Юпитер

Юпитер

дополнительно в Википедии Юпитер, Спутники Юпитера и кольца Юпитера подробней Спутники Юпитера


Зоны и пояса Юпитера.	Изменение юпитерианских облаков за четыре месяца. Левое изображение юпитерианских облаков, полученное "Вояджером-1", относится к 24 января 1979г, а правое ("Вояджером - 2") - ко 2 мая 1979г.

ЮПИТЕР (астрологический знак G), пятая планета от Солнца и самая большая планета-гигант Солнечной системы. Его экваториальный диаметр равен 142984 км, что в 11,209 раз превышает диаметр Земли и составляет 0,103 диаметра Солнца. Юпитера — сплюснутый сфероид (он обладает значительной выпуклостью вокруг экватора), поскольку планета состоит из газа и жидкости и быстро вращается. Полярный диаметр Юпитера равен 133708 км. По объему Юпитер эквивалентен 1319 объемам Земли. Для наблюдателя с Земли это вторая по яркости планета после Венеры. Планета была известна астрономам с глубокой древности, нашла своё отражение в мифологии и религиозных верованиях многих культур. В вавилонской культуре планета называлась 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 движется вокруг Солнца по близкой к круговой эллиптической орбите, плоскость которой наклонена к плоскости эклиптики под углом 1°18,3'. Экватор наклонен к плоскости орбиты под углом 3°5'; из-за малости этого угла сезонные изменения на Юпитере выражены весьма слабо. Юпитер единственная планета, у которой центр масс с Солнцем находится вне Солнца и отстоит от него примерно на 7 % солнечного радиуса. Расстояние Юпитера от Земли меняется в пределах от 188 до 967 млн. км. Масса Юпитера в 317,8 раз превосходит массу Земли и в 2,5 раза больше массы всех остальных планет, вместе взятых, но при этом средняя плотность равна 1,33 г/см³, то есть в 4 раза меньше, чем у Земли. В противостоянии Юпитер виден как чуть желтоватая звезда -2,6 звездной величины; из всех планет уступает в блеске только Венере и Марсу во время великого противостояния последнего.
Противостояния Юпитера с 1951г по 2070г

Год	Дата	Расстояние, а.е.	Год	Дата	Расстояние, а.е.
1951	2 октября	3,94	2010	21 сентября	3,95
1963	8 октября	3,95	2022	26 сентября	3,95
1975	13 октября	3,95	2034	1 октября	3,95
1987	18 октября	3,96	2046	6 октября	3,95
1999	23 октября	3,96	2058	11 октября	3,95
			2070	16 октября	3,95

   Спутниковая система Юпитера состоит, по крайней мере, из 63 лун, включая 4 большие луны, называемые также «галилеевыми», которые были обнаружены Галилео Галилеем в 1610 году. Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр превосходящий диаметр Меркурия. Под поверхностью Европы обнаружен глобальный океан, а Ио известен тем, что на нём действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы. У Юпитера имеются слабые планетарные кольца.
   Юпитер исследовался восемью автоматическими межпланетными станциями НАСА. Наибольшее значение имели исследования с помощью аппаратов «Пионер» и «Вояджер», и позднее Галилео. Последним аппаратом, посетившим Юпитер, был зонд «Новые горизонты», направляющийся к Плутону.
    СТРОЕНИЕ. Юпитер представляет собой гигантский газовый шар, диаметр которого в десять раз превышает диаметр Земли, составляя одну десятую диаметра Солнца. Его масса равна 0,1% массы Солнца, а химический состав (по числу молекул) очень близок к составу Солнца: 89% водорода (находящегося на Юпитере в молекулярной форме) и 10% гелия (в «солнечной» пропорции 3,4 : 1). Среди следовых газов наиболее существенны водяной пар, метан и аммиак. Под слоем облаков нет никакой твердой поверхности. Вместо этого ниже внешних слоев наблюдается (при увеличении давления с глубиной) постепенный переход от газа к жидкости (водно-аммиачной жидкой оболочкой). Под облаками находится слой толщиной примерно 21000 км, состоящий из смеси водорода и гелия, водород постепенно изменяет свое состояние от газа к жидкости с увеличением давления и температуры (до 6000°С). Под жидким водородным слоем находится море жидкого металлического водорода глубиной 30-50 тыс. км. Неизвестный на Земле жидкий металлический водород формируется при давлении 3 млн. атмосфер. Состоящий из протонов и электронов, он является прекрасным проводником электричества. Последние эксперименты показали, что водород не изменяет свою фазу внезапно, следовательно, внутренности Юпитера не имеют четких границ между слоями. Ученые полагают, что Юпитер имеет твердое ядро размером в полтора диаметра Земли, но в 10-30 раз более плотное (масса ~ 0,3-0,4). По теоретическим расчетам, температура ядра планеты около 30 000°С, а давление 30-100 млн. атмосфер. Такие условия недостаточны для термоядерных реакций, но Юпитер излучает в пространство примерно в 2 раза больше энергии, чем получает ее от Солнца. Наиболее вероятно, что избыточное тепловое излучение планеты является результатам гравитационного сжатия планеты, которое продолжается и сейчас. Тепло перемещается через толщу атмосферы и просачивается наружу через свободные от облаков области, которые соответственно названы «горячими пятнами». Юпитер быстро вращается вокруг собственной оси (в 2,5 раза быстрее, чем Земля), и действие огромной центробежной силы привело к тому, что планета заметно расплющилась. Полярный радиус Юпитера на 2 500 км меньше экваториального. Как и на Солнце, скорость его вращения на экваторе имеет максимальное значение и уменьшается с увеличением широты. Причина такого различия остается неясной до сих пор. Затем следует резкий переход к металлической жидкости, в которой атомы лишены электронов.

Крупный план юпитерианских облаков на изображении, полученном "Вояджером-1" ; видна часть белого овала.

Большое красное пятно Юпитера на фото, полученном с "Вояджера". Видны окружающие его турбулентные вихри и два белых овала. Большое красное пятно имеет в длину около 24000 км при ширине 11000 км. Подобно гигантскому антициклону, оно медленно вращается против часовой стрелки.

