Júpiter es el planeta más masivo. Descripción, datos interesantes y tamaños de Júpiter en comparación con otros planetas.

Júpiter es el planeta más grande. El diámetro del planeta es 11 veces mayor que el diámetro de la Tierra y mide 142.718 km.

Alrededor de Júpiter hay un fino anillo que lo rodea. La densidad del anillo es muy baja, por lo que es invisible (como Saturno).

El período de rotación de Júpiter alrededor de su eje es de 9 horas 55 minutos. En este caso, cada punto del ecuador se mueve a una velocidad de 45.000 km/h.

Dado que Júpiter no es una bola sólida, sino que está compuesto de gas y líquido, sus partes ecuatoriales giran más rápido que las regiones polares. El eje de rotación de Júpiter es casi perpendicular a su órbita, por lo que el cambio de estaciones en el planeta es débil.

La masa de Júpiter supera con creces la masa de todos los demás planetas del sistema solar juntos, ascendiendo a 1,9. 10 27 kilogramos. Además, la densidad media de Júpiter es 0,24 de la densidad media de la Tierra.

Características generales del planeta Júpiter.

Atmósfera de Júpiter

La atmósfera de Júpiter es muy densa. Se compone de hidrógeno (89%) y helio (11%), asemejándose en composición química al Sol (Fig. 1). Su longitud es de 6000 km. Ambiente color naranja
añadir compuestos de fósforo o azufre. Es perjudicial para las personas porque contiene amoníaco y acetileno venenosos.

Diferentes partes de la atmósfera del planeta giran a diferentes velocidades. Esta diferencia dio lugar a cinturones de nubes, de los cuales Júpiter tiene tres: en la parte superior, nubes de amoníaco helado; debajo de ellos hay cristales de sulfuro de hidrógeno de amonio y metano, y en la capa más baja hay hielo de agua y, posiblemente, agua líquida. La temperatura de las nubes superiores es de 130 °C. Además, Júpiter tiene una corona de hidrógeno y helio. Los vientos en Júpiter alcanzan velocidades de 500 km/h.

El hito de Júpiter es la Gran Mancha Roja, que se observa desde hace 300 años. Fue descubierto en 1664 por un naturalista inglés. Robert Hooke(1635-1703). Ahora su longitud alcanza los 25.000 km, mientras que hace 100 años era de unos 50.000 km. Este lugar fue descrito por primera vez en 1878 y esbozado hace 300 años. Parece vivir su propia vida: se expande y se contrae. Su color también cambia.

Las sondas estadounidenses Pioneer 10 y Pioneer 11, Voyager 1 y Voyager 2 y Galileo descubrieron que la mancha no tiene una superficie sólida, gira como un ciclón en la atmósfera terrestre; Se cree que la Gran Mancha Roja es un fenómeno atmosférico, probablemente la punta de un ciclón que arrasa la atmósfera de Júpiter. También se descubrió en la atmósfera de Júpiter una mancha blanca de más de 10.000 kilómetros de tamaño.

Al 1 de marzo de 2009, Júpiter tenía 63 satélites conocidos. El mayor de ellos, Europa, tiene el tamaño de Mercurio. Siempre están orientados hacia Júpiter por un lado, como la Luna hacia la Tierra. Estos satélites se llaman galileanos porque fueron descubiertos por primera vez por un físico, mecánico y astrónomo italiano. Galileo Galilei(1564-1642) en 1610, probando su telescopio. Io tiene volcanes activos.

Arroz. 1. Composición de la atmósfera de Júpiter

Los veinte satélites exteriores de Júpiter están tan lejos del planeta que son invisibles a simple vista desde su superficie, y Júpiter parece más pequeño que la Luna en el cielo del más lejano.

Júpiter es el quinto planeta desde el Sol, el más grande del Sistema Solar. Junto con Saturno, Urano y Neptuno, Júpiter está clasificado como un gigante gaseoso.

El planeta es conocido por la gente desde la antigüedad, lo que se refleja en la mitología y creencias religiosas de diversas culturas: mesopotámica, babilónica, griega y otras. El nombre moderno de Júpiter proviene del nombre del antiguo dios supremo romano del trueno.

Varios fenómenos atmosféricos en Júpiter, como tormentas, relámpagos y auroras, tienen una escala de órdenes de magnitud mayor que en la Tierra. Una formación notable en la atmósfera es la Gran Mancha Roja, una tormenta gigante conocida desde el siglo XVII.

Júpiter tiene al menos 67 lunas, las mayores de las cuales (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto) fueron descubiertas por Galileo Galilei en 1610.

Los estudios de Júpiter se llevan a cabo utilizando telescopios terrestres y orbitales; Desde la década de 1970, se han enviado al planeta 8 sondas interplanetarias de la NASA: Pioneers, Voyagers, Galileo y otras.

Durante las grandes oposiciones (una de las cuales ocurrió en septiembre de 2010), Júpiter es visible a simple vista como uno de los objetos más brillantes del cielo nocturno después de la Luna y Venus. El disco y las lunas de Júpiter son objetos de observación populares para los astrónomos aficionados, ya que han realizado varios descubrimientos (como el cometa Shoemaker-Levy, que chocó con Júpiter en 1994, o la desaparición del cinturón ecuatorial sur de Júpiter en 2010).

Rango óptico

En la región infrarroja del espectro se encuentran las líneas de las moléculas de H2 y He, así como las líneas de muchos otros elementos. El número de los dos primeros contiene información sobre el origen del planeta y la composición cuantitativa y cualitativa del resto, sobre su evolución interna.

Sin embargo, las moléculas de hidrógeno y helio no tienen momento dipolar, lo que significa que las líneas de absorción de estos elementos son invisibles hasta que la absorción debida a la ionización por impacto se vuelve dominante. Por otro lado, estas líneas se forman en las capas superiores de la atmósfera y no contienen información sobre las capas más profundas. Por lo tanto, los datos más fiables sobre la abundancia de helio e hidrógeno en Júpiter se obtuvieron del módulo de aterrizaje Galileo.

En cuanto al resto de elementos, también surgen dificultades en su análisis e interpretación. Hasta ahora es imposible decir con total certeza qué procesos tienen lugar en la atmósfera de Júpiter y con qué fuerza afectan a la composición química, tanto en las regiones internas como en las capas externas. Esto crea ciertas dificultades en una interpretación más detallada del espectro. Sin embargo, se cree que todos los procesos capaces de influir de una forma u otra en la abundancia de elementos son locales y muy limitados, de modo que no son capaces de cambiar globalmente la distribución de la materia.

Júpiter también emite (principalmente en la región infrarroja del espectro) un 60% más de energía de la que recibe del Sol. Debido a los procesos que conducen a la producción de esta energía, Júpiter disminuye aproximadamente 2 cm por año.

rango gamma

La emisión de rayos gamma de Júpiter está asociada con la aurora y también con la emisión del disco. Grabado por primera vez en 1979 por el Laboratorio Espacial Einstein.

En la Tierra, las regiones de las auroras en rayos X y ultravioleta casi coinciden, sin embargo, en Júpiter este no es el caso. La región de las auroras de rayos X se encuentra mucho más cerca del polo que la de las auroras ultravioleta. Las primeras observaciones revelaron una pulsación de radiación con un período de 40 minutos, sin embargo, en observaciones posteriores esta dependencia es mucho peor.

Se esperaba que el espectro de rayos X de las auroras aurorales de Júpiter fuera similar al espectro de rayos X de los cometas, pero las observaciones del Chandra han demostrado que este no es el caso. El espectro consta de líneas de emisión con picos en las líneas de oxígeno cerca de 650 eV, en las líneas de OVIII a 653 eV y 774 eV, y en OVII a 561 eV y 666 eV. También existen líneas de emisión a energías más bajas en la región espectral de 250 a 350 eV, posiblemente pertenecientes a azufre o carbono.

Los rayos gamma no asociados con la aurora fueron detectados por primera vez mediante observaciones ROSAT en 1997. El espectro es similar al espectro de las auroras, pero en la región de 0,7-0,8 keV. Las características del espectro están bien descritas por el modelo de plasma coronal con una temperatura de 0,4-0,5 keV con metalicidad solar, con la adición de líneas de emisión de Mg10+ y Si12+. La existencia de este último puede estar asociada con la actividad solar en octubre-noviembre de 2003.

Las observaciones del observatorio espacial XMM-Newton han demostrado que la emisión de rayos gamma del disco son rayos X solares reflejados. A diferencia de las auroras, no se detectó periodicidad en los cambios en la intensidad de la radiación en escalas de 10 a 100 minutos.

Radiovigilancia

Júpiter es la fuente de radio más potente (después del Sol) del Sistema Solar en el rango de longitud de onda de los decímetros. La emisión de radio es esporádica y alcanza 10-6 en el pico de la ráfaga.

Las ráfagas se producen en el rango de frecuencia de 5 a 43 MHz (la mayoría de las veces alrededor de 18 MHz), con una anchura media de aproximadamente 1 MHz. La duración de la ráfaga es corta: de 0,1 a 1 s (a veces hasta 15 s). La radiación está muy polarizada, especialmente en círculo, el grado de polarización alcanza el 100%. Se observa la modulación de la radiación por el satélite cercano de Júpiter, Io, que gira dentro de la magnetosfera: la probabilidad de una explosión es mayor cuando Io está cerca de alargarse con respecto a Júpiter. La naturaleza monocromática de la radiación indica una frecuencia seleccionada, probablemente una girofrecuencia. Las altas temperaturas de brillo (que a veces alcanzan los 1015 K) requieren el uso de efectos colectivos (como los máseres).

La emisión de radio de Júpiter en el rango de milímetros o centímetros es puramente térmica, aunque la temperatura de brillo es ligeramente superior a la temperatura de equilibrio, lo que sugiere un flujo de calor desde el interior. A partir de ondas de ~9 cm, la Tb (temperatura de brillo) aumenta: aparece un componente no térmico asociado con la radiación sincrotrón de partículas relativistas con una energía promedio de ~30 MeV en el campo magnético de Júpiter; con una onda de 70 cm, Tb alcanza un valor de ~5·104 K. La fuente de radiación está ubicada a ambos lados del planeta en forma de dos palas extendidas, lo que indica el origen magnetosférico de la radiación.

Júpiter entre los planetas del sistema solar.

La masa de Júpiter es 2,47 veces mayor que la masa de los demás planetas del sistema solar.

Júpiter es el planeta más grande del sistema solar, un gigante gaseoso. Su radio ecuatorial es de 71,4 mil km, que es 11,2 veces el radio de la Tierra.

Júpiter es el único planeta cuyo centro de masa con el Sol está fuera del Sol y está aproximadamente a un 7% del radio solar de éste.

La masa de Júpiter es 2,47 veces la masa total de todos los demás planetas del Sistema Solar en conjunto, 317,8 veces la masa de la Tierra y aproximadamente 1000 veces menos que la masa del Sol. La densidad (1326 kg/m2) es aproximadamente igual a la densidad del Sol y es 4,16 veces menor que la densidad de la Tierra (5515 kg/m2). Además, la fuerza de gravedad sobre su superficie, que normalmente se considera la capa superior de las nubes, es más de 2,4 veces mayor que la de la Tierra: un cuerpo que tiene una masa, por ejemplo, de 100 kg, pesará lo mismo que un cuerpo que pesa 240 kg pesa en la superficie de la Tierra. Esto corresponde a una aceleración gravitacional de 24,79 m/s2 en Júpiter frente a 9,80 m/s2 de la Tierra.

Júpiter como una "estrella fallida"

Tamaños comparativos de Júpiter y la Tierra.

Los modelos teóricos muestran que si la masa de Júpiter fuera mucho mayor que su masa real, esto provocaría el colapso del planeta. Pequeños cambios de masa no implicarían cambios significativos de radio. Sin embargo, si la masa de Júpiter fuera cuatro veces su masa real, la densidad del planeta aumentaría hasta tal punto que el tamaño del planeta se reduciría considerablemente bajo la influencia de una mayor gravedad. Así, Júpiter parece tener el diámetro máximo que podría tener un planeta con una estructura e historia similar. Con un mayor aumento de masa, la contracción continuaría hasta que, durante la formación estelar, Júpiter se convirtiera en una enana marrón con unas 50 veces su masa actual. Esto da a los astrónomos razones para considerar a Júpiter como una “estrella fallida”, aunque no está claro si los procesos de formación de planetas como Júpiter son similares a los que conducen a la formación de sistemas estelares binarios. Aunque Júpiter necesitaría ser 75 veces más masivo para convertirse en una estrella, la enana roja más pequeña conocida tiene sólo un 30% más de diámetro.

Órbita y rotación

Cuando se observa desde la Tierra durante la oposición, Júpiter puede alcanzar una magnitud aparente de -2,94 m, lo que lo convierte en el tercer objeto más brillante del cielo nocturno después de la Luna y Venus. A mayor distancia, la magnitud visible cae a 1,61 m. La distancia entre Júpiter y la Tierra varía de 588 a 967 millones de kilómetros.

Las oposiciones de Júpiter ocurren cada 13 meses. En 2010, el 21 de septiembre tuvo lugar el enfrentamiento entre el planeta gigante. Las grandes oposiciones de Júpiter ocurren una vez cada 12 años, cuando el planeta está cerca del perihelio de su órbita. Durante este período de tiempo, su tamaño angular para un observador desde la Tierra alcanza los 50 segundos de arco y su brillo es superior a -2,9 m.

La distancia media entre Júpiter y el Sol es de 778,57 millones de kilómetros (5,2 AU) y el período orbital es de 11,86 años. Dado que la excentricidad de la órbita de Júpiter es 0,0488, la diferencia de distancia al Sol en el perihelio y el afelio es de 76 millones de kilómetros.

La principal contribución a las perturbaciones del movimiento de Júpiter la realiza Saturno. El primer tipo de perturbación es secular y actúa en una escala de ~70 mil años, cambiando la excentricidad de la órbita de Júpiter de 0,2 a 0,06 y la inclinación orbital de ~1° a 2°. La perturbación del segundo tipo resuena en una proporción cercana a 2:5 (con una precisión de 5 decimales: 2:4,96666).

El plano ecuatorial del planeta está cerca del plano de su órbita (la inclinación del eje de rotación es de 3,13° frente a 23,45° de la Tierra), por lo que no hay cambio de estaciones en Júpiter.

