая погода. Кстати, на ледяном гиганте Уран ветры намного сильнее.

Помимо Большого Красного Пятна, на планете Юпитер есть и другие подобные образования: ураганы. Они образуются на разных территориях и могут существовать десятилетиями, постепенно исчезая. Иногда они сталкиваются друг с другом или даже с Большим красным пятном, поэтому его яркость и размер могут измениться. Самые долгоживущие водовороты образуются в Южном полушарии, но неясно, почему это так.

Будущее Юпитера

Сейчас планета Юпитер не входит в обитаемую зону, так как находится слишком далеко от Солнца и жидкая вода не может существовать на поверхности ее спутников. Хотя предполагается его присутствие под поверхностным слоем, так называемые подземные океаны могут существовать на Ганимеде, Европе и Каллисто.

Со временем Солнце будет увеличиваться в размерах, приближаясь к Юпитеру. Постепенно спутники Юпитера нагреются, и на некоторых из них появятся вполне комфортные условия для возникновения и поддержания жизни.

Однако через 7,5 миллиардов лет Солнце превратится в огромного красного гиганта, поверхность которого будет всего в 500 миллионах километров от Юпитера, что в три раза ближе, чем Земля к Солнцу сейчас. К тому времени Земля и даже Марс уже давно будут поглощены нашей набухшей звездой. А сам Юпитер превратится в планету типа «горячий Юпитер»: сферу из газа, нагретого до 1000 градусов, которая, в свою очередь, будет светиться. Его каменные товарищи будут сожжены кусками камня, а ледяные полностью исчезнут.

Но тогда на спутниках Сатурна, одним из которых является Титан, появятся более благоприятные условия, а теперь это целая органическая фабрика с плотной атмосферой. Возможно, тогда и там настанет черед появления новых форм жизни.

Каллисто

Спутник Каллисто получил свое название в честь еще одного возлюбленного Зевса. Имея диаметр 4820 км, он является третьим по величине спутником в Солнечной системе и составляет около 99% диаметра Меркурия, а масса спутника в три раза меньше массы этой планеты.
Возраст Каллисто, как и самого Юпитера и других галилеевых спутников, также составляет около 4,5 миллиардов лет, но его расстояние от Юпитера намного больше, чем у других спутников, почти 1,9 миллиона километров. Благодаря этому жесткое радиационное поле газового гиганта на него не влияет.
Поверхность Каллисто — одна из самых старых поверхностей в Солнечной системе — ей около 4 миллиардов лет. Все покрыто кратерами, так что со временем каждый метеорит обязательно попадал в существующий кратер. Каллисто лишен бурной тектонической активности, его поверхность не нагревается после образования, поэтому он сохранил свой древний вид.
По мнению многих ученых, Каллисто покрыт толстым слоем льда, под которым находится океан, а в центре спутника находятся камни и железо. Его тонкая атмосфера состоит из углекислого газа.
Особого внимания на Каллисто заслуживает кратер Валгалла общим диаметром около 3800 км. Он состоит из светящейся центральной области диаметром 360 км, окруженной концентрическими кольцами хребтов радиусом до 1900 км. Все изображение напоминает круги на воде от брошенного в нее камня, только в этом случае роль «камня» сыграл крупный астероид длиной 10-20 км. Валгалла считается самым большим образованием в Солнечной системе вокруг ударного кратера, хотя сам кратер всего лишь 13-й по размеру.

Измерение скорости света

Эксперимент Ремера

В 17 веке ученые не имели точного представления о конечности скорости света, поэтому было важно экспериментально выяснить, как он распространяется, мгновенно или нет. Спутники Юпитера смогли помочь решить эту проблему. Если бы световые волны от любого источника распространялись мгновенно, положение небесных тел на небе, зафиксированное наблюдателем, полностью соответствовало бы реальному. Если это излучение имеет конечную скорость, реальное изображение будет искажено из-за разного расстояния до исследуемых объектов.

