Юпитер

Средняя общеобразовательная школа №28












РЕФЕРАТ
на тему:


ЮПИТЕР


                                                                                                                    Выполнила:
                                                                                                                ученица11 класса «А»
                                                                                                   Гречихина К.Я
                                                                                                                    Проверил:    
                                                                                                                  преподаватель физики и
                                                                                             астрономии 
                                                                                            Лисова Л.В.






г. Наб. Челны
2003г.                      

ЮПИТЕР, пятая по расстоянию от Солн­ца большая планета Солнечной системы.
Общиесведения. Ю.— самаякрупная из планет-гигантов. Известен с древних времён. Движется вокруг Солнцана ср. расстоянии 5,203 а. е. (778 млн. км.). Эксцентриситет орбиты 0,048,наклон плоскости орбиты к плоскости эклиптики 1,3°. Полный оборот вокруг СолнцаЮ. совершает за 11,862 года, двигаясь со средней скоростью 13,06 кмсек. Ср. си-нодич. период обращения399 сут. За 12 лет Ю. обходит всё небо вдоль эклип­тикии в противостоянии виден как чуть желтоватая звезда —2,6 звёздной вели­чины;уступает в блеске только Венере, и Марсу во время великого противостояния.

Видимый диск Юпитераимеет форму эллипса, оси которого в ср. противостоянии видны под углом 46,5» и43,7». В соединении с Солнцем Юпитер имеет угловые размеры на 1/3 меньше, аблеск на 0,84 звёздной величины слабее, чем в противостояниях.Визуальное альбедо Юпитера равно 0,67. Экваториальный диаметр Юпитера равен 142600 км, полярный — 134 140 км; сжатие Юпитера (1: 15,9) обусловлено быстрымего осевым вращением. Период враще­ния близ экватора составляет 9 ч 50 мин 30сек (РI), а на средних широтах — 9 ч 55 мин 40 сек (РII). Объём Юпитерапревосходит объём Земли в 1315 раз, а масса — в 318 раз. Масса Юпитерасоставляет 1: 1047,39 долю Солнца. Средняя плотность (1,33 г! см3) малоотличается от средней плотности Солнца. Ус­корение силы притяжения на полюсеЮпитера равно 27,90 м/сек2, на экваторе — 25,90 м/сек2: центробежное ускорениена экваторе — 2,25 м/сек2. Параболическая ско­рость (скорость убегания) на поверхностиЮпитера равна 61 км/сек. Все геометрические, механические и физические характеристикиуказаны по данным на 1974. Сведения о Юпитере и его спутниках были значительнообогащены результатами измерений и наблюдений, полученными американскими автоматическимимежпла­нетными станциями «Пионер-10» (1973) и «Пионер-11» (1974).
Атмосфера Юпитера.Наблюдаемая поверх­ность Юпитера состоит из облаков и других атмо­сферных образованийи пересечена мно­гочисленными тёмными полосами (по­ясами), разделёнными светлымизонами, расположенными параллельно экватору, который наклонён всего лишь на3°04' к плоскости орбиты Юпитера.  Полосыимеют разнообразную окраску и сложную струк­туру, которая постоянно изменяется.Особенно изменчив вид Южной и Северной экваториаль­ных полос, которые временамиисчезают, а затем восстанавливаются с намечающейся цикличностью около 4 лет.Очень узкая экваториальная полоса также нередко становится невидимой.Околополярные же области сравнительно устойчивы.
Количество тепла,приходящего от Солн­ца на единицу площади Юпитера, составляет 51,0 вт/м2,т. е. в 27 раз меньше, чем на еди­ницу площади Земли. Такое количество тепла способнонагреть поверхность Юпитер до температуры (равновесной) 110 К. Между тем прямыеиз­мерения как наземными средствами, так и с помощью космических зондов указываютна температуру до 145 К по измерениям инфракрас­ного излучения Юпитера и наболее высокие значе­ния — до 170 К в сантиметровом радиодиа­пазоне. В отдельныхместах тёмных полос инфракрасное излучение в очень длинных волнах приводит кзначениям температуры от 200 до 270 К. Рекордно высокая температура 310 К  была обнаружена в одном тёмном пятне  (6*12 тыс. км) близ экватора. Такаятемпература  может быть обусловленатолько потоком тепла из недр планеты, превышающим поток, приходящий от Солнца,в 2 раза.