АТМОСФЕРА. При визуальных наблюдениях диск Юпитера кажется пересеченным чередующимися светлыми зонами и темными поясами. Атмосфера толщиной в 27км состоит из молекулярный водород (H₂) - 81% и Гелий (He) - 18%, а остальные газы в атмосфере составляют доли: Метан (CH₄) - 3000 (1000); Аммиак (NH₃) - 260 (40); HD - 28 (10); Этан (C₂H₆) - 5,8 (1,5); Вода (H₂O) - 4 (изменяется с давлением). Согласно данным, полученным четырьмя космическими зондами, пролетевшими мимо Юпитера в 1973 - 1981гг ("Пионер-10 и -11", "Вояджер-1 и -2"), и АМС "Галилео", работающей на орбите планеты в 1995-2003гг, внутри этих полос наблюдается очень сложная система потоков. В каждом полушарии имеется пять или шесть таких полос, по направлению совпадающих с ветровыми течениями, вращающиеся вокруг оси планеты с различными угловыми скоростями (150 м/с (<30° широт); 40 м/с (>30° широт)). Быстрее всего вращается экваториальная зона — период ее обращения 9 ч 50 мин 30 с, что на 5 мин 11с меньше периода обращения полярных зон. Так быстро не вращается ни одна другая планета Солнечной системы. На Юпитере атмосферные процессы намного стабильнее чем на Земле. Пояса облаков на Юпитере сохраняются годами и вращаются вокруг планеты со скоростью 480 км/ч. Штормы, перед которыми земные ураганы покажутся лишь легким ветерком, могут бушевать десятилетиями. Относительно долговечными деталями планеты являются белые или цветные овалы.
    Наиболее известная и самая заметная из таких деталей - Большое Красное Пятно, которое наблюдается уже около 340 лет. Находясь в умеренных южных широтах Юпитера оно медленно перемещается, делая за сто лет примерно 3 оборота. По краям Красного Пятна располагаются облака, состоящие из аммиака. По предыдущим наблюдениям космической станцией Galileo, также принадлежащей NASA, граничные области Большого Красного Пятна вращаются с большой скоростью против часовой стрелки, в то время как внутренняя часть медленно вращается в противоположном направлении. За последнее время Большое Красное Пятно несколько изменилось. На фотографиях, полученных ранее космическими кораблями NASA Voyager и Galileo, Пятно окружает темная область, что указывает на отсутствие облаков вокруг него. Теперь же эту область заполнили светлые аммиачные облака.
    Последние исследования показывают что, чем дальше планета от Солнца, тем менее турбулентная ее атмосфера, тем менее интенсивно происходит теплообмен между соседними областями и рассеивается меньше энергии. В тонкой атмосфере больших планет физические процессы таковы, что энергия из отдельных мелких областей переносится в более крупные и скапливается затем в глобальные воздушные структуры - зональные потоки. Эти потоки и являются поясами облаков, которые можно разглядеть даже в небольшой телескоп. Зоны и пояса имеют разную скорость движения в направлении вращения Юпитера. Период обращения колеблется на несколько минут в зависимости от широты. Это приводит к существованию устойчивых зональных течений или ветров, постоянно дующих параллельно экватору в одном направлении. Скорости в этой глобальной системе достигают от 50 до 150 м/с и выше. Их цвет может слегка отличаться в зависимости от химического состава. Цветные облака находятся в самых высоких слоях Юпитера (их глубина составляет около 0,1-0,3% радиуса планеты). Происхождение их окраски остается тайной, хотя, по-видимому, можно утверждать, что она связана со следовыми составляющими атмосферы и свидетельствует о происходящих в ней сложных химических процессах. На границах поясов и зон наблюдается сильная турбулентность, которая приводит к образованию многочисленных вихревых структур. Наиболее известным таким образованием является Большое красное пятно, наблюдающееся на поверхности Юпитера в течение последних 300 лет. На основе исследования в конце 2000г зондом Cassini выяснено, что светлые полосы и Большое Красное Пятно (гигантский шторм с размером большой оси около 35 тыс. км, а малой оси - 14 тыс. км) связаны с нисходящими потоками (вертикальная циркуляция атмосферных масс); облака здесь выше, а температура ниже, чем в остальных областях. Цвет облаков коррелирует с высотой: синие структуры - самые верхние, под ними лежат коричневые, затем белые. Красные структуры - самые низкие. Красноватый оттенок планеты приписывают главным образом присутствию в атмосфере красного фосфора и, возможно, органике, возникающей благодаря электрическим разрядам. В области, где давление порядка 100 КПа, температура составляет около 160 К. Температура верхних облаков составляет –130^оС. Юпитер выделяет на 60% больше энергии, чем получает от Солнца. В атмосфере Юпитера замечены грозы. Атмосфера отражает 45% падающего солнечного света. Установлено также наличие ионосферы, протяженность которой по высоте — порядка 3000 км.
    Зонд с АМС "Галилео" в 1995г парашютировал сквозь верхние слои атмосферы Юпитера, опустившись на 150 км вглубь атмосферы, передавая данные относительно состава и физических условий среды. Наземные наблюдения места вхождения зонда показали, что оно, по-видимому, было относительно свободно от облаков. Этим можно объяснить, почему не было получено почти никаких подтверждений существования ожидаемых трех слоев облаков (состоящих на самых больших высотах из кристаллов аммиака, гидросульфида аммония в середине, а внизу - из водяных и ледяных кристаллов). Скорость ветра, достигающая 530 км/час, оказалась даже больше, чем ожидалось. В то же время содержание гелия составило только около половины ожидаемого. Вероятное объяснение этого явления - увеличение концентрации гелия к центру планеты.
    В 1997г космический телескоп Hubble впервые обнаружил Большое Темное пятно возле северного полюса планеты. В конце 2000г зонд Cassini с 1 октября по 15 декабря фотографировал пятно во всех подробностях с помощью УФ-камеры. В течение 11 недель это пятно росло в размерах до вдвое превышающее Землю, закручивалось, темнело и меняло форму. Потом, когда зонд Cassini стал удаляться от Юпитера пятно стало бледнеть. По мнению специалистов, Темное пятно на Юпитере может быть относительно кратковременным "облачным" явлением, поэтому телескоп Hubble и видел его лишь однажды. И если бы Cassini пролетал мимо Юпитера на месяц или два позже, то он, может быть, не увидел бы никакого пятна. Есть и другое мнение. Возможно Темное пятно является каким-то побочным эффектом полярных сияний на Юпитере. Там они в сотни и тысячи раз ярче, чем на Земле, ведь магнитное поле Юпитера намного сильнее земного, а сам Юпитер является мощным источником электронов и ионов (для земных полярных сияний заряженные частицы поставляет Солнце). Компьютерные исследования и наблюдение исчезновение "Овалов" (первого - в 1997 или 98 году, второго - в 2000, последнего в 2004г) говорит об окончании 70-летнего климатического цикла планеты который начался с формирования этих трех особых пятен - "Белых овалов". Глобальное изменение климата на Юпитере приведет к тому, что в течение ближайших 10 лет с поверхности газового гиганта исчезнут его многочисленные вихри, с Земли похожие на пятна. Исключение составит лишь знаменитое Большое красное пятно практически неподвижно находящееся вблизи экватора.
   В атмосфере Юпитера наблюдаются молнии, мощность которых на три порядка превышает земные, а также полярные сияния.

По наблюдениям, которые непрерывно велись в течение 14 месяцев с помощью оборудования американских межпланетных зондов "Galileo" и "Cassini", позволили с большой точностью определить размеры магнитосферы Юпитера (уходит за орбиту Сатурна), а также уточнить характер ее взаимодействия с потоками солнечного ветра. Один из аппаратов находился внутри магнитосферы, а другой совершал полет в непосредственной близости от нее.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ И РАДИОИЗЛУЧЕНИЕ. Радиоизлучение Юпитера, обнаруженное в 1955г, послужило первым признаком наличия у него сильного магнитного поля, которое в 4000 раз сильнее земного и простилается на 650 миллионов километров (за орбиту Сатурна!). Его магнитный дипольный момент почти в 12000 раз превосходит дипольный момент Земли, но так как напряженность магнитного поля обратно пропорциональна кубу радиуса, а он у Юпитера на два порядка больше, чем у Земли, то напряженность у поверхности Юпитера выше, по сравнению с Землей, на уровне видимой поверхности облаков равна 14 Э у северного полюса и 10,7 Э у южного. Его полярность обратна полярности земного магнитного поля. Магнитная ось наклонена к оси вращения на (10,2 ± 0,6)°. Юпитер обладает обширной магнитосферой, которая подобна земной, но увеличена примерно в 100 раз. Закручивание электронов вокруг силовых линий порождает радиоизлучение, причем задержанные около планеты электроны дают синхротронное излучение в диапазоне дециметровых волн. Декаметровое излучение, наблюдаемое только от некоторых областей планеты, связано с взаимодействием ионосферы Юпитера со спутником Ио, орбита которого проходит внутри огромного плазменного тора. Это взаимодействие порождает также полярные сияния. Обнаруженное "Вояджерами" излучение в километровых длинах волн возникает в высоких широтах планеты и в плазменном торе. Зонд обнаружил также интенсивный радиационный пояс.
    Наблюдая 18 декабря 2000 года в течение 10 часов, удалось обнаружить пульсирующий источник рентгеновского излучения в полярных районах верхних слоев атмосферы Юпитера с помощью оборудования орбитального телескопа "Chandra". Вспыхивает наподобие маяка каждый 45 минут. Никакие из существующих ныне теорий не могут объяснить ни природу возникновения излучения, ни его пульсирующий характер.
    Открыты таинственные следы, оставляемых ближайшим к Юпитеру крупным спутником, Ио, в ионосфере планеты - в области, расположенной над атмосферой, в которой и образуются полярные сияния. Удалось также обнаружить, что два других галилеевых спутника - Ганимед и Европа - также оставляют подобные "магнитные следы" овальной формы, хотя и меньшие по интенсивности. О том, что Ио, знаменитый своей исключительной вулканической активностью, оставляет подобные следы, ученым было известно и ранее. Удивительным оказалось то, что такие же следы оставляют и два других спутника, на которых вулканической деятельности не зафиксировано. Вопрос о том, "чертит" ли в магнитосфере Юпитера и свой след последний из крупных спутников планеты - Каллисто - останется, по всей видимости, загадкой еще на многие годы.
    Юпитер обладает мощными радиационными поясами. При сближении с Юпитером «Галилео» получил дозу радиации, в 25 раз превышающую смертельную дозу для человека. Радиоизлучение радиационного пояса Юпитера впервые было обнаружено в 1955. Радиоизлучение носит синхротронный характер.
Юпитер окружён ионосферой протяжённостью 3000 км.

