Восход Европы, снятый космическим аппаратом Кассини.
К настоящему времени в Солнечной системе открыто около 180 спутников планет. Развитие астрономии, а также использование для исследования космического пространства межпланетных летательных аппаратов, позволяет фиксировать в нем небесные тела все меньшего размера, поэтому указанная цифра постоянно увеличивается. Более половины обнаруженных сателлитов приходится на спутники Юпитера – самой крупной планеты, вращающейся вокруг Солнца.
На сегодняшний день их количество оценивается цифрой 79, но она достаточно условна и ученые говорят, что фактически их не меньше ста. 50 спутников уже имеют собственные имена – по традиции их называют женскими именами в честь возлюбленных и многочисленных дочерей Юпитера (Зевса). Божества в древние времена особой нравственностью и разборчивостью не отличались, поэтому среди сателлитов Юпитера оказался и Ганимед – прекрасный юноша, понравившийся всемогущему громовержцу и потому похищенный им. Остальные 29 небесных тел, открытые относительно недавно, собственных имен пока не имеют.
Роль спутников Юпитера в развитии астрономии
На снимке слева направо Ганимед, Каллисто, Ио и Европа. Эти спутники входят в число крупнейших в Солнечной системы и могут наблюдаться в небольшой телескоп.
Юпитер стал первой планетой Солнечной системы, у которой были обнаружены сателлиты, если не считать Луну – спутник Земли. Сделал это Галилео Галилей, который в 1610 году с помощью телескопа обнаружил рядом с гигантом маленькие звездочки, которые вели себя необычно по сравнению с другими небесными объектами. Понаблюдав за их перемещениями в течение нескольких дней, он понял, что они вращаются вокруг Юпитера, а значит, являются не самостоятельными планетами, а его спутниками. Так были открыты Ганимед, Европа, Ио и Каллисто.
Измерение скорости света
В XVII веке ученые не имели точного представления о конечности скорости света, поэтому важно было экспериментально узнать, как он распространяется – мгновенно или все-таки нет. Спутники Юпитера смогли помочь решить эту задачу. Если бы световые волны от любых источников распространялись мгновенно, то расположение небесных тел на небе, зафиксированное наблюдателем, полностью бы соответствовало фактическому. Если же это излучение имеет конечную скорость, то реальная картина будет искажена за счет разной удаленности рассматриваемых объектов.
В 1675 году датчанин Оле Ремер, провел расчеты местоположения сателлитов Юпитера для двух случаев: первый – Земля и газовый гигант находятся по одну сторону от Солнца, второй – по разные. Выявив расхождения расчетов и наблюдений, он пришел к правильному выводу, что скорость света имеет конечное значение, но точно вычислить ее не смог по причине отсутствия в тот период времени точных данных по удаленности орбит Земли и Юпитера от Солнца.
Несостоявшаяся звезда
Юпитер, обработанный снимок зонда Вояджер-1
Газовый гигант образовал внутри Солнечной системы свою собственную мини-структуру с многочисленными спутниками самых разных размеров, обращающихся вокруг него. Этот факт, химический состав его атмосферы (водород и гелий), а также поистине внушительные размеры позволяют называть Юпитер несостоявшейся звездой. Однако его массы недостаточно для возникновения термоядерной реакции, а значит, стать ей он так никогда и не сможет. Но будь Юпитер тяжелее на порядок, то в Солнечной системе было бы не одно светило, а целых два, – исследователям Вселенной известны коричневые карлики, имеющие массу примерно в 12-80 раз больше, чем у крупнейшей планеты Солнечной системы, которые относятся к самой легкой «весовой категории» звезд.
Энергия Юпитера
Изучение самой большой планеты Солнечной системы показало, что она излучает энергии примерно в 2,5 раза больше, чем получает извне, что говорит о наличии неких внутренних источников этого явления. Причем излучение Юпитера находится в очень широком диапазоне волн, включая видимый спектр.
Общепризнанное объяснение этого факта пока не найдено. Предполагается, что источниками энергии могут служить процессы фазового перехода металлического водорода в молекулярную фазу. Также большинство исследователей сходятся во мнении, что ядро планеты разогрето за счет внутреннего сжатия и имеет температуру, по разным источникам, от 20 000°С до 30 000°С.
Классификация спутников Юпитера
Если планета имеет много спутников, то в целях удобства их принято делить на три основные группы: главные, внутренние и внешние. Под главными спутниками понимаются наиболее крупные сателлиты, которых у Юпитера четыре: Ганимед, Европа, Ио и Каллисто. Их также часто называют «галилеевы», в честь открывшего их итальянского ученого-астронома. Области пространства вокруг центральной планеты подразделяются по отношению к орбитам главных спутников на внутреннюю и внешнюю области. В зависимости от того, в какой из этих частей пространства находится любой другой сателлит, он имеет название: «внутренний» или «внешний».
Внутренние спутники значительно меньше галилеевых и вращаются по орбитам в 1,8-3,1 радиуса Юпитера, то есть очень близко к его условной поверхности.
Главные сателлиты располагаются несколько дальше, занимая кольцо шириной 20 радиусов планеты, при этом самый близкий из них – Ио – находится в шести радиусах от центра вращения. Внутренние и главные небесные тела, составляющие свиту Юпитера, вращаются в экваториальной плоскости.
Внешние спутники размещаются на расстоянии 2-50 млн. км от центра планеты. Их габариты в основной массе оцениваются в несколько километров, но есть несколько относительно крупных (самый большой – 170 км). Эти небесные тела обычно имеют неправильную форму, эллиптические орбиты и различные наклоны к плоскости экватора.
Часть из них вращается в сторону противоположную вращению планеты и остальных спутников. Расчетным путем можно определить область гравитационного притяжения любого тела (так называемую сферу Хилла), которая для Юпитера составляет около 50 млн. км. Это и есть возможная граница для поиска спутников.
