Строение юпитера. Планета юпитер краткое описание. Названия в других культурах

При описании этого газового гиганта очень часто используется превосходная степень. Все потому, что Юпитер не только самый большой объект во всей Солнечной системе, но и самый загадочный. А еще первый по массе, вращательной скорости и второй по яркости. Если сложить вместе все планеты, луны, астероиды, кометы системы, Юпитер все равно будет больше их вместе взятых. Загадочный же он потому, что составные компоненты этого объекта содержатся в веществе, из которого сделана вся Солнечная система. И все, что происходит на поверхности и в недрах гиганта можно считать образцом синтеза материалов, который происходит при формировании планет и галактик.

Будь Юпитер еще массивнее и крупнее, он вполне мог бы быть «коричневым карликом».

Этот исполин является настоящим защитником Земли: все кометы, летящие к ней, притягиваются его мощнейшей гравитацией.

История открытия

Юпитер занимает вторую строчку в рейтинге яркости после Венеры. Поэтому его, как и четыре другие планеты, можно видеть прямо с поверхности Земли без какого-либо оптического оборудования. Именно поэтому ни один ученый не может приписать себе честь его открытия, которая, по всей видимости, принадлежит еще древнейшим племенам.

А вот первым из ученых, начавшим систематическое наблюдение за гигантом, стал итальянский астроном Галилео Галилей. В 1610-м он открыл первые спутники, вращающиеся вокруг планеты. И вращались они именно вокруг Юпитера. Он назвал эту четверку Ганимед, Ио, Европа, Каллисто. Данное открытие стало самым первым в истории всей астрономии, а спутники позднее стали называть галилеевыми.

Открытие придало уверенности ученым, причисляющим себя к гелиоцентристам, и позволило с новыми силами вступить в борьбу с приверженцами других теорий. Когда оптические приборы стали совершеннее, были установлены размеры светила, а также открыто Большое Красное Пятно, первоначально считающееся островом в гигантском юпитерианском океане.

Исследования

В период с 1972-го по 74-й годы возле планеты побывало два космических аппарата «Пионер». Им удалось провести наблюдение за самой планетой, ее поясом астероидов, зафиксировать излучение и мощное магнитное поле, что позволило сделать предположение о наличии внутри планеты жидкости, способной проводить электроток. Второй космический аппарат «Пионер» дал толчок научным «подозрениям», что у Юпитера имеются кольца.

Запущенные в 1977-м «Вояджеры» достигли Юпитера только через два года. Именно они послали на Землю первые, потрясающие по красоте снимки планеты, подтвердили наличие у нее колец, а также позволили ученым утвердиться в мысли, что юпитерианские атмосферные процессы в разы мощнее и грандиознее земных.

В 1989-м к планете полетел аппарат «Галилео». Но только в 1995-м смог отправить на гигант зонд, который занялся сбором информации об атмосфере светила. В дальнейшем ученые смогли продолжить систематические изучения гиганта с помощью орбитального телескопа «Хаббл».

Газовый гигант генерирует настолько сильное излучение радиации, что космические аппараты «не рискуют» слишком близко подлетать к нему: может выйти из строя бортовая электроника.

Характеристики

Планета имеет следующие физические характеристики:

1. Радиус экватора - 71 492 километра (погрешность 4 километра).
2. Радиус полюсов - 66 854 километра (погрешность 10 километров).
3. Площадь поверхности - 6,21796⋅1010 км².
4. Масса - 1,8986⋅1027 кг.
5. Объем - 1,43128⋅1015 км³.
6. Вращательный период - 9,925 часов.
7. Имеются кольца

Юпитер самый большой, быстрый и опасный объект нашей системы из-за сильнейшего магнитного поля. Планета имеет самое большое число известных спутников. Кроме прочего, ученые считают, что именно этот газовый гигант захватил и удерживает нетронутый межзвездный газ из облака, породившего наше Солнце.

Но, несмотря на все эти превосходные степени, Юпитер не является звездой. Для этого ему нужно обладать большей массой и теплом, без которого невозможно слияние водородных атомов и образование гелия. Чтобы стать звездой, как считают ученые, Юпитер должен увеличиться в массе примерно в 80 раз. Тогда станет возможен запуск термоядерного синтеза. Все же сейчас Юпитер выделяет некоторое тепло, поскольку имеет сжатие гравитации. Это уменьшает объем тела, но способствует его нагреванию.

Движение

У Юпитера гигантские не только размеры, но и атмосфера. Она состоит на 90 процентов из водорода и на 10 из гелия. Поскольку этот объект является газовым гигантом, атмосфера и остальная часть планеты не разделяются. Причем при опускании вниз к центру, водород и гелий меняют свою температуру и плотность. Из-за чего атмосфера Юпитера делится на четыре части:

• тропосферу;
• стратосферу;
• термосферу;
• экзосферу.

Поскольку привычная твердая поверхность у Юпитера отсутствуют, в ученой среде принято считать таковой нижнюю атмосферную границу в той точке, где давление имеет значение один бар. С уменьшением высоты уменьшается и температура атмосферы, опускаясь до минимальной отметки. Тропосферу и стратосферу Юпитера разделяет тропопауза, которая располагается на расстоянии 50-ти километров над так называемой «поверхностью» планеты.

В атмосфере гиганта присутствует небольшое количество метана, аммиака, воды, сероводорода. Эти соединения и являются причиной образования очень живописных облаков, которые можно увидеть с поверхности Земли в телескопы. Точно определить цвет Юпитера не представляется возможным. Но с художественной точки зрения он рыже-белый в светло-темную полоску.

Видимые параллельные полосы Юпитера - это аммиачные облака. Темные полосы учеными именуются, как полюсы, а светлые, как зоны. И они чередуются между собой. Причем полностью из аммиака состоят только темные полоски. А какое вещество или соединение отвечает за светлый тон, пока не установлено.

Юпитерианскую погоду, как и все на этой планете, можно описывать только с использованием превосходных степеней. Поверхность планеты – это гигантские, не прекращающиеся ни на секунду, постоянно меняющие свою форму штормы, способные увеличиваться до тысячи километров всего за считанные часы. Ветры на Юпитере дуют со скорость чуть больше 350-ти километров в час.

Самая величественная буря во Вселенной также присутствует на Юпитере. Это Большое Красное Пятно. Она не останавливается вот уже несколько сотен земных лет, а ее ветра разгоняются до отметки в 432 километра в час. Размеры бури способны вместить внутрь себя три Земли, настолько они огромны.

Спутники

Самые крупные спутники Юпитера, открытые Галилеем в 1610-м, стали первыми спутниками в истории астрономии. Это Ганимед, Ио, Европа и Каллисто. Помимо них самыми изученными спутниками гиганта являются Фива, Амальтея, Кольца Юпитера, Гималия, Лиситея, Метида. Эти тела образовались из газа и пыли – элементов, окружавших планету после окончания процесса ее образования. Прошло много десятков лет, прежде чем ученые обнаружили остальные спутники Юпитера, которых на сегодняшний день шестьдесят семь. Ни одна другая планета не имеет такого количества известных спутников. И, вероятно, это число может быть не окончательным.

Ганимед не только самый большой спутник Юпитера, но и самый большой во всей Солнечной системе. Если бы он вращался не вокруг газового гиганта, а вокруг Солнца, ученые зачислили бы это тело в класс планет. Диаметр объекта составляет 5268 км. Он превышает диаметр Титана на 2 процента и диаметр Меркурия на 8 процентов. Спутник располагается на расстоянии чуть более миллиона километров от поверхности планеты, и это единственный спутник во всей системе, у которого есть собственная магнитосфера.

Поверхность Ганимеда на 60 процентов состоит из неизученных до конца ледяных полос и на сорок процентов из древнего ледяного «панциря» или коры, покрытой бесчисленными кратерами. Возраст ледяных полос составляет три с половиной миллиарда лет. Они появились благодаря геологическим процессам, активность которых сегодня ставится под сомнение.

Главный элемент атмосферы Ганимеда кислород, что делает ее похожей на атмосферу Европы. Имеющиеся на поверхности спутника кратеры практически плоские, без центральной впадины. Это произошло потому, что мягкая ледяная поверхность спутника продолжает медленно двигаться.

Спутник Юпитера Ио имеет вулканическую активность, а горы на его поверхности достигают в высоту 16-ти километров.

Как предполагают ученые, на Европе под слоем поверхностного льда имеется океан, вода в котором пребывает в жидком состоянии.

Кольца

Кольца Юпитера сформировались из пыли, поэтому их так трудно различить. Спутники планеты сталкивались с кометами и астероидами, в результате чего в космос выбрасывался материал, который и был захвачен силой тяжести планеты. Именно так, по мнению ученых, и образовались кольца. Это система, состоящая из четырех компонентов:

• Тора или Гало (толстого кольца);
• Главного кольца (тонкого);
• Паутинного кольца 1 (прозрачного, из материала Фивы);
• Паутинного кольца 2 (прозрачного, из материала Амальтеи);

Видимая часть спектра, близкая к инфракрасному излучению, делает три кольца красными. Кольцо Гало имеет синюю или почти нейтральную окраску. Общую массу колец до сих под не удалось подсчитать. Но есть мнение, что она колеблется в пределах от 1011-ти до 1016-ти килограммов. Возраст юпитерианской кольцевой системы также точно не известен. Предположительно они существуют с того момента, как формирование планеты было окончательно завершено.