Júpiter gira sobre su eje más rápido que cualquier otro planeta del sistema solar. El período de rotación en el ecuador es de 9 horas 50 minutos. 30 segundos, y en latitudes medias: 9 horas 55 minutos. 40 seg. Debido a la rápida rotación, el radio ecuatorial de Júpiter (71492 km) es un 6,49% mayor que el radio polar (66854 km); Por tanto, la compresión del planeta es (1:51,4).

Hipótesis sobre la existencia de vida en la atmósfera de Júpiter

Actualmente, la presencia de vida en Júpiter parece improbable: baja concentración de agua en la atmósfera, ausencia de una superficie sólida, etc. Sin embargo, allá por los años 70, el astrónomo estadounidense Carl Sagan habló de la posibilidad de la existencia de vida a base de amoníaco. vida en las capas superiores de la atmósfera de Júpiter. Cabe señalar que incluso a poca profundidad en la atmósfera joviana, la temperatura y la densidad son bastante altas, y no se puede excluir la posibilidad de al menos evolución química, ya que la velocidad y la probabilidad de que se produzcan reacciones químicas favorecen esto. Sin embargo, la existencia de vida basada en agua y hidrocarburos en Júpiter también es posible: en la capa de la atmósfera que contiene nubes de vapor de agua, la temperatura y la presión también son muy favorables. Carl Sagan, junto con E. E. Salpeter, habiendo realizado cálculos en el marco de las leyes de la química y la física, describieron tres formas imaginarias de vida que podrían existir en la atmósfera de Júpiter:

Composición química

La composición química de las capas internas de Júpiter no puede determinarse mediante métodos de observación modernos, pero la abundancia de elementos en las capas externas de la atmósfera se conoce con una precisión relativamente alta, ya que las capas externas fueron examinadas directamente por el módulo de aterrizaje Galileo, que fue bajado a la atmósfera el 7 de diciembre de 1995. Los dos componentes principales de la atmósfera de Júpiter son el hidrógeno molecular y el helio. La atmósfera también contiene muchos compuestos simples, como agua, metano (CH4), sulfuro de hidrógeno (H2S), amoníaco (NH3) y fosfina (PH3). Su abundancia en la troposfera profunda (por debajo de 10 bar) implica que la atmósfera de Júpiter es rica en carbono, nitrógeno, azufre y posiblemente oxígeno en un factor de 2 a 4 en relación con el Sol.

Otros compuestos químicos, arsina (AsH3) y germano (GeH4), están presentes, pero en pequeñas cantidades.

La concentración de gases inertes, argón, criptón y xenón, supera su cantidad en el Sol (ver tabla), y la concentración de neón es claramente menor. Hay pequeñas cantidades de hidrocarburos simples: etano, acetileno y diacetileno, que se forman bajo la influencia de la radiación ultravioleta solar y partículas cargadas que llegan de la magnetosfera de Júpiter. Se cree que el dióxido de carbono, el monóxido de carbono y el agua en la atmósfera superior se deben a los impactos de cometas como el cometa Shoemaker-Levy 9 con la atmósfera de Júpiter. El agua no puede provenir de la troposfera porque la tropopausa actúa como una trampa fría que impide eficazmente que el agua entre. ascendiendo hasta el nivel de la estratosfera.

Las variaciones de color rojizo de Júpiter pueden deberse a la presencia de compuestos de fósforo, azufre y carbono en la atmósfera. Dado que el color puede variar mucho, se supone que la composición química de la atmósfera también varía de un lugar a otro. Por ejemplo, hay zonas “secas” y “húmedas” con diferentes cantidades de vapor de agua.

Estructura

Modelo de la estructura interna de Júpiter: debajo de las nubes hay una capa de una mezcla de hidrógeno y helio de unos 21 mil km de espesor con una transición suave de la fase gaseosa a líquida, luego una capa de hidrógeno líquido y metálico de 30-50 mil kilómetros de profundidad. En su interior puede haber un núcleo sólido con un diámetro de unos 20 mil kilómetros.

Actualmente, el mayor reconocimiento ha recibido el siguiente modelo de la estructura interna de Júpiter:

1.Atmósfera. Está dividido en tres capas:
a. capa exterior compuesta de hidrógeno;
b. capa media formada por hidrógeno (90%) y helio (10%);
C. la capa inferior, formada por hidrógeno, helio e impurezas de amoníaco, hidrogenosulfato de amonio y agua, forma tres capas de nubes:
a. en la parte superior hay nubes de amoníaco congelado (NH3). Su temperatura es de aproximadamente -145 °C, la presión es de aproximadamente 1 atm;
b. debajo se ven nubes de cristales de hidrosulfuro de amonio (NH4HS);
C. en el fondo hay hielo de agua y, posiblemente, agua líquida, es decir, probablemente, en forma de pequeñas gotas. La presión en esta capa es de aproximadamente 1 atm, la temperatura es de aproximadamente -130 °C (143 K). Por debajo de este nivel el planeta es opaco.
2. Capa de hidrógeno metálico. La temperatura de esta capa varía de 6300 a 21 000 K y la presión de 200 a 4000 GPa.
3. Núcleo de piedra.

La construcción de este modelo se basa en la síntesis de datos observacionales, la aplicación de las leyes de la termodinámica y la extrapolación de datos de laboratorio sobre materia bajo alta presión y alta temperatura. Los principales supuestos que lo sustentan:

Si a estas disposiciones sumamos las leyes de conservación de masa y energía, obtenemos un sistema de ecuaciones básicas.

En el marco de este modelo simple de tres capas, no existe un límite claro entre las capas principales, sin embargo, las áreas de transiciones de fase son pequeñas. En consecuencia, podemos suponer que casi todos los procesos están localizados y esto permite considerar cada capa por separado.

Atmósfera

La temperatura en la atmósfera no aumenta de forma monótona. En él, como en la Tierra, se pueden distinguir la exosfera, la termosfera, la estratosfera, la tropopausa y la troposfera. En las capas más superficiales la temperatura es elevada; A medida que se profundiza, la presión aumenta y la temperatura desciende hasta la tropopausa; A partir de la tropopausa, tanto la temperatura como la presión aumentan a medida que nos adentramos. A diferencia de la Tierra, Júpiter no tiene mesosfera ni una mesopausia correspondiente.

En la termosfera de Júpiter tienen lugar muchos procesos interesantes: es aquí donde el planeta pierde una parte importante de su calor por radiación, es aquí donde se forman las auroras y es aquí donde se forma la ionosfera. Como límite superior se toma el nivel de presión de 1 nbar. La temperatura observada en la termosfera es de 800-1000 K, y por el momento este material factual aún no ha sido explicado en el marco de los modelos modernos, ya que en ellos la temperatura no debería ser superior a unos 400 K. El enfriamiento de Júpiter es También es un proceso no trivial: el ion hidrógeno triatómico (H3+), excepto Júpiter, que se encuentra sólo en la Tierra, provoca una fuerte emisión en la parte del infrarrojo medio del espectro en longitudes de onda entre 3 y 5 μm.

Según mediciones directas del módulo de aterrizaje, el nivel superior de las nubes opacas se caracterizaba por una presión de 1 atmósfera y una temperatura de -107 °C; a una profundidad de 146 km - 22 atmósferas, +153 °C. Galileo también descubrió “puntos cálidos” a lo largo del ecuador. Al parecer, en estos lugares la capa exterior de nubes es fina y se pueden ver zonas interiores más cálidas.

Debajo de las nubes hay una capa de entre 7.000 y 25.000 kilómetros de profundidad, en la que el hidrógeno cambia gradualmente de estado de gas a líquido al aumentar la presión y la temperatura (hasta 6.000 °C). No parece haber un límite claro que separe el hidrógeno gaseoso del hidrógeno líquido. Esto puede parecerse a la ebullición continua de un océano global de hidrógeno.

Capa de hidrógeno metálico

El hidrógeno metálico se produce a altas presiones (alrededor de un millón de atmósferas) y altas temperaturas, cuando la energía cinética de los electrones excede el potencial de ionización del hidrógeno. Como resultado, los protones y los electrones existen en él por separado, por lo que el hidrógeno metálico es un buen conductor de electricidad. El espesor estimado de la capa de hidrógeno metálico es de 42.000 a 46.000 kilómetros.

Las poderosas corrientes eléctricas que surgen en esta capa generan el gigantesco campo magnético de Júpiter. En 2008, Raymond Jeanlaws de la Universidad de California en Berkeley y Lars Stixrud del University College de Londres crearon un modelo de la estructura de Júpiter y Saturno, según el cual el helio metálico también se encuentra en sus profundidades, formando una especie de aleación con el hidrógeno metálico. .

Centro

Utilizando los momentos de inercia medidos de un planeta, se puede estimar el tamaño y la masa de su núcleo. Actualmente se cree que la masa del núcleo es 10 veces la masa de la Tierra y su tamaño es 1,5 veces su diámetro.

Júpiter libera mucha más energía de la que recibe del Sol. Los investigadores sugieren que Júpiter tiene una importante reserva de energía térmica, formada durante el proceso de compresión de la materia durante la formación del planeta. Los modelos anteriores de la estructura interna de Júpiter, que intentaban explicar el exceso de energía liberada por el planeta, permitían la posibilidad de desintegración radiactiva en sus profundidades o la liberación de energía durante la compresión del planeta bajo la influencia de la gravedad.

Procesos entre capas

Es imposible localizar todos los procesos dentro de capas independientes: es necesario explicar la falta de elementos químicos en la atmósfera, el exceso de radiación, etc.

La diferencia en el contenido de helio en las capas exterior e interior se explica por el hecho de que el helio se condensa en la atmósfera y penetra en regiones más profundas en forma de gotitas. Este fenómeno recuerda a la lluvia terrestre, pero no de agua, sino de helio. Recientemente se ha demostrado que el neón puede disolverse en estas gotitas. Esto explica la falta de neón.

Movimiento atmosférico

Animación de la rotación de Júpiter basada en fotografías de la Voyager 1, 1979.

La velocidad del viento en Júpiter puede superar los 600 km/h. A diferencia de la Tierra, donde la circulación atmosférica se produce debido a la diferencia en el calentamiento solar en las regiones ecuatorial y polar, en Júpiter el efecto de la radiación solar sobre la circulación de la temperatura es insignificante; las principales fuerzas impulsoras son los flujos de calor provenientes del centro del planeta y la energía liberada durante el rápido movimiento de Júpiter alrededor de su eje.

Basándose en observaciones terrestres, los astrónomos dividieron los cinturones y zonas de la atmósfera de Júpiter en ecuatoriales, tropicales, templadas y polares. Masas calentadas de gases que se elevan desde las profundidades de la atmósfera en zonas bajo la influencia de importantes fuerzas de Coriolis en Júpiter son arrastradas a lo largo de los meridianos del planeta, y los bordes opuestos de las zonas se mueven uno hacia el otro. En los límites de zonas y cinturones (áreas de corrientes descendentes) se observan fuertes turbulencias. Al norte del ecuador, los flujos en zonas dirigidas al norte son desviados por fuerzas de Coriolis hacia el este, y los flujos dirigidos al sur se desvían hacia el oeste. En el hemisferio sur ocurre lo contrario. Los vientos alisios tienen una estructura similar en la Tierra.

Rayas

Bandas de Júpiter en diferentes años.

Un rasgo característico de la apariencia de Júpiter son sus rayas. Hay varias versiones que explican su origen. Entonces, según una versión, las rayas surgieron como resultado del fenómeno de convección en la atmósfera del planeta gigante, debido al calentamiento y, como resultado, al aumento de algunas capas y al enfriamiento y descenso de otras. En la primavera de 2010, los científicos propusieron una hipótesis según la cual las franjas de Júpiter surgieron como resultado de la influencia de sus satélites. Se supone que bajo la influencia de la gravedad de los satélites en Júpiter se formaron unos "pilares" peculiares de materia que, al girar, formaron franjas.

Los flujos convectivos que transportan calor interno a la superficie aparecen externamente como zonas claras y cinturones oscuros. En la zona de las zonas claras se produce un aumento de presión correspondiente a flujos ascendentes. Las nubes que forman las zonas se encuentran a un nivel más alto (unos 20 km) y su color claro se debe aparentemente a una mayor concentración de cristales de amoníaco de color blanco brillante. Las nubes oscuras de los cinturones situados debajo probablemente están compuestas por cristales de hidrosulfuro de amonio de color marrón rojizo y tienen una temperatura más alta. Estas estructuras representan áreas de corrientes descendentes. Las zonas y cinturones tienen diferentes velocidades de movimiento en la dirección de rotación de Júpiter. El período orbital varía varios minutos dependiendo de la latitud. Esto da como resultado la existencia de corrientes zonales estables o vientos que soplan constantemente paralelos al ecuador en una dirección. Las velocidades en este sistema global alcanzan de 50 a 150 m/s y más. En los límites de cinturones y zonas se observan fuertes turbulencias, que conducen a la formación de numerosas estructuras de vórtices. La formación más famosa es la Gran Mancha Roja, que se ha observado en la superficie de Júpiter durante los últimos 300 años.

Una vez surgido, el vórtice eleva masas calentadas de gas con vapores de pequeños componentes a la superficie de las nubes. Los cristales resultantes de nieve de amoníaco, soluciones y compuestos de amoníaco en forma de nieve y gotas, nieve de agua corriente y hielo descienden gradualmente en la atmósfera hasta alcanzar niveles en los que la temperatura es suficientemente alta y se evaporan. Después de lo cual la sustancia en estado gaseoso regresa a la capa de nubes.

En el verano de 2007, el telescopio Hubble registró cambios dramáticos en la atmósfera de Júpiter. Las zonas individuales de la atmósfera al norte y al sur del ecuador se convirtieron en cinturones y los cinturones en zonas. Al mismo tiempo, no solo cambiaron las formas de las formaciones atmosféricas, sino también su color.

El 9 de mayo de 2010, el astrónomo aficionado Anthony Wesley (ver también más abajo) descubrió que una de las formaciones más notables y estables del tiempo, el Cinturón Ecuatorial Sur, desapareció repentinamente de la faz del planeta. Es en la latitud del cinturón ecuatorial sur donde se encuentra la Gran Mancha Roja, "lavada" por él. Se cree que la razón de la repentina desaparición del cinturón ecuatorial sur de Júpiter es la aparición sobre él de una capa de nubes más claras, bajo la cual se esconde una banda de nubes oscuras. Según una investigación realizada por el telescopio Hubble, se concluyó que el cinturón no desapareció por completo, sino que simplemente quedó oculto bajo una capa de nubes compuesta de amoníaco.

