Телескопические наблюдения за Юпитером. Большое Красное Пятно

Самая большая планета - Юпитер - находится далеко за основным поясом астероидов. Его масса намного превышает массу всех других планет, вместе взятых, и как-то было сказано, что «Солнечная система состоит из Солнца, Юпитера и всякой мелочи». Среднее расстояние Юпитера от Солнца 778 млн. км, период обращения вокруг Солнца-11,86 года, а синодический период (т.е. средний промежуток времени между последующими противостояниями) -399 суток. Поэтому Юпитер удобно наблюдать ежегодно в течение нескольких месяцев. По яркости он уступает только Венере и редко Марсу.

Громадный шар Юпитера смог бы вместить 1300 тел, равных по объему Земле, но масса Юпитера только в 318 раз больше массы Земли, поскольку он имеет гораздо меньшую плотность. От верхних слоев и, возможно, до самого центра Юпитер состоит в основном из водорода. Очень быстрый период вращения (менее 10 ч) означает, что экваториальные области планеты вспучиваются, и даже беглого взгляда в телескоп достаточно, чтобы убедиться, что планета сплюснута с полюсов. Экваториальный диаметр Юпитера равен 143 000 км, тогда как полярный - менее 135000 км.

Одна из лучших цветных фотографий Юпитера, когда-либо сделанных с помощью наземного телескопа, была получена Койпером на 155-см рефлекторе обсерватории Каталина в Техасе (юг наверху). В то время было отлично видно Большое Красное Пятно, а к югу от него хорошо заметно белое пятно. Видно, что структура полос очень сложна, хотя в небольшой телескоп полосы выглядят прямыми и однородными. Видна также тень от Ганимеда.

Телескопические наблюдения. В телескоп видно, что желтый диск Юпитера пересечен темными полосами, которые назвали облачными поясами. Обычно лучше всего видны две полосы по обе стороны от экватора, а временами заметны и другие полосы. При большом увеличении глазу открывается сложная картина, к тому же постоянно изменяющаяся, поскольку Юпитер в высшей степени активная планета.

Быстрое вращение планеты означает, что можно видеть смещение различных образований по диску планеты даже на протяжении нескольких минут, и на самом деле период вращения определен из такого рода наблюдений. Когда какая-либо деталь доходит до центрального меридиана планеты-по наблюдениям с Земли,-говорят, что имеет место прохождение, а интервалы времени между последовательными прохождениями дают всю необходимую информацию для получения периода вращения вокруг оси. Юпитер вращается не как твердое тело: области на разных широтах имеют разные периоды. Так, средний период в системе I (между двумя экваториальными полосами) на 5 мин короче, чем в среднем для прочих частей планеты, относимых к системе II. Более того, различные яркие образования на поверхности планеты также имеют свои собственные периоды и, следовательно, вполне независимо дрейфуют по долготе.

Плотность Юпитера только в 1,3 раза больше плотности воды, в то время как плотность Земли-в 5,5 раза. Однако это средняя плотность. Внешние слои планеты относительно разрежены, а ядро-много плотнее

Ось Земли наклонена на 23,5° к перпендикуляру к плоскости ее орбиты (1), ось Юпитера (2) -только на 3,1°, т. е. ось Юпитера, практически «вертикальна». Среди других главных планет только Меркурий имеет такой же наклон оси

Юпитер оказывается в противостоянии с Землей (когда условия для наблюдений наилучшие) в среднем через каждые 399 суток. На схеме показаны положения противостояний в период 1960-1975 гг. Поскольку орбиты как Юпитера, как и Земли эксцентричны, расстояния в момент противостояния меняются от 589 до 669 млн. км. В 1975 г. Юпитер максимально приближался к Земле.

На поверхности Юпитера видны яркие зоны и темные полосы. Приведем их номенклатуру, всегда используемую наблюдателями (юг наверху): 1-Южная полярная зона; 2- Юго-южная умеренная полоса; 3- Южная умеренная полоса; 4 и 5- Южная экваториальная полоса, которая отчетливо разделяется на два компонента; 6- Экваториальная полоса; 7 и 8- Северная экваториальная полоса, также часто разделяющаяся на два компонента; 9-Северная умеренная полоса; 10-Северо- северная умеренная полоса; 11-Северо-северо-северная умеренная полоса; 12-Северная полярная зона; 13-Югоюжная умеренная зона; 14-Южная умеренная зона; 15-Южная тропическая зона; 16- Экваториальная зона; 17-Северная тропическая зона; 18-Северная умеренная зона; 19- Северо-северная умеренная зона; 20-Большое Красное Пятно. Район между южным краем Северной экваториальной полосы и северным краем Южной экваториальной полосы-так называемая Система I; остальная часть планеты (Система II) имеет период вращения в среднем на 5 мин больше. Интенсивность полос заметно колеблется.