Юпитер является пятой планетой по удаленности от Солнца и самой крупной в Солнечной системе. Так же, как и Уран, Нептун и Сатурн, Юпитер относится к газовым гигантам. Про него человечество знало уже давно. Довольно часто встречаются упоминания о Юпитере в религиозных верованиях и мифологии. В современности планета получила свое имя в честь древнеримского бога.

По масштабам на Юпитере атмосферные явления намного превосходят земные. Самым примечательным образованием на планете считается Большое красное пятно, которое является гигантским штормом, известным нам еще с 17 века.

Примерное число спутников – 67, из которых самыми крупными являются: Европа, Ио, Каллисто и Ганимед. Первым их открыл Г. Галилей в 1610 году.

Все исследования планеты проводятся при помощи орбитальных и наземных телескопов. Начиная с 70-х годов к Юпитеру отправили 8 аппаратов НАСА. Во время великих противостояний планета была видна невооруженным глазом. Юпитер относится к самым ярким объектам неба после Венеры и Луны. А спутники и сам диск считаются самыми популярными для наблюдателей.

Наблюдения за Юпитером

Оптический диапазон

Если рассматривать объект в инфракрасной области спектра, можно обратить внимание на молекулы Не и Н2, точно так же становятся заметными линии остальных элементов. Количество Н говорит о происхождении планеты, а про внутреннюю эволюцию можно узнать благодаря качественному и количественному составу других элементов. Но молекулы гелия и водорода не обладают дипольным моментом, а это означает, что их абсорбционные линии не заметны до момента поглощения ударной ионизацией. Также данные линии появляются в верхних слоях атмосферы, откуда они не способны нести данные про более глубокие слои. Исходя из этого, самую достоверную информацию о количестве водорода и гелия на Юпитере можно получить, используя аппарат «Галилео».

Касательно остальных элементов, их анализ и интерпретация сильно затруднительны. Полной достоверности о происходящих процессах в атмосфере планеты сказать никак нельзя. Также под большим вопросом химический состав. Но, по мнению большинства астрономов, все процессы, которые могут влиять на элементы, локальны и ограничены. Из этого выходит, что они не несут особых изменений в распределение веществ.

Юпитер излучает энергии на 60% больше, чем потребляет от Солнца. Данные процессы влияют на размеры планеты. В год Юпитер уменьшается на 2 см. П. Боденхеймер в 1974 году выдвинул мнение, что в момент формирования планета была в 2 раза больше, нежели сейчас, а температура была значительно выше.

Гамма-диапазон

Изучение планеты в гамма-диапазоне касается полярного сияния и изучения диска. Космическая лаборатория Эйнштейна зарегистрировала это в 1979 году. С Земли области полярного сияния в ультрафиолете и рентгене совпадают, но к Юпитеру это не относится. Более ранние наблюдения установили пульсацию излучения с периодичностью в 40 минут, но поздние наблюдения эту зависимость проявили намного хуже.

Астрономы надеялись, что при помощи рентгеновского спектра авроральное сияние на Юпитере будет похоже на сияние комет, но наблюдения с Chandra опровергли эту надежду.

По данным космической обсерватории XMM-Newton, выходит, что излучение диска в спектре гамма – это солнечное рентгеновское отражение излучения. По сравнению с полярным сиянием нет никакой периодичности интенсивности излучения.

Радионаблюдения

Юпитер относится к самым мощным радиоисточникам Солнечной системы в метровом-дециметровом диапазонах. Радиоизлучение обладает спорадическим характером. Подобные всплески происходят в диапазоне от 5 до 43 МГц, со средней шириной – 1 МГц. Продолжительность всплеска сильно мала – 0,1-1 сек. Излучение поляризовано, а по кругу может достигать 100%.

Радиоизлучение планеты в короткосантиметровом-миллиметровом диапазонах обладает чисто тепловым характером, хоть в отличие от равновесной температуры яркостная значительно выше. Эта особенность говорит о потоке тепла из недр Юпитера.

Вычисления гравитационного потенциала

Анализ траекторий космических аппаратов и наблюдения движений естественных спутников показывают гравитационное поле Юпитера. Обладает сильными отличиями в сравнении со сферически симметричным. Как правило, гравитационный потенциал представлен в разложенном виде по полиномам Лежандра.

Аппараты «Пионер-10», «Пионер-11», «Галилео», «Вояджер-1», «Вояджер-2» и «Кассини» использовали для вычисления гравитационного потенциала насколько измерений: 1) передавали изображения, чтобы определить их местоположение; 2) эффект Доплера; 3) радиоинтерферометрия. Некоторым из них при измерениях приходилось учитывать гравитационное присутствие Большого красного пятна.

Помимо этого, обрабатывая данные, приходится постулировать теорию движения спутников Галилея, обращающихся вокруг центра планеты. Огромной проблемой для точных вычислений считается учет ускорения, у которого негравитационный характер.

Юпитер в Солнечной системе

Экваториальный радиус данного газового гиганта составляет 71,4 тыс. км, тем самым в 11,2 раза превышая Земной. Юпитер – это единственная в своем роде планета, у которой центр масс с Солнцем расположен вне Солнца.

Масса Юпитера превышает суммарный вес всех планет в 2,47 раза, Земли – в 317,8 раз. Но меньше от массы Солнца в 1000 раз. По плотности сильно схожа со Светилом и в 4,16 раз меньше, чем у нашей планеты. Зато сила тяжести превышает земную в 2,4 раза.

Планета Юпитер как «неудавшаяся звезда»

Некоторые исследования теоретических моделей показали, что если бы масса Юпитера была немного большей, чем она есть в действительности, то планета начала бы сжиматься. Хоть небольшие изменения особо не повлияли бы на радиус планеты, при условии если б реальная масса увеличилась в четыре раза, планетарная плотность выросла настолько, что начался б процесс уменьшения размеров из-за действия сильной гравитации.

Исходя из данного исследования, Юпитер обладает максимальным диаметром как для планеты с аналогичной историей и строением. Дальнейшее увеличение массы привело к продолжительности сжатия до тех пор, пока Юпитер в процессе формирования звезды не превратился бы в коричневого карлика с массой, превосходящей его нынешнюю массу в 50 раз. Астрономы считают, что Юпитер – это «неудавшаяся звезда», хоть до сих пор не ясно, существует ли схожесть между процессом формирования планеты Юпитер и теми планетами, которые формируют двойные звездные системы. По ранним данным выходит, что Юпитер должен был быть в 75 раз массивнее, чтобы стать звездой, но самый маленький известный красный карлик больший в диаметре всего на 30%.

Вращение и орбита Юпитера

Юпитер с Земли имеет видимую величину в 2,94m, что делает планету третьим объектом по яркости, которые видны невооруженным взглядом после Венеры и Луны. Максимально отдалившись от нас, видимый размер планеты равен 1,61m. Минимальное расстояние от Земли к Юпитеру равно 588 миллионов километров, а максимальное - 967 миллионов километров.

Противостояние между планетами происходит каждые 13 месяцев. Нужно отметить, что раз в 12 лет проходит великое противостояние Юпитера, в данный момент планета находится возле перигелия собственной орбиты, при этом угловой размер объекта с Земли равен 50 угловым секундам.

Юпитер удален от Солнца на 778,5 миллионов километров, при этом полный оборот вокруг Солнца планета делает за 11,8 земных года. Наибольшее возмущение на движение Юпитера по собственной орбите делает Сатурн. Существует два вида возмещения:

Вековое – оно действует на протяжении 70 тысяч лет. При этом меняется эксцентриситет орбиты планеты.

Резонансное - проявляется за счет соотношения близости 2:5.

Особенностью планеты можно назвать то, что она имеет большую близость между плоскостью орбиты и плоскостью планеты. На планете Юпитер не бывает смены сезонов года, за счет того, что ось вращения планеты наклонена 3,13°, для сравнения можно добавить, что наклон оси Земли равен 23,45°.

Вращение планеты вокруг своей оси является самым быстрым среди всех планет, которые входят в Солнечную систему. Таким образом, в районе экватора Юпитер делает оборот вокруг оси за 9 часов 50 минут и 30 секунд, а средние широты этот оборот делают на 5 минут и 10 дольше. В силу такого вращения радиус планеты на экваторе на 6,5% больше чем в средних широтах.

Теории о существовании жизни на Юпитере

Огромное количество исследований за все время говорит о том, что условия Юпитера не способствуют зарождению жизни. Прежде всего, это объясняется низким содержанием воды в составе атмосферы планеты и отсутствием твердой основы планеты. Нужно отметить, что в 70-х годах прошлого века была выдвинута теория о том, что в верхних слоях атмосферы Юпитера возможно существование живых организмов, которые живут на основе аммиака. В поддержку данной гипотезы можно сказать, что атмосфера планеты даже на небольших глубинах имеет высокую температуру и большую плотность, а это способствует химическим эволюционным процессам. Данная теория была высказана Карлом Саганом, после чего совместно с Э.Э. Солпитером ученые проделали ряд вычислений, которые позволили вывести три предполагаемых формы жизни на планете:

• Флотеры – должны были выступать как огромные организмы, размером как большой город на Земле. Они подобны к воздушному шару, поскольку занимаются откачкой с атмосферы гелия и оставляя водород. Живут в верхних слоях атмосферы и вырабатывают молекулы для питания самостоятельно.
• Синкеры – микроорганизмы, которые способны очень быстро размножаться, что и позволяет выжить виду.
• Ханнтеры – хищники, которые питаются флотерами.

Но это только гипотезы, которые не подтверждены научными фактами.