Внутренних сателлитов у Юпитера четыре и все они расположены внутри орбиты Ио – самого близкого к планете галилеева спутника.
Называются они Адрастея, Амальтея, Метида и Фива. Самый крупный из них – Амальтея – имеет неправильную форму, сильно изрыт кратерами и по своим размерам (270х165х150 км) занимает пятое место в системе Юпитера. Фива примерно в два раза меньше (116x98x84 км) и по форме напоминает эллипсоид. Остальные два спутника – Адрастея и Метида – имеют габариты 25x20x15 км и 60x40x34 км соответственно.
Все четыре малых планеты относятся к категории регулярных, т. е. вращаются в том же направлении, что и главные спутники, а их орбиты расположены в экваториальной плоскости и близки к круговой.
Двигаясь почти на одном расстоянии от Юпитера, Метида и Адрастея опережают его вращение вокруг собственной оси, что приводит к возникновению приливных сил, неумолимо приближающих их к поверхности планеты. Поэтому очень высока вероятность, что в итоге они упадут на нее.
Амальтея
Амальтея
Наибольший интерес из указанных спутников вызывает Амальтея, открытая в 1892 году Эдуардом Барнардом. Темно-красный цвет ее поверхности не имеет аналогов в Солнечной системе. Последние исследования позволили предположить, что состоит она в основном изо льда с включениями минералов и серосодержащих веществ.
Такие выводы позволяет сделать низкая плотность небесного тела (900 кг/м3;) и данные анализа его излучения. Но такая гипотеза не объясняет цвет спутника. Если же ее принять за основу, то можно говорить о внеюпитерианском происхождении этого тела, так как поблизости от поверхности Юпитера ледяной сателлит образоваться не мог.
Внешние спутники
Внешние спутники, а в настоящее время их насчитывается 59, отличаются существенно большим разбросом параметров и характеристик, чем у главных и внутренних. Все они обращаются по эллиптическим орбитам, имеющим большой угол наклона к плоскости экватора. Все внешние спутники, которые удалось наблюдать пролетающим мимо космическим аппаратам, визуально напоминают бесформенные глыбы с изъеденной странствиями поверхностью.
Классифицировать их можно по значениям большой полуоси и углу наклона вращения к плоскости экватора Юпитера, а также его направлению. Часть сателлитов движется по очень близким орбитам и, видимо, является кусками более крупного небесного тела, разрушившегося в результате столкновения с другим космическим объектом. Ближе к планете находятся спутники, вращающиеся в том же направлении, что и главные.
Нерегулярные спутники
Далее расположены спутники с обратным движением. Их подразделяют на группы: Ананке, Карме, Гималии и Пасифе. В каждом из указанных семейств выделяется одно крупное (размер – более 14 км) и ряд мелких (менее 4 км) тел.
Схожесть траекторий движения, скорей всего, говорит об общем происхождении спутников одной группы, что дополнительно подтверждается анализом их скоростей, которые между собой отличаются несущественно. Ряд спутников пока не классифицирован и ждет своих исследователей.
Изучение небесных тел, обращающихся на далеких внешних орбитах Юпитера, интересно тем, что они претерпели мало изменений с момента образования и поэтому несут в себе информацию о природе Солнечной системы.
Вероятнее всего, часть из них свободно летела в космическом пространстве из других областей галактики и была захвачена гравитационным полем гигантской планеты. Поэтому анализ их химического состава позволит узнать больше не только о Юпитере и его спутниках, но и о строении Вселенной в целом.
Главные (галилеевы) спутники
Полумесяцы планет и крупнейших спутников Солнечной системы
Главные спутники Юпитера образовались одновременно с ним и имеют орбиты, близкие к круговым. Вращаются они в плоскости экватора на расстоянии от 420 тыс. км до почти 2 млн. км от центра ядра планеты. В системе газового гиганта таких спутников четыре. Их имена в порядке удаления от планеты – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Плотность строения указанных сателлитов зависит от удаленности от планеты. Чем ближе спутник находится к Юпитеру, тем больший удельный вес имеет материал, из которого он состоит. Так у Ио плотность равна 3530 кг/м3, а у Каллисто – 1830 кг/м3. Все эти небесные тела, как и Луна по отношению к Земле, всегда обращены к своей планете одной стороной.
Все спутники Юпитера минимум в полтора больше Луны, а Ганимед – самый крупный сателлит Солнечной системы превышает размеры ее наименьшей планеты – Меркурия на 8% (по диаметру). Правда из-за низкой плотности (1936 кг/м3;) он уступает этой планете в массе более чем в два раза. Ученые считают, что раньше главных спутников было больше, и все они образовались из одного газопылевого облака. Впоследствии часть из них под действием гравитационных сил упала на поверхность Юпитера, и осталось всего четыре, наблюдаемые ныне.
Некоторые особенности галилеевых спутников
Пристальное и длительное изучение астрономами многих стран, а также несколько межпланетных космических миссий, передавших свои наблюдения на Землю, позволили получить очень много интересных данных о главных спутниках Юпитера.
Ио
Ио – самое вулканически активное небесное тело Солнечной системы. Близость массивного Юпитера приводит к разлому поверхности сателлита и активизации выбросов серы, придающей ему оранжево-желтую окраску. Скорей всего, его поверхность состоит из смеси льда и горных пород.
Европа
Европа полностью покрыта коркой водяного льда, под которой может скрываться жидкий океан, объем которого превышает запасы воды на Земле более чем в два раза. Причем на фотографических изображениях поверхность спутника имеет сетчатую структуру, что позволяет говорить о наличии разломов, трещин и проталин. Предполагается, что вода имеется также на Ганимеде и Каллисто. На Европе может быть в два раза больше воды, чем на Земле. Опять же, гравитация планеты, как считается, разогревает недра и согревает ее.
