Путешествие к спутникам Юпитера
Здравствуйте. После недавнего путешествия к планетам Солнечной системы не так много времени прошло, но мы уже готовы полететь к неизведанным спутникам планет?
Мы уже немало знаем о спутнике Земли Луне, о нем мы писали в предыдущих статьях . Также ранее мы знакомились со свойствами спутников Марса .
Теперь мы заправились, предлагаю полететь к спутникам Юпитера, ведь они очень интересны. Если готовы, тогда поехали!
Ио . Первый спутник, о котором будем говорить сегодня Ио. Вот он на фото внизу.
Издалека он кажется милым, разноцветный шарик, витающий в космосе. Но, подлетая ближе, видим, что не все так безобидно: огромная гравитационная сила Юпитера то и дело сжимает и растягивает спутник. Поверхность трещит по швам, она растягивается и сжимается на 100км. Железный сердечник Ио также растягивается и сжимается, вырабатывая мощное электрическое поле.
Вследствие таких колоссальных деформаций, на спутнике идёт бурная вулканическая деятельность. Это единственное известное тело в Солнечной системе, после Земли, на котором есть вулканическая активность.
Диаметр Ио — 3642 км. Атмосфера — это просто вулканические газы, выходящие из недр спутника. Это пятый спутник Юпитера, размером, немногим больше Луны. И повернут к планете он, как и Луна, всегда одной стороной. Ио имеет эллиптическую форму, вытянутую в сторону планеты.
Некоторые ученые считают, что Ио через какое-то время не выдержит таких перегрузок, вызываемых Юпитером, разорвется, и превратится в кольцо обломков вокруг планеты.
Европа . Мы подлетаем к следующему спутнику Юпитера — Европа. Он довольно маленький — всего 3000 км, чуть меньше Луны.
Европа — это удивительный мир, мир льда и воды. Он представляет собой металлическое ядро, покрытое 100 километровым слоем соленой, сходной по составу земной, воды. А этот безбрежный океан покрывает 10 — 30 километровая корка льда, испещреная трещинами и разломами. Сила притяжения Юпитера действует на спутник, из-за этого корка льда постоянно лопается, в слой меняет вода, потом и она замерзает. Так что, лёд на Европе всегда относительно молодой.
Учёные полагают, что на Европе может быть жизнь, ведь океан Европы очень похож по своему составу на земные океаны.
Ганимед . Ганимед образовался 4,5 млрд лет, а его размеры приближаются к размерам Меркурия. Если бы Ганимед не вращался вокруг Юпитера, он по праву мог называться полноценной планетой.
Это очень интересное небесное тело. Это единственный спутник в Солнечной системе, обладающий магнитным полем. Это самый большой спутник Солнечной системы. Внутри Ганимеда твердое ядро, диаметром 50 км, а над ним каменные породы, покрытые 800 километрами льда! Учёные предполагают наличие подо льдом огромного океана. Там может быть жизнь.
Ледяная корка окружена тонким слоем водородной атмосферы. Столкновения спутника с метеоритами и астероидами, привели к образованию вокруг Ганимеда пылевого кольца, открытого космическим аппаратом Галилео. Кольцо состоит из мельчайших пылевых частичек, составляющих 1/50 толщины человеческого волоса. Эти частицы сформировали пылевое кольцо.
Каллисто . Этот спутник также покрыт льдом. Грязный лед, местами светлые участки — следы попадания астероидов.
После Ганимеда это второй по величине спутник Юпитера, его размеры также сравнимы с размерами Меркурия. Поверхность Каллисто точен от старая, её возраст 4 млрд лет. Предполагается, что под ледяной коркой может быть океан воды. Атмосфера спутника разряжена, и состоит из углекислого газа.
Каллисто состоит из каменно-ледяного ядра, покрытого ледяной коркой.
В общем, довольно безжизненный и унылый мир. На спутнике есть следы глобальных катастроф: трещина Валгалла, длиной 3000 км, образованная вследствие попадания большого метеорита, свидетельствует о нелегком прошлом Каллисто.
Вот мы и ознакомились с миром спутников Юпитера. Предлагаю отдохнуть, и отправиться в окрестности Сатурна, там тоже много интересного.
