Юпитер находится на расстоянии 780 млн. км от Солнца, т. е. в пять раз дальше, чем Земля, и поэтому обогревается Солнцем в 25 раз слабее. Вода, как и другие вещества, находящиеся на Земле в жидком состоянии, на внешнем краю атмосферы Юпитера замерзает. Планеты земной группы мы можем считать подобными мирами, даже если они очень сильно отличаются друг от друга. Однако на Юпитере мы вступаем в совершенно новую область условий.
Подобно Солнцу, Юпитер состоит в основном из водорода и гелия. Как и Солнце, Юпитер огромен. По диаметру он более чем в 10 раз превышает Землю, а его объем больше земного в 1400 раз. По массе Юпитер больше всех остальных объектов Солнечной системы вместе взятых (разумеется, исключая Солнце). В нашей Галактике многие звезды двойные, т. е. они состоят из двух компонент, которые обращаются вокруг общего центра масс и образуют двойную звездную систему. Наша Солнечная система напоминает такую двойную. Юпитер по размерам почти такой же большой, как некоторые звезды. Но все же сила его собственного тяготения недостаточна, чтобы в его ядре температура и давление достигли значений, при которых мог бы начаться процесс ядерного синтеза, и поэтому Юпитер остался холодной планетой. Правда, в действительности не совсем холодной. Последние измерения показывают, что Юпитер излучает больше тепла, чем получает от Солнца, так что где-то в его недрах есть источник энергии. Вероятно, это как раз гравитационная энергия, которая высвободилась во время образования планеты и сохранилась внутри, а теперь медленно просачивается наружу.
Когда Галилей впервые посмотрел на Юпитер в свой телескоп, картина, которую он увидел, выглядела, как миниатюрная модель Солнечной системы: планета, расположенная в центре, оказалась окружена четырьмя спутниками, обращающимися вокруг нее. В результате более совершенных наблюдений, проведенных с тех пор (в основном при помощи космических аппаратов в последние два десятилетия), обнаружено еще 12 спутников. Орбиты пяти внутренних спутников расположены точно в плоскости экватора Юпитера, а углы наклона орбит других спутников доходят до 33°. Некоторые внешние спутники обращаются в обратном направлении. Четыре внутренних спутника имеют размеры планет; диаметр одного из них чуть больше, а другого чуть меньше диаметра Меркурия, так что картина миниатюрной Солнечной системы до некоторой степени реально обоснована.
Помимо спутников при наблюдении даже в любой приличный детский телескоп в глаза бросается серия параллельных полос, покрывающих планету, а также Большое Красное пятно. Возникновение картины полос обусловлено быстрым вращением планеты, состоящей из газа. Продолжительность суток на Юпитере составляет менее десяти часов и зависит от широты. Экваториальные области Юпитера вращаются быстрее, чем приполярные, поскольку планета состоит в основном не из твердого, а из газообразного вещества. Белые полосы, называемые зонами, — это области повышенного давления в атмосфере, подобные таким же областям у нас на Земле, где нагретые газы расширяются и поднимаются высоко в атмосферу. Там они в конце концов остывают и переваливаются в красноватые полосы, называемые поясами, — области низкого давления, в которых газы опускаются обратно вниз.
Большое Красное пятно существует так давно, что раньше считалось деталью поверхности, но теперь известно, что оно представляет собой просто ураган. Как мог бы возвестить конферансье в цирковом номере, это самый грандиозный ураган, безостановочно бушующий в течение самого длительного промежутка времени за всю историю во всем мире. Впервые Большое Красное пятно было замечено английским астрономом Робертом Хуке в 1664 г., а затем его наблюдал итальянский астроном Джованни Кассини в 1665 г. Это был век Галилея, когда люди впервые начали смотреть в телескопы, так что Красное пятно, вероятно, существовало и до того времени. И сейчас оно не обнаруживает никакой склонности к исчезновению, хотя и смещается немного по планете. По размерам оно в три раза больше Земли, а скорость ветра в нем достигает почти 500 км/ч.
В 1950х годах радиоастрономы были удивлены, когда, наведя свои инструменты на Юпитер, они обнаружили радиоизлучение. В первом сообщении в печати открытие ученых было неверно истолковано, и в нем утверждалось, что были приняты радиопередачи с Юпитера. А это означало жизнь на Юпитере! Разумеется, это сообщение было ошибочным, но, быть может, не совсем. Обнаруженный прерывистый радиошум вызван молниями в облаках Юпитера, представляющих собой смесь водорода, метана и воды. Как раз за несколько лет до этих первых радионаблюдений два химика из Чикагского университета — Гарольд Юри и Стэнли Миллер — провели эксперимент с целью исследования условий возникновения жизни. Они пропустили электрический разряд через смесь водяного пара, метана, аммиака и водорода в колбе и обнаружили, что в колбе образовались аминокислоты — молекулы, служащие кирпичиками, из которых построены все живые существа. Атмосфера Юпитера — это масштабный эксперимент Юри — Миллера с теми же химическими препаратами, которые подвергаются вихревому перемешиванию и воздействию вспыхивающих в них разрядов молний. Вполне вероятно, что там образовались аминокислоты, но маловероятно, хотя все же возможно, что они могли сцепиться, образовав нечто похожее на примитивные живые существа. Температура в верхних слоях облаков равна — 113°С и слишком низка для живых существ, а температура в центре —около 30 000°С и слишком высока для жизни, но гдето между верхними слоями атмосферы и центром планеты мы, возможно, когданибудь обнаружим живые клетки, плавающие в этих толстых облаках.
Человек еще не осуществил посадки на Юпитер, но в 1970х годах космические аппараты «Пионер» и «Вояджер» пролетели на расстоянии нескольких сотен тысяч километров от планеты. Было обнаружено, что Юпитер окружен магнитным полем, которое в десять раз сильнее земного. Магнитное поле Земли почти наверняка возникает вследствие существования электрических токов в жидком железном ядре, но мы не знаем, есть ли у Юпитера железное ядро.
В сущности мы можем лишь догадываться относительно того, что скрыто под такой непрозрачной атмосферой. Чтобы сделать какиелибо выводы о недрах планеты, следует обратиться к математическим моделям, основанным на том, что известно из наблюдений Юпитера. Известны, например, его размеры, а по его гравитационному взаимодействию в Солнечной системе можно определить его массу, а следовательно, и
плотность. Сочетая плотность со спектроскопическими наблюдениями химического состава облаков, можно приблизительно определить общий состав планеты. Именно так была получена оценка, что Юпитер на 99 % состоит из водорода и гелия. Более обстоятельные расчеты показывают, что его состав можно разложить по трем компонентам. Аналогично представлениям Аристотеля о том, что Земля состоит из земли, воздуха, огня и воды, можно сказать, что Юпитер состоит из газа, льда и камня.
|
Концентрация частиц внутри межзвездных облаков
Читать
Взаимодействие магнитных полей
Десятилетняя канадская девочка помогла уточнить судьбу Вселенной
читать
Луна холоднее Плутона
НАСА вспоминает погибших астронавтов