В 1675 году датчанин Оле Ремер произвел расчеты положения спутников Юпитера для двух случаев: первый — Земля и газовый гигант находятся на одной стороне Солнца, второй — на разных. Выявив несоответствия между расчетами и наблюдениями, он пришел к правильному выводу, что скорость света имеет конечное значение, но не мог рассчитать ее точно из-за отсутствия точных данных о расстоянии орбит Земли и Юпитера от Солнца в то время.

Современные данные и сведения от ученых

Благодаря наблюдениям, произведенным на Земле, в 70-х годах прошлого века было известно 13 субъектов, окружавших объект. А в 1979 году с помощью аппарата «Вояджер 1» были обнаружены еще 3 объекта, настоящий прорыв в этой области произошел 20 лет спустя. С 1999 г с помощью наземных телескопов нового поколения наблюдались еще 49 элементов. Подавляющее большинство из них имеют диаметр 2-4 километра.

В 2000-х годах выяснилось, что проведенных наблюдений недостаточно для определения орбиты. Поэтому космические стихии стали считать потерянными. Однако они были повторно идентифицированы, но это произошло только через несколько десятилетий. В названии проводников присутствует определенная закономерность: проводникам с ретроградными орбитами даются имена, оканчивающиеся на букву «е».

Характеристики планеты Юпитер

Юпитер — очень любопытная планета, имеющая мало общего с тем, к чему мы привыкли.

Размер Юпитера относительно Земли

Радиус составляет около 70 000 километров, что в 11,2 раза больше радиуса Земли. Действительно, этот газовый шар из-за быстрого вращения имеет довольно приплюснутую форму, потому что его радиус на полюсах составляет около 66 тысяч километров, а на экваторе — 71 тысяча километров.

Масса в 318 раз больше массы Земли. Если собрать все планеты, кометы, астероиды и другие тела Солнечной системы в одну кучу, Юпитер будет в 2,5 раза тяжелее этой кучи.

Время вращения на экваторе — 9 часов 50 минут 30 секунд. Да, этот гигантский шар делает полный оборот вокруг своей оси менее чем за 10 часов, это как раз продолжительность дня. Но это шар из газа, а не твердого тела, и он вращается как жидкость. Поэтому в средних широтах скорость вращения другая, вращение происходит за 9 часов 55 минут 40 секунд. Так что продолжительность дня зависит от места. Более того, мы можем отслеживать вращение планеты только по облакам в верхних слоях атмосферы, а не по наземным ориентирам, которых там нет, как и самой поверхности.

Поверхность в 122 раза больше Земли, но эта поверхность не твердая, и приземляться негде. И четкой границы нет. Когда он опускается на Юпитер, газ просто сгущается под давлением — сначала это будет просто газовая атмосфера, затем что-то вроде очень насыщенного тумана, плавно переходящего в полностью жидкую среду.

Магнитное поле планеты Юпитер в системе самое мощное, оно в 14 раз сильнее, чем у Земли. Излучение от него такое, что даже космические зонды не могут долго продержаться без отказа оборудования.

Атмосфера Юпитера, по крайней мере, его верхние слои, в основном состоят из водорода (90%) и гелия (10%). Он также содержит метан, сероводород, аммиак, воду и другие примеси. Глубинные слои еще недостаточно надежно изучены. Красный фосфор и его соединения в основном придают Юпитеру красный цвет. Полюбуйтесь устрашающим виртуальным виртуальным видом на атмосферу планеты Юпитер:

Ядро Юпитера имеет температуру около 3000 К и состоит из расплавленного металла, в частности металлического водорода. Ядро больше Земли.

Ускорение свободного падения на планете Юпитер составит около 2,5 g.

Что произойдет с наблюдателем, осмелившимся приблизиться к Юпитеру? Вначале это были бы чудесные виды на планету, какие-то спутники, также можно было бы увидеть кольца планеты. Итак, когда он приблизился к планете, наш смельчак погиб от радиации. Если его смертное тело не останется на вечной орбите и все же войдет в атмосферу, тогда будет огонь, огромное давление и долгое падение того, что останется. И, может быть, это не будет падение, но он носит останки по велению урагана, пока химический состав атмосферы не разложит их на отдельные молекулы.