Источник
Исследовательская работа «Космическое путешествие к Юпитеру»
«Кочкинская средняя общеобразовательная школа»
филиал муниципального бюджетного общеобразовательного учреждения
«Родинская средняя общеобразовательная школа №2»
Номинация: «Астрономия и космонавтика»
«Космическое путешествие к Юпитеру»
ученица 4 класса
Николенко Римма Васильевна,
учитель начальных классов
3.3. Другие интересные явления на Юпитере……………………7
3.4. Спутники и кольца Юпитера………………………………………8
3.5. Столкновения небесных тел с Юпитером………………………9
6. Библиография и литература по представленной теме
Знакомство с планетой Солнечной системы — Юпитер
Знакомство с исследованиями учёных в области изучения Юпитера
Проведение собственных наблюдений звёздного неба.
Узнать, как появилась, из чего состоит, какие особенности имеет планета Юпитер;
Научиться находить Юпитер на звёздном небе и сделать собственные фотографии или рисунки;
Выяснить, можно ли жить на Юпитере;
Какие исследования проводятся в области астрономии в настоящее время;
Время исследования : 4 месяца
1. Обоснование выбора темы
Меня всё время притягивало и вызывало интерес состояние звёздного неба. Я задумывалась, почему столько звёзд на небе, почему одни звёзды большие, а другие маленькие, можно ли долететь до звёзд, почему звёзды «падают», как они называются.
В 4 классе на уроке окружающего мира мы изучали тему «Вселенная». Я узнала, что с огласно наиболее популярной научной теории, наша Солнечная система сформировалась приблизительно 4,6 млрд. лет назад из газо-пылевого облака и состоит она из 9 крупных планет, включая Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Возможно, когда-то Плутон был спутником другой планеты или астероидом. Планеты – это сферические тела, обращающиеся вокруг звёзд, в том числе и вокруг Солнца.
Из всех планет меня больше всего заинтересовала планета-гигант – Юпитер. Юпи́тер — пятая планета от Солнца, крупнейшая в Солнечной системе. Юпитер вдвое массивней, чем все остальные планеты Солнечной системы, вместе взятые. Наряду с Сатурном, Ураном и Нептуном, Юпитер классифицируется как газовый гигант. Его экваториальный радиус равен 71,4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли. Масса Юпитера в 318 раз больше массы Земли.
Я решила посмотреть на мир глазами астронома и совершить космическое путешествие на Юпитер.
Изучая энциклопедии, материалы по этой теме в Интернет, я поняла, что моё космическое путешествие будет очень долгим, потому что Юпитер находится далеко от Земли. Расстояние от Земли до Юпитера составляет от 591 до 965 миллионов километров.
И, самое главное, я поняла, что даже если я долечу до Юпитера, то не смогу «погулять» по его поверхности, потому что Юпитер — этот газовый гигант. Оказывается, он состоит преимущественно из газов: водорода и гелия и его можно представить примерно как непрерывное кипение глобального водородного океана! П оэтому на поверхность Юпитера не ступить ногой в привычном понимании этого слова. Н а Юпитере нет твёрдой поверхности ! Только в самом центре планеты имеется каменное ядро, которое окружено толстым слоем металлического водорода.
Его размеры — 15—30 тыс. км в диаметре, ядро обладает высокой плотностью.
Планета Юпитер была известна людям с глубокой древности. О Юпитере люди создавали мифы. Эта планета нашла своё отражение и в религиозных верованиях многих культур.
В вавилонской культуре Юпитер назывался Мулубаббар, то есть «звезда-солнце».
Греки первоначально именовали его «Фаэтонт» — сияющий, блестящий, позже — Зевс.
Римляне дали этой планете название в честь римского бога Юпитера.
Юпитер исследовался восемью межпланетными станциями.
Фотография Юпитера, выполненная Вояджером-1 24 января 1979 г. с расстояния 40 млн. км
3. Результаты исследований
Сначала я изучила различные статьи по этой теме, прочитала материалы энциклопедии, нашла результаты исследований учёных.
Учёные говорят, что если бы Юпитер был примерно в 50 раз массивнее, он мог бы стать звездой . Тем не менее, Юпитер выделяет больше энергии, чем получает от Солнца. Объём энергии, производимый в недрах планеты, практически равен объёму энергии, получаемому им от Солнца. Юпитер излучает в пространство на 60 % больше энергии, чем получает от Солнца. За счёт процессов, приводящих к выработке этой энергии, Юпитер уменьшается приблизительно на 2 см в год. Когда планета только сформировалась, она была в 2 раза больше и намного более горячей, нежели в настоящее время.
3.1. Облака на Юпитере
По сути, всё, что доступно внешним наблюдениям — это слои облаков.