Юпитер и Большое Красное Пятно. На Юпитере часто появляются различные пятна, но большинство из них быстро исчезает. Исключение составляет Большое Красное Пятно, которое наблюдается уже более 300 лет; временами оно ненадолго исчезает, но всегда появляется вновь. Это пятно было особенно заметным в 1878 г., когда оно превратилось в кирпично-красную эллиптическую область длиной 48 000 км и шириной 11000 км. Таким образом, площадь его поверхности была больше, чем площадь Земли. Затем пятно стало снова заметным с середины 1960 г.

Долгое время считалось, что Красное Пятно может быть своеобразным «островом», плавающим во внешней газовой атмосфере Юпитера. Изменения уровня, на котором плавает пятно, могли быть причиной его временных исчезновений: когда оно погружалось, его «затапливали» облака. Согласно другой гипотезе, пятно-это «столб Тейлора», т. е. вершина столба вращающегося газа, возникшего вследствие нарушения атмосферной циркуляции, обусловленного какой-либо большой топографической деталью на поверхности Юпитера. Однако данные, полученные с американского космического аппарата «Пионер», указывают на то, что Пятно-не что иное, как долгоживущий циклонический вихрь в атмосфере Юпитера. Причина его цвета остается загадкой.

Юпитер был назван древними астрономами в честь главного из римских богов. Юпитер больше, чем все планеты, вместе взятые, хотя его диаметр равен лишь 1/10 диаметра Солнца. Два спутника Юпитера имеют примерно те же размеры, что и наименьшая из главных планет- Меркурий. На рисунке показаны сравнительные размеры четырех внутренних планет рядом с сегментами Солнца и Юпитера. Несмотря на огромное расстояние до него, Юпитер- самый яркий объект на нашем небе

Из чего состоит Юпитер. Внутреннее строение Юпитера исследовано теоретически. В течение многих лет была популярна гипотеза о том, что он имеет твердое, каменное ядро, покрытое толстым слоем льда, который в свою очередь накрыт атмосферой. Но эта точка зрения сейчас непопулярна. Спектроскопические исследования показали, что внешние слои газа богаты водородом (и его соединениями, такими, как аммиак и метан), и возможно, что тот же водород, но в жидком состоянии-основная составляющая всего Юпитера в целом. Вблизи ядра, однако, где давление и температура высокие, водород может начать переходить в так называемое металлическое состояние.

Температура в центре Юпитера может достигать нескольких тысяч градусов — намного выше, чем в ядре Земли, хотя нет сомнения в том, что Юпитер следует считать подлинной планетой, а не маленькой звездой: температура его ядра все же несравненно ниже той, которая требуется для начала ядерных реакций. Тем не менее похоже на то, что Юпитер выделяет больше энергии, чем если бы его излучение полностью зависело от Солнца. Возможно, это обусловлено очень слабым постоянным гравитационным сжатием планеты. Юпитер также обладает мощным магнитным полем и сильным радиоизлучением. Но астрономам пока не удалось придумать вполне правдоподобное объяснение их происхождения.

Юпитер имеет газовую или, возможно, жидкую поверхность, поэтому на нем нельзя совершить посадку. Кое- кто считает, что под слоем облаков, где есть все необходимые составляющие и температура может быть терпимой, возможно существование жизни, но эта идея крайне сомнительна.

Серия фотографий Юпитера, полученных на Ловелловской обсерватории 4 июня 1972 г. (А и Б) и 25 июля 1973 г. (В). Они были сделаны путем перефотографирования телескопических изображений, первоначально заснятых на черно-белой пленке, через цветные фильтры. В то время вся Система I (между двумя экваториальными полосами) была слегка оранжевого оттенка; этот эффект уменьшился к середине 1973 г., когда была получена последняя фотография. На среднем снимке не видно Большого Красного Пятна, поскольку оно находилось на обратной стороне планеты. Но на нем хорошо заметно одно из короткоживущих ярких белых пятен в Южной умеренной зоне