Gran mancha roja

La Gran Mancha Roja es una formación ovalada de distintos tamaños ubicada en la zona tropical sur. Fue descubierto por Robert Hooke en 1664. Actualmente, tiene unas dimensiones de 15 a 30 mil kilómetros (el diámetro de la Tierra es ~12,7 mil kilómetros), y hace 100 años los observadores notaron un tamaño dos veces mayor. A veces no se ve muy claramente. La Gran Mancha Roja es un huracán gigante único de larga duración, cuyo material gira en sentido antihorario y completa una revolución completa en 6 días terrestres.

Gracias a una investigación realizada a finales del año 2000 por la sonda Cassini, se constató que la Gran Mancha Roja está asociada a corrientes descendentes (circulación vertical de masas atmosféricas); Aquí las nubes son más altas y la temperatura más baja que en otras zonas. El color de las nubes depende de la altura: las estructuras azules son las más altas, las marrones debajo y luego las blancas. Las estructuras rojas son las más bajas. La velocidad de rotación de la Gran Mancha Roja es de 360 ​​km/h. Su temperatura media es de -163 °C, y entre la parte exterior y central de la mancha hay una diferencia de temperatura de unos 3-4 grados. Se cree que esta diferencia es responsable del hecho de que los gases atmosféricos en el centro de la mancha solar giren en el sentido de las agujas del reloj, mientras que los de las afueras giren en el sentido contrario a las agujas del reloj. También se ha sugerido que existe una relación entre la temperatura, la presión, el movimiento y el color de la Mancha Roja, aunque los científicos aún no saben cómo se logra exactamente.

De vez en cuando se observan colisiones de grandes sistemas ciclónicos en Júpiter. Uno de ellos ocurrió en 1975, provocando que el color rojo de la Mancha se desvaneciera durante varios años. A finales de febrero de 2002, otro vórtice gigante, el óvalo blanco, comenzó a ser frenado por la Gran Mancha Roja y la colisión continuó durante todo un mes. Sin embargo, no provocó daños graves en ambos vórtices, ya que se produjo de forma tangencial.

El color rojo de la Gran Mancha Roja es un misterio. Una posible razón podrían ser los compuestos químicos que contienen fósforo. De hecho, los colores y mecanismos que crean la apariencia de toda la atmósfera joviana aún no se conocen bien y sólo pueden explicarse mediante mediciones directas de sus parámetros.

En 1938, se registró la formación y desarrollo de tres grandes óvalos blancos cerca de los 30° de latitud sur. Este proceso estuvo acompañado por la formación simultánea de varios óvalos blancos más pequeños: vórtices. Esto confirma que la Gran Mancha Roja es el más poderoso de los vórtices jovianos. Los registros históricos no revelan sistemas duraderos similares en las latitudes medias del norte del planeta. Se observaron grandes óvalos oscuros cerca de los 15° de latitud norte, pero aparentemente las condiciones necesarias para la aparición de vórtices y su posterior transformación en sistemas estables como la Mancha Roja existen sólo en el hemisferio sur.

pequeña mancha roja

La Gran Mancha Roja y la Pequeña Mancha Roja en mayo de 2008 en una fotografía tomada por el Telescopio Hubble

En cuanto a los tres vórtices ovalados blancos mencionados anteriormente, dos de ellos se fusionaron en 1998, y en 2000, el nuevo vórtice que surgió se fusionó con el tercer óvalo restante. A finales de 2005, el vórtice (Oval BA, English Oval BC) comenzó a cambiar de color y finalmente adquirió un color rojo, por lo que recibió un nuevo nombre: Pequeña Mancha Roja. En julio de 2006, la Pequeña Mancha Roja entró en contacto con su “hermano mayor”, la Gran Mancha Roja. Sin embargo, esto no tuvo ningún efecto significativo en ambos vórtices: la colisión se produjo de forma tangencial. La colisión se predijo en el primer semestre de 2006.

Iluminación

En el centro del vórtice la presión es mayor que en el área circundante y los propios huracanes están rodeados de perturbaciones de baja presión. A partir de fotografías tomadas por las sondas espaciales Voyager 1 y Voyager 2, se descubrió que en el centro de tales vórtices se observan relámpagos colosales con una longitud de miles de kilómetros. El poder del rayo es tres órdenes de magnitud mayor que el de la Tierra.

Campo magnético y magnetosfera.

Diagrama del campo magnético de Júpiter.

El primer signo de cualquier campo magnético es la emisión de radio, así como los rayos X. Al construir modelos de procesos en curso, se puede juzgar la estructura del campo magnético. Así, se estableció que el campo magnético de Júpiter no sólo tiene un componente dipolar, sino también un cuadrupolo, un octupolo y otros armónicos de orden superior. Se supone que el campo magnético lo crea una dinamo similar a la de la Tierra. Pero a diferencia de la Tierra, en Júpiter una capa de helio metálico sirve como conductor de corriente.

El eje del campo magnético está inclinado con respecto al eje de rotación 10,2 ± 0,6°, casi como en la Tierra, sin embargo, el polo norte magnético está ubicado al lado del polo geográfico sur, y el polo magnético sur está ubicado al lado del polo geográfico norte. La intensidad del campo al nivel de la superficie de las nubes visibles es de 14 Oe en el polo norte y de 10,7 Oe en el polo sur. Su polaridad es la opuesta a la polaridad del campo magnético terrestre.

La forma del campo magnético de Júpiter es muy aplanada y se asemeja a un disco (a diferencia de la forma de gota de la Tierra). La fuerza centrífuga que actúa sobre el plasma en rotación por un lado y la presión térmica del plasma caliente por el otro estiran las líneas de fuerza, formando a una distancia de 20 RJ una estructura que se asemeja a un panqueque delgado, también conocido como magnetodisco. Tiene una fina estructura actual cerca del ecuador magnético.

Alrededor de Júpiter, como alrededor de la mayoría de los planetas del Sistema Solar, hay una magnetosfera, una región en la que el comportamiento de las partículas cargadas, el plasma, está determinado por el campo magnético. Para Júpiter, las fuentes de tales partículas son el viento solar e Io. La ceniza volcánica expulsada de los volcanes de Ío es ionizada por la radiación ultravioleta del sol. Así se forman los iones azufre y oxígeno: S+, O+, S2+ y O2+. Estas partículas abandonan la atmósfera del satélite, pero permanecen en órbita a su alrededor formando un toroide. Este toro fue descubierto por la Voyager 1; se encuentra en el plano del ecuador de Júpiter y tiene un radio de 1 RJ en sección transversal y un radio desde el centro (en este caso desde el centro de Júpiter) hasta la generatriz de la superficie de 5,9 RJ. Es esto lo que cambia fundamentalmente la dinámica de la magnetosfera de Júpiter.

Magnetosfera de Júpiter. Los iones del viento solar capturados por el campo magnético se muestran en rojo en el diagrama, el cinturón de gas volcánico neutro de Io se muestra en verde y el cinturón de gas neutro de Europa se muestra en azul. ENA - átomos neutros. Según datos de la sonda Cassini obtenidos a principios de 2001.

El viento solar que se aproxima se equilibra con la presión del campo magnético en distancias de 50 a 100 radios del planeta; sin la influencia de Ío, esta distancia no sería más de 42 RJ. En el lado nocturno se extiende más allá de la órbita de Saturno, alcanzando una longitud de 650 millones de kilómetros o más. Los electrones acelerados en la magnetosfera de Júpiter llegan a la Tierra. Si la magnetosfera de Júpiter pudiera verse desde la superficie de la Tierra, sus dimensiones angulares excederían las dimensiones de la Luna.

Cinturones de radiación

Júpiter tiene poderosos cinturones de radiación. Durante su aproximación a Júpiter, Galileo recibió una dosis de radiación 25 veces superior a la dosis letal para los humanos. La emisión de radio del cinturón de radiación de Júpiter se descubrió por primera vez en 1955. La emisión de radio es de naturaleza sincrotrón. Los electrones de los cinturones de radiación tienen una energía enorme, de unos 20 MeV, y la sonda Cassini descubrió que la densidad de electrones en los cinturones de radiación de Júpiter es menor de lo esperado. El flujo de electrones en los cinturones de radiación de Júpiter puede representar un grave peligro para las naves espaciales debido al alto riesgo de daños a los equipos por radiación. En general, la emisión de radio de Júpiter no es estrictamente uniforme y constante, tanto en tiempo como en frecuencia. La frecuencia media de dicha radiación, según la investigación, es de unos 20 MHz, y todo el rango de frecuencia va de 5 a 10 a 39,5 MHz.

Júpiter está rodeado por una ionosfera de 3.000 km de largo.

Auroras en Júpiter

Se muestra la estructura de las auroras en Júpiter: el anillo principal, la radiación polar y las manchas que surgieron como resultado de la interacción con los satélites naturales de Júpiter.

Júpiter exhibe auroras brillantes y persistentes alrededor de ambos polos. A diferencia de las de la Tierra, que aparecen durante períodos de mayor actividad solar, las auroras de Júpiter son constantes, aunque su intensidad varía de un día a otro. Constan de tres componentes principales: la región principal y más brillante es relativamente pequeña (menos de 1.000 km de ancho), situada aproximadamente a 16° de los polos magnéticos; Los puntos calientes son rastros de líneas de campo magnético que conectan las ionosferas de los satélites con la ionosfera de Júpiter y áreas de emisiones a corto plazo ubicadas dentro del anillo principal. Se han detectado emisiones de auroras en casi todas las partes del espectro electromagnético, desde ondas de radio hasta rayos X (hasta 3 keV), sin embargo, son más brillantes en la región del infrarrojo medio (longitud de onda de 3 a 4 μm y de 7 a 14 μm) y región ultravioleta profunda del espectro (ondas de longitud de onda 80-180 nm).

La posición de los principales anillos aurorales es estable, al igual que su forma. Sin embargo, su radiación está fuertemente modulada por la presión del viento solar: cuanto más fuerte es el viento, más débiles son las auroras. La estabilidad de las auroras se mantiene gracias a una gran afluencia de electrones, acelerada debido a la diferencia de potencial entre la ionosfera y el magnetodisco. Estos electrones generan una corriente que mantiene la rotación sincrónica en el magnetodisco. La energía de estos electrones es de 10 a 100 keV; Al penetrar profundamente en la atmósfera, ionizan y excitan el hidrógeno molecular, provocando radiación ultravioleta. Además, calientan la ionosfera, lo que explica la fuerte radiación infrarroja de las auroras y el calentamiento parcial de la termosfera.

Los puntos calientes están asociados con tres lunas galileanas: Ío, Europa y Ganímedes. Surgen porque el plasma en rotación se ralentiza cerca de los satélites. Las manchas más brillantes pertenecen a Ío, ya que este satélite es el principal proveedor de plasma; las manchas de Europa y Ganímedes son mucho más débiles. Se cree que los puntos brillantes dentro de los anillos principales que aparecen de vez en cuando están asociados con la interacción de la magnetosfera y el viento solar.

Gran punto de rayos X

Fotografía combinada de Júpiter tomada por el telescopio Hubble y el telescopio de rayos X Chandra, febrero de 2007.

En diciembre de 2000, el telescopio orbital Chandra descubrió una fuente de radiación pulsante de rayos X, llamada Gran Mancha de Rayos X, en los polos de Júpiter (principalmente en el polo norte). Las razones de esta radiación siguen siendo un misterio.

Modelos de formación y evolución.

Las observaciones de exoplanetas contribuyen significativamente a nuestra comprensión de la formación y evolución de las estrellas. Así, con su ayuda, se establecieron características comunes a todos los planetas similares a Júpiter:

Se forman incluso antes de la dispersión del disco protoplanetario.
La acreción juega un papel importante en la formación.
Enriquecimiento de elementos químicos pesados ​​por planetesimales.

Hay dos hipótesis principales que explican los procesos de aparición y formación de Júpiter.

Según la primera hipótesis, denominada hipótesis de la “contracción”, la relativa similitud de la composición química de Júpiter y el Sol (una gran proporción de hidrógeno y helio) se explica por el hecho de que durante la formación de los planetas en las primeras etapas de Durante el desarrollo del sistema solar, en el disco de gas y polvo se formaron “condensaciones” masivas que dieron origen a los planetas, es decir, el Sol y los planetas se formaron de manera similar. Es cierto que esta hipótesis no explica las diferencias existentes en la composición química de los planetas: Saturno, por ejemplo, contiene más elementos químicos pesados ​​que Júpiter, que, a su vez, contiene más que el Sol. Los planetas terrestres son generalmente sorprendentemente diferentes en su composición química de los planetas gigantes.

La segunda hipótesis (la hipótesis de la “acreción”) afirma que el proceso de formación de Júpiter, así como de Saturno, se produjo en dos etapas. En primer lugar, a lo largo de varias decenas de millones de años tuvo lugar el proceso de formación de cuerpos sólidos densos, como los planetas terrestres. Luego comenzó la segunda etapa, cuando el proceso de acumulación de gas desde la nube protoplanetaria primaria hacia estos cuerpos, que en ese momento habían alcanzado una masa de varias masas terrestres, duró varios cientos de miles de años.

Ya en la primera etapa, parte del gas se disipó de la región de Júpiter y Saturno, lo que provocó algunas diferencias en la composición química de estos planetas y del Sol. En la segunda etapa, la temperatura de las capas exteriores de Júpiter y Saturno alcanzó los 5.000 °C y 2.000 °C, respectivamente. Urano y Neptuno alcanzaron la masa crítica necesaria para comenzar su acreción mucho más tarde, lo que afectó tanto a sus masas como a su composición química.

En 2004, Katharina Lodders de la Universidad de Washington planteó la hipótesis de que el núcleo de Júpiter se compone principalmente de materia orgánica con propiedades adhesivas, lo que, a su vez, influyó en gran medida en la captura de materia por parte del núcleo de la región circundante del espacio. El núcleo de roca y resina resultante, por la fuerza de su gravedad, “capturó” gas de la nebulosa solar, formando el Júpiter moderno. Esta idea encaja en la segunda hipótesis sobre el surgimiento de Júpiter por acreción.