    ПОЛЯРНЫЕ СИЯНИЯ Наблюдения космического телескопа "Хаббл" показали, что оно имеет ту же природу, что и земное: быстрые электроны, дрейфующие в магнитосфере планеты вдоль силовых линий между полюсами, попадают у полюсов в верхние слои атмосферы и вызывают свечение газа. Полярное сияние Юпитера интенсивнее всего проявляется в ультрафиолетовом диапазоне, поскольку основные спектральные линии водорода, доминирующего в атмосфере Юпитера, лежат в жестком ультрафиолете.
    Свой вклад в исследование Юпитера внесла и орбитальная обсерватория "Чандра", получившая изображение планеты в рентгеновских лучах. На нем впервые были обнаружены рентгеновские пятна и полярное рентгеновское излучение. Данные обсерватории "Чандра" также показывают, что рентгеновское излучение пятна таинственным образом пульсирует с периодом около 45 минут.
     На опубликованной фотографии с Космического телескопа имени Хаббла, сделанной в ультрафиолетовых лучах, полярные сияния выглядят как кольцеобразные пояса вокруг полюсов планеты. Полярные сияния на Юпитере отличаются от земных наличием ряда ярких полос и пятен, порождаемых трубками магнитного поля, что соединяют Юпитер с его крупнейшими спутниками. В данном конкретном случае яркая черточка у самого левого края и два ярких пятнышка - одно чуть пониже центра и другое справа от него - представляют собой ни что иное как следы Ио, Ганимеда и Европы, соответственно. Следует заметить, что снята дневная сторона Юпитера (с Земли можно снять только узкую ночную полоску) и в ультрафиолете сияние ярче отраженных солнечных лучей.

Исследования КА

Дата	Название	Описание	Фото
03.03.1972	"Pioneer 10"	Изучать планеты-гиганты с помощью космической техники начали на десятилетие позже, чем планеты земной группы. 3 марта 1972 года с Земли стартовал "Pioneer 10" - американский космический аппарат (масса станции 258 кг). Через 6 месяцев полета аппарат успешно миновал пояс астероидов и еще через 15 месяцев достиг окрестностей Юпитера. Аппарат снабженный большим количеством специальной аппаратуры, стал первым космическим кораблем, в декабре 1973 года пересекшим пояс астероидов и достигшим окрестностей Юпитера (3 декабря 1973). Хотя цель миссии был не Юпитер. "Pioneer 10" совершил пролет около планеты на расстоянии 130 300 км. С помощью оригинального фотополяриметра получено 340 снимков облачного покрова Юпитера и поверхностей четырех самых крупных спутников: Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто. Помимо Большого Красного Пятна, размеры которого превышают диаметр нашей планеты, обнаружено белое пятно поперечником более 10 тыс км. Инфракрасный радиометр показал, что температура внешнего облчного покрова составляет 133 K (-140 C). Было обнаружено также, что Юпитер излучает в 1,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца; уточнена масса планеты и спутника Ио. Исследования показали, что Юпитер обладает мощным магнитным полем; также была зарегистрирована зона с интенсивной радиацией ( в 10 тыс раз больше, чем в околоземных радиационных поясах) на расстоянии 177 тыс. километров от планеты. Притяжение Юпитера сильно изменило траекторию полета аппарата. "Pioneer 10" стал двигаться по касательной к орбите Юпитера, удаляясь от Земли почти по прямой. Интересно, что шлейф магнитосферы Юпитера был обнаружен за пределами орбиты Сатурна. В 1987г "Pioneer 10" вышел за пределы Солнечной системы.
04.06.1973	"Pioneer 11" Пионер-11	Трасса "Pioneer 11", пролетевшего на расстоянии 43 тыс. километров от Юпитера в декабре 1974г, была рассчитана иначе. Он прошел между поясами и самой планетой, не получив опасной дозы радиации. На этом аппарате были установлены те же приборы, что и на предыдущем. Анализ цветных изображений облачного слоя, полученных фотополяриметром, позволил выявить особенности и структуру облаков. Их высота оказалась различной в полосах и расположенных между ними зонах. Согласно исследованиям "Pioneer 11", светлые зоны и Большое Красное Пятно характеризуются восходящими течениями в атмосфере. Облака в них расположены выше, чем в соседних областях полос, и здесь холоднее. Притяжение Юпитера развернуло "Pioneer 11" почти на 180°. После нескольких коррекций траектории полета он пересек орбиту Сатурна недалеко от самой планеты. "Pioneer 11" передал изображения высокого разрешения, выполнил измерения магнитного поля Юпитера и его взаимодействий с солнечным ветром и солнечной магнитосферой и представил данные об атмосфере планеты и поверхностях некоторых ее лун.
05.09.1977 20.08.1977	"Voyager 1" Вояджер-1 "Voyager 2" «Вояджер-2»	Масса станции 721,9 кг. Цель миссии - исследование внешних планет Солнечной системы, газовых гигантов. Уникальное взаимное расположение Земли и планет-гигантов с 1976 по 1978 г. было использовано для последовательного изучения этих планет. Под влиянием полей тяготения космические аппараты (Voyadger 1 - 2) смогли переходить с трассы полета от Юпитера к Сатурну, затем к Урану и Нептуну. Без использования гравитационных полей промежуточных планет полет к Урану занял бы 16 лет вместо 9, а к Нептуну - 20 лет вместо 12. В 1977 году в длительное путешествие отправились аппараты "Voyager 1" и "Voyager 2" причем V2 был запущен раньше 20 августа по "медленной" траектории, а V1 по "быстрой". "Voyager 1" совершил пролет около Юпитера в марте 1979г, а "Voyager 2" прошел мимо гиганта на четыре месяца позже. Они передали на Землю снимки облачного покрова Юпитера и поверхностей ближайших спутников с удивительными подробностями. Атмосферные массы красного, оранжевого, желтого, коричневого и синего цветов постоянно перемещались. Полосы вихревых потоков захватывали друг друга, то сужаясь, то расширяясь. Скорость перемещения облаков оказалась равной 120 м/с. Большое Красное Пятно вращалось против часовой стрелки и делало полный оборот за 6 суток. "Voyager 1" (Вояджер) впервые показал, что у Юпитера имеется система бледных колец, расположенных на расстоянии 57 тыс. километров от облачного покрова планеты, а на спутнике Ио действуют восемь вулканов. "Voyager 2" сообщил спустя несколько месяцев, что шесть из них продолжают активно действовать. Фотографии других галилеевых спутников - Европы, Ганимеда и Каллисто - показали, что их поверхности резко отличаются друг от друга.
18.10.1989	"Galileo Orbiter" Галилео "Probe"	Американский космический аппарат "Галилео" (масса 2380 кг), доставленный на околоземную орбиту в грузовом отсеке корабля многоразового использования "Атлантис", представлял собой аппарат нового поколения для исследования химического состава и физических характеристик Юпитера, а также для более детального фотографирования его спутников. Аппарат состоял из орбитального модуля для длительных наблюдений и специального зонда, предназначенного для проникновения в атмосферу планеты. Траектория "Галилео" была довольно сложной. Сначала аппарат направился к Венере, мимо которой прошел в феврале 1990 г. Затем по новой траектории в декабре он вернулся к Земле. Были переданы многочисленные фотографии Венеры, Земли и Луны. В октябре 1991 г., проходя через пояс астероидов, аппарат сфотографировал малую планету Гаспра. Вернувшись к Земле второй раз в декабре 1992 года и получив новое ускорение, он устремился к основной цели своего путешествия - Юпитеру. Оказавшись в августе 1993 года снова в поясе астероидов, он сфотографировал еще одну малую планету, Иду. Спустя два года "Галилео" достиг окрестностей Юпитера. "Галилео" проработал 8 лет. И был сведен с орбиты 21.09.2003.
06.10.1990	"Ulysses" Улисс	Цель миссии "Ulysses" не Юпитер, а Солнце (Полярная область Солнца). Исследования Солнца, солнечного ветра, межпланетных магнитных полей, космического излучения, нейтрального межзвездного газа и др. Вторичные цели миссии включали межпланетные и планетарные исследования на начальном этапе "Земля - Юпитер". Космический аппарат пролетел около Юпитера в феврале 1992 года на расстоянии в 900 тыс.км. Пролет был необходим для вывода аппарата на гелиоцентрическую орбиту.
15.10.1997	"Cassini" Кассини	Основной целью миссии является Сатурн и Титан. Это последний аппарат, исследовавший планету с пролетной траектории был КА "Кассини", отправившийся с миссией к Сатурну. В мощном гравитационном поле Юпитера он совершил маневр, в результате которого была увеличена скорость полета Cassini и изменена его траектория. Минимальное расстояние между Cassini и Юпитером составило 10 млн км 30 декабря 2000г. В течение декабря Cassini вел съемку этой планеты на нескольких длинах волн в видимом и ближнем ИК-диапазонах. Так, при съемке северной приполярной области Юпитера в ультрафиолетовых лучах было обнаружено непонятное темное пятно. "Кассини" снимал его в период с 1 октября по 15 декабря 2000 года, в результате чего получился целый фильм из которого видно, что пятно немного перемещается, не выходя при этом из приполярной зоны. По мнению ученых, это скорее всего некая химическая неоднородность или вихрь. В окрестностях Юпитера "Кассини" вел исследования магнитного поля этой планеты и окружающих ее радиационных поясов. Видеопоследовательность, составленная из 1 200 снимков Юпитера, полученных "Кассини", позволяет судить о полярной погоде планеты-гиганта как о необычайно устойчивом явлении. "Кассини" вынужден был проводить фотосъемку в инфракрасном диапазоне для того, чтобы пробиться через верхних покров планеты и показать находящиеся под ним облака в черно-белом режиме. В видеопоследовательность длинной менее минуты были включены изображения, полученные за 70 дней. Данные, записанные масс-спектрометром "Кассини" во время полета в окрестностях Юпитера, показывают, что в его окрестностях имеется огромное облако газа вулканического происхождения. Оно протянулось от Ио (самого близкого из четырех крупных спутников Юпитера) в сторону внешнего космоса на расстояние порядка 150 млн. км. Это плоды извержений многочисленных вулканов Ио.
28.02.2007	Новые горизонты	По пути к Плутону в окрестностях Юпитера совершил гравитационный манёвр аппарат «Новые горизонты». Проведена съёмка планеты и спутников, данные в объёме 33 гигабит переданы на Землю, получены новые сведения.
2011	Юнона	Аппарат должен выйти на орбиту Юпитера и провести детальные исследования планеты и галилеевых спутников.