Ганимед — самый крупный спутник, больше чем планета Меркурий. Он единственный в Солнечной системе, у которого имеется собственное магнитное поле.
Каллисто — четвертый спутник, имеет одну из самых густо кратерированых поверхностей. В отличие от других, поверхность Каллисто, очень древняя, с ударными кратерами, ее возраст-миллиарды лет.
Юпитер – планета уникальная по многим параметрам. Если бы он был всего в 3-4 раза больше, то имел бы все шансы стать звездой. Но для этого ему не хватило массы, и Юпитер остался просто газовым гигантом. Но даже так он более чем в 2,5 раза превосходит все остальные планеты вместе взятые.
Ещё один интересный момент – это спутники. На данный момент обнаружено 67 штук. Самый крупный спутник Юпитера заодно является самым большим с Солнечной системе, но кроме него у газового гиганта есть и более мелкие, метеориты, случайно притянутые атмосферой. Первые 4 открыл ещё Галилей, а за ним только очень ленивый или невезучий астроном не обнаруживал что-нибудь ещё. Кстати, поиск не окончен до сих пор, ведь теоретически у этой планеты может быть до 100 спутников. Но по-настоящему крупных среди них не так много, о них мы сегодня и поговорим. Интересно и другое: все спутники этой планеты так или иначе связаны с богом грома и молнии – Зевсом. И за каждом стоит своя история, как правило – амурная.
Довольно живописная поверхность
Рассказывая об этом спутнике Юпитера, не один раз придется употребить слово «единственный»:
- Это единственный спутник Юпитера, который носит мужское имя. Ганимед был виночерпием богов и, по одной из версий, его любовником. Все остальные спутники Юпитера – женщины.
- Ганимед – единственный из всех спутников Солнечной системы, который имеет собственную магнитосферу и даже небольшую атмосферу с кислородом, правда, очень разряженную и тонкую.
- Ганимед – не только крупнейший спутник Юпитера, но и самый большой во всей Солнечной системе. Он больше Луны и даже больше Меркурия. Его диаметр составляет 5268 километр.
А ещё на Ганимеде есть жидкая вода. Правда, она скрыта толщей льда, укрывающей её от космического холода. Но это не мешает учены фантазировать о подводных цивилизациях. Даже если они состоят из пары видов микробов, это будет величайшим открытием и резко повысит наши шансы встретить братьев по разуму.
Второй по размеру спутник Юпитера несколько уступает Ганимеду по диаметру, но совсем немного. У Каллисто он составляет 4820 километров, что меньше диаметра Ганимеда, но больше чем у нашей Луны. Каллисто – второй из галилеевых спутников, открытых им в далеком 1610 году.
Большая, ледяная и вся в кратерах
Интересно и его название. Каллисто была девушкой из свиты богини-охотницы Артемиды, поклявшейся хранить девственность. Но когда Зевс увидел её, то влюбился и принял облик Артемиды, чтобы переспать с Каллисто. Узнав об этом, ревнивая Гера (интересно, почему же ревнивая?) превратила её в медведицу, Зевс же поместил свою возлюбленную на небо в виде созвездия Большой Медведицы.
Зато теперь спутник Каллисто – один из наиболее интересных. В нем есть подземные озера и моря, насыщенные разнообразными химическими элементами. А удаленность от Юпитера обеспечила ему очень низкий уровень радиацию. Именно поэтому Каллисто рассматривают в числе наиболее вероятных претендентов на создание внеземной исследовательской базы, с которой можно было бы исследовать другие планеты и спутники Солнечной системы.
Ио
По традиции, имя третьего по размеру спутника Юпитера (и четвертого Солнечной системы), было выбрано из связанных с Зевсом персонажей. Ио была жрицей Геры, супруги Зевса. После ночи их любви злая Гера превратила соперницу в корову и послала овода гнать её. Спасая любовницу от мучений, Зевс превратил её в созвездие тельца. По другой версии она добежала до моря, названного Ионическим, позже переправилась в Египет, где смогла принять свой облик.
Если в Солнечной системе и есть ад, то, скорее всего, он находится на Ио. Атмосфера состоит из диоксида серы, сера же составляет и большую часть её почвы. На этом спутнике, диаметром в 3630 километров, находятся более 400 постоянно действующих активных вулканов. Лава и вулканический пепел, состоящие в основном из различных соединений серы, постоянно меняют облик этого спутника.
Очередная пассия любвеобильного Зевса, Европа попалась ему на глаза, когда она с подругами играла на берегу моря. Зевс превратился в белого быка и похитил её. С ней на спине он переплыл море и высадился на Крите. Там все самое интересно и случилось. Одним из детей Европы был печально знаменитый Минотавр.
Все самое интересное – подо льдом
Но это лишь миф. Сегодня же Европа – один из самых любимых спутников всех астрономов, ведь именно он имеет больше всего шансов не развитие внеземной жизни, пусть даже и микроскопической.
Это ему обеспечивает подводный океан, глубина которого может более чем вдвое превышать наш. Дополнительный плюс – постоянное сжатие и растяжение, от попадания в гравитационное поле Юпитера. Это «подогревает» спутник, находящийся слишком далеко от Солнца. Поэтому там темно, но все же довольно тепло для существования жидкой воды.
Европа – один из крупнейших спутников Юпитера, она же замыкает четверку обнаруженных Галилеем. В масштабах Солнечной системы она тоже попала в престижную пятерку, пусть и последним номером. А ещё она чаще всего упоминается в самых разных фантастических фильмах и книгах как потенциальная обитаемая планета.
Если вы подумали, что Амальтея – это ещё одна любовница Зевса, вы не угадали. Это коза, которая выкормила его, когда он был младенцем. Позже, Зевс натянул её шкуру на свой щит, Эгиду, а из одного из рогов сделал Рог изобилия (хорошая благодарность). В общем, легендарная была коза.