Строение планеты

Современные технологии еще не позволяют ученым точно определить химический состав планеты, но все же верхние слои атмосферы Юпитера изучены с высокой точностью. Изучение атмосферы стало возможным только за счет спуска космического аппарата под названием «Галилео», он вошел в атмосферу планеты в декабре 1995 года. Это позволило точно говорить, что атмосфера состоит из гелия и водорода, кроме этих элементов, был обнаружен метан, аммиак, вода, фосфин и сероводород. Предполагается, что более глубокий шар атмосферы, а именно тропосфера, состоит из серы, углерода, азота и кислорода.

Также присутствуют инертные газы, такие как ксенон, аргон и криптон, причем их концентрация больше чем на Солнце. Возможность существования воды, диоксида и моноксидуглеродов возможна в верхних слоях атмосферы планеты за счет столкновения с кометами, как пример приводят комету Шумейкеров-Леви 9.

Красноватый цвет планеты объясняется присутствием соединений красного фосфора, углерода и серы или даже за счет органики, которая зародилась при воздействии электрических разрядов. Нужно отметить, что цвет атмосферы неоднороден, это говорит о том, что разные участки состоят из разных химических компонентов.

Структура Юпитера

Принято считать, что внутренняя структура планеты под облаками состоит со слоя гелия и водорода толщиной в 21 тысячу километров. Здесь вещество имеет плавный переход в своей структуре от газообразного состояния до жидкого, после чего идет слой с металлическим водородом мощностью в 50 тысяч километров. Средняя часть планеты занята твердым ядром с радиусом в 10 тысяч километров.

Наиболее признанная модель строения Юпитера:

1. Атмосфера:
2. Внешний водородный слой.

Средний слой представлен гелием (10%) и водородом (90%).

• Нижняя часть состоит из смеси гелия, водорода, аммония и воды. Этот слой подразделяют еще на три:

  • Верхний – аммиак в твердой форме, который имеет температуру в −145 °C с давлением в 1 атм.
  • Посередине находится гидросульфат аммония в кристаллизованном состоянии.
  • Нижнюю позицию занимает вода в твердом состоянии и возможно даже в жидком. Температура составляет порядка 130 °C, а давление 1 атм.

1. Слой, состоящий из водорода в металлическом состоянии. Температуры могут меняться от 6,3 тысяч до 21 тысячи кельвинов. При этом давление так же изменчиво – от 200 и до 4 тысяч Гпа.
2. Каменное ядро.

Создание данной модели стало возможным за счет анализа наблюдений и проведенных исследований с учетом законов экстраполяции и термодинамики. Нужно отметить, что данная структура строения не имеет четких границ и переходов между соседними слоями, а это в свою очередь говорит о том, что каждый слой полностью локализован, и исследовать их можно отдельно.

Атмосфера Юпитера

Температурные показатели роста по всей планете не монотонны. В атмосфере Юпитера, так же как и в атмосфере Земли, можно выделить несколько слоев. Верхние слои атмосферы обладают самыми высокими показателями температуры, а двигаясь к поверхности планеты, данные показатели значительно снижаются, но в свою очередь растет давление.

Термосфера планеты теряет большую часть тепла самой планеты, также здесь формируется так называемое полярное сияние. Верхней границей термосферы принято считать отметку давления в 1 нбар. При изучении были получены данные по температуре в этом слое, она достигает показателя в 1000 К. Ученым еще не удалось объяснить, почему здесь такая высокая температура.

Данные с аппарата «Галилео» показали, что температура верхних облаков составляет −107 °C при давлении в 1 атмосферу, а при спуске на глубину в 146 километров температура возрастает до показателя в +153 °C и давление в 22 атмосферы.

Будущее Юпитера и его спутников

Всем известно, что в итоге Солнце, как и другая звезда, исчерпает весь запас термоядерного топлива, при этом его светимость будет увеличиваться на 11% каждый миллиард лет. За счет этого привычная обитаемая зона значительно сместится за пределы орбиты нашей планеты вплоть до достижения поверхности Юпитера. Это позволит на спутниках Юпитера растопить всю воду, что позволит положить начало зарождения живых организмов на планете. Известно, что через 7,5 млрд лет Солнце как звезда превратится в красного гиганта, за счет этого Юпитер обретет новый статус и станет горячим Юпитером. При этом температура поверхности планеты будет составлять порядка 1000 К, а это приведет к свечению планеты. В этом случае спутники будут выглядеть как безжизненные пустыни.

Спутники Юпитера

Современные данные говорят, что Юпитер имеет 67 естественных спутников. Со слов ученых можно сделать вывод, что таких объектов вокруг Юпитера может быть больше сотни. Спутники планеты названы в основном в честь мифических персонажей, которые в какой-то мере связаны с Зевсом. Все спутники подразделены на две группы: внешние и внутренние. К внутренним относятся только 8 спутников, среди которых и галилеевы.

Первые спутники Юпитера были открыты еще в 1610 году известным ученым Галилео Галилеем, это Европа, Ганимед, Ио и Каллисто. Данное открытие стало подтверждением правоты Коперника и его гелиоцентрической системе.

Вторая половина XX века ознаменовалась активным изучением космических объектов, среди которых особого внимания заслуживает Юпитер. Эту планету исследовали с помощью мощных наземных телескопов и радиотелескопов, но самые большие достижения в этой отрасли были получены за счет применения телескопа «Хаббла» и запуска большого количества зондов к Юпитеру. Исследования активно продолжаются и на данный момент, поскольку Юпитер хранит еще много тайн и загадок.

Юпитер самая большая планета в нашей солнечной системе, с четырьмя большими спутниками и множество небольших спутников, которые образует своего рода миниатюрную солнечную систему. Юпитер по размерам напоминает звезду, если бы он был примерно в 80 раз более массивным, он бы стал звездой, а не планетой.

7 января 1610 года, используя свой примитивный телескоп, астроном Галилео Галилей увидел четыре маленькие «звезды» вблизи Юпитера. Так он открыл у Юпитера четыре крупнейших спутника, которые называется Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Эти четыре спутника известны сегодня как Галилеевы спутники.

В настоящее время описано 50 спутников у Юпитера.

Ио является самым вулканически активным телом в нашей .

Ганимед является крупнейшим планетарным спутником и единственным в Солнечной системе, у которого есть собственное магнитное поле.

Океаны жидкости могут находиться под поверхностью Европы, ледяные океаны могут также лежать под поверхностью Каллисто и Ганимед.

Наблюдая эту планету, мы можем видеть только поверхность его атмосферы. Наиболее видимые облака состоят из аммиака.

Водяной пар находится ниже, и иногда его можно увидеть, как четкие пятна в облаках.

"Полосы", темные пояса и светлые зоны создают сильные западно-восточные ветры в верхних слоях атмосферы Юпитера.

Различимо, даже в телескоп Большое Красное Пятно, - гигантский вращающийся циклон, который наблюдается с 1800-х годов. В последние годы три циклона объединились в Малое Красное Пятно, которое составляет половину размера Большого Красного Пятна.

Состав атмосферы Юпитера похож на состав - в основном водород и гелий. В глубине атмосферы, высокое давление, повышение температуры, превращение водорода в жидкость.

На глубине около одной трети до центра планеты, водород становится электропроводным. В этом слое, мощное магнитное поле Юпитера генерирует электрический ток, который обусловлен быстрым вращением Юпитера. В центре планеты огромным давлением может поддерживаться твердое ядро, размером примерно с Землю.

Сильнейшее магнитное поле Юпитера почти в 20 000 раз мощнее магнитного поля Земли. Внутри магнитосферы Юпитера (область, в которой силовые линии магнитного поля окружают планету от полюса до полюса) находятся потоки заряженных частиц.

Кольца Юпитера и Спутники, находятся внутри радиационного пояса электронов и ионов, захваченных магнитным полем.

В 1979 году корабль Вояджер -1, обнаружил 3 кольца у Юпитера. Два кольца состоят из мелких темных частиц. Третье кольцо, соответственно состоит из еще 3-х колец, которые включают в себя микроскопический мусор и три спутника Амальтея, Тхебе и Адрастея.

В декабре 1995 года космический корабль Galileo сбросил зонд в атмосферу Юпитера, который сделал первые прямые измерения атмосферы планеты.

Спутники Юпитера

Планета Юпитер имеет четыре крупных спутника, которые называютсяГалилеевы спутники, поскольку их открыл итальянский астроном Галилео Галилей в 1610 году.

Немецкий астроном Симон Мариус заявил, что видел спутники примерно в то же время, но он не опубликовал свои наблюдения и таким образом Галилео Галилей считается первооткрывателем.

Эти большие спутники называются: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто .

Спутник Юпитера - Ио

Поверхность Ио покрыта серой в различных красочных формах.

Ио движется по слегка эллиптической орбите, огромная гравитация Юпитера вызывает «приливы» в твердой поверхности спутника, до 100 м в высоту, производя достаточно энергии для вулканической активности. Вулканы Ио извергают горячую силикатную магму.

Поверхности Европы состоит в основном из водяного льда.

Европа, как полагают, имеет в два раза больше воды, чем Земля. Астробиологи выдвигают теорию, что на планете возможна жизнь в примитивном виде – в виде бактерий, микробов.

Жизненные формы были найдены возле подземных вулканов на Земле и в других экстремальных местах, которые могут быть аналогами того, что может существовать на Европе.

Ганимед является крупнейшим спутником в Солнечной системе (больше, чем планета Меркурий), он так же является единственным спутником, обладающим магнитным полем.