По итогам съемки КА "Кассини" получились самые подробные на сегодняшний день цветные карты Юпитера, на которых размер самых мелких деталей составляет 120 км. Эти карты представляют собой полярные виды Юпитера (в центре находится северный или южный полюс). Каждая карта состоит из 36 изображений, охватывающих северное и южное полушария Юпитера. Эти снимки делались каждый час в течение 9 часов по мере вращения Юпитера вокруг своей оси. На представленном снимке показано северное полушарие Юпитера. Хорошо видны параллельные светлые и красно-коричневые полосы в атмосфере Юпитера (здесь они имеют вид концентрических окружностей), Большое Красное пятно (в левом верхнем секторе) и многочисленные более мелкие вихри (маленькие голубые пятнышки на коричневом фоне или коричневые на голубом фоне).
19 июля 2009 года — астроном-любитель Энтони Уэсли обнаружил тёмное пятно в районе Южного полюса Юпитера. В дальнейшем, эту находку подтвердили в обсерватории Кек на Гавайях

Характеристики планеты Юпитер

Средняя удаленность планеты от Солнца (а.е.)	5,204267 (778547200км)
Афелий (а.е)	5,458104 (816520800км)
Перигелий (а.е)	4,950429 (740573600км)
Эксцентриситет орбиты	0,048775
Наклон орбиты к плоскости эклиптики (градусы)	1,304
Орбитальная скорость (км/с)	от 12,44 до 13,72
Сидерический период обращения планеты (лет)	11,8594 (4331,572 дней)
Синодический период (дней)	398,88
Максимальная видимая звездная величина	-2,59
Общая масса^a	1047,355
Масса^b (Земля=1)	317,838
Масса^b (килограмм)	1,8986×10²⁷
Экваториальный радиус^f (Земля=1)	11,209
Экваториальный радиус (км)^f	71492± 4
Полярный радиус (км)	66 854 ± 10
Сжатие^c	0,00648
Средняя плотность (г/см³)	1,326
Ускорение силы тяжести на экваторе (м/с²)	24,79
Вторая космическая скорость на экваторе (км/с)	59,5
Сидерический период вращения (часов)	9,841
Период обращения вокруг оси (часов)	9,925
Наклонение экватора к орбите (градусы)	3,13
Альбедо	0,343
Число открытых спутников	63

aОтношение массы Солнца к массе планеты (включая атмосферу и массу спутников).
bБез учета массы спутников.
c Сжатие равно (Re-Rp)/Re, где Re и Rp - экваториальный и полярный радиусы планет (соответственно).
d Значения в скобках могут отличаться более чем на 10 процентов.
f Для внешних планет не имеющих твердой поверхности радиус соответствует уровню атмосферного давления в 1 бар.

Спутники Юпитера (63 спутника на 1.03.2009г)

Изображение спутников Юпитера Ио (красноватого цвета, выше Большого красного пятна) и Европы получено "Вояджером-1" 13 января 1979г в тот момент, когда они находились между планетой и "Вояджером".

Первые четыре спутника (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто) были открыты Г. Галилеем еще в 1610г. Это открытие послужило мощным толчком к утверждению гелиоцентрической системы мира Коперника, явившись яркой моделью этой системы. После пролета "Вояджеров" к 1980г стало известно шестнадцать естественных спутников, вращающихся вокруг Юпитера. Они разделяются на четыре группы. По круговым орбитам в экваториальной плоскости движутся четыре маленьких внутренних спутника (Метида, Адрастея, Амальтея и Теба) и четыре больших галилеевых спутника (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто). Третья группа (Леда, Гималия, Лиситея и Элара) - маленькие спутники на круговых орбитах, наклоненных под углом 25° - 29° к экваториальной плоскости и лежащих на расстоянии 11 - 12 млн. км от Юпитера. Внешняя группа (Ананке, Карме, Пасифе и Синопе - названы по именам возлюбленных Юпитера) - маленькие спутники с обратным движением по орбитам. Эти орбиты являются относительно вытянутыми эллипсами с существенным наклонением к экваториальной плоскости и лежат на расстоянии 21 - 24 млн. км от Юпитера. Полагают, что это захваченные планетой астероиды. Четыре галилеевых спутника и их движения по орбите можно легко увидеть в маленький телескоп или бинокль. К концу 2000 года было открыто 10 небольших спутников и общее количество спутников Юпитера стало 28. В конце ноября - начале декабря 2000 года профессором Дэвидом Джевиттом (David Jewitt) и аспирантом С.Шеппардом (S. Sheppard) из Гавайского университета, которые вели наблюдения с помощью камеры 2,2-метрового телескопа на горе Мауна Кеа и открыли 10 спутников. Девять лун находятся на расстоянии 21-24млн. км от планеты и вращаются в обратном направлении по вытянутым эллиптическим орбитам с наклонением от 15^о до 30^о, а одна на удалении 13млн. км и вращается в прямом направлении. Эта же команда в 2001-2003гг ( к 1 июня 2003г) довела общее число открытых спутников до 61. Это небольшие луны до 4 км в диаметре по видимому захваченные Юпитером уже позже.