Satélites y anillos

Grandes satélites de Júpiter: Io, Europa, Ganímedes y Calisto y sus superficies.

Lunas de Júpiter: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto

En enero de 2012, Júpiter tenía 67 satélites conocidos, el número máximo del Sistema Solar. Se estima que puede haber al menos un centenar de satélites. Los satélites reciben principalmente los nombres de varios personajes míticos, de una forma u otra relacionados con Zeus-Júpiter. Los satélites se dividen en dos grandes grupos: internos (8 satélites, satélites internos galileanos y no galileanos) y externos (55 satélites, también divididos en dos grupos), por lo que hay 4 "variedades" en total. Los cuatro satélites más grandes (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto) fueron descubiertos en 1610 por Galileo Galilei]. El descubrimiento de las lunas de Júpiter sirvió como el primer argumento fáctico serio a favor del sistema heliocéntrico de Copérnico.

Europa

De mayor interés es Europa, que tiene un océano global en el que es posible la presencia de vida. Estudios especiales han demostrado que el océano se extiende a 90 km de profundidad y su volumen supera el volumen de los océanos de la Tierra. La superficie de Europa está plagada de fallas y grietas que aparecieron en la capa helada del satélite. Se ha sugerido que la fuente de calor de Europa es el propio océano y no el núcleo del satélite. También se supone la existencia de un océano subglacial en Calisto y Ganímedes. Partiendo del supuesto de que el oxígeno podría penetrar en el océano subglacial en un plazo de entre 1.000 y 2.000 millones de años, los científicos suponen teóricamente la presencia de vida en el satélite. El contenido de oxígeno en el océano de Europa es suficiente para sustentar la existencia no sólo de formas de vida unicelulares, sino también de otras más grandes. Este satélite ocupa el segundo lugar en posibilidades de origen de la vida después de Encelado.

y sobre

Ío es interesante por la presencia de poderosos volcanes activos; La superficie del satélite está llena de productos de actividad volcánica. Las fotografías tomadas por sondas espaciales muestran que la superficie de Ío es de color amarillo brillante con manchas de color marrón, rojo y amarillo oscuro. Estas manchas son producto de las erupciones volcánicas de Ío, y están compuestas principalmente de azufre y sus compuestos; El color de las erupciones depende de su temperatura.
[editar] Ganímedes

Ganímedes es el satélite más grande no sólo de Júpiter, sino en general del Sistema Solar entre todos los satélites de los planetas. Ganímedes y Calisto están cubiertos de numerosos cráteres; en Calisto, muchos de ellos están rodeados de grietas.

Calisto

También se cree que Calisto tiene un océano debajo de su superficie; esto lo indica indirectamente el campo magnético de Calisto, que puede generarse por la presencia de corrientes eléctricas en agua salada dentro del satélite. A favor de esta hipótesis también está el hecho de que el campo magnético de Calisto cambia dependiendo de su orientación con respecto al campo magnético de Júpiter, es decir, hay un líquido altamente conductor bajo la superficie de este satélite.

Comparación de los tamaños de los satélites galileanos con la Tierra y la Luna

Características de los satélites galileanos.

Todos los grandes satélites de Júpiter giran sincrónicamente y siempre miran hacia el mismo lado hacia Júpiter debido a la influencia de las poderosas fuerzas de marea del planeta gigante. Al mismo tiempo, Ganímedes, Europa e Ío se encuentran en resonancia orbital entre sí. Además, existe un patrón entre los satélites de Júpiter: cuanto más lejos está el satélite del planeta, menor es su densidad (Io - 3,53 g/cm2, Europa - 2,99 g/cm2, Ganímedes - 1,94 g/cm2, Calisto - 1,83 g/cm2). Esto depende de la cantidad de agua que haya en el satélite: en Ío prácticamente no hay agua, en Europa el 8% y en Ganímedes y Calisto hasta la mitad de su masa.

Pequeños satélites de Júpiter

Los satélites restantes son mucho más pequeños y son cuerpos rocosos de forma irregular. Entre ellos hay quienes giran en dirección opuesta. Entre los pequeños satélites de Júpiter, Amaltea es de considerable interés para los científicos: se supone que en su interior hay un sistema de vacíos que surgió como resultado de una catástrofe que tuvo lugar en el pasado lejano: debido al bombardeo de un meteorito, Amaltea se rompió. en partes, que luego se reunieron bajo la influencia de la gravedad mutua, pero nunca se convirtieron en un solo cuerpo monolítico.

Metis y Adrastea son las lunas más cercanas a Júpiter con diámetros de aproximadamente 40 y 20 km, respectivamente. Se mueven a lo largo del borde del anillo principal de Júpiter en una órbita con un radio de 128 mil km, dando una vuelta alrededor de Júpiter en 7 horas y siendo los satélites más rápidos de Júpiter.

El diámetro total de todo el sistema de satélites de Júpiter es de 24 millones de kilómetros. Además, se supone que en el pasado Júpiter tenía aún más satélites, pero algunos de ellos cayeron sobre el planeta bajo la influencia de su poderosa gravedad.

Lunas con rotación inversa alrededor de Júpiter

Los satélites de Júpiter, cuyos nombres terminan en “e” - Karme, Sinope, Ananke, Pasiphae y otros (ver grupo Ananke, grupo Karme, grupo Pasiphae) - giran alrededor del planeta en la dirección opuesta (movimiento retrógrado) y, según Los científicos no se formaron junto con Júpiter, sino que fueron capturados por él más tarde. El satélite Tritón de Neptuno tiene una propiedad similar.

Lunas temporales de Júpiter

Algunos cometas son lunas temporales de Júpiter. Entonces, en particular, el cometa Kushida - Muramatsu (inglés) ruso. en el período de 1949 a 1961. Era un satélite de Júpiter y había completado dos revoluciones alrededor del planeta durante este tiempo. Además de este objeto, se conocen al menos 4 lunas temporales del planeta gigante.

Anillos de Júpiter

Anillos de Júpiter (diagrama).

Júpiter tiene anillos débiles descubiertos durante el sobrevuelo de Júpiter de la Voyager 1 en 1979. La presencia de anillos fue sugerida allá por 1960 por el astrónomo soviético Sergei Vsekhsvyatsky, basándose en un estudio de los puntos distantes de las órbitas de algunos cometas, Vsekhsvyatsky concluyó que estos cometas podrían provenir del anillo de Júpiter y sugirió que el anillo se había formado. como resultado de la actividad volcánica de los satélites de Júpiter (los volcanes en Ío fueron descubiertos dos décadas después).

Los anillos son ópticamente delgados, su espesor óptico es ~10-6 y el albedo de las partículas es sólo del 1,5%. Sin embargo, todavía es posible observarlos: en ángulos de fase cercanos a 180 grados (mirando "a contraluz"), el brillo de los anillos aumenta unas 100 veces y el lado oscuro nocturno de Júpiter no deja iluminación. Hay tres anillos en total: un anillo principal, un “anillo de araña” y un halo.
Fotografía de los anillos de Júpiter tomada por Galileo con luz directa difusa.

El anillo principal se extiende desde 122.500 a 129.230 km desde el centro de Júpiter. En el interior, el anillo principal se transforma en un halo toroidal y en el exterior contacta con el halo aracnoideo. La dispersión directa de la radiación observada en el rango óptico es característica de las partículas de polvo del tamaño de una micra. Sin embargo, el polvo en las cercanías de Júpiter está sujeto a poderosas perturbaciones no gravitacionales, por lo que la vida útil de los granos de polvo es de 103 ± 1 años. Esto significa que debe haber una fuente de estas partículas de polvo. Dos pequeños satélites que se encuentran dentro del anillo principal, Metis y Adrastea, son adecuados para el papel de tales fuentes. Al chocar con los meteoroides, generan un enjambre de micropartículas que posteriormente se propagan en la órbita de Júpiter. Las observaciones del anillo aracnoideo revelaron dos cinturones separados de material originados en las órbitas de Tebas y Amaltea. La estructura de estos cinturones se asemeja a la estructura de los complejos de polvo zodiacales.

asteroides troyanos

Los asteroides troyanos son un grupo de asteroides ubicados en el área de los puntos de Lagrange L4 y L5 de Júpiter. Los asteroides están en resonancia 1:1 con Júpiter y se mueven con él en órbita alrededor del Sol. Al mismo tiempo, existe la tradición de nombrar los objetos ubicados cerca del punto L4 en honor a los héroes griegos y cerca de L5 en honor a los héroes troyanos. En total, hasta junio de 2010 se habían abierto 1.583 instalaciones de este tipo.

Hay dos teorías que explican el origen de los troyanos. El primero afirma que surgieron en la etapa final de la formación de Júpiter (se considera la opción de acreción). Junto a la materia se capturaron planetesimales, sobre los que también se produjo la acreción, y como el mecanismo fue eficaz, la mitad de ellos acabaron en una trampa gravitacional. Desventajas de esta teoría: el número de objetos que surgieron de esta manera es cuatro órdenes de magnitud mayor que el observado y tienen una inclinación orbital mucho mayor.

La segunda teoría es dinámica. 300-500 millones de años después de la formación del sistema solar, Júpiter y Saturno atravesaron una resonancia de 1:2. Esto llevó a una reestructuración de las órbitas: Neptuno, Plutón y Saturno aumentaron el radio de su órbita y Júpiter lo disminuyó. Esto afectó la estabilidad gravitacional del cinturón de Kuiper y algunos de los asteroides que lo habitaban entraron en la órbita de Júpiter. Al mismo tiempo, se destruyeron todos los troyanos originales, si los había.

Se desconoce el futuro de los troyanos. Una serie de resonancias débiles de Júpiter y Saturno harán que se muevan caóticamente, pero es difícil decir cuál será la fuerza de este movimiento caótico y si serán expulsados ​​de su órbita actual. Además, los enfrentamientos entre ellos reducen de forma lenta pero segura el número de troyanos. Algunos fragmentos pueden convertirse en satélites y otros en cometas.

Colisiones de cuerpos celestes con Júpiter.
El cometa Shoemaker - Levy

Un rastro de uno de los restos del cometa Shoemaker-Levy, fotografiado por el Telescopio Hubble, julio de 1994.
Artículo principal: Cometa Shoemaker - Levi 9

En julio de 1992, un cometa se acercó a Júpiter. Pasó a una distancia de unos 15 mil kilómetros de la cima de las nubes, y la poderosa influencia gravitacional del planeta gigante rompió su núcleo en 17 grandes pedazos. Este enjambre de cometas fue descubierto en el Observatorio Monte Palomar por los cónyuges Carolyn y Eugene Shoemaker y el astrónomo aficionado David Levy. En 1994, durante el siguiente acercamiento a Júpiter, todos los restos del cometa chocaron contra la atmósfera del planeta a una velocidad tremenda: unos 64 kilómetros por segundo. Este enorme cataclismo cósmico fue observado tanto desde la Tierra como por medios espaciales, en particular con la ayuda del Telescopio Espacial Hubble, el satélite IUE y la estación espacial interplanetaria Galileo. La caída de los núcleos estuvo acompañada de explosiones de radiación en un amplio rango espectral, la generación de emisiones de gases y la formación de vórtices de larga duración, cambios en los cinturones de radiación de Júpiter y la aparición de auroras, y un debilitamiento del brillo de Ío. toro de plasma en el rango ultravioleta extremo.

Otras caídas

El 19 de julio de 2009, el astrónomo aficionado Anthony Wesley descubrió una mancha oscura cerca del polo sur de Júpiter. Este hallazgo fue confirmado posteriormente en el Observatorio Keck en Hawaii. El análisis de los datos obtenidos indicó que el cuerpo más probable que cayó en la atmósfera de Júpiter fue un asteroide rocoso.

El 3 de junio de 2010 a las 20:31 hora internacional, dos observadores independientes, Anthony Wesley (Australia) y Christopher Go (Filipinas), filmaron un destello sobre la atmósfera de Júpiter, que probablemente sea la caída de un nuevo cuerpo previamente desconocido. Júpiter. Un día después de este evento, no se detectaron nuevas manchas oscuras en la atmósfera de Júpiter. Ya se han realizado observaciones con los instrumentos más grandes de las islas hawaianas (Gemini, Keck e IRTF) y están previstas observaciones con el telescopio espacial Hubble. El 16 de junio de 2010, la NASA publicó un comunicado de prensa afirmando que las imágenes tomadas por el Telescopio Espacial Hubble el 7 de junio de 2010 (4 días después de que se registrara la llamarada) no mostraban signos de impacto en la atmósfera superior de Júpiter.

El 20 de agosto de 2010, a las 18:21:56 hora internacional, se produjo un destello sobre la capa de nubes de Júpiter, que fue descubierto por el astrónomo aficionado japonés Masayuki Tachikawa de la prefectura de Kumamoto en una grabación de vídeo que realizó. El día después del anuncio de este evento, la confirmación llegó por parte del observador independiente Aoki Kazuo, un entusiasta de la astronomía de Tokio. Presumiblemente, esto podría haber sido la caída de un asteroide o cometa en la atmósfera de un planeta gigante.

Júpiter es el quinto planeta en distancia del Sol y el más grande del Sistema Solar. Al igual que Urano, Neptuno y Saturno, Júpiter es un gigante gaseoso. La humanidad lo conoce desde hace mucho tiempo. Muy a menudo hay referencias a Júpiter en las creencias religiosas y la mitología. En los tiempos modernos, el planeta recibió su nombre en honor al antiguo dios romano.

La escala de los fenómenos atmosféricos en Júpiter es mucho mayor que la de la Tierra. Se considera que la formación más notable del planeta es la Gran Mancha Roja, una tormenta gigante que conocemos desde el siglo XVII.

El número aproximado de satélites es 67, de los cuales los más grandes son: Europa, Ío, Calisto y Ganímedes. Fueron descubiertos por primera vez por G. Galileo en 1610.

Todos los estudios del planeta se llevan a cabo utilizando telescopios orbitales y terrestres. Desde los años 70 se han enviado 8 sondas de la NASA a Júpiter. Durante las grandes oposiciones, el planeta era visible a simple vista. Júpiter es uno de los objetos más brillantes del cielo después de Venus y la Luna. Y los más populares entre los observadores son los satélites y el propio disco.

