Юпитер — Спутники Юпитера

Спутники Юпитера

Первые 4 спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед, Каллисто) были открыты в 1610 г. Галилеем, за что их называют Галилеевыми спутниками. Два из них больше Луны, два - чуть меньше. К середине XX века были известны 12 спутников, сейчас (в 1989 г.) - 16. Все они гораздо меньше галилеевых. Рассмотрим данные по ним, начиная с ближайших к планете.

МЕТИДА и АДРАСТЕЯ

Оба ближайших спутника находятся примерно в 1,8 радиусах от центра планеты и своими орбитами снаружи оконтуривают тонкое и прозрачное кольцо Юпитера (в 128 и 129 тысячах км от центра планеты). От кольца ближе к Юпитеру тянется ещё более разреженное гало из мелких частиц. Видимо, спутники находятся на той грани приближения к Юпитеру, когда они могут быть разорваны его приливными силами и образовать кольца (на границе зоны Роша). Они как бы "пасут" частицы кольца, не давая им выходить за пределы их орбит. Диаметры этих тел составляют соответственно 40 и 25-15 км, но это весьма приближённые данные. Оборот вокруг Юпитера совершается менее, чем за треть земных суток. Открыты в 1979 г.

АМАЛЬТЕЯ

В 2,5 радиусах от центра планеты (в 131 200 км от поверхности планеты). Открыта в 1892 г. Барнардом, но сведений о ней до сих пор мало. Диаметр - 270 км (по другим данным - 270-150). Оборот вокруг Юпитера совершает за половину суток.

ФЕБА (или ТЕБА)

В 3,1 радиуса от планеты. Открыта в 1979 г. Диаметр порядка 100 км, но точных данных нет.

ИО

В 5,9 радиусах от центра планеты (в 422 000 км от её поверхности), оборот за 1,8 земных суток, в 3 градусах к орбите планеты, диаметром 3460 км (по последним данным - 3630 км), массой 1/83 Земли. Приливные силы Юпитера разогревают ближайший крупный спутник, в результате чего на нём непрерывно действуют вулканы, извергая сернистый газ и лаву из серной кислоты (лава вырывается вверх до 30 км фонтанами, а газы, по некоторым данным, - до 300 км). "Вояджер-1" открыл 8 одновременно действующих вулканов, а "Вояджер-2" через несколько месяцев сообщил, что шесть из них продолжают извергать лаву. Всего, как сообщалось, открыто 12 действующих вулканов. Но уже к 1998 г., в результате наблюдений станции "Галилео", были известны 32 действующих вулкана. Метеоритные кратеры практически отсутствуют, так как залиты лавой. Лавы выделяется столько, что за год она может покрыть всё небесное тело слоем в 1,5 см. Поверхность разноцветна, это свежая или уже успевшая потемнеть лава (данные "Вояджеров"). За 17 лет после полёта "Вояджеров" отдельные районы Ио сменили цвет с ярко-красного на бледно-жёлтый (пятна величиной с Бельгию). Из глубин во время извержений выносится сера разного цвета. Крупнейшее лавовое море - возле вулкана Локи - имеет поперечник 200 км. Орбита Ио находится в водородном торе (выбросы вулканов). Вулканически активные области нагреты, как указывалось ранее, не менее, чем до 300 градусов Цельсия. Измерения "Галилео" показали, что в районе кратеров температура поверхности достигает 1800 градусов Кельвина, а, значит, в недрах должна доходить до 2000 градусов Кельвина. На Земле соответствующая температура составляет только 1600 градусов Кельвина. Ио обращена к Юпитеру одной стороной и образует два приливных горба, но, так как орбита спутника вытянутая, горбы слегка перемещаются по Ио, как бы покачиваются и разогревают недра (см. о таком "покачивании" для Луны). Как указано в заметке 1999-го года (Что нового в семействе Юпитера), вулканы и вулканические расщелины приурочены именно к этим горбам, то есть имеются в ближайшей к Юпитеру точке, а также в самой удалённой от него точке. По недавним сведениям, Ио обладает своим собственным магнитным полем;

вещество в недрах нагрето, а потому металлы стекли в центр, образовав ядро. Над ядром расположена каменная (силикатная) мантия, а поверхностного ледяного слоя нет. Интересно, но за 17 лет один из вулканов переместился на 80 км. От Ио к Юпитеру тянутся две яркие полосы, в пределах которых происходит электрический разряд между атмосферами Ио и Юпитера с силой тока до 1 миллиона амперов. Полярные сияния Ио имеют интенсивный синий цвет. Светлые или голубоватые электрические дуги видны также над некоторыми вулканами. Они генерируются напряжением более 400 кВ. Свечение вызывается взаимодействием электрических полей с сернистым газом. Есть также области красного и зелёного свечения: возбуждение соответственно кислорода и водорода заряженными частицами магнитного поля Юпитера.