Амальтея, в отличие от других спутников, не имеет правильной сферической формы. Фактически, это сильно испещренный кратерами кусок камня. У него даже нельзя определить средний диаметр, ведь в каждом измерении он отличается. В большинстве случаев её размеры обозначают как 262 на 146 на 134 километров.
Гималия
Ганимед, Каллисто, Ио и Европа – крупнейшие из спутников Юпитера. Остальные и открыты были позже, и размеры имеют менее впечатляющие. Так диаметр Гималии составляет около 183 километров.
Она названа именем ничем непримечательной нимфы, одной из многочисленных любовниц Зевса. Зато спутник – более чем примечательный. Во-первых, он один из самых крупных нерегулярных спутников, что уже выделяет его из общего списка.
А ещё Гималия – крупнейший спутник так называемой «группы Гималии», в которую входят кроме неё ещё три: Леда, Лиситея и Элара. Они движутся по близким орбитам и, скорее всего, имеют общее происхождение.
Перечислять большие спутники Юпитера можно ещё очень и очень долго, ведь их более полусотни. Но о самых крупных мы уже рассказали, а значит, на этом можно ставить точку.
Части материала о спутниках, их было всего три - Луна у Земли и два спутника Марса. Сегодня мы говорим о спутниках всего одной планеты, но количество спутников у планеты просто невероятное.
Юпитер занимает особое место в Солнечной системе, ведь он практически в два с половиной раза больше, чем все планеты вместе взятые. Юпитер настолько массивен, что их общий с Солнцем центр масс лежит над поверхностью Солнца.
Общий центр масс Юпитера с Солнцем указан точкой
У Юпитера очень мощное радиационное излучение, в Солнечной системе уровень выше только у Солнца. В сравнении с другими планетами вокруг него вращается огромное количество спутников.
Благодаря наземным наблюдениям системы Юпитера к концу 70-х годов было известно тринадцать спутников. В 1979 году, совершая пролёт мимо Юпитера, космический аппарат «Вояджер-1» обнаружил ещё три спутника. В дальнейшем с помощью наземных телескопов нового поколения был открыт ещё 51 спутник Юпитера.
Подавляющее большинство спутников имеют диаметр в 2–4 километра. Учёные предполагают, что спутников у Юпитера не меньше ста, но, как уже сказано, на сегодняшний день зарегистрировано 67, а хорошо изучено 63.
Спутники Юпитера разделяют на три группы: галилеевы, внутренние и внешние. Начнём с галилеевых.
Галилеевы спутники
Четыре самых крупных спутника - Ио, Европа, Ганимед и Каллисто открыл Галилео Галилей в 1610 году, и поэтому сейчас они носят название «галилеевых». Эти спутники образовались из газа и пыли, которые окружали Юпитер после его формирования.
Галилеевы спутники Юпитера. Слева направо, в порядке удаления от Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто
Сравнение размеров. В верхнем ряду, слева направо, в порядке удаления от Юпитера: Ио, Европа, Ганимед, Каллисто. Внизу Земля и Луна
Ио
Ио - пятый по счёту спутник Юпитера, является самым вулканическим активным телом в Солнечной системе. Его возраст составляет четыре с половиной миллиарда лет; примерно такого же возраста Юпитер. Спутник всегда повёрнут к своей планете одной стороной. Расстояние от поверхности Юпитера до Ио составляет 350 тысяч километров. Его диаметр равен 3642 километрам - чуть больше чем у Луны (3474 километра). Он является четвёртым по величине спутником в Солнечной системе.
Вулканическая активность на спутниках - крайне редкое явление в Солнечной системе и Ио в нашей системе несомненный фаворит по данному показателю. Он входит в число четырёх известных в настоящее время космических тел Солнечной системы, на которых идут процессы вулканической активности. Помимо него: Земля, Тритон (спутник Нептуна) и Энцелад (спутник Сатурна). Также в вулканизме «подозревается» Венера (область Бета), однако активных вулканов на ней пока замечено не было.
Извержения на Ио гигантские, их хорошо заметно из космоса. Вулканы извергают серу на высоту в триста километров. На поверхности спутника отчётливо видно множество лавовых потоков и свыше ста кальдер, но отсутствуют ударные кратеры; вся поверхность покрыта серой в различных красочных формах. Атмосфера спутника Ио содержит в основном диоксид серы, это связанно с высокой вулканической активностью.
Анимация извержения в патерах Тваштара, составленная из пяти снимков, сделанных космическим аппаратом «Новые горизонты» в 2007 году
Из-за близости к Юпитеру на спутник действуют огромные гравитационные силы планеты, что вызывает приливные силы, создающие огромное трение внутри спутника, поэтому происходит разогрев, как недр Ио, так и его поверхности. Гравитационные силы планеты постоянно вытягивают и деформируют спутник. Некоторые части спутника нагреты до трёхсот градусов Цельсия; также на Ио обнаружено двенадцать вулканов, извергающих магму на высоту до трёхсот километров.
Извержение вулкана Пеле на Ио, снятое космическим аппаратом «Вояджер-2»
Кроме Юпитера на Ио действуют силы притяжения других спутников - Ганимеда и Европы. Основное влияние оказывает спутник Европа, обеспечивая его дополнительный разогрев. В отличие от земных вулканов, имеющих долгое время «сна» и относительно короткий период извержений, вулканы раскалённого спутника всегда активны. Постоянно вытекающая расплавленная магма образует реки и озёра. Самое крупное расплавленное озеро имеет в диаметре двадцать километров и в нём есть остров застывшей серы.
Движение Ио сквозь магнитосферу Юпитера вырабатывает мощное электричество, вызывающее сильнейшие грозы в верхней части атмосферы Юпитера. Но не только Юпитеру плохо от их взаимодействия - его мощные магнитные пояса каждую секунду забирают от Ио 1000 килограммов веществ. Это дополнительно усиливает магнитосферу Юпитера, фактически увеличивая её размеры в два раза.