Observaciones de Júpiter

Rango óptico

Si consideramos un objeto en la región infrarroja del espectro, podemos prestar atención a las moléculas de He y H2, y las líneas de otros elementos se vuelven visibles de la misma manera. La cantidad H habla del origen del planeta, y la evolución interna se puede conocer gracias a la composición cualitativa y cuantitativa de otros elementos. Pero las moléculas de helio e hidrógeno no tienen momento dipolar, lo que significa que sus líneas de absorción no son visibles hasta que son absorbidas por ionización de impacto. Además, estas líneas aparecen en las capas superiores de la atmósfera, desde donde no pueden transportar datos sobre capas más profundas. En base a esto, la información más fiable sobre la cantidad de hidrógeno y helio en Júpiter se puede obtener utilizando el aparato Galileo.

Respecto al resto de elementos, su análisis e interpretación son muy difíciles. Es imposible decir con total certeza acerca de los procesos que tienen lugar en la atmósfera del planeta. La composición química también es una gran cuestión. Pero, según la mayoría de los astrónomos, todos los procesos que pueden afectar a los elementos son locales y limitados. De esto resulta que no provocan ningún cambio especial en la distribución de sustancias.

Júpiter emite un 60% más de energía de la que consume del Sol. Estos procesos afectan el tamaño del planeta. Júpiter disminuye 2 cm por año. P. Bodenheimer en 1974 expresó la opinión de que en el momento de su formación el planeta era 2 veces más grande de lo que es ahora y la temperatura era mucho más alta.

rango gamma

El estudio del planeta en el rango de rayos gamma se refiere a la aurora y al estudio del disco. El Laboratorio Espacial Einstein registró esto en 1979. Desde la Tierra, las regiones de las auroras en ultravioleta y rayos X coinciden, pero esto no se aplica a Júpiter. Observaciones anteriores establecieron una pulsación de radiación con una periodicidad de 40 minutos, pero observaciones posteriores mostraron que esta dependencia es mucho peor.

Los astrónomos esperaban que utilizando el espectro de rayos X las luces de las auroras en Júpiter fueran similares a las de los cometas, pero las observaciones de Chandra refutaron esta esperanza.

Según el observatorio espacial XMM-Newton, resulta que la emisión de rayos gamma del disco es un reflejo de la radiación solar en rayos X. En comparación con la aurora, no hay periodicidad en la intensidad de la radiación.

Radiovigilancia

Júpiter es una de las fuentes de radio más poderosas del Sistema Solar en el rango de metros-decímetros. La emisión de radio es esporádica. Estas ráfagas se producen en el rango de 5 a 43 MHz, con una anchura media de 1 MHz. La duración de la ráfaga es muy corta: 0,1-1 segundos. La radiación está polarizada y en círculo puede alcanzar el 100%.

La emisión de radio del planeta en el rango corto de centímetros y milímetros es de naturaleza puramente térmica, aunque, a diferencia de la temperatura de equilibrio, el brillo es mucho mayor. Esta característica indica el flujo de calor desde las profundidades de Júpiter.

Cálculos de potencial gravitacional.

El análisis de las trayectorias de las naves espaciales y las observaciones de los movimientos de los satélites naturales muestran el campo gravitacional de Júpiter. Tiene fuertes diferencias en comparación con el esféricamente simétrico. Como regla general, el potencial gravitacional se presenta en forma expandida utilizando polinomios de Legendre.

Las naves espaciales Pioneer 10, Pioneer 11, Galileo, Voyager 1, Voyager 2 y Cassini utilizaron varias mediciones para calcular el potencial gravitacional: 1) imágenes transmitidas para determinar su ubicación; 2) efecto Doppler; 3) radiointerferometría. Algunos de ellos tuvieron que tener en cuenta la presencia gravitacional de la Gran Mancha Roja al realizar mediciones.

Además, al procesar los datos es necesario postular la teoría del movimiento de los satélites de Galileo que orbitan alrededor del centro del planeta. Tener en cuenta la aceleración, que no es de naturaleza gravitacional, se considera un gran problema para realizar cálculos precisos.

Júpiter en el Sistema Solar

El radio ecuatorial de este gigante gaseoso es de 71,4 mil kilómetros, es decir, 11,2 veces mayor que el de la Tierra. Júpiter es el único planeta de su tipo cuyo centro de masa con respecto al Sol se encuentra fuera del Sol.

La masa de Júpiter supera el peso total de todos los planetas en 2,47 veces y la de la Tierra en 317,8 veces. Pero es 1000 veces menor que la masa del Sol. La densidad es muy similar a la del Sol y 4,16 veces menor que la de nuestro planeta. Pero la fuerza de gravedad es 2,4 veces mayor que la de la Tierra.

El planeta Júpiter como “estrella fallida”

Algunos estudios de modelos teóricos han demostrado que si la masa de Júpiter fuera ligeramente mayor de la que realmente es, el planeta comenzaría a encogerse. Aunque pequeños cambios no afectarían particularmente el radio del planeta, siempre que si se cuadriplicara la masa real, la densidad planetaria aumentaría tanto que comenzaría el proceso de reducción de tamaño debido a la acción de una fuerte gravedad.

Según este estudio, Júpiter tiene el diámetro máximo para un planeta con una historia y estructura similar. Nuevos aumentos de masa dieron como resultado una contracción continua hasta que Júpiter, mediante la formación de estrellas, se convirtió en una enana marrón con 50 veces su masa actual. Los astrónomos creen que Júpiter es una “estrella fallida”, aunque aún no está claro si existen similitudes entre el proceso de formación del planeta Júpiter y el de aquellos planetas que forman sistemas estelares binarios. Las primeras pruebas sugieren que Júpiter tendría que ser 75 veces más masivo para convertirse en una estrella, pero la enana roja más pequeña conocida tiene sólo un 30% más de diámetro.

Rotación y órbita de Júpiter.

Júpiter desde la Tierra tiene una magnitud aparente de 2,94 m, lo que convierte al planeta en el tercer objeto más brillante visible a simple vista después de Venus y la Luna. A su máxima distancia de nosotros, el tamaño aparente del planeta es de 1,61 m. La distancia mínima de la Tierra a Júpiter es de 588 millones de kilómetros y la máxima es de 967 millones de kilómetros.

La oposición entre planetas ocurre cada 13 meses. Cabe señalar que una vez cada 12 años se produce la gran oposición de Júpiter; en el momento en que el planeta se encuentra cerca del perihelio de su propia órbita, mientras que el tamaño angular del objeto desde la Tierra es de 50 segundos de arco.

Júpiter está a 778,5 millones de kilómetros del Sol, mientras que el planeta da una revolución completa alrededor del Sol en 11,8 años terrestres. La mayor perturbación del movimiento de Júpiter en su propia órbita la produce Saturno. Hay dos tipos de compensación:

Antigüedad: ha estado en vigor durante 70 mil años. Al mismo tiempo, cambia la excentricidad de la órbita del planeta.

Resonante: se manifiesta gracias a la relación de proximidad de 2:5.

Una peculiaridad del planeta es que tiene una gran proximidad entre el plano orbital y el plano del planeta. En el planeta Júpiter no hay cambio de estaciones, debido a que el eje de rotación del planeta está inclinado 3,13° a modo de comparación, podemos agregar que la inclinación del eje de la Tierra es de 23,45°;

La rotación del planeta alrededor de su eje es la más rápida entre todos los planetas que forman parte del Sistema Solar. Así, en la zona del ecuador, Júpiter gira alrededor de su eje en 9 horas, 50 minutos y 30 segundos, y en latitudes medias esta revolución tarda 5 minutos y 10 más. Debido a esta rotación, el radio del planeta en el ecuador es un 6,5% mayor que en latitudes medias.

Teorías sobre la existencia de vida en Júpiter

Una gran cantidad de investigaciones a lo largo del tiempo sugieren que las condiciones de Júpiter no son propicias para el origen de la vida. En primer lugar, esto se explica por el bajo contenido de agua en la atmósfera del planeta y la ausencia de una base sólida del planeta. Cabe señalar que en los años 70 del siglo pasado se propuso la teoría de que en las capas superiores de la atmósfera de Júpiter podría haber organismos vivos que viven de amoníaco. En apoyo de esta hipótesis, se puede decir que la atmósfera del planeta, incluso a poca profundidad, tiene una temperatura y una densidad elevadas, lo que contribuye a los procesos evolutivos químicos. Esta teoría fue propuesta por Carl Sagan, después de lo cual, junto con E.E. Salpeter, los científicos realizaron una serie de cálculos que permitieron derivar tres formas de vida propuestas en el planeta:

• Se suponía que los flotadores actuaban como organismos enormes, del tamaño de una gran ciudad en la Tierra. Son similares a un globo en que bombean helio de la atmósfera y dejan hidrógeno. Viven en las capas superiores de la atmósfera y producen por sí solos moléculas para alimentarse.
• Los plomos son microorganismos que son capaces de multiplicarse muy rápidamente, lo que permite que la especie sobreviva.
• Los cazadores son depredadores que se alimentan de flotadores.

Pero estas son sólo hipótesis que no están confirmadas por hechos científicos.

Estructura del planeta

Las tecnologías modernas aún no permiten a los científicos determinar con precisión la composición química del planeta, pero aún así las capas superiores de la atmósfera de Júpiter se han estudiado con gran precisión. El estudio de la atmósfera sólo fue posible gracias al descenso de una nave espacial llamada Galileo, que entró en la atmósfera del planeta en diciembre de 1995. Esto permitió decir con precisión que la atmósfera se compone de helio e hidrógeno; además de estos elementos, se descubrieron metano, amoníaco, agua, fosfina y sulfuro de hidrógeno. Se supone que la esfera más profunda de la atmósfera, es decir, la troposfera, está formada por azufre, carbono, nitrógeno y oxígeno.

También están presentes gases inertes como el xenón, el argón y el criptón, y su concentración es mayor que en el Sol. La posibilidad de la existencia de agua, dióxido y monóxido de carbono es posible en las capas superiores de la atmósfera del planeta debido a colisiones con cometas, como ejemplo lo puso el cometa Shoemaker-Levy 9.

El color rojizo del planeta se explica por la presencia de compuestos de fósforo rojo, carbono y azufre, o incluso por materia orgánica que se originó por la exposición a descargas eléctricas. Cabe señalar que el color de la atmósfera no es uniforme, lo que sugiere que diferentes áreas están formadas por diferentes componentes químicos.

Estructura de Júpiter

Generalmente se acepta que la estructura interna del planeta bajo las nubes está formada por una capa de helio e hidrógeno de 21 mil kilómetros de espesor. Aquí la sustancia tiene una transición suave en su estructura del estado gaseoso al estado líquido, después de lo cual aparece una capa de hidrógeno metálico con un espesor de 50 mil kilómetros. La parte media del planeta está ocupada por un núcleo sólido con un radio de 10 mil kilómetros.

El modelo más reconocido de la estructura de Júpiter:

1. Atmósfera:
2. Capa exterior de hidrógeno.

La capa intermedia está representada por helio (10%) e hidrógeno (90%).

• La parte inferior está formada por una mezcla de helio, hidrógeno, amonio y agua. Esta capa se divide a su vez en tres:

  • El de arriba es el amoníaco en forma sólida, que tiene una temperatura de -145 °C con una presión de 1 atm.
  • En el medio hay hidrogenosulfato de amonio en estado cristalizado.
  • La posición inferior la ocupa agua en estado sólido y posiblemente también en estado líquido. La temperatura es de aproximadamente 130 °C y la presión es de 1 atm.

1. Capa formada por hidrógeno en estado metálico. Las temperaturas pueden variar de 6,3 mil a 21 mil Kelvin. Al mismo tiempo, la presión también es variable: de 200 a 4 mil GPa.
2. Núcleo de piedra.

La creación de este modelo fue posible gracias al análisis de observaciones e investigaciones, teniendo en cuenta las leyes de extrapolación y termodinámica. Cabe señalar que esta estructura no tiene límites ni transiciones claros entre las capas vecinas, lo que a su vez sugiere que cada capa está completamente localizada y se pueden estudiar por separado.

Atmósfera de Júpiter

Las tasas de crecimiento de la temperatura en todo el planeta no son monótonas. En la atmósfera de Júpiter, así como en la atmósfera de la Tierra, se pueden distinguir varias capas. Las capas superiores de la atmósfera tienen las temperaturas más altas y, a medida que avanzan hacia la superficie del planeta, estos indicadores disminuyen significativamente, pero a su vez la presión aumenta.

La termosfera del planeta pierde la mayor parte del calor del planeta, y aquí también se forma la llamada aurora. El límite superior de la termosfera se considera una marca de presión de 1 nbar. Durante el estudio se obtuvieron datos sobre la temperatura en esta capa, que alcanza los 1000 K. Los científicos aún no han podido explicar por qué la temperatura aquí es tan alta.

Los datos de la nave espacial Galileo mostraron que la temperatura de las nubes superiores es de -107 °C a una presión de 1 atmósfera, y al descender a una profundidad de 146 kilómetros, la temperatura aumenta a +153 °C y una presión de 22 atmósferas.

El futuro de Júpiter y sus lunas

Todo el mundo sabe que con el tiempo el Sol, como cualquier otra estrella, agotará todas sus reservas de combustible termonuclear, mientras que su luminosidad aumentará un 11% cada mil millones de años. Debido a esto, la zona habitable habitual se desplazará significativamente más allá de la órbita de nuestro planeta hasta llegar a la superficie de Júpiter. Esto permitirá que toda el agua de los satélites de Júpiter se derrita, lo que iniciará la aparición de organismos vivos en el planeta. Se sabe que dentro de 7,5 mil millones de años el Sol como estrella se convertirá en una gigante roja, por lo que Júpiter adquirirá un nuevo estado y se convertirá en un Júpiter caliente. En este caso, la temperatura de la superficie del planeta será de unos 1000 K, y esto provocará el brillo del planeta. En este caso, los satélites parecerán desiertos sin vida.

Lunas de Júpiter

Los datos modernos dicen que Júpiter tiene 67 satélites naturales. Según los científicos, podemos concluir que puede haber más de cien objetos de este tipo alrededor de Júpiter. Las lunas del planeta llevan el nombre principalmente de personajes míticos que de alguna manera están relacionados con Zeus. Todos los satélites se dividen en dos grupos: externos e internos. Sólo 8 satélites son internos, incluidos los galileanos.