ЕВРОПА

В 9,4 радиусах от центра планеты (в 671 000 км от её поверхности), оборот за 3,6 земных суток, в 3 градусах к орбите планеты, диаметром 3050 км (по последним данным - 3140 км), массой 1/125 Земли. Приливные силы Юпитера разогревают близкий спутник, в результате чего на нём не так холодно, как на большинстве маленьких небесных тел Солнечной системы. Кратеры не видны, и по этому предполагается, что вся Европа покрыта океаном со слоем незамёрзшей воды глубиной порядка 100 км, а сверху плавает лёд толщиной порядка 30 км (по данным "Вояджеров").

По более поздним и уточнённым данным в результате пролёта "Галилео" в 205 км считается, что вся водно-ледяная оболочка имеет толщину 80-170 км и с наибольшей вероятностью - 100 км, а металлическое ядро больше, чем думали, и занимает до 50% радиуса Европы. Открыто также возмущение магнитного поля Юпитера вблизи Европы, что тоже косвенно говорит о наличии океана с солёной водой: поле искажается вихревыми токами, а они могут распространяться лишь в проводящей жидкости. Подо льдом теоретически возможна жизнь хемосинтетиков. Ведь и на Земле жизнь когда-то была возможна только в океане. На снимках с "Галилео" обнаружено гораздо больше кратеров. Но всё равно кратеров мало. Обнаружен, например, только один трёхкилометровый кратер. Кратеров диаметрами от 10 до 30 км имеется пять. Зато вся поверхность изрезана длинными, ветвящимися и пересекающимися бороздами - проявлениями своеобразного ледяного вулканизма, то есть вода периоди- чески изливается на поверхность из трещин и т.п. образований. У нас такое явление называют наледью. Недавно при помощи "Галилео" на Европе найден сульфат магния, как в земных солончаках, а рядом - разломы, трещины. Вероятно, вода выливается из трещин на поверхность, а потом испаряется, оставляя соль. Установлено, что Европа обладает собственным магнитным полем; вещество в недрах дифференцировано, и имеется металлическое ядро. В декабре 1996 г. и в феврале 1997 г. станция "Галилео" 6 раз оказывалась за Европой, но радиосигналы, хоть с помехами, всё-таки доходили до Земли. По характеру этих помех поняли, что у Европы есть ионосфера плотностью не выше 10 000 электронов в 1 см объёма. Образовалась она в результате того, что заряженные частицы из магнитосферы Юпитера выбивают изо льда отдельные ядра и атомы. Таким образом, у Европы имеется разреженная атмосфера. В 2003 г. американцы планируют послать на Европу аппарат "Europa Observer" с таким же радаром, каким нашли подлёдные озёра в Антарктиде. Аппарат должен будет найти место с самым тонким льдом. Следующий аппарат будет проплавлять лёд и брать пробы воды с целью обнаружить жизнь.

ГАНИМЕД

В 15,0 радиусах от центра планеты (в 1 071 000 км от её поверхности), оборот за 7,2 земных суток, в 3 градусах к орбите планеты, диаметром 5070 км (по последним данным - 5260 км), массой 1/40 Земли (в 2 раза массивнее Луны, самый массивный спутник в Солнечной системе). Приливные силы Юпитера не столь ощутимы. Обычный лунный облик: "моря" и "материки", метеоритные кратеры, хребты и расщелины катастрофического происхождения. Покрыт льдом, т.е. имеется вода, но она в твёрдом состоянии и принципиально не отличается от других твёрдых горных пород. Есть тектонические разломы, через которые когда-то из недр в виде лавы выливалась вода. Недавно аппаратом "Галилео" были открыты довольно мощное магнитное поле и магнитосфера. Это говорит о том, что имеется металлическое ядро, и вещество имело возможность дифференцироваться благодаря приливным силам. Согласно заметке 1999 г., имеются также чётко разграниченные си- ликатная мантия и богатая льдом внешняя оболочка. Магнитосфера Ганимеда полностью погружена в магнитосферу Юпитера. Она не очень мощна, но вблизи Ганимеда мощнее, чем юпитерианская. 27 июня 1998 г. "Галилео" прошёл всего в 845 км от Ганимеда, пополнив наши представления об этом огромном небесном теле. Изучались область Галилея и рытвина Урук. Наблюдались древние усеянные метеоритными кратерами ледяные поля, примыкающие к молодым вулканическим равнинам, а то и перекрытые ими. Имеются хребты ледяных гор, глубокие борозды и гладкие широкие пространства (бассейны). Они имеют тектоническое происхождение. Сначала весь Ганимед бомбился кометами и астероидами, а потом на половину покрылся тектоническими "морщинами". Атмосфера Ганимеда разреженная и состоит, в основном, из водорода.

