Радіоспостереження

Юпітер — найпотужніше (після Сонця) радіоджерело Сонячної системи в дециметровому — метровому діапазонах довжин хвиль. Радіовипромінювання має спорадичний характер і в максимумі сплеску досягає 106 янських.

Сплески відбуваються в діапазоні частот від 5 до 43 МГц (найчастіше — поблизу 18 МГц), в середньому їх ширина становить приблизно 1 МГц. Тривалість сплеску невелика: від 0,1-1 с (іноді — до 15 с). Випромінювання дуже поляризоване, особливо по колу, ступінь поляризації сягає 100%. Спостерігається модуляція випромінювання близьким супутником Юпітера Іо, що обертається всередині магнітосфери: ймовірність сплеску більша, коли Іо перебуває поблизу елонгації щодо Юпітера. Монохроматичний характер випромінювання свідчить про виділену частоту, швидше за все — гірочастоту. Висока температура яскравості (іноді сягає 1015K) потребує залучення ефектів типу мазерів.

Радіовипромінювання Юпітера в міліметровому — короткосантиметровому діапазонах має суто тепловий характер, хоча відповідна температура дещо вища рівноважної, що означає потік тепла з надр. Починаючи з хвиль ~9 см яскравісна температура (Tb) зростає — з'являється нетеплова складова, пов'язана з синхротронним випромінюванням релятивістських частинок із середньою енергією ~ 30 МеВ у магнітному полі Юпітера; на хвилі 70 см Tb сягає значення ~ 5×104 K. Джерела випромінювання розташовані по обидва боки планети у вигляді двох протяжних лопатей, що вказує на магнітосферне походження випромінювання.

Юпітер серед планет Сонячної системи

Юпітер — найбільша планета Сонячної системи, газовий гігант. Його екваторіальний радіус дорівнює 71,4 тис. км, що в 11,2 рази перевищує радіус Землі.

Юпітер — єдина планета, для якої центр мас із Сонцем перебуває поза межами Сонця (на відстані приблизно 7% сонячного радіуса).

Маса Юпітера в 2,47 рази перевищує сумарну масу всіх інших планет Сонячної системи, разом узятих, в 317, 8 разів — масу Землі[1] і приблизно в 1000 разів менше маси Сонця. Густина (1326 кг/м³) приблизно дорівнює густині Сонця і в 4,16 разів поступається густині Землі (5515 кг/м³). Сила тяжіння на його поверхні (якою зазвичай вважають верхній шар хмар) більш ніж у 2,4 рази перевершує земну: тіло, яке має масу, наприклад, 100 кг, буде важити стільки ж, скільки на поверхні Землі важить тіло масою 240 кг. Це відповідає прискоренню вільного падіння 24,79 м/с² на Юпітері (проти 9,80 м/с² для Землі).

Більшість відомих наразі екзопланет можна порівняти з Юпітером за масою й розмірами, тому його маса (MJ) і радіус (RJ) широко застосовуються як одиниці виміру для відповідних характеристик екзопланет.

Атмосфера

Атмосфера Юпітера воднево-гелієва (співвідношення цих газів за обсягом: 89% водню й 11% гелію). Уся видима поверхня Юпітера — щільні хмари, розташовані на висоті близько 1000 км над «поверхнею», де газоподібний стан змінюється на рідкий і утворює численні шари жовто-коричневих, червоних і блакитнуватих відтінків. Інфрачервоний радіометр показав, що температура зовнішнього хмарного покриву становить −133°С. Конвективні потоки, що виносять внутрішнє тепло до поверхні, ззовні виявляються у вигляді світлих зон і темних поясів. На ділянках світлих зон відзначається підвищений тиск, що відповідає висхідним потокам. Хмари, що утворюють ці зони, розташовуються на вищому рівні (приблизно 20 км), а їхнє світле забарвлення пояснюється підвищеною концентрацією яскраво-білих кристалів аміаку. Темні хмари, що розташовуються нижче, складаються здебільшого з червоно-коричневих кристалів гідросульфіду амонію і мають вищу температуру. Ці структури являють собою ділянки спадних потоків. Зони і пояси мають різну швидкість руху в напрямку обертання Юпітера. Період обертання коливається від 9 год. 49 хв. на широті 23 градуси до 9 год. 56 хв. на широті 18 градусів північної ширини. Це призводить до існування стійких зональних чи плинних вітрів, що постійно дмуть вздовж екватора в одному напрямку. Швидкість у цій глобальній системі досягає від 50 до 150 м/с. На межах поясів і зон спостерігається сильна турбулентність, що приводить до утворення численних вихрових структур. Найвідомішим таким утворенням є Велика червона пляма, що спостерігається на поверхні Юпітера протягом останніх 300 років.

Велика Червона Пляма

Велика Червона Пляма — овальне утворення зі змінними розмірами, розташоване в південній тропічній зоні. Насправді це довготривалий вільний вихор (антициклон) в атмосфері Юпітера, що робить повний оберт за 6 земних діб і що характеризується, як і світлі зони, що сходять плинами в атмосфері. Хмари в ньому розташовані вище, а температура їх нижча, ніж у сусідніх областях поясів. На 2000 рік «пляма» мала розміри 15х30 тис. км, а сто років перед цим спостерігачі відзначали в 2 рази більші розміри. Іноді вона буває не дуже чітко видимою.

Магнітне поле

Юпітер має величезне магнітне поле, що складається з двох компонетних полів: дипольного (як поле Землі), що сягає відстані до 1,5 млн км від Юпітера, і недипольного, що займає іншу частину магнітосфери. Напруженість магнітного поля на поверхні планети 10—15 ерстед, тобто в 20 разів більше, ніж на Землі. Магнітосфера Юпітера у напрямку від Сонця сягає на 650 млн км (за орбіту Сатурна!), але в напрямку до Сонця вона майже в 40 разів менша. Магнітне поле захоплює сонячний вітер, утворюючи на відстані 177 000 км від планети радіаційний пояс, приблизно в 10 разів потужніший від земного. Він розташований між кільцем Юпітера й найвищими шарами атмосфери.

Магнітометричні виміри показали істотні збурення магнітного поля Юпітера поблизу Європи й Каллісто, що не може бути пояснено існуванням у цих супутників внутрішнього ядра з феромагнітної речовини, оскільки в такому разі магнітне поле, спадаючи пропорційно кубу відстані від супутника, було б у вісім разів меншим. Одне з можливих пояснень — поява в оболонках планет вихрових електричних струмів, магнітне поле яких спотворює поле планети-гіганта. Ці струми можуть поширюватися в провідній рідині, наприклад у воді з солоністю 37,5‰ (близько до солоності океанів Землі), що лежить під поверхнею небесного тіла; його існування на Європі вже майже доведено. Вихрові струми, що забезпечують спостережувані варіації магнітного поля, можуть утворюватися в шарі води товщиною трохи більше ніж 10 км.

Магнітосфера Юпітера утримує навколишню плазму у вузькому шарі, напівтовщина якого біля двох радіусів планети поблизу екватора еквівалентного магнітного диполя. Плазма обертається разом з Юпітером, періодично накриваючи його супутники. У системах відліку, зв'язаних із супутниками, магнітне поле пульсує з амплітудами 220 нТл (Європа) і 40 нТл (Каллісто), наводячи вихрові струми в провідних шарах супутників. Ці струми генерують вихрові магнітні поля також дипольної конфігурації, що накладаються на власні поля цих супутників. Періоди зміни магнітних полів становлять 11,1 і 10,1 годин для Європи й Каллісто, відповідно.