Los primeros satélites de Júpiter fueron descubiertos en 1610 por el famoso científico Galileo Galilei: Europa, Ganímedes, Ío y Calisto. Este descubrimiento confirmó la exactitud de Copérnico y su sistema heliocéntrico.

La segunda mitad del siglo XX estuvo marcada por el estudio activo de los objetos espaciales, entre los que Júpiter merece especial atención. Este planeta ha sido estudiado utilizando potentes telescopios terrestres y radiotelescopios, pero los mayores avances en este campo se han conseguido mediante el uso del Telescopio Hubble y el lanzamiento de un gran número de sondas a Júpiter. En este momento la investigación continúa activamente, ya que Júpiter todavía guarda muchos secretos y misterios.

Júpiter es el planeta más grande. Sistema solar. Se encuentra en la quinta órbita del Sol.
Pertenece a la categoría gigantes gaseosos y justifica plenamente la exactitud de tal clasificación.

Júpiter recibió su nombre en honor al antiguo dios supremo del trueno. Probablemente debido al hecho de que el planeta se conoce desde la antigüedad y, en ocasiones, se encuentra en la mitología.

Peso y tamaño.
Si comparas los tamaños de Júpiter y la Tierra, puedes entender en qué se diferencian. Júpiter tiene un radio más de 11 veces mayor que el de nuestro planeta.
Además, ¡la masa de Júpiter es 318 veces mayor que la masa de la Tierra! Y esto también se ve afectado por la pequeña densidad del gigante (inferior a la de la Tierra casi 5 veces).

Estructura y composición.
El núcleo del planeta, lo cual es muy interesante, está hecho de piedra. Su diámetro es de unos 20 mil kilómetros.
A esto le sigue una capa de hidrógeno metálico, que tiene el doble del diámetro del núcleo. La temperatura de esta capa oscila entre 6 y 20 mil grados.
La siguiente capa es una sustancia compuesta de hidrógeno, helio, amoníaco, agua y otros. Su espesor también es de unos 20 mil kilómetros. Curiosamente, en la superficie esta capa tiene forma gaseosa, pero luego poco a poco se vuelve líquida.
Bueno, la última capa exterior está compuesta, en su mayor parte, de hidrógeno. También hay algo de helio y un poco menos de otros elementos. Esta capa es gaseosa.

Órbita y rotación.
La velocidad de la órbita de Júpiter no es muy alta. El planeta completa una revolución completa alrededor de la estrella central en casi 12 años.
Pero la velocidad de rotación alrededor de su eje, por el contrario, es alta. Y aún más: el más alto entre todos los planetas del sistema. La respuesta tarda poco menos de 10 horas.

Información sobre el planeta Júpiter.

Atmósfera.
La atmósfera de Júpiter se compone aproximadamente de un 89% de hidrógeno y de un 8-10% de helio. Las migajas restantes provienen de metano, amonio, agua y más.
Cuando se observan desde lejos, las bandas de Júpiter son claramente visibles: capas de la atmósfera que difieren en composición, temperatura y presión. Incluso tienen diferentes colores: algunos son más claros y otros más oscuros. A veces se mueven alrededor del planeta en diferentes direcciones y casi siempre a diferentes velocidades, lo cual es bastante hermoso.

En la atmósfera de Júpiter se producen fenómenos pronunciados: relámpagos, tormentas y otros. Están en una escala mucho mayor que en nuestro planeta.

Temperatura.
A pesar de la distancia del Sol, las temperaturas en el planeta son muy altas.
En la atmósfera, aproximadamente de -110 °C a +1000 °C. Pues bien, a medida que disminuye la distancia al centro del planeta, la temperatura también aumenta.
Pero esto no sucede de manera uniforme. Especialmente en su atmósfera, el cambio de temperatura en sus diferentes capas se produce de una forma bastante inesperada. Todavía no es posible explicar todos estos cambios.

— Debido a su rápida rotación alrededor de su eje, Júpiter tiene una altura ligeramente alargada. Así, su radio ecuatorial supera al polar en casi 5 mil kilómetros (71,5 mil km y 66,8 mil km, respectivamente).

— El diámetro de Júpiter está lo más cerca posible del límite para planetas de este tipo de estructura. Con un aumento teórico adicional del planeta, este comenzaría a encogerse, pero su diámetro permanecería casi sin cambios. El mismo que tiene ahora.
Tal compresión daría lugar a la aparición de una nueva Estrella.

— En la atmósfera de Júpiter hay un gigantesco huracán continuo, el llamado La mancha roja de Júpiter(debido a su color al observarlo). ¡El tamaño de esta mancha supera varios diámetros de la Tierra! 15 por 30 mil kilómetros: este es aproximadamente su tamaño (y se ha reducido a la mitad en los últimos 100 años).

— El planeta tiene 3 anillos muy delgados e invisibles.

"Está lloviendo diamantes sobre Júpiter".

— Júpiter tiene mayor número de satélites entre todos los planetas del sistema solar - 67.
Uno de estos satélites, Europa, contiene un océano global que alcanza una profundidad de 90 kilómetros. El volumen de agua en este océano es mayor que el volumen de los océanos de la Tierra (aunque el satélite es notablemente más pequeño que la Tierra). Quizás haya organismos vivos en este océano.

Júpiter es el quinto planeta desde el Sol en el Sistema Solar. Este es un planeta gigante. El diámetro ecuatorial de Júpiter es casi 11 veces mayor que el de la Tierra. La masa de Júpiter supera la masa de la Tierra en 318 veces.

El planeta Júpiter es conocido por la gente desde la antigüedad: al igual que Mercurio, Venus, Marte, Saturno, se puede ver en el cielo nocturno a simple vista. Cuando los primeros telescopios imperfectos, los telescopios, comenzaron a extenderse por Europa a finales del siglo XVI, el científico italiano Galileo Galilei decidió fabricar él mismo un dispositivo de este tipo. Supuso utilizarlo en beneficio de la astronomía. En 1610, Galileo vio pequeñas “estrellas” orbitando Júpiter a través de un telescopio. Estos cuatro satélites descubiertos por Galileo (satélites galileanos) recibieron los nombres de Ío, Europa, Ganímedes y Calisto.

Los antiguos romanos identificaron muchos de sus dioses con los griegos. Júpiter, el dios supremo romano, es idéntico al dios supremo del Olimpo, Zeus. Los satélites de Júpiter recibieron nombres de personajes del círculo de Zeus. Io es uno de sus muchos amantes. Europa es una bella mujer fenicia que fue secuestrada por Zeus y transformada en un poderoso toro. Ganímedes es un joven y apuesto copero que sirve a Zeus. Por celos, Hera, la esposa de Zeus, convirtió a la ninfa Calisto en un oso. Zeus la colocó en el cielo en forma de constelación de la Osa Mayor.

Durante casi tres siglos, sólo los satélites galileanos fueron conocidos por la ciencia como satélites de Júpiter. En 1892 se descubrió el quinto satélite de Júpiter, Amaltea. Amaltea es una cabra divina que alimentó a Zeus con su leche cuando su madre se vio obligada a proteger a su hijo recién nacido de la ira desenfrenada de su padre, el dios Cronos. El Cuerno de Amaltea se convirtió en una cornucopia de cuento de hadas. Después de Amaltea, los descubrimientos de las lunas de Júpiter comenzaron a llegar como una cornucopia. Actualmente se conocen 63 satélites de Júpiter.

Júpiter y sus lunas no sólo son estudiados por científicos de la Tierra con métodos científicos modernos, sino que también han sido examinados desde distancias más cercanas con ayuda de naves espaciales. La estación automática interplanetaria estadounidense Pioneer 10 llegó por primera vez a una distancia relativamente cercana a Júpiter en 1973, y la Pioneer 11 un año después. En 1979, las naves espaciales estadounidenses Voyager 1 y Voyager 2 se acercaron a Júpiter. En el año 2000, la estación interplanetaria automática Cassini pasó cerca de Júpiter, transmitiendo a la Tierra fotografías e información única sobre el planeta y sus satélites. De 1995 a 2003, dentro del sistema de Júpiter operó la nave espacial Galileo, cuya misión era realizar un estudio detallado de Júpiter y sus lunas. Las naves espaciales no sólo ayudaron a recopilar una gran cantidad de información sobre Júpiter y sus numerosos satélites, sino que también descubrieron un anillo alrededor de Júpiter formado por pequeñas partículas sólidas.

Todo el enjambre de satélites de Júpiter se puede dividir en dos grupos. Uno de ellos es el interno (ubicado más cerca de Júpiter), que incluye cuatro satélites galileanos y Amaltea. Todos ellos, excepto la relativamente pequeña Amaltea, son grandes cuerpos cósmicos. El diámetro de la más pequeña de las lunas galileanas, Europa, es aproximadamente 0,9 veces el diámetro de nuestra Luna. El diámetro del más grande, Ganímedes, es 1,5 veces el diámetro de la Luna. Todos estos satélites se mueven en órbitas casi circulares en el plano del ecuador de Júpiter en la dirección de rotación del planeta. Al igual que nuestra Luna, los satélites galileanos de Júpiter siempre están orientados hacia su planeta desde el mismo lado: el tiempo de revolución de cada satélite alrededor de su eje y alrededor del planeta es el mismo. La mayoría de los científicos creen que estas cinco lunas de Júpiter se formaron junto con su planeta.

Una gran cantidad de satélites exteriores de Júpiter son pequeños cuerpos cósmicos. Los satélites exteriores en su movimiento no se adhieren al plano del ecuador de Júpiter. La mayoría de los satélites exteriores de Júpiter orbitan en dirección opuesta a la rotación del planeta. Lo más probable es que todos sean "extraños" en el mundo de Júpiter. Quizás sean fragmentos de grandes cuerpos cósmicos que chocan en las cercanías de Júpiter, o un progenitor que se desmoronó en un fuerte campo gravitacional.

Hasta la fecha, los científicos han recopilado una gran cantidad de información sobre el planeta Júpiter y sus satélites han transmitido a la Tierra una gran cantidad de fotografías tomadas desde distancias relativamente cercanas; Pero una verdadera sensación, que rompió las ideas previas de los científicos sobre los satélites de los planetas, fue el hecho de que en el satélite Ío de Júpiter se producen erupciones volcánicas. Los pequeños cuerpos cósmicos se enfrían en el espacio exterior durante su existencia; sus profundidades no deberían mantener la enorme temperatura necesaria para mantener la actividad volcánica.

Ío no es sólo un cuerpo que aún conserva algunos rastros de actividad en el subsuelo, sino el cuerpo volcánico más activo del Sistema Solar conocido hasta el momento. Las erupciones volcánicas en Ío pueden considerarse casi continuas. Y en su fuerza son muchas veces mayores que las erupciones de volcanes terrestres.

Características de Júpiter

Lo que da “vida” a un pequeño cuerpo cósmico que hace mucho tiempo debería haberse convertido en un bloque muerto. Los científicos creen que el cuerpo del planeta se calienta constantemente debido a la fricción de las rocas que forman el satélite, bajo la influencia de la enorme fuerza gravitacional de Júpiter y las fuerzas gravitacionales de Europa y Ganímedes. Por cada revolución, Ío cambia su órbita dos veces, acercándose y alejándose radialmente 10 km de Júpiter. Comprimiéndolo y aflojándolo periódicamente, el cuerpo de Io se calienta de la misma manera que se calienta un alambre doblado.

Interese a los niños en los hechos bien conocidos y los secretos aún no revelados de Júpiter y los miembros de su gran familia. Internet brinda la oportunidad de satisfacer el interés en este tema.

4.14. Júpiter

4.14.1. características físicas

Júpiter (gigante gaseoso) es el quinto planeta del sistema solar.
Radio ecuatorial: 71492 ± 4 km, radio polar: 66854 ± 10 km.
Masa: 1,8986 × 10 27 kg o 317,8 masas terrestres.
Densidad media: 1,326 g/cm³.
El albedo esférico de Júpiter es 0,54.

El flujo de calor interno por unidad de área de la "superficie" de Júpiter es aproximadamente igual al flujo recibido del Sol. En este sentido, Júpiter está más cerca de las estrellas que de los planetas terrestres. Sin embargo, la fuente de la energía interna de Júpiter obviamente no son las reacciones nucleares. Se emite la reserva de energía acumulada durante la compresión gravitacional del planeta.

4.14.2. Elementos de órbita y características del movimiento.

La distancia media de Júpiter al Sol es de 778,55 millones de kilómetros (5,204 AU). La excentricidad orbital es e = 0,04877. El período de revolución alrededor del Sol es de 11,859 años (4331,572 días); Velocidad orbital media: 13,07 km/s. La inclinación de la órbita con respecto al plano de la eclíptica es de 1,305°. Inclinación del eje de rotación: 3,13°. Dado que el plano ecuatorial del planeta está cerca del plano de su órbita, no hay estaciones en Júpiter.

Júpiter gira más rápido que cualquier otro planeta del sistema solar y la velocidad angular de rotación disminuye desde el ecuador hasta los polos. El periodo de rotación es de 9.925 horas. Debido a su rápida rotación, la compresión polar de Júpiter es bastante notable: el radio polar es un 6,5% menor que el radio ecuatorial.

Júpiter tiene la atmósfera más grande entre los planetas del sistema solar, que se extiende a una profundidad de más de 5.000 km. Como Júpiter no tiene una superficie sólida, el límite interior de la atmósfera corresponde a una profundidad en la que la presión es de 10 bar (es decir, aproximadamente 10 atm).

La atmósfera de Júpiter está compuesta principalmente de hidrógeno molecular H2 (alrededor del 90%) y helio He (alrededor del 10%). La atmósfera también contiene compuestos moleculares simples: agua, metano, sulfuro de hidrógeno, amoníaco y fosfina, etc. También se han encontrado trazas de los hidrocarburos más simples: etano, benceno y otros compuestos.

La atmósfera tiene una estructura rayada pronunciada, formada por zonas claras y cinturones oscuros, que son el resultado de la manifestación de flujos convectivos que transportan calor interno a la superficie.