Поверхность Каллисто очень сильно заполнена кратерами, как свидетельством ранней истории Солнечной системы. Несколько небольших кратеров, возможно активны.

Планеты Ио, Европа и Ганимед имеют слоистую структуру (как Земля).

Ио имеет ядро, мантию, частично расплавленную породу, покрытую скалами и соединениями серы.

Европа и Ганимед имеют ядро; оболочку вокруг ядра; густой, мягкий слой льда, и тонкую корку льда воды.

Расстояние до орбиты : 778 340 821 км (5,2028870 А.Е.)
Для сравнения: 5,203 расстояния от Солнца до Земли
Перигелия (ближайшая точка орбиты до Солнца) : 740 679 835 км (4,951 А.Е.)
Для сравнения: 5,035 расстояния от Солнца до Земли
Апогелий (самая дальняя точка орбиты от Солнца) : 816 001 807 км (5,455 А.Е.)
Для сравнения: 5,365 расстояния от Солнца до Земли
Звездный период орбиты (длина года) : 11.862615 земных лет, 4 332.82 земных суток
Длина окружности орбиты : 4887595931 км
Для сравнения: 5,200 расстояния земной орбиты
Средняя скорость движения по орбите : 47 002 км / ч
Для сравнения: 0,438 скорости движения по орбите Земли
Эксцентриситет орбиты : 0.04838624
Для сравнения: 2,895 эксцентриситета орбиты Земли
Наклонение орбиты : 1,304 градусов
Средний радиус Юпитера : 69911 км
Для сравнения: 10,9733 радиуса Земли
Длина экватора : 439 263,8 км
Для сравнения: 10,9733 длинны Экватора
Объем : 1 431 281 810 739 360 км 3
Для сравнения: 1321,337 объема Земли
Масса : 1 898 130 000 000 000 000 000 000 000 кг
Для сравнения: 317,828 массы Земли
Плотность : 1,326 г / см3
Для сравнения: 0,241 плотности Земли
Площадь, более : 61 418 738 571 км2
Для сравнения: 120,414 площади Земли
Поверхностная гравитация : 24,79 м / с2
Вторая космическая скорость : 216 720 км / ч
Для сравнения: 5,380 космической скорости Земли
Звездный период вращения (длина дня) : 0,41354 земных суток
Для сравнения: 0,41467 период вращения Земли
Средняя температура : -148 ° C

Планета Юпитер – крупнейший газовый гигант Солнечной системы. Его масса превышает массу всех остальных объектов нашей системы вместе взятых. Поэтому недаром гигант был назван в честь самого верховного бога древнеримского пантеона.

Фото сделанное 21.04.2014 Hubble’s Wide Field Camera 3 (WFC3).

Юпитер пятая планета Солнечной системы. На его поверхности постоянно бушуют гигантские ураганы, один из которых по диаметру превышает размеры Земли. Еще одним рекордом планеты является число ее спутников, из которых открыты на сегодняшний момент только 79. Уникальные особенности сделала ее одним из самых интересных для наблюдений объектов Солнечной системы.

История открытия и исследования

Наблюдения за газовым гигантом проводились еще с древних времен. Шумеры называли планету «белая звезда». Астрономы древнего Китая подробно описали движение планеты, а инки наблюдали за спутниками, называя его «амбаром». Римляне же назвали планету в честь верховного божества и отца всех древнеримских богов.

Впервые увидел планету в телескоп Галилео Галилей. Он же открыл 4 самых крупных спутника Юпитера. Наблюдения за планетой и ее спутниками также помогли средневековым астрономам вычислить примерную скорость света.

Активно изучать газового гиганта стали в XX веке после появления межпланетных станций и космических телескопов. Примечательно, что все космические аппараты, запускаемые к нему, принадлежат NASA. Первые снимки планеты, полученные в высоком разрешении, произвели межпланетные аппараты серии Вояджер. Первый орбитальный спутник, космический аппарат Галилео, помог установить состав юпитерианской атмосферы и динамику процессов внутри нее, а также получить новые сведения о естественных спутниках газового исполина. Межпланетная станция Юнона, запущенная в 2011 году, занимается изучение полюсов Юпитера. В ближайшем будущем планируется запуск американо-европейской и российско-европейской межпланетных миссий с целью изучения пятой от Солнца планеты и ее многочисленных спутников.

Общие сведения о Юпитере

Размер планеты поистине впечатляет. Диаметр Юпитера больше земного почти в 11 раз и составляет 140 тыс. км. Масса газового гиганта – 1,9*10 27 , что больше суммарной массы всех остальных планет, спутников и астероидов Солнечной системы. Площадь поверхности Юпитера равняется 6,22*10 10 кв.км. Чтобы осознать все величие гиганта стоит понимать, что только в Большом красном пятне в его атмосфере может поместиться 2 таких же планеты, как Земля.

Другой его уникальной чертой является количество спутников. На данный момент изучено 79 из них, но, по данным исследователей, общее число юпитерианских лун не менее ста. Все они названы в честь героев древнеримских и древнегреческих мифов, связанных с самым могущественным богом на пантеоне. К примеру, Ио и Европа – спутники, названные в честь возлюбленных древнегреческого бога-громовержца. Помимо спутников планета имеет систему планетарных колец, названную Кольца Юпитера.

Крупнейшая планета Солнечной системой является еще и самой старой. Ядро Юпитера сформировалось в течение миллиона лет после образования нашей системы. Пока твердотельные объекты медленно образовывались из пыли и протопланетных обломков, газовый гигант быстро разрастался до своих огромных размеров. За счет своей интенсивной аккреции планетарный исполин препятствовал проникновению дополнительного материала для построения всей звездной системы, чем объясняется малый размер объектов внутри ее.

Орбита и радиус

Среднее расстояние от планеты до центральной звезды нашей системы составляет 780 млн. км. Орбита Юпитера не отличается высокой эксцентричностью – 0,049.

Двигаясь со средней орбитальной скоростью 13 км/с, он совершает оборот по своей орбите за 11,9 лет. При этом для него не характерна смена времен года – наклон оси вращения к орбите составляет всего 3,1°. Вокруг своей оси Юпитер вращается с очень большой скоростью и совершает полный оборот за 9 ч 55 мин. Сутки на планете считаются самыми короткими во всей Солнечной системе.

Физические характеристики

Основные параметры второго по размерам объекта Солнечной системы:

• Средний радиус Юпитера – 69,9 тыс. км.
• Масса – 1,9*10 27 кг.
• Среднее значение плотности – 1,33 г/куб. см, что приблизительно равно плотности Солнца.
• Ускорение свободного падения на экваторе – 24,8 м/с 2 . Это означает, что гравитация Юпитера почти в 2,5 раза больше земной.

Строение Юпитера

• Атмосфера, имеющая трехслойное строение: внешний чисто водородный слой, далее водородно-гелиевый (соотношение газов 9:1) и нижний слой аммиачных и водяных облаков.
• Водородная мантия глубиной до 50 тыс. км.
• Твердое ядро с массой, превышающей в 10 раз земную.

Достоверно химический состав планеты определить на данный момент невозможно. Известно то, что основными его компонентами являются водород и гелий, преходящие их газообразного состояния в жидкое. Кроме них атмосфера планеты содержит множество простых веществ и инертные газы. Характерную окраску юпитерианской газовой оболочке придают соединения фосфора и серы.

Атмосфера и климат

Водородно-гелиевая атмосфера плавно переходит в жидкую водородную мантию, не имея очерченной нижней границы.

Для нижнего слоя юпитерианской атмосферы – тропосферы – характерна сложная структура облаков. Верхние облака состоят из аммиачного льда и сульфида аммония, далее идет плотный слой водяных облаков. Температура в тропосфере снижается с ростом высоты от 340 до 110К. Стратосфера постепенно разогревается до 200К, а максимальное значение температур(1000К) регистрируется в термосфере. Среднюю температуру Юпитера невозможно посчитать из-за отсутствия целостной поверхности. Его атмосфера граничит с кипящим океаном жидкого водорода. Ядро планеты прогревается до 35 тысяч градусов по Цельсию, что выше температуры Солнца.

Давление газовой оболочки имеет тенденцию к уменьшению по мере отдаления от водородного океана. На нижнем уровне тропосферы оно достигает 10 бар, тогда так в термосфере давление снижается до 1 нанобара.

На гиганте нет хорошей погоды. Тепловая энергия, идущая из ядра, превращает атмосферу планету в один огромный вихрь. Юпитерианские ветра достигают скорости 2160 км/ч. Самым известным ураганов в атмосфере планеты является Большое красное пятно. Он продолжается уже больше 300 лет, а его площадь на данный момент составляет 40*13 тыс. км. При этом скорость воздушных потоков достигает более 500м/с. Сопровождают юпитерианские вихри молнии протяженностью в несколько тысяч километров и мощностью в разы больше земных.

В юпитерианской атмосфере периодически проходят алмазные дожди. Драгоценные углеродные осадки выпадают из паров метана во время разряда молнии под воздействием высокой температуры и давления, царящих в верхних слоях атмосферы.

Рельеф

Поверхность Юпитера – не совсем верное понятие. Водородно-гелиевая атмосфера плавно переходит в мантию, представляющую собой океан металлического водорода. Мантия продолжается на глубину 45 тыс. км., а далее следует ядро, в десятки раз тяжелее Земли и в несколько раз горячее Солнца.

Кольца

Кольца Юпитера слабые и состоят из пыли, образующейся при столкновении спутников.

