Юпітер

Робота

Учениці 11-Б класу

Колосенко Анни

Юпітер — п'ята й найбільша планета Сонячної системи. Разом із Сатурном, Ураном і Нептуном Юпітер класифікують як газового гіганта.

Юпітер більш ніж удвічі масивніший за всі інші планети разом узяті; він майже в 318 разів масивніший за Землю. Однак маса Юпітера недостатня, аби перетворитися на зорю, подібну до Сонця: Для цього його маса мала б бути ще в 70—80 разів більшою. Однак у надрах Юпітера відбуваються процеси з досить потужною енергетикою: теплове випромінювання планети, еквівалентне 4·1017 Вт, що приблизно вдвічі перевищує енергію, яку ця планета отримує від Сонця. Вірогідним джерелом такої енергії є гравітаційне стиснення.

Планета була відома людям з глибокої давнини, що знайшло своє відображення в міфології і релігійних віруваннях різних культур: месопотамської, вавилонської, грецької та інших. Сучасна назва Юпітера походить від імені давньоримського верховного бога-громовержця.

Спостереження та їх особливості

Відстань між Юпітером і Землею коливається від 588 до 967 млн км (видимі кутові розміри Юпітера при цьому змінюються від 50,1″ до 29,8″). Видима зоряна величина змінюється від −2,94m до −1,6m. Під час великих протистоянь (одне з яких відбувалося у вересні 2010) Юпітер видно неозброєним оком як один з найяскравіших об'єктів на нічному небі (після Місяця й Венери). Диск і супутники Юпітера — популярні об'єкти для спостереження астрономів-аматорів, які зробили низку відкриттів (наприклад, комети Шумейкера-Леві, одна з яких зіткнулася з Юпітером 1994 року, чи зникнення Південного екваторіального поясу Юпітера 2010).

В інфрачервоній ділянці спектра лежать лінії молекул H2 і He, а також лінії багатьох інших елементів. Кількість перших двох несе інформацію про походження планети, а кількісний та якісний склад інших — про її внутрішню еволюцію.

Однак молекули водню й гелію не мають дипольного моменту, отже, абсорбційні лінії цих елементів непомітні доти, доки не починається їхня іонізація. Крім того ці лінії утворюються в найвищих шарах атмосфери і не несуть інформацію про глибші шари. Тому надійніші дані про кількість гелію й водню на Юпітері отримано зі спускового апарата «Галілео».

Поки що не можна з упевненістю сказати, які процеси відбуваються в атмосфері Юпітера й наскільки сильно вони впливають на хімічний склад — як у внутрішніх областях, так і в зовнішніх шарах. Це створює певні труднощі детальної інтерпретації спектра. Проте вважається, що всі процеси, здатні так чи інакше впливати на велику кількість елементів, є локальним й досить обмеженими, отже, вони не здатні глобально змінити розподіл речовини.

Також Юпітер випромінює (здебільшого в інфрачервоній ділянці спектра) на 60% більше енергії, ніж отримує від Сонця. Енергія виділяється за рахунок гравітаційного стиснення планети, внаслідок чого розмір Юпітера зменшується приблизно на 2 см за рік.

Гамма-діапазон

Випромінювання Юпітера в гамма-діапазоні пов'язано з полярними сяйвами, а також із випромінюванням диска. Вперше зареєстровано у 1979 році космічною обсерваторією імені Ейнштейна(англ.)укр.. На Землі ділянки полярних сяйв у рентгенівському та ультрафіолетовому діапазоні практично збігаються, проте на Юпітері це не так. Ділянка рентгенівських полярних сяйв розташована набагато ближче до полюса, ніж ультрафіолетових. Ранні спостереження виявили пульсацію випромінювання з періодом у 40 хвилин, однак у пізніших спостереженнях ця залежність проявляється набагато гірше.

Очікувалося, що рентгенівський спектр авроральних сяйв на Юпітері схожий на рентгенівський спектр комет, проте, як показали спостереження Чандра, це не так. Спектр складається з емісійних ліній з піками поблизу 650 еВ (кисневі лінії), 653 еВ та 774 еВ (лінії OVIII), а також 561 еВ і 666 еВ (OVII). Існують також лінії випромінювання нижчих енергій у спектральній ділянці від 250 до 350 еВ. Можливо, вони належать сірці або вуглецю.

Гамма-випромінювання, не пов'язане з полярним сяйвом, вперше було виявлено при спостереженнях на ROSAT 1997 року. Спектр схожий зі спектром полярних сяйв, однак в районі 0,7-0,8 кеВ. Особливості спектра добре описуються моделлю корональної плазми з температурою 0,4-0,5 кеВ із сонячною металічністю, з додаванням емісійних ліній Mg10+ та Si12+. Існування останніх, можливо, пов'язано з сонячною активністю в жовтні-листопаді 2003 року.

Спостереження космічної обсерваторії XMM-Newton показали, що випромінювання диска в гамма-спектрі — це відбите сонячне рентгенівське випромінювання. На відміну від полярних сяйв, ніякої періодичності змін інтенсивності випромінювання на масштабах від 10 до 100 хв виявлено не було.