Две модели структуры Европы

Поверхность Европы испещрена трещинами. Наиболее распространенная гипотеза объясняет это влиянием приливных сил на побережье океана под поверхностью. По мере приближения спутника к Юпитеру, вероятно, произойдет более высокий, чем обычно, подъем воды подо льдом. Если это так, то появление трещин на поверхности как раз вызвано непрерывными подъемами и падениями уровня воды.
По мнению некоторых ученых, иногда водные массы прорываются сквозь поверхность, как лава при извержении вулкана, а затем эти массы замерзают. Эту гипотезу подтверждают айсберги, которые можно увидеть на поверхности спутника.
В целом поверхность Европы не имеет возвышенностей выше 100 м, поэтому она считается одним из самых гладких тел Солнечной системы. Тонкая атмосфера Европы содержит в основном молекулярный кислород. По всей видимости, это связано с разложением льда на водород и кислород под действием солнечной радиации, а также другой жесткой радиации. В результате молекулярный водород с поверхности Европы быстро испаряется из-за его легкости и низкой гравитации над Европой.

Несостоявшаяся звезда

Юпитер, обработанное изображение станции «Вояджер-1

Газовый гигант сформировал собственную мини-структуру в пределах Солнечной системы, вокруг которой вращаются многочисленные спутники разных размеров. Этот факт, химический состав его атмосферы (водород и гелий), а также его поистине впечатляющие размеры позволяют нам определить Юпитер как несостоявшуюся звезду. Однако его массы недостаточно для возникновения термоядерной реакции, а значит, он никогда не сможет им стать. Но если бы Юпитер был на порядок тяжелее, то в Солнечной системе не было бы светила, а было бы два — исследователям Вселенной известны коричневые карлики, масса которых примерно в 12-80 раз больше, чем у самой большой планеты в мире. Солнечной системы, которые входят в число самых легких звезд в «весовой категории.

Интересные факты о Юпитере

Самая большая планета Солнечной системы, несомненно, обладает исключительными характеристиками. На самом деле эта планета настолько отличается от нашей маленькой Земли, что есть некоторые интересные факты о Юпитере. Вот некоторые из них:

• Планета Юпитер очень массивна. Его масса равна 318 землям. Даже если вы возьмете все остальные планеты и ослепите их целиком, Юпитер будет в 2,5 раза тяжелее его.
• В объеме Юпитера было бы 1300 планет, подобных Земле.
• Гравитация на Юпитере в 2,5 раза больше, чем на Земле.
• Металлическое ядро ​​Юпитера нагревается до 20 000 градусов.
• Юпитер излучает больше тепла, чем получает от Солнца.
• Юпитер никогда не будет звездой, у него для этого недостаточно массы. Чтобы в его кишечнике началась термоядерная реакция, Юпитеру необходимо увеличить свою массу в 80 раз. Такого количества вещества в Солнечной системе будет недостаточно, даже если вы соберете все планеты, их спутники, астероиды, кометы и весь мелкий мусор.
• Юпитер — самая быстро вращающаяся планета в Солнечной системе, несмотря на свои огромные размеры, совершая полный оборот менее чем за 10 часов. Из-за быстрого вращения Юпитер заметно сплющен полюсами.
• Толщина облаков на Юпитере всего около 50 км. Облачный слой выглядит очень мощным. Все эти огромные штормы и разноцветные полосы в тысячи километров на самом деле находятся на небольшом пустом пространстве. Они состоят в основном из кристаллов аммиака: более светлые находятся внизу, а те, что поднимаются, становятся темнее из-за солнечного излучения. Под облачным слоем находится смесь водорода и гелия различной плотности вплоть до металлического состояния.
• Большое красное пятно было впервые обнаружено Джованни Кассини в 1665 году. Этот гигантский шторм существовал тогда, то есть ему уже как минимум 350-400 лет. Правда, за последние 100 лет оно сократилось вдвое, но это самый большой и продолжительный шторм в Солнечной системе. Другие грозы длятся всего несколько дней.
• У Юпитера есть кольца, они были открыты после знаменитых колец Сатурна и гораздо меньших колец Урана. Кольца Юпитера очень тусклые. Возможно, они образовались из вещества, выброшенного со спутников при ударе метеоритов.
• У Юпитера самое сильное магнитное поле из всех планет, в 14 раз сильнее, чем у Земли. Есть теория, что он образован огромным металлическим ядром, вращающимся вокруг центра планеты. Это магнитное поле ускоряет частицы солнечного ветра почти до скорости света. Поэтому рядом с Юпитером есть очень мощные радиационные пояса, которые могут вывести из строя электронику космического корабля, делая опасным приближаться к нему.
• У Юпитера рекордное количество спутников — 79 из которых были известны в 2018 году. Ученые полагают, что их может быть намного больше, но не все из них еще обнаружены. Некоторые из них размером с Луну, другие представляют собой просто глыбы в несколько километров в поперечнике.
• Спутник Юпитера, Ганимед, является крупнейшим спутником Солнечной системы. Его диаметр составляет 5260 км, что также на 8% больше Меркурия и на 51% больше Луны. То есть это практически планета.
• Гравитация Юпитера защищает нас от многих опасностей в виде комет и астероидов, отклоняя их орбиты. Он практически очистил внутреннюю часть Солнечной системы, оставив нам достаточно свободного места. Проникающие в нас кометы и астероиды рано или поздно меняют свою орбиту под влиянием Юпитера на более округлую и безопасную для Земли.
• Юпитер легко наблюдать. Это самая яркая звезда на земном небе после Венеры и Луны. Уже в бинокль с 8-10-кратным увеличением вы можете увидеть 4 галилеевых спутника. А в небольшой телескоп Юпитер виден как диск, и вы даже можете увидеть на нем пояса.