Кольцевая система имеет следующее строение:

• кольцо-гало, представляющее собой толстый слой пыли;
• тонкое и яркое Главное кольцо;
• 2 внешних «паутинных» кольца.

Главное и гало-кольца образовались из пыли от спутников Метида и Адрастея, а паутинные кольца Юпитера сформировались благодаря Альматеи и Фиве.

По предположительным данным, существует еще одно тонкое и слабое кольцо рядом со спутников Гималаи, возникшее после его столкновения с более мелким спутником.

Спутники Юпитера

Всего у планеты имеется более сотни спутников, открыты из которых только 79. Они подразделяются на внутренние, число которых 8, и внешние (на данный момент 71). Самые крупные юпитерианские луны объединены в группу под названием галилеевские, т.к. они были открыты еще Галилео Галилеем. В эту группу входят , и .

Европа представляет собой огромный подледный океан. На этом спутнике теоретически возможна жизнь, т.к. под ледяным панцирем может быть кислород.

Ио, как и ее планетарный хозяин, не имеет четко выраженной поверхности. Этот спутник залит лавой из двух мощнейших вулканов. От этого он приобрел желтую окраску с пятнами бурого, коричневого и красного цветов.

Ганимед – крупнейший спутник Юпитера и всей Солнечной системы. Он состоит из минеральных солей кремниевых кислот и льда, а также обладает собственной магнитосферой и тонкой атмосферой. Также Ганимед больше самой маленькой планеты Солнечной системы (5262 км против 4879 км).

Каллисто – второй по величине спутник гиганта. Его поверхность состоит из силикатов, льда и органических соединений. Атмосфера представлена двуокисью углерода с незначительными примесями других газов. Каллисто изрыт крупными ударными кратерами, что придало ему характерный рельеф.

Планета Юпитер интересные факты

• Ни один космический аппарат не может работать вблизи орбиты исполина из-за мощных радиационных поясов.
• Своим мощным гравитационным полем он защищает планеты внутренней группы, в том числе Землю, от прилетающих извне комет и астероидов.
• Чтобы наглядно сравнить размеры Земли и пятой планеты, положите рядом с пятикопеечной монетой баскетбольный мяч.
• Теоретически, человек массой в 80 кг на юпитерианской поверхности будет весить 192 кг. Это связано с тем, что гравитация на газовом гиганте в 2,4 раза больше земной.
• Если бы в момент формирования ему удалось бы нарастить массу в 80 раз больше нынешней, в Солнечной системе возникла бы вторая звезда. Она классифицировалась бы как коричневый карлик.
• Самая большая планета Солнечной системы излучает самые мощные радиоволны. Их можно уловить даже коротковолновыми антеннами на Земле. Они трансформируются в довольно необычный аудиосигнал, который некоторые принимают за сигналы от пришельцев.
• Средняя продолжительность полета до газового гиганта составляет 5 лет. АМС «Новые горизонты» быстрее всех других зондов преодолела расстояние до юпитерианской орбиты. Для этого ей понадобилось чуть больше года.

Юпитер — самая крупная планета Солнечной системы. Расположена она на пятой орбите от Солнца.
Относится к категории газовых гигантов и в полной мере оправдывает правильность такой классификации.

Юпитер получил своё название в честь древнего верховного бога-громовержца. Вероятно, из-за того, что известна планета была с давних времён и иногда встречалась в мифологии.

Масса и размер.
Если сопоставить размеры Юпитера и Земли — можно понять, насколько сильно они отличаются. Юпитер превосходит по радиусу нашу планету более чем в 11 раз.
При этом масса Юпитера больше массы Земли в 318 раз! И это ещё сказывается маленькая плотность гиганта (уступает земной почти в 5 раз).

Строение и состав.
Ядро планеты, что весьма интересно, является каменным. Его диаметр около 20 тысяч километров.
Затем следует слой металлического водорода, имеющий вдвое больший диаметр, нежели ядро. Температура этого слоя колеблется от 6 до 20 тысяч градусов.
Следующий слой составляет субстанция из водорода, гелия, аммиака, воды и другого. Её толщина также около 20 тысяч километров. Что интересно, у поверхности этот слой имеет газообразную форму, но потом постепенно переходит в жидкую.
Ну и последний, внешний слой — состоит, по большей части, из водорода. Также есть некоторая часть гелия и чуть меньше — других элементов. Этот слой газообразный.

Орбита и вращение.
Скорость движения Юпитера по орбите не очень велика. Полный оборот вокруг центральной звезды планета совершает почти за 12 лет.
А вот скорость вращения вокруг своей оси, наоборот, высока. И даже более — самая высокая среди всех планет системы. Оборот занимает чуть меньше 10 часов.

Информация о планете Юпитер

Атмосфера.
Атмосфера Юпитера состоит примерно на 89% из водорода и 8-10% из гелия. Оставшиеся крохи приходятся на метан, аммоний, воду и другое.
При наблюдении издалека, хорошо видны полосы Юпитера — различные по составу, температуре и давлению слои атмосферы. Они даже цвет имеют разные — одни светлее, другие темнее. Иногда они движутся вокруг планеты в различных направлениях и почти всегда — с различной скоростью, что весьма красиво.

В атмосфере Юпитера происходят ярко выраженные явления: молнии, штормы и другие. Они имеют куда большие масштабы, нежели на нашей планете.

Температура.
Несмотря на удалённость от Солнца, температуры на планете весьма высокие.
В атмосферы — примерно от -110 °C до +1000 °C. Ну а с уменьшением расстояния до центра планеты, растёт и температура.
Но происходит это вовсе не равномерно. Особенно для его атмосферы — изменение температуры в разных её слоях происходит довольно неожиданным образом. Пока что не удаётся объяснить все такие изменения.

— Из-за быстрого вращения вокруг своей оси, Юпитер немного вытянут в высоту. Так, экваториальный его радиус превосходит полярный почти на 5 тысяч километров (71,5 тысяч км и 66,8 тысяч км соответственно).

— Диаметр Юпитера максимально приближен к пределу для планет подобного типа строения. При теоретическом дальнейшем увеличении планеты — она стала бы сжиматься, а её диаметром при этом оставался бы почти неизменным. Таким, который она имеет и сейчас.
Такое сжатие привело бы к появлению новой Звезды.

— В атмосфере Юпитера находится гигантский непрекращающийся ураган — так называемое Красное пятно Юпитера (из-за его цвета при наблюдении). Размеры этого пятна превышает несколько диаметров Земли! 15 на 30 тысяч километров — примерно таковы его размеры (и это он ещё уменьшился в 2 раза за последние 100 лет).

— Планета имеет 3 очень тонких и незаметных кольца.

— На Юпитере идут дожди из алмазов.

— Юпитер имеет самое большое количество спутников среди всех планет Солнечной системы — 67.
На одном из этих спутников, Европе, находится глобальный океан, достигающий глубины 90 километров. Объём воды в этом океане больше объёма океанов Земли (хотя по размерам спутник заметно уступает Земле). Возможно, в этом океане есть живые организмы.

Юпитер — пятая от Солнца планета в Солнечной системе. Это – планета гигант. Экваториальный диаметр Юпитера почти в 11 раз больше земного. Масса Юпитера превосходит массу Земли в 318 раз.

Планета Юпитер была известна людям с древних времён: как и Меркурий, Венеру, Марс, Сатурн, его можно увидеть на ночном небе невооруженным глазом. Когда в конце 16 века в Европе стали распространяться первые несовершенные подзорные трубы — телескопы, итальянский учёный Галилео Галилей решил сделать такой прибор для себя. Он же догадался использовать его на пользу астрономии. В 1610 г. Галилей увидел в телескоп крошечные «звёздочки», обращающиеся вокруг Юпитера. Эти четыре спутника, открытые Галилеем (галилеевы спутники) получили названия Ио, Европа, Ганимед, Каллисто.

Древние римляне отожествили многих своих богов с греческими. Юпитер – верховный римский бог тождественен верховному богу Олимпа – Зевсу. Спутникам Юпитера дали имена персонажей из окружения Зевса. Ио – одна из его многочисленных возлюбленных. Европа – прекрасная финикиянка, которую Зевс похитил, преобразившись в могучего быка. Ганимед – красавец юноша-виночерпий, прислуживающий Зевсу. Нимфу Каллисто из ревности супруга Зевса Гера превратила в медведицу. Зевс поместил её на небе в виде созвездия Большой Медведицы.

В течение почти трёх веков только галилеевы спутники оставались известными науке спутниками Юпитера. В 1892 г. был открыт пятый спутник Юпитера – Амальтея. Амальтея – божественная коза, вскормившая своим молоком Зевса, когда его мать вынуждена была укрывать новорождённого сына от необузданного гнева его отца – бога Кроноса. Рог Амальтеи стал сказочным рогом изобилия. После Амальтеи открытия спутников Юпитера посыпались как из рога изобилия. На настоящее время известны 63 спутника Юпитера.

Юпитер и его спутники изучаются учёными не только с Земли с использованием современных научных методов, но и были обследованы с более близкого расстояния с помощью космических автоматов. Американская межпланетная автоматическая станция «Пионер-10» впервые подошла на относительно близкое расстояние к Юпитеру в 1973 г., «Пионер-11» — год спустя. В 1979 г. к Юпитеру приблизились американские аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2». В 2000 г. автоматическая межпланетная станция «Кассини» прошла мимо Юпитера, передав на Землю фотографии и уникальную информацию о планете и её спутниках. С 1995 по 2003 годы в пределах системы Юпитера работал космический аппарат «Галилео», миссия которого заключалась в подробном исследовании Юпитера и его спутников. Космические аппараты не только помогли собрать большой объём информации о Юпитере и его многочисленных спутниках, но и обнаружить вокруг Юпитера кольцо, состоящее из мелких твёрдых частиц.