Внешний слой Юпитера состоит из трёх слоёв облаков:
вверху — облака из оледеневшего аммиака
ниже — облака кристаллов гидросульфида аммония
в самом низу — водяной лёд и, возможно, жидкая вода.
Температура внешнего слоя облаков — около −130 °C, однако быстро растёт с глубиной. Измерения, произведённые как с Земли, так и космических аппаратов, показали, что температура на глубине Юпитера сравнима с комнатной на Земле — +21 °С. Некоторые учёные полагают, что наиболее приемлемые условия для гипотетической жизни на Юпитере существуют именно на этом уровне. В таком случае она должна существовать прямо в атмосфере, так как. Тем не менее, учёные не обнаружили свидетельств существования жизни на Юпитере. По данным спускаемого аппарата «Галилео», уже на глубине 130 км температура равна +150 °C, давление — 24 атмосферы. А ядро планеты разогрето до температуры около 24 000 °С — больше, чем на поверхности Солнца.
Но в настоящее время Юпитер остывает с тех пор, когда шло формирование планет . По исследованиям спускаемого аппарата «Галилео», который сбросил зонд в атмосферу планеты и проводил наблюдения за планетой-гигантом, вдоль экватора Юпитера есть «тёплые пятна». По-видимому, в этих местах слой внешних облаков тонок, и можно видеть более тёплые внутренние области.
Юпитер обладает мощными радиационными поясами. При сближении с Юпитером «Галилео» получил дозу радиации, в 25 раз превышающую смертельную дозу для человека.
Юпитер исследовался также с помощью аппаратов «Пионер» и «Вояджер». Последним аппаратом, посетившим Юпитер, был зонд «Новые горизонты», направляющийся к Плутону. По результатам исследований, учёные получили интересные снимки Юпитера.
3.2. Большое Красное Пятно
Глядя на снимки Юпитера, можно заметить несколько вытянутых полос. Красноватые вариации цвета Юпитера могут объясняться наличием соединений фосфора и углерода. Оказывается, на границах этих полос на Юпитере бушуют штормы и бури. Скорость ветров на Юпитере может превышать 600 км/ч.
Заметный результат этого — Большое Красное Пятно , гигантский шторм, который известен с XVII века и наблюдается в течение последних 300 лет. Было открыто Робертом Гуком в 1664 году. В мае 2008 на фотографии, сделанной телескопом Хаббл, это пятно хорошо видно.
Большое красное пятно имеет овальную форму и расположено в южной тропической зоне. В настоящее время оно имеет размеры 15×30 тыс. км (значительно больше размеров Земли), а 100 лет назад наблюдатели отмечали в 2 раза большие размеры. Иногда оно бывает не очень чётко видимым. Большое красное пятно — это уникальный долгоживущий гигантский ураган, вещество в котором вращается против часовой стрелки и совершает полный оборот за 6 земных суток. Скорость вращения Большого Красного пятна составляет 360 км/ч. Большое красное пятно в искусственных цветах (фото Вояджера-1). Красный цвет Большого Красного Пятна представляет собой загадку. Одной из возможных причин могут быть химические соединения, содержащие фосфор. По снимкам, сделанными космическими зондами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», было установлено, что в центре Красного пятна и других гигантских вихрей на Юпитере наблюдаются колоссальных размеров вспышки молний, протягивающиеся на тысячи километров. Большое Красное пятно представляет собой самый мощный из юпитерианских вихрей.
Время от времени на Юпитере наблюдаются столкновения огромных циклонов. Одно из них произошло в 1975 году, в результате чего красный цвет Пятна поблек на несколько лет. В конце февраля 2002 года ещё один гигантский вихрь — Белый Овал — начал тормозиться Большим Красным Пятном, и столкновение продолжалось целый месяц. Однако оно не нанесло серьёзного ущерба обоим вихрям, так как произошло по касательной.
3.3. Другие интересные явления на Юпитере.
В атмосфере Юпитера наблюдаются также полярные сияния.
На 2011 год запланирован запуск аппарата «Юнона», который должен выйти на полярную орбиту Юпитера и, как предполагают учёные, лучше изучить природу полярных сияний на Юпитере.
Ещё одним интересным, но пока непонятным явлением можно назвать «горячие тени». Судя по данным радиоизмерений, в местах, куда на Юпитер падают тени от его спутников, температура заметно повышается, а не понижается, как можно было бы ожидать.
Сила тяжести на поверхности Юпитера более чем в 2,4 раза превосходит земную: например, мешок песка, который весит на Земле 240 кг, на Юпитере будет весить всего 100 кг.