Европа
Европа шестой по удалённости от Юпитера спутник. Его поверхность покрыта слоем льда, учёные полагают, что под ним существует жидкий океан. Европа возрастом около четырёх с половиной миллиарда лет - примерно того же возраста, что и Юпитер.
Поскольку поверхность спутника молодая (примерно сто миллионов лет), на ней почти нет метеоритных кратеров, которые в большом количестве возникали 4,5 млрд лет назад. Учёными было найдено всего пять кратеров на поверхности Европы, их диаметр составляет 10–30 километров.
Орбитальное расстояние Европы от Юпитера равно 670 900 километрам. Спутник повёрнут к планете всё время одной стороной, диаметр его равен 3100 километрам, следовательно, Европа меньше Луны, но больше, чем Плутон. Температура поверхности Европы на экваторе никогда не поднимается выше минус 160 градусов Цельсия, а на полюсах выше минус 220 градусов Цельсия.
Две модели структуры Европы
Учёные предполагают, что глубоко под поверхностью спутника существует океан, и что в этом океане могут быть обнаружены формы жизни. Они могут существовать благодаря термальным источникам рядом с подземными вулканами, так же, как и на Земле. Количество воды на Европе больше в два раза, чем на нашей планете.
Колебания формы Европы, связанные с приливами, заставляющие её, то вытягиваться, то вновь скругляться
Поверхность спутника покрыта трещинами. Многие считают, что это вызвано приливными силами на берегу океана под поверхностью. Вполне возможно, что вода подо льдом поднимается выше, чем обычно, когда спутник подходит близко к Юпитеру. И если это так, то постоянные подъёмы и опускания уровня воды вызвали множество трещин, наблюдаемых на поверхности. Многие учёные считают, что океан под поверхностью иногда прорывается, через трещины (как лава из вулкана), а затем замерзает. Айсберги, наблюдаемые на поверхности спутника Европы, могут быть доказательством этой теории.
Европа является одним из самых гладких тел в Солнечной системе - на ней нет возвышенностей более ста метров. Атмосфера на спутнике разрежённая, и состоит в основном из молекулярного кислорода. Вероятно, это стало результатом разложения льда на водород и кислород под действием солнечной радиации и другого жёсткого излучения. Молекулярный водород быстро улетучивается с поверхности спутника, поскольку он достаточно лёгкий, а сила тяготения Европы слабая.
Ганимед
Ганимед - самый крупный спутник в Солнечной системе. Его диаметр равен 5268 километрам - это больше на 2 %, чем у Титана (второго по величине спутника в Солнечной системе) и больше на 8 %, чем у Меркурия. Если бы он вращался по орбите вокруг Солнца, а не вокруг Юпитера, его бы классифицировали как планету. Расстояние от Ганимеда до поверхности Юпитера равно примерно 1070000 километров. Он является единственным спутником в Солнечной системе, обладающим собственной магнитосферой.
Поверхность Ганимеда разделяют на две группы. Первая - странные полосы льда, порождённые активными геологическими процессами три с половиной миллиарда лет назад, которая занимает 60 % поверхности. Вторая группа (оставшиеся 40 % поверхности, соответственно) - древняя мощная ледяная кора, покрытая многочисленными кратерами.
Возможное внутреннее строение Ганимеда
Тепло, которое идет от ядра и силикатной мантии, позволяет существовать подземному океану. Считается, что он расположен на глубине двухсот километров под поверхностью, в отличие от спутника Европа, который имеет большой океан ближе к поверхности.
Атмосфера спутника тонкая и состоит из кислорода, похожа на найденную у Европы. Кратеры на Ганимеде почти не возвышаются и очень плоские, по сравнению с кратерами на других спутниках. У них нет центральной впадины, характерной для кратеров на Луне. Это, вероятно, из-за медленного и постепенного движения мягкой ледяной поверхности.
Каллисто
Каллисто является третьим по величине спутником в Солнечной системе. Его диаметр равен 4820 км, что является около 99 % диаметра Меркурия, а масса - всего треть от массы этой планеты. Возраст Каллисто составляет около 4,5 миллиарда лет, примерно такого же возраста, как Ганимед, Европа, Ио и сам Юпитер. Спутник удалён от планеты на расстояние почти 1,9 миллионов километров (1 882 700 км). Из-за большого расстояния от планеты он находится вне жёсткого радиационного поля газового гиганта.
Каллисто
У Каллисто одна из самых древних поверхностей в Солнечной системе - её возраст равен примерно четырём миллиардам лет. Она вся покрыта кратерами, и каждый новый удар метеорита непременно попадал в уже образованный кратер. Древняя поверхность дошла до наших дней благодаря отсутствию бурной тектонической деятельности и разогрева поверхности спутника с момента его образования.
Многие учёные считают, что Каллисто покрыт огромным слоем льда, под которым расположен океан, а центр Каллисто содержит горные породы и железо. Атмосфера Каллисто разреженная и состоит из диоксида углерода.
Одно из самых примечательных мест на Каллисто - кратер Вальхалла. Кратер состоит из яркого центрального региона диаметром 360 км, вокруг него располагаются гребни в виде концентрических колец радиусом до 1900 километров: они расходятся от него словно кольца от брошенного в воду камня. В целом диаметр Вальхаллы составляет около 3800 километров. Это самая большая местность, образовавшейся вокруг ударного кратера во всей Солнечной системе. Сам кратер по своим размерам стоит только на тринадцатом месте в Солнечной системе. Такая структура возникла из-за столкновения спутника со сравнительно крупным астероидом размером 10–20 километров.