En la zona de las zonas claras se produce un aumento de presión correspondiente a flujos ascendentes. Las nubes que forman las zonas están ubicadas en un nivel más alto y su color claro aparentemente se explica por la mayor concentración de amoniaco NH 3 e hidrosulfuro de amonio NH 4 HS.

Las nubes del cinturón oscuro que se encuentran debajo probablemente contienen compuestos de fósforo y azufre, así como algunos hidrocarburos simples. Estos compuestos, que en condiciones normales son incoloros, adquieren un color oscuro como consecuencia de la exposición a la radiación ultravioleta del sol. Las nubes en las zonas oscuras tienen una temperatura más alta que en las zonas claras y representan áreas de corrientes descendentes. Las zonas y cinturones tienen diferentes velocidades de movimiento en la dirección de rotación de Júpiter.

En los límites de los cinturones y zonas donde se observan fuertes turbulencias, surgen estructuras de vórtices, cuyo ejemplo más sorprendente es la Gran Mancha Roja (GRS), un ciclón gigante en la atmósfera de Júpiter que existe desde hace más de 350 años. El gas en el BKP gira en sentido antihorario con un período de rotación de aproximadamente 6 días terrestres. La velocidad del viento en el interior del lugar supera los 500 km/h. El color naranja brillante de la mancha aparentemente se debe a la presencia de azufre y fósforo en la atmósfera.

Júpiter es el planeta más masivo.

La longitud del BCP es de unos 30 mil km de largo y 13 mil km de ancho (significativamente más grande que la Tierra). El tamaño de la mancha cambia constantemente y hay una tendencia a disminuir, ya que hace 100 años el BKP era aproximadamente 2 veces más grande. La mancha se mueve paralela al ecuador del planeta.

4.14.4. Estructura interna

Actualmente se cree que Júpiter tiene un núcleo sólido en su centro, seguido de una capa de hidrógeno metálico líquido mezclado con una pequeña cantidad de helio, y una capa exterior de hidrógeno principalmente molecular. A pesar del concepto general, generalmente formado, contiene muchos detalles inciertos y poco claros.

Para describir el núcleo, se utiliza con mayor frecuencia el modelo del núcleo rocoso del planeta, pero ni las propiedades de la sustancia a las presiones y temperaturas extremas alcanzadas en el núcleo (al menos 3000–4500 GPa y 36000 K) ni su composición detallada son conocido. La presencia de un núcleo sólido que pesa entre 12 y 45 masas terrestres (o entre el 3 y el 15% de la masa de Júpiter) se desprende de las mediciones del campo gravitacional de Júpiter. Además, el embrión sólido (hielo o roca) del proto-Júpiter para la posterior acumulación de hidrógeno ligero y helio es un elemento necesario en los modelos modernos del origen de los sistemas planetarios (ver sección 4.6).

El núcleo está rodeado por una capa de hidrógeno metálico con una mezcla de helio y neón condensado en gotas. Esta capa se extiende hasta aproximadamente el 78% del radio del planeta. Para alcanzar el estado de hidrógeno metálico líquido, se requiere una presión de al menos 200 GPa y una temperatura de unos 10.000 K (estimada).

Sobre la capa de hidrógeno metálico se encuentra una capa que consiste en hidrógeno gaseoso (en estado supercrítico) con una mezcla de helio. La parte superior de esta capa pasa suavemente a la capa exterior: la atmósfera de Júpiter.

En el marco de este sencillo modelo de tres capas, no existe un límite claro entre las capas principales, aunque las zonas de transición de fase también tienen un espesor pequeño. En consecuencia, podemos suponer que casi todos los procesos están localizados, lo que nos permite considerar cada capa por separado.

Júpiter tiene un poderoso campo magnético. La intensidad del campo al nivel de la superficie de las nubes visibles es de 14 oersteds en el polo norte y de 10,7 oersteds en el polo sur. El eje dipolo está inclinado 10° con respecto al eje de rotación y la polaridad es opuesta a la polaridad del campo magnético terrestre. La existencia de un campo magnético se explica por la presencia de hidrógeno metálico en las profundidades de Júpiter, que, al ser un buen conductor y al girar a gran velocidad, crea campos magnéticos.

Júpiter está rodeado por una poderosa magnetosfera, que en el lado diurno se extiende a una distancia de 50 a 100 radios del planeta, y en el lado nocturno se extiende más allá de la órbita de Saturno. Si la magnetosfera de Júpiter pudiera verse desde la superficie de la Tierra, sus dimensiones angulares excederían las dimensiones de la Luna.

En comparación con la magnetosfera de la Tierra, la magnetosfera de Júpiter no solo es más grande en tamaño y potencia, sino que también tiene una forma ligeramente diferente y, además, junto con el dipolo, tiene componentes cuadrupolo y octupolo pronunciados. La forma de la magnetosfera de Júpiter está determinada por dos factores adicionales que están ausentes en el caso de la Tierra: la rápida rotación de Júpiter y la presencia de una fuente cercana y poderosa de plasma magnetosférico: el satélite de Júpiter Ío.

Gracias a la actividad volcánica, Ío, situada a una distancia de sólo unos 4,9R J de la capa superior del planeta, suministra a la magnetosfera de Júpiter hasta 1 tonelada de gas neutro rico en azufre, dióxido de azufre, oxígeno y sodio cada segundo. Este gas está parcialmente ionizado y forma un toro de plasma cerca de la órbita de Io.

Como resultado de la acción combinada de la rotación rápida y la formación de plasma intramagnetosférico, se crea una fuente adicional de campo magnético: el magnetodisco de Júpiter. El plasma se concentra en el núcleo de la magnetosfera en la región de baja latitud, formando un magnetodisco, una delgada capa de corriente, cuyo valor de la corriente azimutal disminuye en proporción a la distancia del planeta. La corriente total en el disco magnético alcanza un valor de unos 100 millones de amperios.

Los electrones que se mueven en los cinturones de radiación de Júpiter son una fuente de poderosa radiación sincrotrón incoherente procedente de la magnetosfera en el rango de radio.

4.14.6. Características generales de los satélites y anillos de Júpiter.

Actualmente se sabe que Júpiter tiene 63 satélites naturales y un sistema de anillos. Todos los satélites se dividen en dos categorías: regulares e irregulares.

Ocho satélites regulares orbitan alrededor de Júpiter en la dirección de su rotación en órbitas casi circulares. Los satélites regulares, a su vez, se dividen en internos (satélites del grupo Amaltea) y principales (o galileanos).

Compañeros de pastor. Los cuatro satélites interiores de Júpiter: Metis (dimensiones 60 × 40 × 34 km), Adrastea (20 × 16 × 14 km), Amaltea (250 × 146 × 128 km) y Teba (116 × 98 × 84 km), tienen una forma irregular y desempeña el papel del llamado Lunas pastoras que evitan que los anillos de Júpiter se desintegren.

Anillos de Júpiter. Júpiter tiene anillos tenues que se encuentran a una altitud de 55.000 km de la atmósfera. Hay dos anillos principales y un anillo interior muy fino, de un característico color naranja. La parte principal de los anillos tiene un radio de 123 a 129 mil km. El espesor de los anillos es de unos 30 km. Los anillos casi siempre están de canto hacia el observador terrestre, por lo que pasaron desapercibidos durante mucho tiempo. Los anillos en sí están compuestos principalmente de polvo y pequeñas partículas de piedra que reflejan mal los rayos del sol y, por lo tanto, son difíciles de distinguir.

Satélites galileanos. Las cuatro lunas galileanas de Júpiter (Io, Europa, Ganímedes y Calisto) se encuentran entre las lunas más grandes del Sistema Solar. La masa total de las lunas galileanas es el 99,999% de todos los objetos que orbitan alrededor de Júpiter (para obtener más información sobre las lunas galileanas, consulte la sección 4.14.7 a continuación).

Satélites irregulares. Se acostumbra llamar satélites irregulares a aquellos satélites cuyas órbitas presentan grandes excentricidades; o satélites que se mueven en órbita en dirección opuesta; o satélites cuyas órbitas se caracterizan por grandes inclinaciones hacia el plano ecuatorial. Los satélites irregulares son, aparentemente, asteroides capturados entre los “troyanos” o los “griegos”.

Satélites irregulares que orbitan alrededor de Júpiter en el sentido de su rotación:
Temisto (no forma familia);
grupo Himalia (Leda, Himalia, Lysitia, Elara, S/2000 J 11);
Carpo (no forma familia).

Satélites irregulares que orbitan alrededor de Júpiter en dirección opuesta:
S/2003 J 12 (no forma familia);
grupo Karme (13 satélites);
grupo Ananke (16 satélites);
grupo Pasiphe (17 satélites);
S/2003 J 2 (no forma familia).

4.14.7. Lunas galileanas: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto

Las lunas galileanas de Júpiter (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto) fueron descubiertas por Galileo Galilei (de quien recibieron su nombre) el 8 de enero de 1610.

Los satélites galileanos giran sincrónicamente y siempre miran hacia el mismo lado hacia Júpiter (es decir, están en una resonancia de órbita de espín 1:1) debido a la influencia de las poderosas fuerzas de marea del planeta gigante. Además, Ío, Europa y Ganímedes están en resonancia orbital: sus períodos orbitales están en una proporción de 1:2:4. La estabilidad de las resonancias orbitales de los satélites galileanos se ha observado desde su descubrimiento, es decir, durante 400 años terrestres y más de 20 mil años “satélite” (Ganimedes) (el período orbital de Ganímedes es de 7,155 días terrestres).

y sobre(diámetro promedio - 3640 km, masa - 8,93 × 10 22 kg o 0,015 masa terrestre, densidad promedio - 3,528 g / cm 3) está más cerca de Júpiter que otros satélites galileanos (en promedio a una distancia de 4,9R J de su superficie) que Al parecer, se debe a su actividad volcánica, la más alta del sistema solar. Más de 10 volcanes pueden hacer erupción en la superficie de Ío al mismo tiempo. Como resultado, la topografía de Ío cambia completamente a lo largo de varios cientos de años. Las mayores erupciones de los volcanes jónicos expulsan materia a una velocidad de 1 km/s hasta una altura de hasta 300 km. Al igual que los volcanes terrestres, los volcanes de Ío emiten azufre y dióxido de azufre. En Ío prácticamente no existen cráteres de impacto, ya que son destruidos por constantes erupciones y flujos de lava. Además de los volcanes, Ío tiene montañas no volcánicas, lagos de azufre fundido y flujos de lava viscosa de cientos de kilómetros de largo. A diferencia de las otras lunas galileanas, Ío no tiene agua ni hielo.

Europa(diámetro - 3122 km, masa - 4,80 × 10 22 kg o 0,008 masa terrestre, densidad media - 3,01 g / cm 3) se encuentra en promedio a una distancia de 8,4R J de la superficie de Júpiter. Europa está completamente cubierta por una capa de agua, presumiblemente de unos 100 km de espesor (en parte en forma de una corteza superficial helada de 10 a 30 km de espesor; en parte, se cree, en forma de un océano líquido subterráneo). Más abajo se encuentran las rocas y en el centro supuestamente hay un pequeño núcleo de metal. La profundidad del océano es de hasta 90 km y su volumen excede el volumen de los océanos de la Tierra. El calor necesario para mantenerlo en estado líquido probablemente se genera debido a las interacciones de las mareas (en particular, las mareas elevan la superficie del satélite a una altura de hasta 30 metros). La superficie de Europa es muy plana, con sólo unas pocas formaciones en forma de colinas de varios cientos de metros de altura. El alto albedo (0,67) del satélite indica que la superficie del hielo está bastante limpia. El número de cráteres es pequeño; sólo hay tres cráteres con un diámetro superior a 5 km.

El fuerte campo magnético de Júpiter provoca corrientes eléctricas en el océano salado de Europa, que forman su inusual campo magnético.

Los polos magnéticos se encuentran cerca del ecuador del satélite y están en constante cambio. Los cambios en la intensidad del campo y la orientación se correlacionan con el paso de Europa a través del campo magnético de Júpiter. Se cree que puede existir vida en el océano de Europa.

Hay básicamente dos tipos de regiones en la superficie de Ganímedes: regiones oscuras muy antiguas y llenas de cráteres y regiones claras más jóvenes (pero también antiguas) marcadas por filas extendidas de crestas y muescas. El origen de las regiones claras está obviamente asociado a procesos tectónicos. En ambos tipos de superficie de Ganímedes hay numerosos cráteres de impacto, lo que indica su antigüedad: entre 3 y 3,5 mil millones de años (similar a la superficie lunar).

Calisto(diámetro - 4821 km, masa - 1,08 × 10 23 kg o 0,018 masa terrestre, densidad media - 1,83 g / cm 3) se encuentra en promedio a una distancia de 25,3R J de la superficie de Júpiter. Calisto es uno de los cuerpos con más cráteres del Sistema Solar. En consecuencia, la superficie del satélite es muy antigua (unos 4 mil millones de años) y su actividad geológica es extremadamente baja. Calisto tiene la densidad más baja de todas las lunas galileanas (se observa una tendencia: cuanto más lejos está el satélite de Júpiter, menor es su densidad) y está compuesta probablemente por un 60% de hielo y agua y un 40% de roca y hierro. Se supone que Calisto está cubierta por una corteza de hielo de 200 km de espesor, bajo la cual hay una capa de agua de unos 10 km de espesor. Las capas más profundas parecen consistir en rocas comprimidas y hielo, con un aumento gradual de roca y hierro hacia el centro.

Literatura adicional:

T. Owen, S. Atreya, H. Nieman. “Conjetura repentina”: los primeros resultados del sondeo de la atmósfera de Titán por parte de la nave espacial Huygens

Datos básicos

Los satélites más grandes de los planetas.

obr - gira en la dirección opuesta al movimiento orbital

Júpiter es el planeta más grande del sistema solar, su diámetro es 11 veces el diámetro de la Tierra y su masa es 318 veces la masa de la Tierra. La órbita de Júpiter alrededor del Sol tarda 12 años, mientras que la distancia media al Sol es de 800 millones de kilómetros. Los cinturones de nubes de la atmósfera y la Gran Mancha Roja hacen de Júpiter un planeta muy pintoresco.