3.4. Спутники и кольца Юпитера.
У Юпитера 63 спутника. Общий диаметр всей системы спутников Юпитера составляет 24 млн. км. Более того, предполагается, что в прошлом спутников у Юпитера было ещё больше, но некоторые из них упали на планету под воздействием её мощной гравитации. Спутникам даны в основном имена различных мифических персонажей, так или иначе связанных с Зевсом-Юпитером. Спутники раздеяют на две большие группы — внутренние и внешние. 4 самых больших из называются «галилеевыми», потому что были обнаружены Галилео Галилеем в 1610 году. Их названия: Ганимед, Европа, Ио и Каллисто. По сравнению с Землёй и Луной они имеют меньшие размеры. Каждый спутник имеет свои особенности. Наибольший интерес представляет Европа , обладающая глобальным океаном, в котором не исключено наличие жизни. Специальные исследования показали, что океан простирается вглубь на 90 км, его объём превосходит объём земного Мирового океана.
Ио известен тем, что на нём действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы; поверхность спутника залита продуктами вулканической активности. На фотографиях, сделанных космическими зондами, видно, что поверхность Ио имеет ярко-жёлтую окраску с пятнами коричневого, красного и тёмно-жёлтого цветов. Эти пятна — продукт извержений вулканов Ио, состоящих преимущественно из серы и её соединений; цвет извержений зависит от их температуры. Ганимед является самым большим спутником не только Юпитера, но и вообще в Солнечной системе среди всех спутников планет. Он имеет диаметр, превосходящий диаметр Меркурия. Ганимед и Каллисто покрыты многочисленными кратерами, на Каллисто многие из них окружены трещинами. На Каллисто , как предполагается, также есть океан под поверхностью спутника; на это косвенно указывает магнитное поле Каллисто, которое может быть порождено наличием электрических токов в солёной воде внутри спутника.
Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной. Остальные спутники намного меньше и представляют собой скалистые тела неправильной формы. Среди них есть обращающиеся в обратную сторону.
У Юпитера имеются слабые планетарные кольца. У Юпитера имеются слабые кольца, обнаруженные во время прохождения «Вояджера-1» мимо Юпитера в 1979 году. Существует два основных кольца и одно тонкое внутреннее, с характерной оранжевой окраской. Толщина колец, вероятно, не превышает нескольких километров. Сами кольца состоят в основном из пыли. По результатам исследований «Галилео» был сделан вывод, что источником пополнения вещества колец являются небольшие спутники Юпитера.
3.5. Столкновения небесных тел с Юпитером
В июле 1992 года к Юпитеру приблизилась комета. Она прошла на расстоянии около 15 тысяч километров от верхней границы облаков, и мощное гравитационное воздействие планеты-гиганта разорвало её ядро на 17 больших частей. В 1994 году, при следующем сближении с Юпитером, все обломки кометы врезались в атмосферу планеты с огромной скоростью — около 64 километров в секунду. Этот грандиозный космический катаклизм наблюдался как с Земли, так и с помощью космических средств, в частности, с помощью Космического телескопа «Хаббл» и межпланетной космической станции «Галилео». Падение ядер сопровождалось интересными атмосферными эффектами, например, полярными сияниями, чёрными пятнами в местах падения ядер кометы, климатическими изменения.
Изучение Юпитера космическими аппаратами продолжается.
Планируется построить аппараты для исследований планеты-гиганта — Jupiter Europa Orbiter, Jupiter Ganymede Orbiter. Запуск обоих космических роботов спланирован на 2020 год, с достижением Юпитера в 2026 году и работой на три года. Оба аппарата будут запущены в рамках проекта Europa Jupiter System Mission.
В ходе космического путешествия на Юпитер, я познакомилась с исследованиями учёных в области изучения Юпитера, провела собственные наблюдений звёздного неба, узнала много интересного о планете Юпитер; научилась находить Юпитер на звёздном небе и сделала собственные фотографии и рисунки. Я выяснила, что в настоящее время наличие жизни на Юпитере представляется маловероятным ввиду низкой концентрации воды в атмосфере и отсутствия твёрдой поверхности.
6. Литература по представленной теме
Астрономия и космос. Энциклопедия / Майлс Л. и Смит А. М.: Росмэн, 2001. ISBN: 5-8451-0296-0, 5-8451-0959-0
Юпитер: Происхождение и внутреннее строение / Герелса Т. М.: Мир, 1978.
Источник