КАЛЛИСТО

В 26,5 радиусах от центра планеты (в 1 884 000 км от её поверхности), оборот за 16,7 земных суток, в 3 градусах к орбите планеты, диаметром 4750 км (по последним данным - 4800 км), массой 1/67 Земли (массивнее Луны). Приливные силы Юпитера не столь ощутимы. Обычный лунный облик, но "морей" с застывшей лавой нет (единый материк, метеоритные кратеры, хребты и расщелины катастрофического происхождения). Кратеры ледяные. Самая большая кольцевая структура - Валгалла, или Вальхалла. В её центре находится одноимённый кратер диаметром 350 км, а в радиусе 2000 км концентрическими кругами расположены полтора десятка горных хребтов и трещин. Это всё данные, в основном, "Вояджеров", а "Галилео" в недавнее время сделал новые фотографии, и оказалось, что больших метеоритных кратеров действительно много, но почему-то почти нет кратеров диаметром менее 100 м, которые при данной технике съёмки должны были быть видны. Найдены также переместившиеся блоки вещества, что трудно понять, так как на Каллисто не должна быть тектоника плит. В связи с этим решено, что "Галилео", который должен был прекратить работу в декабре 1997 г., продолжит её ещё на два года. Переместившиеся блоки вещества признаны следами лавин и оползней. Согласно последним данным, полученным "Галилео" в сентябре 1997 г. во время наибольшего сближения с Ганимедом, собственного магнитного поля у Каллисто нет, но имеется разреженная атмосфера, которая ионизируется солнечным ветром и магнитным полем Юпитера. Атмосфера состоит из водорода и углекислого газа. Раз нет магнитного поля, то, вероятнее всего, нет и железного ядра, то есть вещество не дифференцировано и представляет собой камни со льдом, покрытые слоем льда. Это связано с тем, что Каллисто вращается на большом удалении от Юпитера, и он не смог расплавить её недра приливами и разделить их на фракции в зависимости от плотности. Впрочем, через какое-то время последовало частичное опровержение или, по крайней мере, уточнение и этих данных. Вещество всё-таки частично дифференцировано. Ядро есть, но очень маленькое (не более четверти радиуса Ио), причём оно не железное, а железо-каменное, над ним - смесь льда и камней, а ещё выше, как уже говорилось, залегает лёд, причём его слой имеет толщину не более 350 км.

ЛЕДА

В 155 радиусах планеты. Ледяная глыба, сохранившаяся со времён образования Юпитера? Диаметр - примерно 16 км. Открыта в 1974 г.

ГИМАЛИЯ

В 161 радиусе планеты (в 11 452 000 км от планеты). Самый крупный из внешних малых (не галилеевых) спутников Юпитера. Диаметр - не менее 100 км. Период обращения - 250 земных суток. Открыт в 1905 г. Перрайном. Ледяная глыба, сохранившаяся со времён образования Юпитера?

ЛИСИТЕЯ

В 164 радиусах планеты (в 11 700 000 км от планеты). Открыта в 1938 г. Период обращения - 260 земных суток. Диаметр порядка 40 км. Ледяная глыба, сохранившаяся со времён образования Юпитера?

ЭЛАРА

В 165 радиусах планеты (в 11 700 000 км от планеты). Открыта в 1905 г. Перрайном. Период обращения - 260 земных суток. Диаметр порядка 80 км. Ледяная глыба, сохранившаяся со времён образования Юпитера?

АНАНКЕ

В 297 радиусах планеты (в 21 000 000 км от планеты). Вращается по орбите в обратном направлении в сравнении с галилеевыми и другими внутренними спутниками и делает оборот за 620 земных суток. Диаметр порядка 30 км. Захваченный астероид. Открыт Никольсоном в 1951 г.

КАРМЕ

В 317 радиусах планеты (в 22 560 000 км). Вращается по орбите в обратном направлении в сравнении с галилеевыми спутниками и делает оборот за 692,5 земных суток. Диаметр порядка 45 км. Захваченный астероид. Открыт Никольсоном в 1938 г.