Júpiter no es un planeta rocoso. A diferencia de los cuatro planetas rocosos más cercanos al Sol, Júpiter es una enorme bola de gas. Hay tres gigantes gaseosos más que están aún más lejos del Sol: Saturno, Urano y Neptuno. En su composición química, estos planetas gaseosos son muy similares al Sol y muy diferentes de los planetas rocosos interiores del Sistema Solar. La atmósfera de Júpiter, por ejemplo, está compuesta por un 85 por ciento de hidrógeno y aproximadamente un 14 por ciento de helio. Aunque no podemos ver ninguna superficie sólida y rocosa a través de las nubes de Júpiter, en lo profundo del planeta el hidrógeno está bajo tal presión que adquiere algunas de las características de un metal.

Júpiter gira sobre su eje extremadamente rápido: hace una revolución cada 10 horas. La velocidad de rotación es tan alta que el planeta se hincha a lo largo del ecuador. Esta rápida rotación es también la causa de vientos muy fuertes en la atmósfera superior, donde las nubes se extienden formando largas y coloridas cintas. Diferentes partes de la atmósfera giran a velocidades ligeramente diferentes, y es esta diferencia la que da origen a las bandas de nubes. Las nubes sobre Júpiter son irregulares y tormentosas, por lo que la apariencia de las bandas de nubes puede cambiar en tan solo unos días. Además, las nubes de Júpiter contienen una gran cantidad de vórtices y grandes manchas. La mayor de ellas es la llamada Gran Mancha Roja, que es más grande que la Tierra. Se puede ver incluso a través de un pequeño telescopio. La Gran Mancha Roja es una enorme tormenta en la atmósfera de Júpiter que se ha observado durante 300 años. Hay al menos 16 lunas en órbita alrededor de Júpiter. Uno de
ellos, es el satélite más grande de nuestro sistema solar; es más grande que el planeta Mercurio.

Viaja a Júpiter

Ya se han enviado cinco naves espaciales a Júpiter. El quinto de ellos, Galileo, fue lanzado en un viaje de seis años en octubre de 1989. Las naves espaciales Pioneer 10 y Pioneer 11 realizaron mediciones por primera vez. Les siguieron las dos naves espaciales Voyager en 1979, que proporcionaron fotografías en primer plano que son sencillamente impresionantes. Después de 1991, el Telescopio Espacial Hubble comenzó a fotografiar Júpiter, y estas imágenes no son inferiores en calidad a las tomadas por las Voyager. Además, el telescopio espacial Hubble tomará fotografías durante varios años, mientras que las Voyager sólo tuvieron a su disposición un corto período de tiempo mientras sobrevolaban Júpiter.

Nubes de gas venenoso

Las franjas oscuras y rojizas de Júpiter se denominan cinturones y las franjas más claras se denominan zonas. Las fotografías tomadas por naves espaciales y el Telescopio Espacial Hubble revelan cambios notables en la cintura y los glúteos en tan solo unas pocas semanas. Esto se debe al hecho de que los rasgos característicos de Júpiter que podemos ver son en realidad las nubes blancas y de colores de la atmósfera superior. Cerca de la Gran Mancha Roja, las nubes forman hermosos patrones con vórtices y olas. Las nubes que giran en vórtices son arrastradas a lo largo de las franjas por fuertes vientos cuya velocidad supera los 500 km/h.

Gran parte de la atmósfera de Júpiter sería perjudicial para los humanos. Además de los gases predominantes (hidrógeno y helio), también contiene metano, amoníaco venenoso, vapor de agua y acetileno. Un lugar así le parecería maloliente. La composición de este gas es similar a la del sol.

Las nubes blancas contienen cristales de amoníaco congelado y hielo de agua. Las nubes marrones, rojas y azules pueden deber su color a sustancias químicas como nuestros tintes o el azufre. Los relámpagos de las tormentas se pueden ver a través de las capas exteriores de la atmósfera.

La capa de nubes activa es bastante delgada, menos de una centésima parte del radio del planeta. Debajo de las nubes la temperatura aumenta gradualmente. Y aunque en la superficie de la capa de nubes hace -160°C, descendiendo por la atmósfera sólo 60 km, encontraríamos la misma temperatura que en la superficie de la Tierra. Y un poco más profundo, la temperatura ya alcanza el punto de ebullición del agua.

Sustancia inusual

En las profundidades de Júpiter, la materia comienza a transportarse de una forma muy inusual. Aunque no se puede descartar que en el centro del planeta exista un pequeño núcleo de hierro, la mayor parte de la región profunda está formada por hidrógeno. Dentro del planeta, bajo una enorme presión, el hidrógeno pasa de gas a líquido. A niveles cada vez más profundos, la presión continúa aumentando debido al peso colosal de las capas suprayacentes de la atmósfera.

A unos 100 kilómetros de profundidad se encuentra un vasto océano de hidrógeno líquido. Por debajo de los 17.000 kilómetros, el hidrógeno se comprime tanto que sus átomos se destruyen. Y entonces empieza a comportarse como el metal; en este estado conduce fácilmente la electricidad. La corriente eléctrica que fluye a través del hidrógeno metálico crea un fuerte campo magnético alrededor de Júpiter.

El hidrógeno metálico en las profundidades de Júpiter es un ejemplo de un tipo inusual de materia que los astrónomos pueden estudiar y que es casi imposible de reproducir en el laboratorio.

casi una estrella

Júpiter libera más energía de la que recibe del Sol. Las mediciones realizadas por naves espaciales han demostrado que Júpiter emite aproximadamente un 60 por ciento más de energía térmica de la que recibe de la radiación solar.

Se cree que el calor adicional proviene de tres fuentes: de las reservas de calor que quedaron de la formación de Júpiter; limo de energía liberada en el proceso de lenta compresión, contracción del planeta; y, finalmente, de la energía de la desintegración radiactiva.

Planeta Júpiter

Este calor, sin embargo, no surge del cese del hidrógeno en helio, como ocurre en las estrellas. De hecho, incluso las estrellas más pequeñas que aprovechan la energía de dicha terminación son aproximadamente 80 veces más masivas que Júpiter. Esto significa que otros “sistemas solares” pueden tener planetas más grandes que Júpiter, aunque más pequeños que la estrella.

Estación de radio Júpiter

Júpiter es una estación de radio natural. No se puede extraer ningún significado de las señales de radio de Júpiter, ya que están compuestas exclusivamente de ruido. Estas señales de radio son creadas por electrones que atraviesan el muy fuerte campo magnético de Júpiter. Al caótico rugido de la radio se superponen poderosas tormentas y rayos. Júpiter tiene un fuerte campo magnético que se extiende 50 diámetros de planeta en todas direcciones. Ningún otro planeta del sistema solar tiene un magnetismo tan fuerte ni produce una emisión de radio tan poderosa.

Lunas de Júpiter

La familia de 16 lunas de Júpiter es como un sistema solar en miniatura, donde Júpiter desempeña el papel del Sol y sus lupas desempeñan el papel de los planetas. La luna más grande es Ganímedes, su diámetro es de 5262 km. Está cubierto por una gruesa costra de hielo que se encuentra sobre un núcleo rocoso. Existen numerosos rastros de bombardeos de meteoritos, así como evidencia de una colisión con un asteroide gigante hace 4 mil millones de años.

Calisto es casi tan grande como Ganímedes y toda su superficie está densamente salpicada de cráteres. Europa tiene la superficie más clara. Una quinta parte de Europa está compuesta de agua, que forma sobre ella una capa de hielo de 100 km de espesor. Esta capa de hielo refleja la luz con tanta fuerza como las nubes de Venus.

De todos los bucles, el más pintoresco es Io, que gira más cerca de Júpiter. El quiste de Io es completamente inusual: es una mezcla de negro, rojo y amarillo. Este sorprendente color se explica por el hecho de que una gran cantidad de azufre surgió de las profundidades de Ío. Las cámaras de la Voyager mostraron varios volcanes activos en Ío; emiten fuentes de azufre a 200 km de altura sobre la superficie. La lava de azufre sale volando a una velocidad de 1000 my un segundo. Parte de este material de lava escapa de la gravedad cero de Ío y forma un anillo que rodea a Júpiter.

La superficie de Io estaba chirriando. Podemos hablar de esto porque casi tiene la apariencia de cráteres de meteoritos. La órbita de Ío está a menos de 400.000 kilómetros de Júpiter. Por tanto, Ío está sujeto a enormes fuerzas de marea. La constante alternancia de mareas de estiramiento y compresión dentro de Ío genera una intensa fricción interna. Gracias a esto, las regiones interiores permanecen calientes y fundidas, a pesar de la gran distancia de Ío al Sol.

Además de cuatro lunas grandes, Júpiter también tiene pequeñas “lunas”. Cuatro de ellas vuelan más bajo que Io sobre la superficie de Júpiter, y los científicos creen que son simplemente grandes trozos de otras lunas que han dejado de existir.

El planeta más grande de nuestro sistema solar es Júpiter. Junto con Neptuno, Saturno y Urano, este planeta está clasificado como gigante gaseoso. Júpiter es conocido por la humanidad desde la época de las civilizaciones antiguas; se refleja en las creencias religiosas y la mitología. Su nombre proviene del nombre del dios supremo del trueno de la Antigua Roma.

El diámetro de este gigante es más de 10 veces el diámetro de nuestro planeta y su volumen supera a todos los planetas de nuestro sistema solar. En él caben 1.300 planetas como el nuestro. La fuerza gravitacional de Júpiter es tal que puede cambiar la trayectoria de los cometas y, al final, este cuerpo celeste puede abandonar por completo el sistema solar. El campo magnético del planeta Júpiter es también el más fuerte de todos los planetas del sistema.

Es 14 veces mayor que el nuestro. Muchos astrónomos se inclinan a creer que este campo se crea debido al movimiento del hidrógeno dentro del gigante. Júpiter es una fuente de radio muy potente y puede dañar cualquier nave espacial existente que se acerque demasiado.

A pesar de sus enormes parámetros, Júpiter es el planeta más rápido del sistema solar. Diez horas son suficientes para su rotación completa. Pero para volar alrededor del Sol, el gigante tarda unos 12 años.


Esto es interesante: ¡no hay estaciones en el planeta!
En principio, el gigante puede considerarse como un sistema separado, como el único sistema de Júpiter en el sistema solar. Lo que pasa es que más de 60 satélites giran a su alrededor. Todos giran en dirección opuesta a la rotación del propio planeta. Es muy posible que el número real de satélites de Júpiter supere el centenar, pero, lamentablemente, los científicos aún los desconocen. Entre todos los cuerpos celestes que giran alrededor de este gigante se pueden distinguir cuatro: Calisto, IO, Europa y Ganímedes. Todos los satélites anteriores son al menos 1,5 veces más grandes que nuestra Luna.


Júpiter tiene 4 anillos. Uno, el más importante, apareció debido a la colisión de un meteorito con 4 satélites de este planeta: Metis, Almathea, Thebe y Adrestea. Los anillos de Júpiter tienen una diferencia: en ellos no se encontró hielo. Hace relativamente poco tiempo, los científicos descubrieron otro anillo, que se encuentra más cerca del planeta gigante y se llama Halo;


Un hecho sorprendente es que el planeta Júpiter alberga la Gran Mancha Roja, que en realidad es un anticiclón de trescientos cincuenta años. Quizás tenga incluso más de lo que pensamos. Fue descubierto por el astrónomo J. Cassini en 1665. Alcanzó su máximo hace un siglo: 14 mil kilómetros de ancho y 40 mil kilómetros de largo. Por el momento, el anticiclón se ha reducido a la mitad. La mancha roja es una especie de vórtice que gira a una velocidad de 400-500 km/h en sentido antihorario.
La Tierra y Júpiter son algo similares entre sí. Por ejemplo, las tormentas en este enorme planeta no duran mucho, hasta 4 días, y los huracanes siempre van acompañados de tormentas y relámpagos. Por supuesto, el poder de estos fenómenos es mucho mayor que el nuestro.


Resulta que Júpiter puede "hablar". Emite sonidos extraños similares al habla, también llamados voces electromagnéticas. Este extraño fenómeno fue registrado por primera vez por la sonda Voyager de la NASA.
Júpiter es un planeta bastante extraño. Los científicos no pueden responder con precisión por qué los fenómenos naturales se comportan de manera diferente en él. Por ejemplo, Júpiter se caracteriza por un fenómeno interesante: el fenómeno de las "sombras calientes". Lo que pasa es que normalmente en la sombra la temperatura es más baja que en las zonas iluminadas. Sin embargo, en este gigante, cuya superficie está a la sombra, la temperatura es más alta que en sus alrededores abiertos. Hay muchas explicaciones para esta anomalía. La teoría más plausible es que todos los planetas absorben la mayor parte de la energía de nuestra estrella, pero reflejan una pequeña parte. Resulta que Júpiter, por el contrario, refleja más calor del que recibe del Sol.

La rareza no termina ahí. Recientemente, se registró actividad volcánica en una de las lunas de Júpiter, ¡Ío! Se han descubierto ocho volcanes activos en la superficie del satélite. Esta noticia causó sensación, porque no hay volcanes en ningún otro lugar excepto en la Tierra. En otro satélite, Europa, los científicos descubrieron agua situada bajo una capa muy gruesa de hielo.


Júpiter puede considerarse legítimamente el planeta más rico. Según los científicos, es posible que haya una lluvia de piezas de diamantes sobre este gigante. El hecho es que en Júpiter el carbono en formas cristalinas no es nada infrecuente. Primero, el rayo convierte el metano en carbono, luego, cuando cae, se endurece y se convierte en grafito. Al caer aún más, el grafito acaba convirtiéndose en diamante, al que todavía le quedan 30.000 kilómetros por recorrer. Al final, las rocas alcanzan profundidades tan grandes que la alta temperatura del núcleo del gigante gaseoso las derrite y, muy posiblemente, crea en su interior un enorme océano de carbono líquido.


¿Hay señales de vida en Júpiter? Por desgracia, hoy en día la presencia de vida en este planeta es poco probable, porque en la atmósfera hay una baja concentración de agua y básicamente no hay superficie sólida.
Releyendo los hechos anteriores, uno tiene la impresión de que no todas son sensaciones; las más interesantes nos esperan por delante. Muchos investigadores y científicos creen que es muy posible que haya vida en Júpiter. La atmósfera de este gigante es muy similar a la nuestra en el pasado lejano. Por tanto, creo que este no es el último artículo y estos no son los últimos hechos que aún debemos considerar.