Весь рой спутников Юпитера можно разделить на две группы. Одна из них – внутренние (расположены ближе к Юпитеру), куда входят четыре галилеевых спутника и Амальтея. Все они, кроме относительно маленькой Амальтеи, крупные космические тела. Диаметр самого маленького из галилеевых спутников — Европы составляет приблизительно 0,9 от диаметра нашей Луны. Диаметр самого большого – Ганимеда в 1,5 раз больше диаметра Луны. Все эти спутники движутся по своим почти круговым орбитам в плоскости экватора Юпитера в направлении вращения планеты. Как и наша Луна, галилеевы спутники Юпитера всегда повёрнуты к своей планете одной и той же стороной: время обращения каждого спутника вокруг своей оси и вокруг планеты одинаково. Большинство учёных считают, что эти пять спутников Юпитера сформировались вместе со своей планетой.

Огромное количество внешних спутников Юпитера – небольшие космические тела. Внешние спутники в своём движении не придерживаются плоскости юпитерианского экватора. Большинство внешних спутников обращаются вокруг Юпитера в направлении противоположном направлению вращения планеты. Скорее всего, все они «чужаки» в мире Юпитера. Возможно, они представляют собой обломки столкнувшихся в окрестностях Юпитера больших космических тел, или одного развалившего на части в сильном гравитационном поле прародителя.

На настоящее время о планете Юпитер и его спутниках учёные собрали большой объём информации, космические аппараты передали на землю огромное количество фотографий, сделанных с относительно близких расстояний. Но настоящей сенсацией, сломавшей существующие ранее представления учёных о спутниках планет, стал факт, что на спутнике Юпитера Ио происходят извержения вулканов. Небольшие космические тела за время своего существования остывают в космическом пространстве, в их недрах не должно сохраняться огромной температуры, необходимой для поддержания вулканической деятельности.

Ио же не просто тело, ещё сохранившее некоторые следы активности недр, а самое активное вулканическое тело в Солнечной системе, известное в нынешнее время. Извержения вулканов на Ио можно считать почти непрерывными. И по своей силе они во много раз превосходят извержения земных вулканов.

Характеристики Юпитера

Что же даёт «жизнь» небольшому космическому телу, которое давно должно было превратиться в мёртвую глыбу. Учёные считают, что тело планеты постоянно разогревается за счет трения в породах, образующих спутник, под действием огромной силы гравитации Юпитера и сил притяжения со стороны Европы и Ганимеда. За каждый оборот Ио дважды изменяет орбиту, смещаясь радиально на 10 км к Юпитеру и от него. Периодически сжимаясь и разжимаясь, тело Ио разогревается подобно тому, как нагревается изгибаемая проволока.

Заинтересуйте детей известными фактами и нераскрытыми пока тайнами Юпитера и членов его многочисленного семейства. Интернет предоставляет возможность удовлетворить интерес по этой теме.

4.14. Юпитер

4.14.1. Физические характеристики

Юпитер (газовый гигант) – пятая планета Солнечной системы.
Экваториальный радиус: 71492 ± 4 км, полярный радиус: 66854 ± 10 км.
Масса: 1,8986 × 10 27 кг или 317.8 массы Земли.
Средняя плотность: 1.326 г/см³.
Сферическое альбедо Юпитера равно 0,54.

Поток внутреннего тепла на единицу площади «поверхности» Юпитера примерно равен потоку, получаемому от Солнца. В этом отношении Юпитер ближе к звёздам, чем к планетам земной группы. Однако источником внутренней энергии Юпитера, очевидно, не являются ядерные реакции. Излучается запас энергии, накопленной при гравитационном сжатии планеты.

4.14.2. Элементы орбиты и особенности движения

Среднее расстояние Юпитера от Солнца составляет 778,55 млн. км (5.204 а. е.). Эксцентриситет орбиты равен e = 0,04877. Период обращения вокруг Солнца равен 11.859 года (4331,572 суток); средняя орбитальная скорость – 13.07 км/с. Наклон орбиты к плоскости эклиптики равен 1.305°. Наклон оси вращения: 3,13°. Поскольку экваториальная плоскость планеты близка к плоскости её орбиты, то на Юпитере не бывает смен времён года.

Юпитер вращается быстрее, чем любая другая планета Солнечной системы, причём угловая скорость вращения уменьшается от экватора к полюсам. Период вращения равен 9,925 часов. Вследствие быстрого вращения, полярное сжатие Юпитера весьма заметно: полярный радиус меньше экваториального на 6,5%.

Юпитер обладает наибольшей среди планет Солнечной системы атмосферой, которая простирается на глубину более 5000 км. Поскольку Юпитер не имеет твёрдой поверхности, внутренняя граница атмосферы соответствует глубине, на которой давление равно 10 бар (т. е. примерно 10 атм).

Атмосфера Юпитера в основном состоит из молекулярного водорода H 2 (примерно 90%) и гелия He (около 10%). Атмосфера содержит также простые молекулярные соединения: воду, метан, сероводород, аммиак, и фосфин и др. Обнаружены также следы простейших углеводородов – этана, бензола и других соединений.

Атмосфера имеет ярко выраженную полосатую структуру, состоящую из светлых зон и тёмных поясов, которые являются результатом проявления конвективных потоков, выносящих внутреннее тепло к поверхности.

В области светлых зон отмечается повышенное давление, соответствующее восходящим потокам. Облака, образующие зоны, располагаются на более высоком уровне, а их светлая окраска объясняется, видимо, повышенной концентрацией аммиака NH 3 и гидросульфида аммония NH 4 HS.

Располагающиеся ниже тёмные облака поясов предположительно содержат соединения фосфора и серы, а также некоторые простейшие углеводороды. Эти, в обычных условиях бесцветные, соединения в результате воздействия УФ излучения Солнца приобретают тёмную окраску. Облака тёмные поясов имеют более высокую температуру, чем светлых зон и представляют собой области нисходящих потоков. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера.

Юпитер в ИК диапазоне

На границах поясов и зон, где наблюдается сильная турбулентность, возникают вихревые структуры, наиболее ярким примером которых является Большое Красное Пятно (БКП) – гигантский циклон в атмосфере Юпитера, существующий уже более 350 лет. Газ в БКП вращается против часовой стрелки с периодом оборота около 6 земных суток. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 км/ч. Ярко-оранжевый цвет пятна, видимо, связан с наличием серы и фосфора в атмосфере.

Юпитер - самая массивная планета

Длина БКП составляет около 30 тыс. км в длину, ширина – 13 тыс. км (существенно больше Земли). Размеры пятна постоянно изменяются, причём наблюдается тенденция к его уменьшению, поскольку 100 лет назад БКП было примерно в 2 раза больше. Пятно перемещается параллельно экватору планеты.

4.14.4. Внутреннее строение

Внутреннее строение Юпитера

В настоящее время предполагается, что в центре Юпитера находится твёрдое ядро, затем следует слой жидкого металлического водорода с небольшой примесью гелия, и внешний слой, состоящий, в основном, из молекулярного водорода. Несмотря на общую, в целом сформированную концепцию, она содержит, тем не менее, ещё много неопределённых и неясных деталей.

Для описания ядра чаще всего используется модель каменной сердцевины планеты, однако ни свойства вещества при экстремальных давлениях и температурах, достигаемых в ядре (не менее 3000–4500 ГПа и 36000 К), ни его детальный состав неизвестны. Наличие твёрдого ядра массой от 12 до 45 масс Земли (или 3–15% массы Юпитера) следует из измерений гравитационного поля Юпитера. Кроме этого, твёрдый (ледяной или каменный) зародыш прото-Юпитера для последующей аккреции лёгких водорода и гелия является необходимым элементом в современных моделях происхождения планетных систем (см. раздел 4.6).

Ядро окружено слоем металлического водорода с примесью конденсированных в капли гелия и неона. Эта оболочка простирается примерно на 78% радиуса планеты. Для достижения состояния жидкого металлического водорода необходимы (по оценкам) давление не менее 200 ГПа и температура около 10000 К.

Выше слоя металлического водорода лежит оболочка, состоящая из газожидкого (находящегося в сверхкритическом состоянии) водорода с примесью гелия. Верхняя часть этой оболочки плавно переходит во внешний слой – атмосферу Юпитера.

В рамках этой простой трёхслойной модели чёткой границы между основными слоями не существует, однако и области фазовых переходов имеют малую толщину. Следовательно, можно предположить, что почти все процессы локализованы, что и позволяет рассматривать каждый слой по отдельности.

Юпитер обладает мощным магнитным полем. Напряжённость поля на уровне видимой поверхности облаков равна 14 эрстед у северного полюса и 10,7 эрстед у южного. Ось диполя наклонена к оси вращения на 10°, а полярность обратна полярности земного магнитного поля. Существование магнитного поля объясняется наличием в недрах Юпитера металлического водорода, который, являясь хорошим проводником, вращающимся с большой скоростью, создаёт магнитные поля.

Юпитер окружён мощной магнитосферой, которая на дневной стороне простирается на расстояние 50–100 радиусов планеты, а на ночной стороне протягивается за орбиту Сатурна. Если бы магнитосферу Юпитера можно было бы видеть с поверхности Земли, то её угловые размеры превышали бы размеры Луны.