Галилеевы		Масса (10²⁰ кг)	Радиус (км)	Плотность (кг/м³)	Альбедо	Радиус орбиты (10³км)	Орбитальный период (дней)	Наклон орбиты	Ексцентри-ситет
1	Ио (JI), 7.01.1610, Г.Галилей	893,2	1830.0×1818.7×1815.3	3530	0,62	421,7	1,769137786	0,050	0,0041
2	Европа (JII), 7.01.1610, Г.Галилей	480,0	1560,8	3010	0,68	671,034	3,551181041	0,471	0,0094
3	Ганимед (JIII), 7.01.1610, Г.Галилей	1481,9	2631,2	1940	0,44	1070,412	7,15455296	0,204	0,0011
4	Каллисто (JIV), 7.01.1610, Г.Галилей	1075,9	2410,3	1830	0,19	1882,709	16,6890184	0,205	0,0074
Меньшие спутники		Масса (10²⁰ кг)	Радиус (км)	Плотность (кг/м³)	Альбедо	Радиус орбиты (10³км)	Орбитальный период (дней)	Наклон орбиты	Ексцентри-ситет
5	Метида (JXVI, S/1979 J3), 1979, С.Синнот	0,001	30 x 20 x 17	-	0,06	127,7	0,2947	0,06	0,0002
6	Адрастея (JXV, S/1979 J1), 1979, Д.Джуитт и др.	0,0002	10 x 8 x 7	-	0,10	129	0,2982	0,03	0,0015
7	Амальтея (JV), 9.09.1892, Э. Барнард	0,075	125 х 73 х 64	3100	0,09	181,4	0,4982	0,40	0,003
8	Фива (Теба) (JXIV, S/1979 J2), 1979, С.Синнотт	0,008	58 x 49x42	-	0,05	221,9	0,6745	0,8	0,018
9	Фемисто (JXVIII, S/1975 J3), 1975	-	4	-	0,04	7507	130,02	45,67	0,242
10	Леда (JXIII), 1974, Ч.Ковал	0,00006	5	-	0,07	11170	240,92	27,47	0,164
11	Гималия (JVI), 3.11.1904, Ч. Перрайн	0,095	85	-	0,03	11460	250,5662	27,63	0,162
12	Лиситея (JX), 27.07.1938, С.Никольсон	0,0008	12	-	0,06	11720	259,22	27,35	0,112
13	Элара (JVII), 2.01.1905, Ч. Перрайн	0,008	43	-	0,03	11740	259,6528	24,77	0,217
14	S/2000 J 11, 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	2	-	0,04	12560	287,0	28,3	0,248
15	Эвпорие (JXXXIV, S/2001 J10), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1	-	-	19390	553,1R	147,0	0,156
16	Эванте (JXXXIII, S/2001 J7), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1,5	-	-	21030	620,0R	145,9	0,176
17	Гарпалике (Harpalyke) (JXXII, S/2000 J5), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	2,2	-	0,04	21110	623,3R	148,7	0,227
18	Праксидике (Praxidike) (JXXVII, S/2000 J7), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	3,4	-	0,04	21150	625,3R	148,7	0,220
19	Ортозие (Orthosie) (JXXXV, S/2001 J9), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1	-	-	21170	623,0R	141,9	0,272
20	Иокасте (Iocaste) (JXXIV, S/2000 J3), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	2,6	-	0,04	21270	631,5R	159,7	0,218
21	Ананке (JXII), 1951, С.Никольсон	0,0004	10	-	0,06	21280	629,8R	148,9	0,244
22	Гермиппе (JXXХ, S/2001 J3), 12.2001, Гавайский ун-т	-	2	-	-	21250	631,9R	150,3	0,251
23	Тионе (Thyone) (JXXIX, S/2001 J2), 12.2001, Гавайский ун-т	-	2	-	-	21310	632,4R	149,0	0,295
24	Архе (Arche) (XLIII, S/2002 J1), 2002, С. Шеппард	-	1,5	-	-	22930	723,9R	165,0	0,259
25	Пазифее (Pasithee) (JXXXVIII, S/2001 J6), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1	-	-	23030	716,3R	165,4	0,288
26	Кале (Kale) (JXXXVII, S/2001 J8), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1,5	-	-	23120	720,9R	165,3	0,475
27	Халдене (Chaldene) (JXXI, S/2000 J10), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	1,9	-	0,04	23180	723,8R	165,4	0,238
28	Исоное (Isonoe) (JXXVI, S/2000 J6), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	1,9	-	0,04	23220	725,5R	165,0	0,261
29	Эвридоме (JXXXII, S/2001 J4), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1,5	-	-	23220	720,8R	150,1	0,345
30	Эриноме (JXXV, S/2001 J4), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1,6	-	0,04	23280	728,3R	164,9	0,270
31	Тайгете (Taygete) (JXX, S/2000 J9), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	2,5	-	0,04	23360	732,2R	165,2	0,251
32	Карме (JXI), 28.07.1938, С.Никольсон	0,001	15	-	0,06	23400	734,2R	164,9	0,253
33	Калике (Kalyke) (JXXIII, S/2000 J2), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	2,6	-	0,04	23580	743,0R	165,2	0,243
34	Этне (Aitne) (JXXXI, S/2001 J11), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1,5	-	-	23550	741,0R	165,7	0,291
35	Пасифе (Pasiphae) (JVIII), 27.01.1908, Ф. Мелотт	0,003	18	-	0,04	23620	743,6R	151,4	0,409
36	Мегаклите (Megaclite) (JXIX, S/2000 J8), 12.2000, Д.Джевитт, С.Шеппард	-	2,7	-	0,04	23810	752,8R	152,7	0,425
37	Спонде (Sponde) (JXXXVI, S/2001 J5), 12.2001, Гавайский ун-т	-	1	-	-	23810	749,1R	155,0	0,454
38	Синопе (JIX), 22.06.1914, С.Никольсон	0,0008	19	-	0,05	23940	758,9R	158,1	0,250
39	Каллиррхое (Callirrhoe) (JXVII, S/1999 J1), 12.1999	-	4	-	0,04	24100	758,8R	147,1	0,283
40	Автоное (Autonoe) (JXXVIII, S/2001 J1), 12.2001, Гавайский ун-т	-	2	-	-	24120	765,1R	151,9	0,415
Недавно открытые		Масса (10²⁰ кг)	Радиус (км)	Плотность (кг/м³)	Альбедо	Радиус орбиты (10³км)	Орбитальный период (дней)	Наклон орбиты	Ексцентри-ситет
41	Эвкеладе (Eukelade) (XLVII, S/2003 J1), 02.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	4	-	-	24560	781,6R	163,4	0,345
42	Гелике (Helike) (XLV, S/2003 J6), 02.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	4	-	-	20980	617,3R	156,1	0,157
43	Аойде (Aoede) (XLI, S/2003 J7), 02.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	4	-	-	23810	748,8R	159,4	0,405
44	Гегемоне (Hegemone) (JXXXIX, S/2003 J8), 03.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	3	-	-	24510	781,6R	152,6	0,264
45	Каллихоре (Kallichore) (XLIV, S/2003 J11), 03.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	2	-	-	22400	683,0R	163,9	0,223
46	Киллене (Cyllene) (XLVIII, S/2003 J13), 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	2	-	-	24000	737,8R	141,0	0,412
47	Карпо (Karpo) (XLVI, S/2003 J20), 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	3	-	-	17100	456,5	55,1	0,295
48	Мнеме (Mneme) (JXL, S/2003 J21), 04.2003, Бретт Глэдман	-	2	-	-	20600	599,0R	148,0	0,208
49	Тельксиное (Thelxinoe) (XLII, S/2003 J22)	-	2	-	-	20700	601,0R	151,1	0,233
50	S/2003 J 2, 02.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	2	-	-	28570	982,5R	151,8	0,380
51	S/2003 J 3, 02.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	2	-	-	18340	504,0R	143,7	0,241
52	S/2003 J 4, 02.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	2	-	-	23260	723,2R	144,9	0,204
53	S/2003 J 5, 02.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	4	-	-	24080	759,7R	165,0	0,210
54	S/2003 J 9, 03.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	1	-	-	22440	683,0R	164,5	0,269
55	S/2003 J 10, 03.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	2	-	-	24250	767,0R	164,1	0,214
56	S/2003 J 12, 03.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт	-	1	-	-	19000	533,3R	145,8	0,376
57	S/2003 J14, 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	2	-	-	25000	807,8R	140,9	0,222
58	S/2003 J 15, 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	2	-	-	22000	668,4R	140,8	0,110
59	S/2003 J 16, 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	2	-	-	21000	595,4R	148,6	0,270
60	S/2003 J 17, 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	2	-	-	22000	690,3R	163,7	0,190
61	S/2003 J 18, 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	2	-	-	20700	606,3R	146,5	0,119
62	S/2003 J 19, 04.2003, С.Шеппард, Д.Джевитт, Йен Клейн	-	2	-	-	22800	701,3R	162,9	0,334
63	S/2003 J 23 (XLIII)	-	2	-	-	24060	759,7R	162,9	0,309

АМАЛЬТЕЯ - Маленький спутник Юпитера (номер V), открытый Э.Э. Барнардом в 1892г. Размеры 131 х 73 х 67 км, среднее расстояние от Юпитера 181 400 км, период обращения 0,498 сут. Изображения, полученные "Вояджером-1", показали Амальтею как красноватый объект, формой напоминающий картофелину. Поверхность покрыта кратерами, а самая большая впадина, "Пэн" (сковорода), имеет диаметр в 90 км. Красный цвет, как полагают, объясняется наличием соединений серы, унесенных со спутника Ио. На заключительном этапе своего рандеву зонд Galileo исследовал Амальтею 5 ноября 2002г, пройдя в 160 км от спутника.

Галилеевы спутники


Ио	Европа	Ганимед	Каллисто

Ганимед с расстояния в 240000 км. На фото , полученном с "Вояджера" , видны ледяные полосы, в разных направлениях пересекающие поверхность спутника, а также светлые ударные кратеры.