Вальхалла - ударный бассейн на спутнике Каллисто
Поскольку Каллисто находится вне жёсткого радиационного поля Юпитера, его рассматривают как приоритетный объект (после Луны и Марса) для строительства космической базы. Воду можно добывать изо льда спутника, а с его поверхности проводить исследование другого спутника Юпитера - Европы. Полёт на Каллисто может занять от двух до пяти лет. Предполагается, что первая пилотируемая миссия к этому спутнику отправится не раньше 2040 года, а возможно и ещё позже.
Модель внутреннего строения Каллисто. Показаны: ледяная кора, возможный водный океан и ядро из камней и льдов
Внутренние спутники Юпитера
Почему они внутренние? Дело в том, что орбиты этих спутников расположены очень близко к Юпитеру и все они внутри орбиты Ио - самого близкого к планете галилеева спутника. Их всего четыре: Метида, Амальтея, Адрастея и Фива.
Ведущая сторона Амальтеи (Юпитер справа, север сверху). Кратер Пан виден на правом верхнем краю, Гея (с яркими склонами) - на нижнем. Цветное фото «Вояджера-1» (1979)
Амальтея, 3D модель
Эти спутники, а также ряд пока ещё невидимых внутренних небольших лун, пополняют и поддерживают слабую систему колец Юпитера. Метида и Адрастея помогают поддерживать основное кольцо Юпитера, а Амальтея и Фива поддерживают свои собственные слабые внешние кольца.
Наибольший интерес из спутников внутренней группы вызывает Амальтея. Поверхность этого спутника имеет тёмно-красный цвет, у которого аналогов в Солнечной системе нет. Учёные предполагают, что она состоит в основном изо льда с включениями минералов и серосодержащих веществ, но эта гипотеза не объясняет цвет спутника. Скорее всего, Юпитер захватил спутник извне, как это делает регулярно с кометами.
Внешние спутники Юпитера
Внешняя группа состоит из маленьких спутников, диаметр которых от одного до ста семидесяти километров. Движутся они по вытянутым и сильно наклоненным к экватору Юпитера орбитам. В настоящее время насчитывается 59 спутников внешней группы. Спутники, которые расположены близко к планете, движутся по своим орбитам в сторону вращения Юпитера, а большинство удалённых спутников движутся в обратном направлении.
Орбиты спутников Юпитера
Некоторые малые спутники движутся почти по одинаковым орбитам, считается, что всё это остатки более крупных спутников, которые разрушила сила тяготения Юпитера. Все внешние спутники, которые наблюдались космическими аппаратами, пролетающими мимо, внешне напоминают бесформенные глыбы. Скорее всего, некоторые из них свободно летали в космосе, пока не были захвачены гравитационным полем Юпитера.
Кольца Юпитера
Кроме спутников у Юпитера есть система колец. Да, у Юпитера тоже есть кольца. Кроме того, они есть у всех четырёх газовых гигантов в нашей Солнечной системе. Но в отличие от Сатурна, который имеет блестящие ледяные кольца, кольца Юпитера имеют незначительную пыльную структуру. Именно поэтому кольца Сатурна были открыты ещё в 1610 году Галилеем, а слабые кольца Юпитера лишь в 1970 годах, когда космический корабль впервые посетил систему Юпитера.
Изображение Главного кольца, полученное Галилео при прямо-рассеянном свете
Кольцевая система Юпитера состоит из четырёх основных компонентов: «гало» - толстый тор из частиц, относительно яркое и очень тонкое «Главное кольцо», а также два широких и слабых внешних кольца, известных как «паутинные кольца».
«Главное кольцо» и гало состоят в основном из пыли с Метиды, Адрастеи и, возможно, ещё нескольких спутников. Гало имеет форму пончика, его ширина составляет около двадцати-сорока тысяч километров, хотя большинство его материала лежит в пределах нескольких сотен километров от плоскости кольца. Его форма, как полагают, связана с электромагнитными силами внутри магнитосферы Юпитера, действующими на частицы пыли кольца.
«Паутинные кольца» - кольца тонкие и прозрачные как паутина, называются по материалу спутников, которые их и формируют: Амальтеи и Фивы. Внешние края Главного кольца очерчивают спутники Адрастея и Метис.
Кольца Юпитера и внутренние спутники
Мы прощаемся с Юпитером и его спутниками и продолжаем наше путешествие дальше. В следующей статье будем разбирать спутники и кольца Сатурна.
Значительная часть всех спутников была открыта на стыке двух тысячелетий, в последнее время. Многие из этих открытий еще не подтверждены, для большинства из них не проводилось нужного числа наблюдений и расчетов орбит. Почти все новые спутники имеют значительный угол наклона орбиты к экватору планеты и предпочитают вращаться в сторону, обратную направлению вращения Юпитера.
Юпитер из-за влияния на него приливных сил, вызванных галилеевыми спутниками, тормозится в своем вращении вокруг собственной оси. Однако он не остается в долгу, замедляя движение всех спутников по орбитам, и те медленно от него удаляются. Насколько это известно, все спутники Юпитера обращены к нему одной стороной, настолько сильно он замедлил их осевое вращение. Напомним, что то же произошло с нашей Луной под влиянием Земли.
По большей части, спутники Юпитера носят мифические имена любовниц Громовержца.
Размеры
— 60 × 40 × 34 км.
Расстояние до Сатурна
127 690 км.
Период обращения
7 ч. 4 м. 29 с.
Метида обращается вокруг Юпитера быстрее, чем он - вокруг своей оси. Это одна из наименее изученных лун Юпитера. Необычная орбита защищает ее от любопытных человеческих глаз.
Размеры
— 20 × 16 × 14 км.
Расстояние до Сатурна
128 690 км.
Период обращения
7 ч. 9 м. 30 с.
Адрастея движется непосредственно в системе колец Юпитера и, предположительно, является для кольца источником материала. Орбита Адрастеи почти совпадает с орбитой Метиды.
Размеры
— 250 × 146 × 128 км.
Расстояние до Сатурна
181 366 км.
Период обращения
11 ч. 57 м. 23 с.
Амальтея - один из самых красных объектов Солнечной системы. Вопреки ледяному составу, поверхность Амальтеи красного цвета.
Размеры
— 116 × 98 × 84 км.
Расстояние до Сатурна
221 889 км.
Период обращения
16 ч. 11 м. 17 с.
Фива - самый дальний из внутренних спутников Юпитера. Она ориентирована в пространстве так, что вытянутый конец оси всегда направлен к Юпитеру.
Диаметр
— 3642 км.
Расстояние до Сатурна
421 700 км.
Период обращения
1,77 дня
Этот спутник является самым геологически активным телом Солнечной системы, на нём находится более 400 действующих вулканов.
Диаметр
— 3122 км.
Расстояние до Сатурна
671 034 км.
Период обращения
3,55 дня
В наше время Европа рассматривается в качестве одного из основных мест в Солнечной системе, где возможна внеземная жизнь.
Диаметр
— 5260 км.
Расстояние до Сатурна
1 070 412 км.
Период обращения
7,15 дня
Ганимед является самым крупным и самым массивным спутником в Солнечной системе. Ганимед - единственный спутник в Солнечной системе, обладающий собственной магнитосферой.
Диаметр
— 4820 км.
Расстояние до Сатурна
1 882 709 км.
Период обращения
16,69 дня
Сильно изрытый кратерами поверхностный слой Каллисто покоится на холодной и жёсткой ледяной литосфере, толщина которой по разным оценкам составляет от 80 до 150 км.
Диаметр
— 8 км.
Расстояние до Сатурна
7 393 216 км.
Период обращения
129,87 дня
В отличие от большинства спутников Юпитера, которые в соответствии со своими орбитальными свойствами образуют группы, Фемисто обращается в одиночестве.
Леда
Диаметр
— 10 км.
Расстояние до Сатурна
11 187 781 км.
Период обращения
241,75 дня
Гималия
Диаметр
— 170 км.
Расстояние до Сатурна
11 451 971 км.
Период обращения
250,37 дня
Лиситея
Диаметр
— 36 км.
Расстояние до Сатурна
11 740 560 км.
Период обращения
259,89 дня
Элара
Диаметр
— 86 км.
Расстояние до Сатурна
11 778 034 км.
Период обращения
261,14 дня
Дия
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
12 570 424 км.
Период обращения
287,93 дня
Диаметр
— 3 км.
Расстояние до Сатурна
17 144 873 км.
Период обращения
458,62 дня
Карпо является одиночным спутником и не принадлежит ни к какой группе. Наклонение орбиты ограничивается эффектом Козаи, вызывающим периодический обмен между эксцентриситетом и наклонением орбиты.
S/2003 J 12
Диаметр
— 1 км.
Расстояние до Сатурна
17 739 539 км.
Период обращения
−482,69 дня
Эвпорие
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
19 088 434 км.
Период обращения
−538,78 дня
S/2003 J 3
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
19 621 780 км.
Период обращения
−561,52 дня
S/2003 J 18
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
19 812 577 км.
Период обращения
−569,73 дня
S/2011 J 1
Диаметр
— 1 км.
Расстояние до Сатурна
20 101 000 км.
Период обращения
−580,7 дня
S/2010 J 2
Диаметр
— 1 км.
Расстояние до Сатурна
20 307 150 км.
Период обращения
−588,82 дня
Тельксиное
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
20 453 753 км.
Период обращения
−597,61 дня
Эванте
Диаметр
— 3 км.
Расстояние до Сатурна
20 464 854 км.
Период обращения
−598,09 дня
Гелике
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
20 540 266 км.
Период обращения
−601,40 дня
Ортозие
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
20 567 971 км.
Период обращения
−602,62 дня
Иокасте
Диаметр
— 5 км.
Расстояние до Сатурна
20 722 566 км.
Период обращения
−609,43 дня
S/2003 J 16
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
20 743 779 км.
Период обращения
−610,36 дня
Праксидике
Диаметр
— 7 км.
Расстояние до Сатурна
20 823 948 км.
Период обращения
−613,90 дня
Гарпалике
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
21 063 814 км.
Период обращения
−624,54 дня
Мнеме
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
21 129 786 км.
Период обращения
−627,48 дня
Гермиппе
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
21 182 086 км.
Период обращения
−629,81 дня
Тионе
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
21 405 570 км.
Период обращения
−639,80 дня
Ананке
Диаметр
— 28 км.
Расстояние до Сатурна
21 454 952 км.
Период обращения
−642,02 дня
Герсе
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
22 134 306 км.
Период обращения
−672,75 дня
Этне
Диаметр
— 3 км.
Расстояние до Сатурна
22 285 161 км.
Период обращения
−679,64 дня
Кале
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
22 409 207 км.
Период обращения
−685,32 дня
Тайгете
Диаметр
— 5 км.
Расстояние до Сатурна
22 438 648 км.
Период обращения
−686,67 дня
S/2003 J 19
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
22 709 061 км.
Период обращения
−699,12 дня
Халдене
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
22 713 444 км.
Период обращения
−699,33 дня
S/2003 J 15
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
22 720 999 км.
Период обращения
−699,68 дня
S/2003 J 10
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
22 730 813 км.
Период обращения
−700,13 дня
S/2003 J 23
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
22 739 654 км.
Период обращения
−700,54 дня
Эриноме
Диаметр
— 3 км.
Расстояние до Сатурна
22 986 266 км.
Период обращения
−711,96 дня
Аойде
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
23 044 175 км.
Период обращения
−714,66 дня
Каллихоре
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
23 111 823 км.
Период обращения
−717,81 дня
Калике
Диаметр
— 5 км.
Расстояние до Сатурна
23 180 773 км.
Период обращения
−721,02 дня
Карме
Диаметр
— 46 км.
Расстояние до Сатурна
23 197 992 км.
Период обращения
−721,82 дня
Каллирое
Диаметр
— 9 км.
Расстояние до Сатурна
23 214 986 км.
Период обращения
−722,62 дня
Эвридоме
Диаметр
— 3 км.
Расстояние до Сатурна
23 230 858 км.
Период обращения
−723,36 дня
S/2011 J 2
Диаметр
— 1 км.
Расстояние до Сатурна
23 267 000 км.
Период обращения
−726,8 дня
Пазифее
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
23 307 318 км.
Период обращения
−726,93 дня
S/2010 J 1
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
23 314 335 км.
Период обращения
−724,34 дня
Коре
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
23 345 093 км.
Период обращения
−776,02 дня
Киллене
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
23 396 269 км.
Период обращения
−731,10 дня
Эвкеладе
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
23 483 694 км.
Период обращения
−735,20 дня
S/2003 J 4
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
23 570 790 км.
Период обращения
−739,29 дня
Пасифе
Диаметр
— 60 км.
Расстояние до Сатурна
23 609 042 км.
Период обращения
−741,09 дня
Гегемоне
Диаметр
— 3 км.
Расстояние до Сатурна
23 702 511 км.
Период обращения
−745,50 дня
Архе
Диаметр
— 3 км.
Расстояние до Сатурна
23 717 051 км.
Период обращения
−746,19 дня
Исоное
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
23 800 647 км.
Период обращения
−750,13 дня
S/2003 J 9
Диаметр
— 1 км.
Расстояние до Сатурна
23 857 808 км.
Период обращения
−752,84 дня
S/2003 J 5
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
23 973 926 км.
Период обращения
−758,34 дня
Синопе
Диаметр
— 38 км.
Расстояние до Сатурна
24 057 865 км.
Период обращения
−762,33 дня
Спонде
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
24 252 627 км.
Период обращения
−771,60 дня
Автоное
Диаметр
— 4 км.
Расстояние до Сатурна
24 264 445 км.
Период обращения
−772,17 дня
Мегаклите
Диаметр
— 5 км.
Расстояние до Сатурна
24 687 239 км.
Период обращения
−792,44 дня
S/2003 J 2
Диаметр
— 2 км.
Расстояние до Сатурна
30 290 846 км.
Период обращения
−1077,02 дня
Галилеевы спутники (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто) являются одними из самых интересных объектов для наблюдения в Солнечной системе. Обладая даже несложными инструментами и начальными навыками, Вы можете увидеть эти спутники и, так сказать, пойти по стопам самого Галилея. Спутники вращаются вблизи плоскости экватора Юпитера, а тот, в свою очередь, почти совпадает с плоскостью орбит Земли и Юпитера. Из-за этого мы наблюдаем движение галилеевых спутников сбоку. Все пять небесных тел выстраиваются для нас в цепочку. Иногда один, два, а еще реже три или четыре спутника увидеть не удается. Спутники могут находится либо прямо за планетой, либо перед ней. Сведения о всех явлениях в системе спутников Юпитера можно найти в астрономических календарях.
«Несостоявшаяся звезда» — так называют Юпитер многие астрономы. Несомненно, Юпитер занимает особое место в Солнечной системе, хотя бы потому, что он практически в 2,5 раза крупнее, чем все планеты вместе взятые. А еще у него очень мощное радиационное излучение, уровень которого ниже лишь Солнечного.
Хотя звезды из Юпитера и не вышло, но у него есть своя «система в системе». Вокруг него вращается огромное количество спутников, по сравнению с другими планетами. Сколько спутников у Юпитера сказать точно нельзя, так как ученые предполагают, что их не менее 100, но на сегодняшний день зарегистрировано 79.
Извержение вулкана на Ио
Их обычно разделяют на 3 группы: галилеевы, внутренние и внешние. Самые большие и первые были обнаружены Галилеем в 1610 году – это , Ио, Каллисто и Ганимед, названные так в честь античных героев.
Ио
Ближайший к Юпитеру из галлиевых спутников. Он славится своими вулканами — у Ио самая активная вулканическая деятельность из всех космических объектов Солнечной системы. На всей его поверхности располагаются вулканические кратеры. Извергаемая ими лава имеет достаточно разнообразный спектр цветов – от желтого до коричневого и даже черного. Именно продукты извержения вулканов образуют поверхность Ио, преимущественно оранжевого цвета.
Европа
Имеет очень интересный рельеф поверхности, над происхождением которого ученые ломают голову на протяжении уже нескольких десятилетий. Он представляет собой некую сеточку из трещин и разломов глыбы льда, составляющего «внешнюю оболочку» Европы. Предполагается, что наличие океана подо льдом обуславливает появление теплых вод, которые поднимаются из недр и, замерзая, разрывают ледяную поверхность.
Ганимед
Отличается своей величественностью по отношению к другим спутникам и не только Юпитера. Он покрыт толстым пластом льда и имеет сильное магнитное поле, сравнимое с магнитным полем некоторых планет. Ученые предполагают в недрах Ганимеда наличие океана, похожего на Земной, что обуславливает такую электропроводимость вод. Если бы Ганимед не был спутником, он мог стать еще одной планетой.
Каллисто
Покрыт огромным количеством кратеров, коих не наблюдается ни у одного космического тела. Такой факт свидетельствует об очень древнем происхождении Каллисто и отсутствия у него геологической активности.
Спутники с обратным вращением
Такие спутники двигаются навстречу всем другим спутникам Юпитера, причем положение орбиты слегка наклонено по отношению к их планете. Такие особенности и значительная удаленность от Юпитера дает основание предполагать, что в прошлом это обычные астероиды, попавшие в гравитационное притяжение Юпитера. Они «помечены» буквой е в окончании их названий – Синопе, Карме, Ананке и Пасифе.
Небольшой научно-популярный фильм про Юпитер