По сравнению с магнитосферой Земли магнитосфера Юпитера обладает не только большими размерами и мощностью, но и несколько иной формой, а также, наряду с дипольной, обладает ярко выраженными квадрупольной и октупольной составляющими. Форма магнитосферы Юпитера обусловлена двумя дополнительными факторами, отсутствующими в случае Земли, – быстрое вращение Юпитера и наличие близкого и мощного источника магнитосферной плазмы – спутника Юпитера Ио.

Юпитер в радиодиапазоне

Благодаря вулканической активности Ио, находящаяся на расстоянии всего около 4.9R J от верхнего слоя планеты, ежесекундно поставляет в магнитосферу Юпитера до 1 тонны нейтрального газа, богатого серой, двуокисью серы, кислородом, натрием. Этот газ частично ионизируется и образует вблизи орбиты Ио плазменный тор.

В результате совместного действия быстрого вращения и внутримагнитосферного образования плазмы создаётся дополнительный источник магнитного поля – магнитодиск Юпитера. Плазма концентрируется в сердцевине магнитосферы в низкоширотной области, формируя магнитодиск – тонкий токовый слой, величина азимутального тока в котором убывает пропорционально расстоянию от планеты. Полный ток в магнитодиске достигает величины около 100 млн. ампер.

Электроны, движущиеся в радиационных поясах Юпитера, являются источником мощного некогерентного синхротронного излучения магнитосферы в радиодиапазоне.

4.14.6. Общая характеристика спутников и колец Юпитера

В настоящее время известно, что Юпитер обладает 63 естественными спутниками и системой колец. Все спутники подразделяются на две категории: регулярные и нерегулярные.

Восемь регулярных спутников обращаются вокруг Юпитера в направлении его вращения по практически круговым орбитам. Регулярные спутники, в свою очередь, делятся на внутренние (спутники группы Амальтеи) и главные (или галилеевы).

Спутники-пастухи. Четыре внутренних спутника Юпитера – Метида (размеры 60×40×34 км), Адрастея (20×16×14 км), Амальтея (250×146×128 км) и Теба (116×98×84 км) – имеют неправильную форму и играют роль т. н. лун-пастухов, удерживающих кольца Юпитера от распада.

Кольца Юпитера. У Юпитера имеются слабые кольца, которые находятся на высоте 55000 км от атмосферы. Существует два основных кольца и одно очень тонкое внутреннее, с характерной оранжевой окраской. Главная часть колец имеет радиус 123–129 тыс. км. Толщина колец - около 30 км. К земному наблюдателю кольца почти всегда обращены ребром, из-за чего они долгое время оставались незамеченными. Сами кольца состоят в основном из пыли и мелких каменных частиц, плохо отражающих солнечные лучи, и поэтому они плохо различимы.

Галилеевы спутники. Четыре галилеевых спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) – одни из крупнейших лун Солнечной системы. Суммарная масса галилеевых спутников составляет 99,999% всех объектов, обращающихся вокруг Юпитера (более подробно о галилеевых спутниках см. далее в разделе 4.14.7).

Нерегулярные спутники. Нерегулярными принято называть такие спутники, орбиты которых обладают большими эксцентриситетами; либо спутники, которые движутся по орбите в обратном направлении; либо спутники, орбиты которых характеризуются большими наклонами к экваториальной плоскости. Нерегулярные спутники – это, по всей видимости, астероиды, захваченные из числа «троянцев» или «греков».

Нерегулярные спутники, которые обращаются вокруг Юпитера в направлении его вращения:
Фемисто (не образует семейства);
группа Гималии (Леда, Гималия, Лисития, Элара, S/2000 J 11);
Карпо (не образует семейства).

Нерегулярные спутники, которые обращаются вокруг Юпитера в обратном направлении:
S/2003 J 12 (не образует семейства);
группа Карме (13 спутников);
группа Ананке (16 спутников);
группа Пасифе (17 спутников);
S/2003 J 2 (не образует семейства).

4.14.7. Галилеевы спутники: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто

Галилеевы спутники Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) открыты Галилео Галилеем (в честь которого и получили название) 8 января 1610 года.

Галилеевы спутники вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной (т. е. находятся в спин-орбитальном резонансе 1:1) вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. Кроме этого, Ио, Европа и Ганимед находятся в орбитальном резонансе – их орбитальные периоды относятся как 1:2:4. Стабильность орбитальных резонансов галилеевых спутников наблюдается с момента открытия, т. е. на протяжении 400 земных лет и более 20 тысяч «спутниковых» (Ганимеда) лет (период обращения Ганимеда равен 7,155 земных суток).

Ио (средний диаметр – 3640 км, масса – 8,93 × 10 22 кг или 0,015 массы Земли, средняя плотность – 3,528 г/см 3) находится ближе других галилеевых спутников к Юпитеру (в среднем на расстоянии 4.9R J от его поверхности), чем, видимо, и обусловлена её вулканическая активность – самая высокая в Солнечной системе. Одновременно на поверхности Ио могут извергаться более 10 вулканов. В результате этого рельеф Ио полностью изменяется в течение нескольких сотен лет. Крупнейшие извержения ионических вулканов выбрасывают вещество со скоростью 1 км/с на высоту до 300 км. Подобно земным вулканам, вулканы на Ио выбрасывают серу и диоксид серы.Ударные кратеры на Ио практически отсутствуют, так как уничтожаются постоянными извержениями и потоками лавы. В дополнение к вулканам на Ио имеются невулканические горы, озёра расплавленной серы, вязкие лавовые потоки длиной в сотни километров. В отличие от других галилеевых спутников, на Ио нет воды или льда.

Европа (диаметр – 3122 км, масса – 4,80 × 10 22 кг или 0,008 массы Земли, средняя плотность – 3,01 г/см 3) в среднем находится на расстоянии 8.4R J от поверхности Юпитера. Европа полностью покрыта слоем воды толщиной предположительно около 100 км (частью – в виде ледяной поверхностной коры толщиной 10–30 км; частью, как полагают, – в виде подповерхностного жидкого океана). Далее залегают горные породы, а в центре предположительно находится небольшое металлическое ядро. Глубина океана – до 90 км, а его объём превышает объём мирового океана Земли. Тепло, необходимое для поддержания его в жидком состоянии, предположительно вырабатывается за счёт приливных взаимодействий (в частности, приливы поднимают поверхность спутника на высоту до 30 метров). Поверхность Европы очень ровная, лишь немногие образования, напоминающие холмы, имеют высоту несколько сот метров. Высокое альбедо (0,67) спутника свидетельствует о том, что поверхностный лёд довольно чистый. Количество кратеров невелико, имеется только три кратера диаметром больше 5 км.

Сильное магнитное поле Юпитера вызывает электротоки в солёном океане Европы, которые и формируют её необычное магнитное поле.

Магнитные полюса расположены вблизи экватора спутника и постоянно смещаются. Изменения мощности и ориентации поля коррелируют с прохождением Европы через магнитное поле Юпитера. Предполагается, что в океане Европы может существовать жизнь.

На поверхности Ганимеда имеется, в основном, два типа регионов: очень старые, сильно кратерированные тёмные области и более «молодые» (но тоже древние) светлые области, отмеченные протяжёнными рядами гряд и выемок. Происхождение светлых регионов связано, очевидно, с тектоническими процессами. Многочисленные ударные кратеры имеются на обоих типах поверхности Ганимеда, что говорит об их древности – до 3–3,5 млрд. лет (подобно лунной поверхности).

Каллисто (диаметр – 4821 км, масса – 1,08 × 10 23 кг или 0,018 массы Земли, средняя плотность – 1,83 г/см 3) в среднем находится на расстоянии 25.3R J от поверхности Юпитера. Каллисто – одно из самых кратерированных тел в Солнечной системе. Следовательно, поверхность спутника очень старая (около 4 млрд. лет), а его геологическая активность крайне низкая. Каллисто имеет наименьшую плотность из всех галилеевых спутников (наблюдается тенденция: чем дальше спутник от Юпитера – тем ниже его плотность) и состоит, вероятно, на 60% изо льда и воды и на 40% из горных пород и железа. Предполагается, что Каллисто покрыт ледяной корой толщиной 200 км, под которой находится слой воды толщиной около 10 км. Более глубокие слои состоят, по-видимому, из спрессованных горных пород и льда с постепенным возрастанием горных пород и железа к центру.

Дополнительная литература:

Т. Оуэн, С. Атрейа, Х. Ниман. «Внезапная догадка»: первые результаты зондирования атмосферы Титана космическим аппаратом «Гюйгенс»

Основные данные

Объект	радиус орбиты, млн. км. Планета Юпитер краткое описание	орбитальный период обращения	радиус, тыс. км	масса, кг	период обращения вокруг своей оси, дней	ускорение свободного падения, g	температура поверхности, К
Солнце	—	—	695	2*10^30	24,6
Меркурий	58	88 дней	2,4	3,3*10^23	58,6	0,38	440
Венера	108	225 дней	6,1	4,9*10^24	243 (обр)	0,91	730
Земля	150	365 дней	6,4	6*10^24	1	1	287
Марс	228	687 дней	3,4	6,4*10^23	1,03	0,38	218
Юпитер	778	12 лет	71	1,9*10^27	0,41	2,4	120
Сатурн	1429	29 лет	60	5,7*10^26	0,45	0,92	88
Уран	2871	84 лет	26	8,7*10^25	0,72 (обр)	0,89	59
Нептун	4504	165 лет	25	1,0*10^26	0,67	1,1	48

Крупнейшие спутники планет

Объект	радиус орбиты, тыс. км.	орбитальный период обращения, дней	радиус, км	масса, кг	вращается вокруг
Ганнимед	1070	7,2	2634	1,5*10^23	Юпитера
Титан	1222	16	2575	1,4*10^23	Сатурна
Каллисто	1883	16,7	2403	1,1*10^23	Юпитера
Ио	422	1,8	1821	8,9*10^22	Юпитера
Луна	384	27,3	1738	7,4*10^22	Земли
Европа	671	3,6	1565	4,8*10^22	Юпитера
Тритон	355	5,9 (обр)	1353	2,2*10^22	Нептуна

обр — вращается в направлении, обратном движению по орбите

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, его диаметр в 11 раз превосходит диаметр Земли, а масса в 318 раз больше массы Земли. Путь Юпитера по орбите вокруг Солнца занимает 12 лет, при этом среднее расстояние до Солнца равно 800 млн км. Пояса облаков в атмосфере и Большое Красное пятно делают Юпитер весьма живописной планетой.