   Ганимед, спутник Юпитера, открыт Г. Галилеем (1610г), расстояние от Юпитера 1,07 млн. км, диаметр 5262 км. Один из четырех галилеевых спутников Юпитера (номер III) и самый большой естественный спутник в Солнечной системе (по размеру второй с диаметром 5150 км спутник Сатурна -Титан). Ганимед своим статусом "самой большой луны" обязан толстой мантии льда, которая покрывает его внутренние слои из скальных пород. Средняя плотность Ганимеда низка, всего 1,93 г/см³. Первые изображения Ганимеда с высоким разрешением были получены "Вояджером-1" и "Вояджером-2". Фотографии, показывающие еще более мелкие детали, были сделаны "Галилео". Одно его полушарие — «морское», другое — «материковое», если эти характеристики годятся для ледяных тел. Внешне Ганимед напоминает Луну, но значительно больше нее. Темная древняя поверхность коричневого цвета на самом деле в 4 — 5 раз светлее темных районов Луны. На ней ярко выделяются светлые молодые ударные кратеры, имеющие отражающую способность (альбедо) до 100%. Они правило, окружены столь же светлым ореолом лучей из выброшенного и обнаженного материала.
    Две наиболее крупные темные области на поверхности Ганимеда получили имена Галилей и Симон Мариус. (Последний независимо от Галилея открыл четыре крупнейших спутника Юпитера, практически одновременно с Галилеем.)
    Возраст поверхности Ганимеда оказался очень большим в 3—3,5 млрд. лет. Очень большие размеры и сравнительно невысокая средняя плотность указывают на значительную толщину ледяной коры этого небесного тела. Согласно расчетам, на водяной лед приходится около 50% его массы. На снимках Ганимеда, выполненных с высоким разрешением, хорошо видны странные изломанные, ни на что не похожие ряды многочисленных субпараллельных долин и хребтов, образующих причудливую структуру на поверхности спутника. Их природа остается пока загадочной. Эти образования концентрируются главным образом в светлых областях. Ширина их от нескольких километров до десятков километров, а высота хребтов (или глубина долин) составляет всего несколько сотен метров; они простираются на многие тысячи километров, пересекаясь и изменяя иногда направление в точках пересечений и даже пересекая ударные кратеры. В районах этих полос меньше ударных кратеров, что указывает на более молодой их возраст. Высказано предположение, что полосы возникли под действием растяжений ледяной коры Ганимеда, что можно понять как ее локальную тектонику.
    Наряду со светлыми системами лучей у некоторых кратеров на Ганимеде имеются темные лучи. Возможно, они образовались из темного материала поверхности. В темных же районах в южном полушарии обнаружены необычные кратеры-фантомы, которые выделяются только оттенком, но не имеют выраженного рельефа. Наряду с ними имеется относительно «свежий» метеоритный кратер диаметром 175 км, окруженный сильно разрушенным рельефом. Последний образовался, по-видимому, уже при разрушении застывшей на большую глубину коры. Одним из наиболее значительных открытий, сделанных во время полета "Галилео", было обнаружение у Ганимеда магнитного поля, которое у поверхности сильнее, чем поля Меркурия, Венеры или Марса. Данные, полученные "Галилео", а также наличие у Ганимеда магнитного поля, позволяют предположить, что этот спутник имеет богатое железом расплавленное ядро, окруженное твердой мантией, покрытой толстым слоем льда инея и воды (по изученным снимкам, сделанных в 70-е годы межпланетными станциями "Voyager-1" и "Voyager-2", а также информации с борта зонда "Galileo").

Европа крупным планом. Детали растрескавшегося ледяного покрова (по оценке ученых толщиной 3-4км, а по до льдом вода и возможно наличие жизни) на изображении, полученном "Вояджером" при сближении с Европой 9 июля 1979 года.

Хребты и трещины на Европе. Это детальное изображение ледяного покрова Европы показывает поверхность, во всех направлениях пересеченную многочисленными хребтами и трещинами. Размеры попавшего в кадр участка поверхности около 15x12 км, а сам участок расположен на 15° северной широты и 273° западной долготы. Север - вверху, а Солнце освещает местность справа. Большой хребет, видимый на фото в нижнем правом углу, представляет собой самое молодое образование на этом изображении; он простирается на 2,5 километра, пересекая множество других структур. Изображение получено космическим аппаратом "Галилео" 20 февраля 1997г с расстояния в 2000 км.

Европа - Один из четырех больших галилеевых спутников Юпитера (номер II). Согласно греческой мифологии, Европа - финикийская принцесса, похищенная Зевсом, который принял облик белого быка, и ставшая его возлюбленной. Расстояние от Юпитера 671 тыс. км, диаметр 3121 км. Сидерический период обращения 3 сут 13 ч 18 мин. Изображения, полученные АМС "Вояджер", показали яркую отражающую поверхность, пересеченную сложной сетью темных линий. На изображениях с "Галилео" виден запутанный лабиринт прямых и изогнутых углублений и полос. Небольшое количество кратеров свидетельствует о том, что после образования спутника его кора претерпела значительные изменения. Ученые университета Аризоны после изучения фотографий поверхности Европы, сделанных зондом “Galileo”, пришли к выводу, что поверхности Европы напоминает снимки Северного ледовитого океана, сделанные с орбиты искусственного спутника Земли. Спектральные измерения не оставляли места для сомнений: природа поверхности — водяной лед и снег. Перепад высот на ней составляет не более 50 м. Кроме того, на Европе нет кратеров более 10 км в диаметре, но имеется много длинных (200-300 км) неглубоких борозд, что связано с особенностями приповерхностного покрова. Высказываются предположения, что тонкая внешняя ледяная корка покрывает океан жидкой воды. Благодаря небольшой, но заметной эксцентричности орбиты и гравитационному взаимодействию с другими спутниками рассеиваемая энергия довольно велика, поэтому океан может быть теплым. Глубина океана составляет несколько десятков километров, а ледяной панцирь должен иметь толщину всего несколько километров. Эта оболочка хрупка и под действием перемещающегося приливного выступа иногда лопается, образуя доступ жидкой воды к безатмосферной поверхности спутника.
    Крупномасштабные снимки принесли немало загадок. На одном из участков поверхности Европы видно много витков правильной циклоиды с шагом в несколько километров. Происхождение ее остается непонятным.
    По-видимому, глобальная сеть линий — это трещины в толстой ледяной коре, вызываемые тектоническими процессами. Эти разломы не сопровождаются какими-либо движениями коры, а сами трещины заполняются быстро затвердевающим оранжевым раствором. Ширина разломов от десятков километров до 100 км, а их протяженность до 1600 км. Изливающаяся вода мгновенно закипает и одновременно замерзает, а испарившаяся часть выпадает на поверхность в виде снега и инея в радиусе нескольких сотен километров от источника. Само кипение уносит очень много тепла; в условиях Европы слой льда в полметра образуется за несколько минут. Такая схема подтверждается высокой яркостью поверхности (обнаженный свежий иней и лед) и, как уже говорилось, спектральными измерениями, указывающими на водяной лед почти без примесей.
    Температура поверхности составляет около минус 160 градусов Цельсия. На некоторых снимках полученных "Галилео" при изучении Европы в 1997-1999гг, видны куски льдин, вмерзших в более молодой лед. Причем льдины ранее образовывали единую структуру, но затем разъезжались и поворачивались. Это может говорить о том, что куски льда двигались над жидким (или по крайней мере вязким) основанием. Многие участки коры Европы как бы сложены из блоков, разделенных разломами в виде борозд. Блоки, по-видимому, могут перемещаться. Во время полёта на расстоянии 351 км над поверхностью, магнитометр "Галилео" измерял изменения в магнитном поле спутника. Направление его изменяется таким образом, что можно утверждать о существовании электрического проводника под видимой поверхностью, например соленого океана. Электрический ток не смог бы течь через сплошной лед, так как он не является хорошим проводником.
    Гравитационные измерения, проведенные аппаратурой станции "Галилео", также подтвердили дифференциацию тела Европы: твердое ядро и водно-ледяной покров толщиной около 100 км. Хотя имеется множество данных, говорящих о высокой геологической активности Европы и динамичных изменениях ее поверхности, прямых свидетельств этому нет. Не обнаружено ни одного действующего вулкана или гейзера, не зарегистрировано каких-либо изменений, прошедших между полетами "Вояджера" и "Галилео". В то же время, судя по количеству кратеров и другим признакам, возраст поверхности Европы измеряется максимум в десятках миллионов лет, что немного по геологическим меркам. И если подледный океан существовал несколько десятков миллионов лет назад, он, скорее всего, существует и сейчас.
    Ученые не исключают существование жизни на Европе, особенно если на ней имеются подводные вулканы. На Земле развитые биологические системы найдены как около подводных горячих источников, так и в подледном антарктическом озере Восток.

Общий вид Ио с высокой степенью разрешения. Самые мелкие детали имеют размеры около 2,5 км. Видны неровные горы высотой в несколько километров, а подстилающие породы образуют плато, на которых расположено множество неправильной формы углублений, представляющих собой вулканические кальдеры . Некоторые из темных, похожих на потоки, структур соответствуют горячим точкам на поверхности Ио и могут оказаться активными лавовыми потоками. Изображение относится к той части Ио, которая всегда смотрит в сторону, противоположную Юпитеру (север - сверху). Цветные изображения, полученные 7 сентября 1996г, были совмещены с высокоточными изображениями, полученными 6 ноября 1996г с помощью электронной системы CCD на борту КА NASA "Галилео".