Как видите, планета Юпитер — не обычный газовый шар. Это целый мир, в котором есть множество тайн и загадок, которые постепенно разгадывают ученые. Действительно, эта планета со своими спутниками представляет собой миниатюрную солнечную систему, в которой существуют десятки уникальных миров. Если вам интересно, вы можете узнать еще много интересного о Юпитере из небольшого видео:

Извержение вулкана Пеле на Ио, снятое космическим аппаратом «Вояджер-2».

В отличие от вулканов на Земле, которые большую часть времени «спят» и извергаются только на довольно короткий период времени, раскаленное эго не прерывает вулканическую активность, а отдельные реки и озера образуются из текущей расплавленной магмы. Самое большое известное на сегодняшний день расплавленное озеро имеет диаметр 20 км и содержит остров затвердевшей серы.
Однако взаимодействие планеты и ее спутника не является односторонним. Хотя Юпитер, благодаря своим мощным магнитным поясам, каждую секунду поглощает до 1000 кг вещества от Ио, что практически удваивает его магнитосферу. Движение Ио через магнитосферу генерирует настолько мощное электричество, что в верхних слоях атмосферы планеты бушуют сильные бури.

Вальхалла — ударный бассейн на спутнике Каллисто

Как уже было сказано, Каллисто находится за пределами жесткого радиационного поля Юпитера, поэтому считается наиболее подходящим объектом (после Луны и Марса) для строительства космической базы. Лед может служить источником воды и с самой Каллисто будет удобно исследовать еще один спутник Юпитера — Европу.
Чтобы долететь до Каллисто, потребуется от 2 до 5 лет. Первый пилотируемый полет должен быть отправлен не ранее 2040 года, хотя полет может начаться позже.

Расстояние от Юпитера до Солнца

Орбита планеты Юпитер расположена намного дальше от Солнца, чем у Земли. Если от Земли до Солнца расстояние составляет около 150 миллионов километров или 1 астрономическая единица, то на Юпитере среднее значение составляет 778 миллионов километров, или 5,2 а.е. Орбита Юпитера не сильно отличается от круговой, разница в удалении от Солнца в ближайшей и самой дальней точке составляет 76 миллионов километров.

Год на Юпитере длится 11,86 земных лет: это время, которое требуется этой планете, чтобы сделать один оборот вокруг Солнца. При этом, раз в 13 месяцев Юпитер находится на одной линии с Землей и расстояние между ними.. Он минимален — это называется противодействием. Это лучшее время для наблюдения за Юпитером.