В облачной структуреЮпитера существуют более пли менее постоянные образования, примером которыхслужит Большое красное пятно (БКП), расположенное на широте около 22° в Южнойтропической зоне. БКП имеет форму овала длиной до 40 000 км и шириной около 13000 км. Цвет его — красный, но бывают годы, когда оно лишь с трудом выделяетсяна белом фоне зоны. Эффекты вращения и вертикальные движе­ния в атмосфере всочетании с различными уровнями облаков обусловливают сложную зависимостьвидимых систематических движений на разных удаленияхот экватора. Периоды вращения РI и РII лишь в среднем описывают вращениеатмосферы Юпитера. В действительности же систематически направленные ветры,дейст­вующие в той или иной полосе или зоне, приводят к сильно отличающимсязначени­ям периода вращения.
Химический составатмосферы Юпитера определяется спектроскопически. Посильным полосам поглощения раньше всего в атмосфере Юпитера были обнаруженыметан СН4 и аммиак NН3. Позднее по слабым полосам в инфракрасной областиспектра был обнаружен молекуляр­ный водород Н2, затем пары воды Н2О, молекулыацетилена С2Н2, этана С2Н6, фос-фина РН3 и, наконец,окиси углерода СО.
Тёмные полосыЮпитера имеют аэрозольную природу и состоят из частиц диаметром 0,2 — 0,3 мкм.Над уровнем, где атмосферное давление составляет 1 агпм(к нему относятся приведённые выше геом. размеры Ю.),рас­полагаются кристаллы аммиака. Несколько ниже этого уровня находятся твёрдыечасти­цы полисульфидов, ещё ниже — ледяные кристалликиводы и, наконец, на 60 км ниже этого уровня — взвешенные капли раствора аммиакав воде.
Внутреннеестроение Юпитера. Существуютнесколько моделей строения Юпитера при разных предполо­жениях о его химическомсоставе. Вследствие большой силы тяжести на Юпитере давление газов возрастает сглубиной очень быстро и уже на расстоянии 10 тыс. км от поверхности ста­новитсянастолько большим, что преобладаю­щий газ (водород) изменяет своё состояние ипереходит из нормальной молекулярной фазы в металлическую. С ростом температурыпо мере приближения к центру планеты металлический водород расплавляется(температура вблизи центра Юпитера приближается к 20 000 К при давлении порядка100 млн. агпм и плот­ности 20—30 г! см3). В некоторыхмоделях Юпитера предполагается существование слоя льда (Н2О) значительнойтолщины, но лишь вбли­зи поверхности, где температура невысока.
По-видимому, Юпитеримеет твёрдую оболочку сравнительно недалеко от поверхности. Пред­положение осуществовании такой оболочки могло бы объяснить магнитное поле, жёстковращающееся вместе с планетой, и неоднород­ности тепловых потоков,проявляющиеся в многочисленных деталях полос и особенно в дли­тельносуществующих БКП, вращающихся почти с тем же периодом, что и магнитное полеЮпитера.
Магнитноеполе Юпитераобнаруживается по сильному радиоизлучению, особенно интен­сивному вдециметровом и декаметровом диа­пазонах. Дециметровыеволны исходят из околопланетного пространства и представляют собойсинхротронное излучение электронов, захваченных магнитосферой Юпитера врадиацион­ные пояса, подобные земным. Декаметровоеизлучение (на волне 7,5 м) имеет характер шумовых бурь, длящихся от несколькихчасов до нескольких минут. Излучение направлено и исходит из определённых малыхучастков поверхно­сти Юпитера. Из повторяемости радиовсплесковследует, что их источники вращаются с пе­риодом РIII = 9 ч 55 мин 30 сек. Спериодом РIII изменяется также дециметровое излуче­ние. Именно этот периодприписывают вра­щению твёрдого слоя, собственно образую­щего поверхность Юпитера.Природа твёрдого слоя Юпитера пока ещё неясна. Его верхняя граница должна находиться вблизи видимойповерхности, нижняя же граница может быть расположена там, где металлическийводород пе­реходит от твёрдой фазы к жидкой. На этой границе и в глубинежидкого ядра возникают электрические токи, являющиеся причиной маг­нитного поляЮпитера. Напряжённость магнитного поля Юпитера 4 э. Направлениемагнитной оси Юпитера составляет угол около 10° с его осью вращения.