Активные вулканические султаны на Ио. На изображении, полученном во время девятого орбитального витка "Галилео" вокруг Юпитера, показаны два султана вулканических выбросов на Ио . Один султан удалось застать на самом краю Ио (см. врезку вверху справа) во время извержения над кальдерой Пиллан Патера. Наблюдавшийся с "Галилео" султан имел в высоту около 140 км. Второй султан, видимый около терминатора, был назван Прометеем. Тень от этого 75-километрового столба выбросов видна правее точки извержения. Разрешение на снимках - около 6 км. Фотомонтаж основан на трех изображениях (в зеленом, фиолетовом в ближнем инфракрасном диапазоне), полученных с помощью электронной системы CCD АМС "Галилео" 28 июня 1997г с расстояния более 600000 км.

Вулканическая деятельность на Ио

   Ио - Один из четырех галилеевых спутников Юпитера (номер I), самый близкий к планете и наиболее интересный. Расстояние от Юпитера 422 тыс. км, сидерический период обращения 1 сут 18 ч 28 мин, диаметр 3643 км. Ио — довольно массивное небесное тело (на 20% больше массы Луны), а средняя плотность составляет 3,53 г/см³. Расчеты показывают, что ускорение свободного падения на ее поверхности достаточно велико, 1,81 м/с². Тяжелый сернистый газ, а также пары серы, выброшенные из вулканической кальдеры, из-за низкой температуры быстро конденсируются и в таком виде, как иней и снег, выпадают на поверхность Ио. Этот процесс опережает разрушение молекулы газа ультрафиолетовым излучением Солнца (фотодиссоциацию). В то же время ускорение свободного падения недостаточно, чтобы удержать такую атмосферу, как у Марса, хотя какие-то следы атмосферы Ио имеет. Выброс газа на высоту несколько сотен километров требует скоростей истечения газа из жерла примерно 1 км/с. Высокой скорости истечения способствует ничтожная плотность атмосферы Ио: от 10 до 100 миллионов раз меньше, чем у поверхности Земли. По земным понятиям — это глубочайший вакуум. Но концентрация молекул не так уж мала, около 10¹¹ см^-3. Ионосфера состоит основном, из ионов серы и натрия. Температура у поверхности Ио около -120° С на экваторе (кроме вулканических областей) и еще на 50° ниже у полюсов. За каждый оборот Ио дважды изменяет орбиту, смещаясь радиально на 10 км «вверх» и «вниз».
     Относительная не многочисленность ударных кратеров крупнее 1-2 км позволяет считать поверхность Ио сравнительно молодой (менее 1млн. лет).Поверхность Ио яркая и многоцветная, зеленовато-желтая с оранжевыми и белыми пятнами. На изображениях Ио, переданных с "Вояджера-1", было обнаружено восемь активных эруптивных центров. Шесть из них все еще были активны, когда четырьмя месяцами позже к Ио приблизился "Вояджер-2". Непрерывный контроль наземных обсерваторий, а также сравнение изображений, полученных "Вояджерами" и "Галилео", подтверждает высокий уровень эруптивной деятельности на Ио. Эруптивные центры на снимках видны как темные пятна. Многие из них окружены круглыми "гало" изверженного вещества; можно видеть и потоки лавы. Цвет коры спутника объясняется наличием серы и твердого серного диоксида. Не обнаружено никаких ударных кратеров; кратеры, которые образовались в ранней истории Ио, давно скрыты веществом, выброшенным в ходе эруптивных процессов.
     Около 2% поверхности занимают активные горячие пятна. Их насчитывается более 10. Температура в пятнах 310, 400 и даже 600 К, причем размеры пятен колеблются в пределах от 75 до 250 км. «Вояджер-1» застал 8 активных гигантских извержений, места которых были отождествлены с горячими пятнами. Сблизившийся с Ио через 4 месяца «Вояджер-2» обнаружил, что 7 из них все еще продолжают извергаться. «Выключился» только один из наиболее крупных вулканов, получивший название Пеле (в честь бога вулканов). В 1979 г. в точке, которая оказалась вулканической кальдерой Пеле, была зарегистрирована наивысшая температура, 600 К. Размеры вулканических кратеров достигают сотни километров, превосходя земные в десятки и даже сотни раз, хотя высота вулканов сравнительна невелика. Только в полярных областях Ио есть вулканы высотой около 10 км. Выбросы серы из вулканов вздымаются на высоту до 250 км. По мнению ряда исследователей, под тонкой твердой поверхностной коркой спутника, засыпанной слоем серы и ее диоксида, может находиться жидкая сера. Кроме того, кольцо электрически заряженных частиц - плазменный тор вокруг Юпитера, захватывает и орбиту Ио. Данные "Галилео" указывают на то, что Ио имеет металлическое электропроводящее ядро. Новый действующий вулкан на Ио обнаружен по снимкам, переданные на Землю с борта межпланетного зонда "Galileo" в августе 2001г. Вулкан находится в северном полушарии Ио. Выброс газа и пепла поднимается на высоту 500 км. Это гораздо выше, чем все ранее зафиксированные извержения. За предыдущий период наблюдений "Galileo" не "видел" никаких признаков активности в этом районе поверхности. Инфракрасные снимки, полученные в 2001 году "Galileo", позволили открыть 13 новых действующих вулканов на поверхности Ио. Тем самым их общее число, известное нам, достигло 120, причем 74 из них были открыты с помощью "Galileo".
    Вулканы Ио делятся на несколько типов. Первые имеют температуру 350—400 К и скорость выброса газовых продуктов около 500 м/с. Высота газового султана достигает 100 км и более, а выпадающие осадки имеют белый цвет. Таких большинство. Вторые отличаются очень высокой температурой кальдеры, имеют скорость выбросов около 1 км/с и высоту султана до 300 км. Главная их особенность — темная кольцевая окантовка на расстояниях нескольких сотен километров от кальдер, К ним относится Пеле и найденные позднее Сурт и Атен. Кольцо газоконденсатной природы вокруг Пеле имеет характерную форму следа подковы диаметром около 1000 км, а отложения на поверхности составили эллипс размерами 950х1400 км.
     Рельеф Ио в основном равнинный. Кроме гор в центре комплекса Пеле, есть еще несколько крупных массивов. Имеются высокие горы у южного полюса, занимающие площадь около 150х80 км. Интересный объект обнаружен на телевизионных снимках: это гора высотой до 2,5 км с диаметром основания около 85 км, конической формы, которую специалисты относят к щитовым вулканам (отличающимся очень текучими лавами) и которые характеризуются совсем другим типом извержений.


Каллисто с расстояния 2318000 км. Изображение получено "Вояджером-2" 7 июля 1979г. Многочисленные светлые пятна - ударные кратеры.	Большой 200-км ударный кратер на южном полушарии, сфотографированный во время восьмого витка орбиты "Галилео". Светлая область в центре окружена более темным веществом, выброшенным при ударе.

Каллисто - Один из четырех больших галилеевых спутников Юпитера (номер IV), открытый Г. Галилеем в 1610 г. Расстояние от Юпитера 1,88 млн. км, сидерический период обращения 16 сут 16 ч 32 мин, диаметр 4820 км (один из крупнейших спутников планет), имеет атмосферу. Это самый темный, а также наименее плотный из галилеевых спутников, что позволяет предположить высокое содержание воды, хотя детальные изображения поверхности, полученные “Галилео”, указывают, что на нем находится больше камней и пыли, чем предполагалось ранее. Его поверхность представляет собой насыщенный метеоритными кратерами рельеф, сохранившийся со времени образования этих спутников, с возрастом около 3,5 млрд. лет.
На ней запечатлелись следы колоссального столкновения с относительно большим телом: трещины вокруг одного из метеоритных кратеров образуют пятнадцать концентрических колец диаметром до 2600 км. Образование получило название Валгалла (мульти-кольцевая структура состоит из центральной яркой зоны 600 км в поперечнике, окруженной пятнадцатью концентрическими кольцами с интервалом от 20 до 100 км). Было обнаружено еще по крайней мере семь других мульти-кольцевых структур.

Кратеры Каллисто отличаются от кратеров тел силикатной природы (как наша Луна) небольшой глубиной и слабо выраженными валами. Предполагается, что пластичность ледяной коры за очень большое время сглаживает рельеф ударных кратеров. Каллисто обладает самой высокой в Солнечной системе плотностью ударных кратеров. Температура поверхности Каллисто, (на экваторе в полдень) достигает 140—150 К и быстро падает после захода Солнца. Любопытный факт установлен в радиоастрономических наблюдениях галилеевых спутников: радиояркостная (определенная с помощью радиосредств) температура составила 180 К для Каллисто и 165 К для Ганимеда. Причина расхождений с вполне надежными инфракрасными определениями, приведенными раньше, остается неизвестной. Цвет связан по видимому с цветом выпадавших на поверхность ледяных и силикатных обломков в эпоху последних стадий образования планет и спутников.