Раз в 13 лет происходит Великое Противостояние Юпитера, когда эта планета также находится не только напротив Земли, но и в ближайшей точке ее орбиты. Это лучшее время для любого астронома, будь то профессионал или любитель, направить свой телескоп на эту планету.

Планета Юпитер имеет очень небольшой наклон, всего около 3 градусов, и времена года там не меняются.

Энергия Юпитера

Внутреннее устройство планеты

Исследование самой большой планеты Солнечной системы показало, что она излучает примерно в 2,5 раза больше энергии, чем получает извне, что свидетельствует о наличии некоторых внутренних источников этого явления. Кроме того, излучение Юпитера находится в очень широком диапазоне волн, включая видимый спектр.

Общепринятого объяснения этому пока не найдено. Предполагается, что процессы фазового перехода металлического водорода в молекулярную фазу могут служить источниками энергии. Более того, большинство исследователей сходятся во мнении, что ядро ​​планеты нагревается за счет внутреннего сжатия и имеет температуру, по разным данным, от 20000 ° C до 30000 ° C.

Амальтея, 3D модель

Система слабых колец Юпитера пополняется и поддерживается не только внутренними лунами, но и небольшими внутренними лунами, которые все еще невидимы. Главное кольцо Юпитера поддерживают Метида и Адрастея, в то время как Амальтея и Фивы должны сохранять свои собственные слабые внешние кольца.
Из всех внутренних спутников Амальтея наиболее интересна с темно-красной поверхностью. Дело в том, что аналогов этому нет в Солнечной системе. Существует гипотеза, что такой цвет поверхности объясняется включениями минералов и серосодержащих веществ во льду, но это не проясняет причину этого цвета. Более вероятно, что Юпитер захватил эту луну извне, как это обычно бывает с кометами.

Возможное внутреннее строение Ганимеда

Ядро Ганимеда и силикатная мантия выделяют тепло, которое делает возможным существование подземного океана. По мнению ученых, он находится на 200 км ниже поверхности, в то время как в Европе великий океан находится ближе к поверхности.
Но тонкий слой атмосферы Ганимеда, состоящий из кислорода, похож на атмосферу в Европе. По сравнению с другими спутниками Юпитера плоские кратеры на Ганимеде практически не образуют холма и не имеют впадины в центре, как кратеры на Луне. Видимо, это связано с медленным, постепенным движением поверхности мягкого льда.

Реальная картинка!

Анимация извержения Патер Тваштар, состоящая из пяти изображений, сделанных зондом New Horizons в 2007 году.
Ио достаточно близко к Юпитеру (по космическим меркам, конечно) и постоянно испытывает на себе огромное влияние его гравитации. Именно гравитация объясняет огромное трение внутри Ио, вызванное приливными силами, а также постоянную деформацию спутника, которая нагревает его внутреннюю часть и поверхность. В некоторых частях спутника температура достигает 300 ° C. Наряду с Юпитером на Ио действуют силы тяжести двух других спутников: Ганимеда и Европы, которые в основном вызывают дальнейшее потепление Ио.

Кольца

Кольца Юпитера образовались из пыли, поэтому их трудно различить. Спутники планеты столкнулись с кометами и астероидами, в результате чего в космос был запущен материал, который был захвачен гравитацией планеты. Так, по мнению ученых, образовались кольца. Это система, состоящая из четырех компонентов:

• Тора или Ореол (толстое кольцо);
• Основное кольцо (тонкое);
• Паутинное кольцо 1 (прозрачное, из материала Фив);
• Кольцо-паук 2 (прозрачное, из материала Amalthea);

Видимая часть спектра, ближняя инфракрасная, делает три кольца красными. Кольцо Halo имеет синий или почти нейтральный цвет. Общая масса колец еще не рассчитана. Но есть мнение, что она колеблется от 1011 до 1016 килограмм. Возраст кольцевой системы Юпитера также точно не известен. Предположительно, они существовали с момента окончательного завершения формирования планеты.

Классификация спутников Юпитера

Галилеевы спутники

Если у планеты много спутников, для удобства их принято делить на три основные группы: основные, внутренние и внешние. Основные спутники — самые крупные, из которых у Юпитера четыре: Ганимед, Европа, Ио и Каллисто. Их также часто называют «галилейскими» в честь открывшего их итальянского астронома. Области космоса вокруг центральной планеты разделены относительно орбит основных спутников на внутренние и внешние области. В зависимости от того, в какой из этих частей космоса расположен другой спутник, он имеет название: «внутренний» или «внешний».

Внутренние спутники

Внутренние спутники намного меньше галилеевых и вращаются по орбитам 1,8-3,1 радиуса Юпитера, то есть очень близко к его условной поверхности.

Чуть дальше расположены главные спутники, занимающие кольцо, в 20 раз превышающее радиус планеты, а ближайший из них — Ио — расположен в шести лучах от центра вращения. Внутренние и главные небесные тела, составляющие анфиладу Юпитера, вращаются в экваториальной плоскости.

Внешние спутники расположены на расстоянии 2-50 млн км от центра планеты. Их объемный размер оценивается в несколько километров, но есть несколько относительно крупных (самый крупный — 170 км). Эти небесные тела обычно имеют неправильную форму, эллиптические орбиты и переменные наклоны по отношению к экваториальной плоскости.

Орбиты внешних спутников

Некоторые из них вращаются в направлении, противоположном вращению планеты и остальных спутников. Посредством расчетов можно определить область гравитационного притяжения любого тела (так называемая сфера Хилла), которая для Юпитера составляет около 50 миллионов км. Это возможный рубеж для спутниковых исследований.

Внутренние спутники

Фивы

Метис

У Юпитера четыре внутренних спутника, и все они расположены на орбите Ио, ближайшего к планете галилеевского спутника.

Их называют Адрастея, Амальтея, Метида и Фивы. Самый крупный из них — Амальтея — имеет неправильную форму, богат кратерами и по размерам (270x165x150 км) занимает пятое место в системе Юпитера. Фивы примерно вдвое меньше (116x98x84 км) и напоминают форму эллипсоида. Два других спутника — Adrastea и Metis — имеют размеры 25x20x15 км и 60x40x34 км соответственно.

Адрастеа

Все четыре малые планеты классифицируются как правильные, то есть они вращаются в том же направлении, что и главные спутники, а их орбиты расположены в экваториальной плоскости и близки к круговым.

Двигаясь почти на одинаковое расстояние от Юпитера, Метида и Адрастей преодолевают его вращение вокруг собственной оси, что приводит к возникновению приливных сил, неумолимо приближающих их к поверхности планеты. Поэтому очень велика вероятность, что они в итоге на нее накроются.

Амальтея

Амальтея, фото зонда Галилео

Амальтея

Самый интересный из этих спутников — Амальтея, открытый в 1892 году Эдвардом Барнардом. Темно-красный цвет его поверхности не имеет себе равных в Солнечной системе. Недавние исследования показали, что он состоит в основном из льда с минеральными включениями и серосодержащими веществами.

Такие выводы можно сделать из низкой плотности звезды (900 кг / м3;) и из данных анализа ее излучения. Но эта гипотеза не объясняет цвет спутника. Если взять это за основу, то можно говорить о внюпитерском происхождении этого тела, поскольку ледяной спутник не мог образоваться вблизи поверхности Юпитера.

Внешние спутники

Внешние спутники, а их сейчас 59, отличаются значительно более широким разбросом параметров и характеристик, чем основной и внутренний. Все вращаются по эллиптическим орбитам с большим углом наклона по отношению к экваториальной плоскости. Все внешние спутники, которым удалось наблюдать космический корабль в полете, визуально напоминают бесформенные валуны с поглощенной блужданием поверхностью.

Их можно классифицировать по значениям большой полуоси и угла наклона вращения относительно плоскости экватора Юпитера, а также по его направлению. Некоторые из спутников движутся по очень близким орбитам и, по-видимому, являются частями более крупного небесного тела, которое рухнуло после столкновения с другим космическим объектом. Ближе к планете находятся спутники, которые вращаются в том же направлении, что и основные.