Магнитосфера Юпитераимеет очень большие размеры. В ближайших к планете областях (до 20 радиусов)она имеет явно выраженный дипольный характер и содержит радиационные поя­са, вкоторых движутся захваченные полем элек­троны, обладающие энергией св. 6 Мэв. Их взаимодействие с полем порождает децимет­ровоесинхротронное излучение. В более отда­лённых областях ср. магнитосфера простира­етсядо 60 планетных радиусов и деформиро­вана вращением. Здесь возможны плазмен­ныеистечения и колебания, излучающие в декаметровомдиапазоне. Ещё дальше, до 90—100 планетных радиусов, находится внешняя магнитосфера,простирающаяся до магнито-паузы, размеры которойизменчивы. С ночной стороны она простирается за орбиту Сатур­на. Все 5ближайших к Юпитеру его спутников постоянно охвачены средней магнитосферой.Ближайший большой спутник — Ио обладает, по-видимому, своим магнитным полем исущественно влияет на частоту радиовсплес­ковЮпитера.
Спутники. Известны 13 спутников Юпитера. Последний из нихЮпитер XIII, открыт в 1974. Первые 4 самых больших спутни­ка были открыты Г.Галилеем в 1610. Пятый спутник — Юпитер V, открытый в 1892, почти три столетияспустя,— самый близкий к планете: он удалён от планеты всего лишь на 2,54эквато­риальных  радиуса Юпитера. Все этиспутники движутся практически по круговым орби­там, плоскости которых совпадаютс пло­скостью экватора Юпитера. Их периоды обра­щения — от 12 ч у Юпитера V до16,8 сут у Юпитера IV. Все остальные спутникиЮпитера, открытые в 20 в., удалены от планеты на большие расстояния. В 1976были заново утверждены названия спутников. Поч­ти все они взяты из мифологиисреди персонажей, так или иначе связанных с деятельностью Юпитера (первые 4спут­ника были названы ещё Галилеем). Ниже приведены названия спутников; вскобках даны их радиусы в км и видимые звёзд­ные величины в противостоянии(1976):
I — Ио (1820; 4,9);II — Европа (1530; 5,3); III — Ганимед (2610; 4,6); IV — Каллисто(2450; 5,6); V — Амальтея (120; 13); VI — Гамалия (80; 14,2); VII — Элара(50; 17); VIII — Пасифея (12; 18); IX — Синопа (10;
18.6); X — Лизифоя (8; 18,3); XI — Карма (-9; 18,6); XII — Ананке (8;
18.7); XIII — Леда (5; 20).
Четыре галилеевых спутника по разме­рам своим приближаются кпланетам (Ганимед и Каллисто больше Меркурия).Периоды их осевого вращения и обраще­ния вокруг Юпитера совпадают. Средниеплотности больше, чем у Юпитера: 2,89; 3,20; 2,07 и 1,54 г! см3. Все они имеютнизкую температуру, близкую к равновесной. Их альбедо довольно высокое, нониже, чем у Юпитера, что указывает скорее на особенности по­верхности, чем наналичие мощной атмо­сферы. Действительно, радарные и ин­фракрасные наблюдения позволилиуста­новить, что поверхность их составлена из льда или смеси льда и скал, т. к.от­мечаются значит, неровности. «Пионер-10» и «Пионер-11» сфотографировалиГанимеда с близкого расстояния, причём были обнаружены устойчивые тёмные исветло-зеленые образования. Ио имеет атмосферу и значит, ионосферу. По близкомусов­падению плоскостей первых пяти спут­ников с плоскостью экватора Юпитера можнополагать, что эти спутники образовались одновременно с планетой из одного сгу­сткапервичного вещества. Что касается остальных спутников, то они скорее всего впрошлом являлись астероидами и были захвачены Юпитером.



Использованная литература:
1.      Мороз В. И., Физика планет, М.,1967;
2.      Физические характеристики пла­нет-гигантов, А.-А., 1971;
3.      ЖарковВ. Н., Внутреннее строение Земли, Луны и планет, М., 1973;
4.     Долги нов Ш. Ш., Магнетизм планет, М., 1974;
5.     Мартынов Д. Я., Планеты.Решенные и нерешенные проблемы, М., 1970;
6.     «3емля и Вселенная», ст. и заметки оЮпитере за годы 1974 — 77.