Кольца Юпитера

Из мелких каменных частиц в основном состоит кольцо Юпитера, открытое в марте 1979г (косвенное обнаружение кольца в 1974г по данным "Пионера" осталось непризнанным, хотя еще в 1960г были открыты С.К. Всехсвятским и также считалось непризнанным). Его главная часть имеет радиус 123-129 тыс. километров. Это плоское кольцо около 30 км толщиной и очень разреженное - оно отражает лишь несколько тысячных долей процента падающего света. Более слабые пылевые структуры тянутся от главного кольца к поверхности Юпитера и образуют над кольцом толстое гало, простирающееся до ближайших спутников. Увидеть кольцо Юпитера с Земли практически невозможно: оно очень тонкое и постоянно повернуто к наблюдателю ребром из-за малого наклона оси вращения Юпитера к плоскости его орбиты.
В результате обработки данных, полученные аппаратом Cassini во время пролета мимо Юпитера в конце 2000 - начале 2001 года, ученые университета имени Джонса Хопкинса в Мэриленде пришли к выводу, что вокруг Юпитера существует гигантское кольцо водного пара . Водяной пар появился вокруг планеты в результате постоянных бомбардировок микрометеоритами ледяной поверхности Европы, одного из крупнейших спутников Юпитера.

Схематическое изображение кольцевой системы Юпитера показывает соотношение между различными кольцами и его мелкими внутренними спутниками, которые являются источником пыли, формирующей кольца. Самое внушительное кольцо - это гало (серый оттенок). Тонкое узкое основное кольцо показано красным цветом, на его границе расположены спутники Адрастея и Метис. Кольцо состоит из частиц, выбиваемых из этих двух спутников. Феб и Амальтея более удалены от Юпитера и формируют тонкие паутинообразные кольца, которые обозначены желтым и зеленым цветами	Название	Расстояние от центра планеты в радиусах (км)планеты		Ширина (км)	Толщина (км)	Оптическая глубина	Общая масса (г)	Альбедо
	"Гало"	(1.40)-1.72	(100,000)-122,800	22,800	(20,000)	6×10^-6	?	0.05
	"Основное"	1.72-1.81	122,80-129,200	226,400	<30	10^-6	(10¹⁶⁾	0.05
	"Госсамер"	1.81-(3)	129,200-(214,200)	850,000	?	10^-7	?	0.05

История открытий

Год	Ученый	Что
1530г	Н. Коперник	Довольно точно рассчитывает расстояние от Солнца до Юпитера в 5,217 а.е.
1610г	Г. Галилей	7 и 14 января открыл четыре самых больших спутника планеты: Ио, Европу, Ганимед, и Каллисто, известные также как Галилеевы спутники. Сам дал название "Медичейские звезды", а нынешнее название было дано С. Марий в 1614г.
1656г	Г.Х. Гюйгенс	Делает первые зарисовки неправильных образований на поверхности планеты.
1664г	Р. Гук	Впервые описывает и зарисовывает Большое Красное пятно.
1675г	О. Ремер	По наблюдению затмений спутников впервые определяет значение скорости света.
1758г	А. Клеро	Впервые указывает, что Юпитер влияет на движение комет.
1761г	И. Ламберт	Предложил эмпирическую формулу, учитывающую особенность движения Юпитера и Сатурна, вращение которых он исследовал.
1892г	Э. Барнард	Открывает пятый спутник планеты - Амальтея.
1906г	М. Вольф	Открыл первый представитель астероидов, движущихся по орбите Юпитера Ахиллес (№588).
1932г		В атмосфере планеты обнаружены метан и аммиак.
1955г	США	Открывается на λ=13м радиотелескопом Отдела земного магнетизма института Карнеги (Вашингтон), что Юпитер - источник устойчивого высокочастотного радиошума, указывающего на электрическую деятельность гиганта. Юпитер изучается во всех длинах волн. Мощность радиоизлучения Юпитера уступает лишь радиоизлучению Солнца.
1960г	С.К. Всехсвятский	Открывает система колец у планеты. Кольца небольшие и находятся достаточно близко к самой планете.
1963г	СССР	Первая радиолокация планеты.
1973г	«Пионер-10»	Первый КА 4 декабря достигает планеты, пройдя на расстоянии 130300км и произвёл свыше 340 фотографий планеты и спутников, открыл и изучил магнитное поле в 50 раз большее земного, радиационные пояса и химический состав атмосферы (74%Н, 26%Не-впервые открыв его, так как линии с Земли не видны, 0,2%метана, 0,1% аммиака), измерил температуру в -130˚С (против рассчитанной в -160˚С – т.е. из горячих недр исходит тепло. Впервые использовалось поле тяготения планеты для коррекции траектории зонда. Подтвердил с помощью счетчика метеоров наличие кольца у Юпитера.
1979г	«Вояджер-1» и «Вояджер-2»	Зонд 5 марта 1979г проходит на расстоянии 278000 км от облачного слоя Юпитера. Сделал около 15000 снимков планеты и спутников, подтвердив фотографией наличие кольца у планеты, открытием 8 действующих вулканов на спутнике Ио, открыл два новых ближайших спутника планеты: Теба, Метида, доказал -Большое Красное Пятно -устойчивый вихрь, обнаружил мощные разряды в атмосфере планеты, а сама планета со спутником Ио -своеобразный генератор -протекают токи до 5млн.А, обнаружил Белое пятно диаметром 16000 км. 9 июля сблизился с Юпитером до расстояния 655000 км «Вояджер-2». Зонд сфотографировал кольцо (доказав существования кольца), произвел фотографирование планеты и ее спутников. Открыты полярные сияния, спутник планеты - Адмастея.
1986г	Макаров	Выдвинута идея, что планеты-гиганты начинались как звезды (подтверждена для Юпитера в 1995г КА "Галилео").
1994г	16-22 июля осколки распавшейся кометы «Шумейкеров-Леви-9» столкнулась с Юпитером и кадры переданы на Землю АМС «Галилео». Столкновение 25 осколков (несколько имели поперечник 2 км) произошло при скорости 64км/с (они упали примерно на одной южной широте в 45 градусов) и на планете возникли гигантские вихри в диаметре до 5000км с выбросом газа на высоту до 1000 км и остались «раны» глубиной 150-200км. Удар был равносилен по мощности взрыву 20 млн.мегатонн тринитротолуола . Следы ударов были заметны в течение нескольких недель. Наблюдатели зарегистрировали сильное излучение линий металлов, которых никак не предполагалось найти в поверхностных слоях Юпитера в таком количестве; также было обнаружено значительное количество серы как в виде самой молекулы S₂, так и в виде других серосодержащих молекул. Ученые зарегистрировали многократное превышение концентрации ряда веществ в местах падения осколков кометы по сравнению с тем, что ожидалось найти в поверхностных слоях Юпитера, например серы, окиси углерода СО, а также молекул CS₂ и CS. В каждом месте падения самых крупных кометных осколков ученые обнаружили 100 млн т окиси углерода, 3 млн т сульфида углерода CS₂ и 300 тыс т моносульфида углерода CS, что во много тысяч раз больше нормального содержания этих веществ. Катастрофа запустила цепочку высокотемпературных реакций, которые породили цианид водорода, распространяющийся вдоль широты падения. По итогам работы Cassini, который исследовал Юпитер в 2000-2001 годах, открыли два новых вещества в атмосфере планеты - диацетилен и так называемый радикал метила. Кроме того, комета доставила в атмосферу планеты огромное количество воды и угарного газа, которые благодаря воздействию ультрафиолета, преобразовались в углекислый газ. Новые вещества теперь распространяются по атмосфере, причем углекислый газ найден на большом удалении к северу и югу от широты удара кометы.
1995г	АМС «Галилео»	С декабря становится первым КА, движущимся по орбите вокруг Юпитера (миссию закончил в сентябре 2003г). Передана колоссальная информация о планете, спутниках и кольцах планеты. Сделано много открытий.
1999г		Начиная с 1999 года, с помощью наземных телескопов нового поколения были открыты 47 спутников Юпитера, подавляющее большинство из которых имеют диаметр в 2—4 километра.
2000г	АМС «Кассини»	В декабре исследовала планету с пролетной траектории. Получены подробные (с разрешением 120км) карты планеты.

Солнечная система