Нерегулярные спутники

Ананке

Есть дополнительные сателлиты с обратным ходом. Они делятся на группы: Ананке, Карме, Гималии и Пасифа. В каждом из этих семейств выделяют большое тело (размером более 14 км) и ряд мелких тел (менее 4 км.

Сходство траекторий движения, скорее всего, указывает на общее происхождение спутников одной группы, что дополнительно подтверждается анализом их скоростей, которые незначительно отличаются друг от друга. Некоторые спутники еще не засекречены и ждут своих исследователей.

Гималаи

Изучение небесных тел, вращающихся на далеких внешних орбитах Юпитера, интересно тем, что они мало изменились с момента своего образования и, таким образом, несут информацию о природе Солнечной системы.

Скорее всего, некоторые из них беспрепятственно улетели в космос из других регионов галактики и были захвачены гравитационным полем планеты-гиганта. Поэтому анализ их химического состава позволит больше узнать не только о Юпитере и его спутниках, но и о строении Вселенной в целом.

Главные (галилеевы) спутники

Полумесяцы крупнейших планет и лун солнечной системы

Основные спутники Юпитера сформировались одновременно с ним и имеют орбиты, близкие к круговым. Они вращаются в экваториальной плоскости на расстоянии от 420 тыс. Км до почти 2 млн км от центра ядра планеты. Всего в системе газового гиганта четыре таких спутника. Их имена в порядке удаления от планеты: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Плотность конструкции этих спутников зависит от удаленности от планеты. Чем ближе спутник к Юпитеру, тем больше удельный вес материала, из которого он сделан. Так для Io плотность составляет 3530 кг / м3, а для Callisto — 1830 кг / м3. Все эти небесные тела, как и Луна относительно Земли, всегда смотрят на свою планету одной стороной.

Первая геологическая карта Ганимеда

Все спутники Юпитера как минимум в полтора раза больше Луны, а Ганимед, самый большой спутник в Солнечной системе, на 8% больше, чем его самая маленькая планета Меркурий (по диаметру). Правда, из-за своей низкой плотности (1936 кг / м3;) она меньше чем вдвое по массе этой планеты. Ученые считают, что раньше крупные спутники были более многочисленными и все они образовывались из облака газа и пыли. Впоследствии часть из них под действием гравитационных сил упала на поверхность Юпитера, а остались только четыре, наблюдаемые сегодня.

Некоторые особенности галилеевых спутников

Тщательное и длительное изучение астрономов из многих стран, а также несколько межпланетных космических миссий, передавших свои наблюдения на Землю, позволили получить много интересных данных о главных спутниках Юпитера.

Ио

Ио луна Юпитера

Ио — самое вулканически активное небесное тело в Солнечной системе. Близость массива Юпитера приводит к разрушению поверхности спутника и активации выбросов серы, придавая ему желто-оранжевый цвет. Скорее всего, его поверхность состоит из смеси льда и камней.

Европа

Европа, фото AMS Galileo

Европа полностью покрыта коркой водяного льда, под которой может скрываться жидкий океан, объем которого более чем вдвое превышает запасы воды на Земле, что позволяет нам предположить, есть ли жизнь на спутниках Юпитера. Кроме того, на фотографических изображениях поверхность спутника демонстрирует сетчатую структуру, что свидетельствует о наличии растаявших трещин, трещин и пятен. Также предполагается, что вода есть на Ганимеде и Каллисто. В Европе может быть вдвое больше воды, чем на Земле. Опять же, считается, что гравитация планеты согревает интерьер и сохраняет тепло.

Роль изучения этого вопроса в развитии астрономической науки

Несмотря на то, что количество спутников Юпитера является предметом споров и разногласий, роль овладения этим аспектом чрезвычайно важна. Юпитер служит главным объектом в Солнечной системе, у которой есть спутники, если не принимать во внимание Луну. Когда Г. Галилей наблюдал в свой телескоп порядок движения этих предметов в течение нескольких дней, он пришел к выводу, что они вращаются вокруг, соответственно, они не могут действовать как независимые планеты.