ПАСИФЕ

В 329 радиусах планеты (примерно в 23 000 000 км от планеты). Вращается по орбите в обратном направлении в сравнении с галилеевыми спутниками и делает оборот за 738,9 земных суток. Диаметр порядка 70 км. Захваченный астероид. Открыт Мелоттом в 1908 г.

СИНОПЕ

В 333 радиусах планеты (в 23 700 000 км). Вращается по орбите в обратном направлении в сравнении с галилеевыми спутниками и делает оборот за 745 земных суток. Диаметр порядка 40 км. Захваченный астероид. Самый далёкий от планеты спутник во всей Солнечной системе. Открыт Никольсоном в 1914 г. На сторонах крупных спутников, повёрнутых к Юпитеру, имеются катены - цепочки метеоритных кратеров.

Станцией "Галилео" открыто облако пыли, которое летит от Юпитера или его спутников. Это наэлектризованные частицы в магнитном поле Юпитера. Везде в поясе астероидов было в среднем одно столкновение с микрометеоритом за сутки, а в этом облаке - 20 000 столкновений в сутки.

Чётко отделяются одна от другой четыре группы спутников Юпитера:

1) 4 ближайших к планете - маленькие; если бы не Адрастея и

Метида, находящиеся практически на одной и той же орбите, то можно было бы считать эту группу аналогом планет земной группы (почти соблюдается правило Боде для расстояний, все маленькие, первые два меньше последующего, последующий - Амальтея - крупнее всех и аналогичен Земле, последний - Феба - меньше других и потому аналогичен Марсу);

далее следует зазор, до какой-то степени сходныйс поясом астероидов;

2) 4 Галилеевых спутника аналогичны планетам-гигантам, но с той только разницей, что крупнейшие из них удалены от планеты (соблюдается правило Боде для расстояний, все крупные);

3) 4 последующих спутника - резко удалены от других, орбиты сближены, все маленькие, движутся в стандартном направлении;

группа аналогична второму поясу астероидов или внутренней части облака Оорта;

4) 4 последних - самые далёкие, орбиты сближены, движутся в противоположном направлении; группа аналогична внешней части об- лака Оорта?

Статистика:

Латинское название

Дата открытия

Перво-
открыватель

Расстояние от Юпитера (103 км)

Период вращения (дни)

Отклонение (градусы)

Эксцентри-
чность

Масса (1020 кг)

Радиус (км)

Геометри-
ческое Альбедо

Io (JI)

1610

Galileo Galilei

421.6

1.769

0.04

0.004

893.2

1821.6

0.62

Europa (JII)

1610

Galileo Galilei

670.9

3.551

0.47

0.0101

480.0

1560.8

0.68

Ganymede (JIII)

1610

Galileo Galilei

1070.4

7.155

0.21

0.0015

1481.9

2631.2

0.44

Callisto (JIV)

1610

Galileo Galilei

1882.7

16.689

0.51

0.007

1075.9

2410.3

0.19

Metis (JXVI)

1979

S. Sunnott

128.1

0.295

0.02

0.001

0.001

20

0.06

Adrastea (JXV)

1979

Jewitt and Danielson

128.9

0.298

0.03

0.002

0.0002

13

x10

x8

0.10

Amalthea (JV)

1892

E. Barnard

181.4

0.498

0.40

0.003

0.075

131

x73

x67

0.09

Thebe (JXIV)

1979

S. Synnott

221.9

0.675

0.8

0.018

0.008

55

x45

0.05

Themisto (S/1975 J1 and S/2000 J1)

1975

 

7507

130.02

45.67

0.242

 

4

0.04

Leda (JXIII)

1974

C. Kowal

11,170

240.92

27.47

0.164

0.00006

5

0.07

Himalia (JVI)

1904

C. Perrine

11,460

250.567

27.63

0.162

0.095

85

0.03

Lysithea (JX)

1938

S. Nicholson

11,720

259.22

27.35

0.112

0.0008

12

0.06

Elara (JVII)

1905

C. Perrine

11,740

259.653

24.77

0.217

0.008

40

0.03

S/2000 J11

2000

 

12,560

287.0

28.3

0.248

 

2.0

0.04

Iocaste (S/2000 J3)

2000

 

21,270

631.5*

159.7

0.218

 

2.6

0.04

Praxidike (S/2000 J7)

2000

 

21,150

625.3*

148.7

0.220

 

3.4

0.04

Harpalke (S/2000 J5)

2000

 

21,110

623.3*

148.7

0.227

 