Юпитер — не твердая планета. В отличие от четырех твердых планет, ближе других расположенных к Солнцу, Юпитер представляет собой огромный газовый шар. Есть и еще три газовых гиганта, которые еще более удалены от Солнца: Сатурн, Уран и Нептун. По своему химическому составу эти газовые планеты очень похожи па Солнце и сильно отличаются от твердых внутренних планет Солнечной системы. Атмосфера Юпитера, например, на 85 процентов состоит из водорода и примерно на 14 процентов — из гелия. Хотя сквозь облака Юпитера мы не можем видеть никакой твердой, каменистой поверхности, но глубоко внутри планеты водород находится под таким давлением, что приобретает некоторые черты металла.

Юпитер вращается вокруг своей оси исключительно быстро — он делает один оборот за 10 часов. Скорость вращения настолько высока, что планета выпячивается вдоль экватора. Такое быстрое вращение является, кроме того, причиной очень сильных ветров в верхних слоях атмосферы, где облака вытягиваются длинными красочными лентами. Разные части атмосферы вращаются с несколько различными скоростями, и именно это различие порождает полосы облаков. Облака над Юпитером неоднородные, бурные, поэтому внешний вид облачных полос может измениться всего за несколько дней. В облаках Юпитера имеется, кроме того, очень большое количество вихрей и крупных пятен. Самое большое из них — так называемое Большое Красное пятно, превосходящее но своим размерам Землю. Его можно увидеть даже через небольшой телескоп. Большое Красное пятно представляет собой огромного размера бурю в атмосфере Юпитера, которую наблюдают пот уже 300 лет. По орбитам вокруг Юпитера летает не менее 16 лун. Одна из
них, является самым большим спутником и нашей Солнечной системе; он превосходит по размеру планету Меркурий.

Путешествия к Юпитеру

К Юпитеру уже было послано пять космических кораблей. Пятый из них, «Галилей», был отправлен в шестилетнее путешествие в октябре 1989 г. Космические корабли «Пионер-10» и «Пионер-11» впервые произвели измерения. За ними последовали два корабля «Вояджер», которые в 1979 г. сделали фотографии крупным планом, от которых просто захватывает дух. После 1991 г. фотографировать Юпитер па-чал космический телескоп «Хаббл», и эти снимки по качеству не уступают тем, что были сделаны «Вояджерами». К тому же космический телескоп «Хаббл» будет делать фотографии в течение нескольких лет, в то время как в распоряжении «Вояджеров» был лишь короткий промежуток времени, пока они пролетали мимо Юпитера.

Облака ядовитого газа

Темные, красноватые полосы на Юпитере называются поясами, а более светлые полосы — зонами. Фотографии, сделанные космическими кораблями и космическим телескопом «Хаббл», покалывают, что всего за несколько педель в поясах и попах происходят заметные изменения. Это связано с тем, что видимые для нас характерные черты Юпитера в действительности являются цветными и белыми облаками верхних слоях атмосферы. Вблизи Большого Красного пятна облака образуют красивые картины с вихрями и волнами. Крутящиеся в вихрях облака сдуваются вдоль полос сильнейшими ветрами, скорость которых превышает 500 км/ч.

Большая часть атмосферы Юпитера оказалась бы губительной для людей. В дополнение к преобладающим газам — водороду и гелию — там содержится также метан, ядовитый аммиак, водяные пары и ацетилен. Тебе такое место показалось бы зловонным. Этот газовый состав похож на солнечный.

В белых облаках содержатся кристаллы замерзшего аммиака и водяного льда. Коричневые, красные и синие облака, возможно, обязаны своим цветом химическим веществам, подобным нашим красителям, или сере. Через наружные слои атмосферы бывают видны грозовые молнии.

Активный облачный слой довольно тонок, он составляет менее одной сотой радиуса планеты. Ниже облаков температура постепенно повышается. И хотя на поверхности облачного слоя она равна -160°С, опустившись сквозь атмосферу всего на 60 км, мы обнаружили бы такую же температуру, как на поверхности Земли. А еще немного глубже температура уже достигает точки кипения воды.

Необычное вещество

В глубине Юпитера материя начинает нести себя весьма необычным образом. Хотя нельзя исключить, что в центре планеты имеется небольшое железное ядро, но все же наибольшая часть глубинной области состоит из водорода. Внутри планеты под огромным давлением водород из газа превращается в жидкость. На более и более глубоких уровнях давление продолжает попытаться из-за колоссального веса вышележащих слоев атмосферы.

На глубине около 100 км расположен безбрежный океан жидкого водорода. Ниже 17 000 км водород оказывается сжат настолько сильно, что его атомы разрушаются. И тогда он начинает вести себя, как металл; в этом состоянии он легко проводит электричество. Электрический ток, протекающий и металлическом водороде, создает вокруг Юпитера сильное магнитное поле.

Металлический водород и глубинах Юпитера — это пример необычного вида материи, который астрономы могут изучать, по который практически невозможно воспроизвести и лабораторных условиях.

Почти звезда

Юпитер выделяет больше анергии, чем получает ее от Солнца. Измерения, произведенные космическими кораблями, показали, что Юпитер излучает примерно па 60 процентов больше тепловой энергии, чем получает от солнечного излучения.

Считается, что дополнительное тепло поступает из трех источников: из запасов тепла, оставшихся еще со времени образования Юпитера; ил энергии, высвобождающейся и процессе медленного сжатия, сокращения планеты; и, наконец, из энергии радиоактивного распада.

Планета Юпитер

Это тепло, однако, не возникает с результате прекращения водорода в гелий, как бывает в звездах. В действительности даже самые маленькие из звезд, использующих энергию такого прекращения, примерно в 80 раз массивнее Юпитера. Это означает, что в других «солнечных системах» могут быть планеты и побольше Юпитера, хотя и меньше, чем звезда.

Радиостанция Юпитер

Юпитер является природной радиостанцией. Никакого смысла из радиосигналов Юпитера извлечь нельзя, так как они целиком состоят из шума. Эти радиосигналы создаются электронами, проносящимися через очень сильное магнитное ноле Юпитера. Мощные бури и разряды молний накладываются па беспорядочный радиогрохот. У Юпитера сильное магнитное иоле, которое простирается на 50 диаметров планеты во все стороны. Никакая другая планета Солнечной системы не обладает таким сильным магнетизмом и не создает такого мощного радиоизлучения.

Луны Юпитера

Семейство 16 лун Юпитера представляет собой как бы Солнечную систему в миниатюре, где Юпитер выполняет роль Солнца, а его лупы — роль планет. Самая большая луна — Ганимед, ее диаметр равен 5262 км. Она покрыта толстой коркой льда, лежащей поверх каменистого ядра. Имеются многочисленные следы метеоритных бомбардировок, а также свидетельства столкновения с гигантским астероидом 4 миллиарда лет назад.

Каллисто но величине почти не уступает Ганимеду, и вся ее поверхность густо усеяна кратерами. У Европы самая светлая поверхность. На одну пятую Европа состоит из воды, которая образует на ней ледяной панцирь толщиной в 100 км. Это ледяное покрытие так же сильно отражает свет, как облака Венеры.

Из всех луп наиболее живописна Ио, которая вращается в наибольшей близости к Юпитеру. Цист Ио совершенно необыкновенный — это смесь черного, красного и желтого. Такая удивительная окраска объясняется тем, что из недр Ио было извергнуто большое количество серы. Съемочные камеры «Вояджера» показали па Ио несколько действующих вулканов; они выбрасывают фонтаны серы па 200 км ввысь над поверхностью. Серная лава вылетает наружу со скоростью 1000 м и секунду. Некоторое количество этого лавового вещества вырывается из ноля тяготения Ио и образует кольцо, опоясывающее Юпитер.

Поверхность Ио молола. Мы можем сулить об этом потому, что на ней почти нот метеоритных кратеров. Орбита Ио проходит менее чей в 400 000 км от Юпитера. Поэтому Ио подвергается действию огромных приливных сил. Постоянное чередование растягивающих и сжимающих приливов внутри Ио порождает интенсивное внутреннее трение. Благодаря этому внутренние области остаются горячими и расплавленными, несмотря на огромное удаление Ио от Солнца.

Кроме четырех больших лун, у Юпитера имеются еще и маленькие «лупки». Четыре из них летают ниже над поверхностью Юпитера, чем Ио, и ученые считают их просто большими обломками других спутников, которые уже перестали существовать.