2.2

0.04

Ananke (JXII)

1951

S. Nicholson

21,280

629.8*

148.9

0.244

0.0004

10

0.06

Isonoe (S/2000 J6)

2000

 

23,220

725.5*

165.0

0.261

 

1.9

0.04

Erinome (S/2000 J4)

2000

 

23,280

728.3*

164.9

0.270

 

1.6

0.04

Taygete (S/2000 J9)

2000

 

23,360

732.2*

165.2

0.251

 

2.5

0.04

Chaldene (S/2000 J10)

2000

 

23,180

723.8*

165.4

0.238

 

1.9

0.04

Carme (JXI)

1938

S. Nicholson

23,400

734.2*

164.9

0.253

0.001

15

0.06

Pasiphaы (JVIII)

1908

P. Melotte

23,620

743.6*

151.4

0.409

0.003

18

0.10

Kalyke (S/2000 J2)

2000

 

23,580

743.0*

165.2

0.243

 

2.6

0.04

Megaclite (S/2000 J8)

2000

 

23,810

752.8*

152.7

0.425

 

2.7

0.04

Sinope (JIX)

1914

S. Nicholson

23,940

758.9*

158.1

0.250

0.0008

14

0.05

Callirrhoe (S/1999 J1)

1999

Spacewatch Project Minor Planet Center

24,100

758.8*

147.1

0.283

 

4

0.04

S/2001 J1

2001

 

24,120

765.1*

151.9

0.415

 

2.0

 

S/2001 J2

2001

 

21,310

632.4*

149.0

0.295

 

2.0

 

S/2001 J3

2001

 

21,250

631.9*

150.3

0.251

 

2.0

 

S/2001 J4

2001

 

23,220

720.8*

150.1

0.345

 

1.5

 

S/2001 J5

2001

 

23,810

732.3*

155.0

0.454

 

1.0

 

S/2001 J6

2001

 

23,030

716.3*

165.4

0.288

 

1.0

 

S/2001 J7

2001

 

21,030

620.0*

145.9

0.176

 

1.5

 

S/2001 J8

2001

 

23,120

720.9*

165.3

0.475

 

1.0

 

S/2001 J9

2001

 

21,170

623.0*

141.9¬

0.272

 

1.0

 

S/2001 J10

2001

 

19,390

553.1*

147.0

0.156

 

1.0

 

S/2001 J11

2001

 

23,550

741.0*

165.7

0.291

 

1.5

 

S/2002 J1

2002

 

22,930

723.9*

165.0

0.259

 

1.5

 

S/2003 J1

2003

 

24,560

781.6*

163.4

0.345

 

4.0

 

S/2003 J2

2003

 

28,570

982.5*

151.8

0.380

 

2.0

 

S/2003 J3

2003

 

18,340

504.0*

143.7

0.241

 

2.0

 

S/2003 J4

2003

 

23,260

723.2*

144.9

0.204

 

2.0

 

S/2003 J5

2003

 

24,080

759.7*

165.0

0.210

 

4.0

 

S/2003 J6

2003

 

20,980

617.3*

156.1

0.157

 

4.0

 

S/2003 J7

2003

 

23,810

748.8*

159.4

0.405

 

4.0

 

S/2003 J8

2003

 

24,510

781.6*

152.6

0.264

 

3.0

 

S/2003 J9

2003

 

22,440

683.0*

164.5

0.269

 

1.0

 

S/2003 J10

2003

 

24,250

767.0*

164.1

0.214

 

2.0

 

S/2003 J11

2003

 

22,400

683.0*

163.9

0.223

 

2.0

 

S/2003 J12

2003

 

19,000

533.3*

145.8

0.376

 

1.0

 

S/2003 J13

2003

 

24,000

737.8*

141.0

0.412

 

2.0

 

S/2003 J14

2003

 

25,000

807.8*

140.9

0.222

 

2.0

 

S/2003 J15

2003

 

22,000

668.4*

140.8

0.110

 

2.0

 

S/2003 J16

2003

 

21,000

595.4*

148.6

0.270

 

2.0

 

S/2003 J17

2003

 

22,000

690.3*

163.7

0.190

 

2.0

 

S/2003 J18

2003

 

20,700

606.3*

146.5

0.119

 

2.0

 

S/2003 J19

2003

 

22,800

701.3*

162.9

0.334

 

2.0

 

S/2003 J20

2003

 

17,100

456.5

55.1

0.295

 

3.0

 

S/2003 J20

2003

 

20,600

599.0*

148.0

0.208

 

2.0

 

Читайте также: