Вес любого тела, как мы узнали еще на школьных уроках физики, определяется силой притяжения, которая прямо пропорциональна массе планеты и обратно пропорциональна квадрату ее радиуса. Таким образом, понятно, что в зависимости от размера и величины планеты будет меняться и вес тела, помещенного на поверхность планеты.

Даже на Земле, поскольку она не строго шарообразна, вес любого предмета меняется в зависимости от широты. Земля сплюснута у полюсов и вытянута вдоль экватора. Поэтому человек, который в районе полярного круга весит, допустим, 80 килограммов, на экваторе потеряет примерно 0,5 кило.

А как изменится вес человека на разных планетах Солнечной системы?

Меркурий

Масса Меркурия составляет одну двадцатую часть веса Земли. Радиоастрономические измерения этой планеты были впервые проведены в 1961 году американцами Ховардом, Барреттом и Хэддоком. В 70-е годы прошлого века и в 2011 году к Меркурию были направлены космические аппараты «Маринер» и «Мессенджер». На Меркурии мужчина весом 80 кг весил бы едва больше 30 кг.

Венера

Эту планету иногда называют «сестрой Земли», поскольку масса и размеры Венеры и Земли не слишком отличаются друг от друга. Венера лишь немногим меньше нашей родной планеты. Исследования советских ученых ракетно-космической корпорации «Энергия» им. Королева, направивших в 1967 году космический корабль «Венера-1», показали, что вес человека здесь не слишком отличался бы от земного. Вес 80 килограммов на Венере уменьшился бы до 72 с половиной кило.

Марс

Масса Марса составляет 10,7% от массы Земли. С 60-х годов прошлого века Марс активно изучается как нашими, так и зарубежными учеными. Сюда были направлены миссии «Марс» и «Фобос» (СССР), «Маринер», «Викинг» (США), «Мангальян» (Индия) и др.

Благодаря этим исследованиям мы знаем, что на Марсе вес человека, который на Земле равняется 80 кг, уменьшится до 30 кг.

Юпитер

Масса Юпитера составляет 318 земных масс. Изучить Юпитер, состав его атмосферы, массу и другие параметры удалось при помощи запуска космических аппаратов «Пионер» (СССР), «Вояджер» (США) и другие.

Вес человека (если он весит 80 кг) достиг бы здесь 189 кг. Нужно учесть, что вес дан для верхнего облачного слоя, а не для твердой поверхности, которая у Юпитера находится так глубоко, что ученым мало что известно о происходящих там процессах.

Сатурн

Масса этой планеты составляет 95 земных масс. В наши дни Сатурн исследовался при помощи космического телескопа «Хаббл», а так же программ запуска космических кораблей «Пионер» и «Вояджер».

На границе облачного слоя Сатурна вес любого тела приближается к земному, так 80 килограммов здесь превратятся в 73. Дело в том, что исследования показали чрезвычайно низкую плотность этой планеты. Она меньше плотности воды.

Уран

Исследования по программе «Вояджер-2» позволили ученым узнать, что масса Урана равна 14-ти земным массам. Однако, вследствие низкой плотности, вес человека на Уране мало отличался бы от его же веса на Земле. От 80-ти килограммов осталось бы 71 кг.

Нептун

Нептун имеет массу, равняющуюся 17-ти земным. На этом «газовом гиганте», настолько удаленном от Солнца, что иногда его называют «ледяной гигант», вес человека, равный на Земле 80 кг достиг бы 90 килограммов.

Плутон

Это крохотное небесное тело, масса которого составляет 0,0025 от массы Земли (то есть, легче Земли в 500 раз!) было открыто в 1930 году. Советские ученые еще в 1950-х годах высказали предположение, что Плутон не является планетой в строгом смысле, а относится к небесным телам, которые называют «карликовые планеты». В 2006 году Плутон утратил «титул» планеты и был причислен к группе карликовых планет.Человек, вес которого на Земле составляет 80 килограммов, на Плутоне весил бы всего 5 кило.

В римской мифологии Юпитер был верховным богом, повелителем молний и грома. Планета Юпитер – не только самая большая в Солнечной системе, но и одна из самых таинственных, многие загадки которой учёные не могут разгадать и сегодня. В нашем обзоре десятка интереснейших фактов о «газовом гиганте», который является пятой планетой от Солнца.

1. Юпитер мог бы быть звездой

В 1610 году Галилей открыл Юпитер и его четыре основных спутника: Европу, Ио, Каллисто и Ганимед, которые сегодня известны как "галилеевы спутники". Это был первый раз в истории, когда люди наблюдали какое-либо иное небесное тело в Солнечной системе, помимо Луны. Также открытие Галилея обеспечило отличную поддержку для польского астронома Николая Коперника и его теории, что Земля не является центром Вселенной.

Масса самой большой планеты в Солнечной системе в два раза больше массы остальной части остальных тел в Солнечной системе, вместе взятых (не считая Солнца). Атмосфера Юпитера очень похожа на звезду и состоит в основном из водорода и гелия. Ученые считают, что если бы Юпитер был примерно в 80 раз больше, то он бы превратился в звезду. Сейчас же это по сути миниатюрная солнечная система со своими 4 огромными спутниками и 63 более мелкими. Юпитер настолько массивен, что он в 1300 раз больше Земли.

2. Большое Красное Пятно

Великолепные полосы на Юпитере (которые, наверняка, видел каждый человек) вызваны постоянными сильными ветрами, которые дуют со скоростью до 650 километров в час. Зоны белых облаков в верхних слоях атмосферы состоят из замерзшего и кристаллизировавшегося аммиака. Темные облака, которые содержат другие химические вещества, находятся в средних слоях атмосферы, а синие облака наблюдаются на самых глубоких видимых слоях атмосферы.

Больше всего на Юпитере выделяется гигантский супер-шторм под названием Большое красное пятно, который бушует уже 300 лет. Вращающееся против часовой стрелки Большое красное пятно в три с лишним раза больше диаметра Земли. Ветер в его центре развивает скорость до 450 километров в час. Большое красное пятно постоянно меняется в размерах, а иногда даже кажется, что оно исчезает, но вновь после этого возвращается.

3. Невероятное магнитное поле Юпитера

Из-за магнитного поля, которое почти в 20 тысяч раз сильнее, чем у Земли, Юпитер можно считать настоящим "магнитным королем" нашей планетарной системы. Юпитер улавливает и притягивает к себе электрически заряженные частицы, которые непрерывно бомбардируют систему, с уровнем радиации в 1000 раз больше, чем фатальный уровень для человека. Это излучение настолько интенсивное, что может повредить даже наиболее сильно экранированным космическим аппаратам НАСА, таким как зонд Galileo.

Юпитер имеет магнитосферу, которая простирается на ошеломляющие 1 - 3 миллиона километров в направлении Солнца, а также тянется, как хвост, за газовым гигантом, летящим по орбите вокруг Солнца, на... 1 миллиард километров.

4. Бешеный волчок

Юпитер, несмотря на свои гигантские размеры, совершает полный оборот вокруг своей оси меньше, чем за 10 часов (по сравнению с 24 часами в случае Земли). Будучи газообразной планетой, Юпитер не вращается как твердая планета, подобная Земле. Вместо этого, он вращается немного быстрее на экваторе, чем в полярных районах (со средней скоростью в 50 000 километров в час или в 27 раз быстрее, чем Земля). Поэтому сутки на Юпитере длятся 9 часов и 56 минут на обоих полюсах и 9 часов и 50 минут в районе экватора планеты-гиганта. Это чрезвычайно быстрое вращение приводит к тому, что Юпитер более выпуклый на экваторе и сплющенный на полюсах.

5. Юпитер - крупнейшее радио в Солнечной системе

Еще одна область, в которой выделяется Юпитер, это "взрывы" мощных природных радиоволн, которые производит эта планета, создавая жуткие шумы при приеме радиопередач коротковолновыми радиостанциями на Земле. Эти выбросы радиоволн естественным образом генерируются благодаря неустойчивой плазме в магнитосфере газового гиганта. Когда их впервые открыли земные ученые, то эти радиоволны вызвали настоящий переполох, поскольку их посчитали переговорами инопланетян.

Большинство астрофизиков предполагают, что ионизированные газы верхних слоев атмосферы Юпитера и его магнитные полюса иногда действуют как очень сильный радио-лазер, производя настолько интенсивное излучение, что газовый гигант довольно часто затмевает даже солнце в качестве источника радиоволн. Ученые считают, что сила этого явления каким-то образом связана с вулканическим спутником Ио.

6. Кольца Юпитера

Ученые НАСА были удивлены, когда в 1979 году космический аппарат Voyager-1 обнаружил три кольца вокруг экватора Юпитера. Эти кольца гораздо слабее, чем кольца Сатурна и их попросту не было видно с Земли. Главное кольцо составляет около 30 километров в толщину и 6 000 километров в ширину, а плоское внутреннее кольцо-облако, которое называются "Кольцо-гало", в толщину составляет около 20 000 км. И Главное кольцо и Гало состоят из мелких темных частиц. Третье кольцо, также известное как "Паутинное", в действительности представляет собой три кольца, состоящие из микроскопических обломков трех спутников Юпитера - Адрастеи, Фив и Амальтеи.

7. Защитник планет

Поскольку Юпитер является самым большим небесным телом в Солнечной системе (кроме самого Солнца), его гравитационные силы, возможно, помогли в формировании буквально всей остальной части Солнечной системы. Согласно данным исследования, опубликованного в журнале Nature, Юпитер, возможно, "оттеснил" Уран и Нептун на современные орбиты этих планет. А согласно статье, опубликованной в журнале Science, Юпитер, наряду с Сатурном, возможно, также "отложил" огромное количество мусора на внутренних планетах во время ранней истории Солнечной системы.

Также ученые теперь почти уверены, что газовый гигант сдерживает некоторые астероиды, "не пуская" их к Земле. Текущие данные показывают, что гравитационное поле Юпитера оказывает сильное влияние на многие астероиды.

8. У гиганта Юпитера и маленькой Земли ядро одинакового размера

Ученые предполагают, что внутреннее ядро Юпитера в 10 раз меньше, чем вся планета Земля А состоит оно скорее всего из жидкого металлического водорода. Диаметр Земли составляет чуть менее 13000 километров, поэтому ядро Юпитера должно быть чуть менее 1300 км в поперечнике. Это делает его размер сопоставимым с размером ядра Земли, которое, как полагают, составляет около 1200 километров в диаметре.

9. Атмосфера Юпитера: мечта для химика и кошмар для всех остальных

Состав атмосферы Юпитера в основном представляет собой смесь из 89,2 процентов молекулярного водорода и 10,2 процентов гелия. Остальная часть атмосферы состоит из следовых количеств аммиака, дейтерида водорода, метана, этана, воды, аммиачного льда, замерзшей воды и аммиачных гидро-сульфидных аэрозолей. Из-за магнитного поля в 20 000 раз более сильного, чем у Земли, огромный газовый гигант имеет плотное внутреннее ядро из (в настоящее время) неизвестного состава, которое полностью окружено толстым слоем обогащенного гелия и жидкого металлического водорода.

10. Спутник Юпитера Каллисто - небесное тело с наибольшим количеством кратеров

Каллисто - самый дальний из четырех "галилеевых спутников", который вращается вокруг газового гиганта примерно за неделю. Поскольку его орбита лежит за пределами радиационного пояса Юпитера, Каллисто менее страдает от приливных воздействий, чем любой других галилеевый спутник.

Диаметр Каллисто составляет 5000 километров, т. е. этот спутник по размеру примерно равен планете Меркурий. После Ганимеда и Титана, Каллисто является третьим по величине спутником в Солнечной системе (Ио - четвертый, а Луна - пятый). Средняя температура на поверхности Каллисто составляет -139 градусов по Цельсию. А необычен Каллисто тем, что его поверхность буквально испещрена кратерами.

В одном из наших предыдущих обзоров мы рассказывали про .

Даже не имея специализированного астрономического инструмента, можно понять, во сколько раз Юпитер больше Земли. Для этого достаточно посмотреть на изображения небесного гиганта, имеющего четко очерченные границы.

Проблема определения размеров планеты

Точно определить размеры Юпитера нельзя, потому как он является своеобразным газовым шаром. Химические элементы в его атмосфере и на поверхности (она на планете представлена Глобальным океаном) постоянно меняют свое состояние от газообразного до расплавленного.

За плотными облаками в верхних слоях атмосферы (это они кажутся видимыми границами объекта) невозможно точно определить протекающие процессы. Потому все расчеты основываются только на данных исследований, а размеры Юпитера принимаются равными контуру видимой границы его облаков.

Габариты этого небесного тела характеризуются радиусами:

• экваториальным, равным 71492 км;
• полярным со значением 66854 км.

Эти размеры действительны для существующего положения Юпитера. Если бы он находился ближе к Солнцу, то имел бы больший диаметр из-за того, что был бы более нагрет солнечным светом и это вызвало бы расширение газов.

Небесное тело немного деформировано со стороны полюсов из-за высокой скорости своего вращения вокруг оси (полный оборот совершается всего за 10 часов). Геометрическая форма Юпитера называется сплющенным сфероидом.

Для упрощения расчетов учеными было принято считать газовый гигант шаром диаметром почти 140000 км. Облегчает задачу тот факт, что поверхность планеты не имеет гор и впадин, как космические объекты из скалистых пород.

Если в ряд выстроить 11 планет Земля, то это будет примерный размер диаметра Юпитера. Credit: NASA.

Сравнение диаметров

В среднем диаметр этого небесного тела составляет 139822 км, что почти в 11 раз больше аналогичного параметра Земли. Знаменитый ураган, движущийся вокруг планеты, — БКП — имел в разные годы длину от 24000 до 40000 км. Наша планета со средним радиусом 6371 км просто утонула бы в этом атмосферном образовании.

Если какой-то из космических аппаратов решит облететь эту планету вокруг, ему придется преодолеть более 440000 км. Для сравнения — если бы он летел вокруг Земли вдоль ее экватора, то преодолел бы расстояние, в 10 раз меньшее.

В космосе существует как минимум 1 объект, который больше Юпитера. Это открытая в середине 2000-х гг., находящаяся в созвездии Геркулеса экзопланета TrES-4. Тоже газовый гигант, и он превосходит по своим размерам нашего «великана» в 1,8 раз. Но в Солнечной системе Юпитер не является наибольшим космическим телом — по радиусу он уступает Солнцу в 10 раз.

Объем и площадь

Сравнение Юпитера и Земли по их объему можно провести по математической формуле, зная диаметры небесных тел. Расчеты показывают, что газовый гигант больше нашей планеты почти в 1300 раз.

По формуле вычисляется и превосходство газовой планеты над нами с точки зрения площади его поверхности — он больше в 122 раза.

Массы планет

По своей массе планета-гигант больше нашей в 318 раз. Она в 2 раза тяжелее, чем Плутон, Сатурн, Уран, Нептун, Марс, Земля, Венера и Меркурий суммарно. При этом сам Юпитер гораздо меньше Солнца, которое весит примерно 99,86% от общей массы всей Солнечной системы.

Вес гиганта был рассчитан теоретически исходя из следующих параметров:

• 89% планеты составляет водород;
• 10% — содержание гелия.

Еще 1% приходится на смесь нескольких газов и водяного пара, потому в расчетах использовалось некоторое усредненное значение их массы.

Но есть одна физическая величина, по которой Юпитер не стал абсолютным рекордсменом, — его плотность. По этому параметру он занимает 5 место в Солнечной системе. Несмотря на кажущуюся массивность, эта планета сравнительно «неплотная», потому что состоит не из каменных пород, а из газов.

Не так давно я посещал обсерваторию. В телескоп я видел свет, отражающийся от далеких планет-гигантов нашей Солнечной системы. Они смотрелись такими маленькими, что мне стало интересно: во сколько раз диаметр каждой из них больше диаметра Земли.

Планеты-гиганты

Астрономами, среди планет системы нашей звезды, гигантами названы Нептун, Сатурн, Уран, Юпитер.

Нептун – первая в системе планета, открытая в результате расчетов. Эти расчеты подтвердил межпланетный зонд «Вояджер – 2», пролетевший вдоль Нептуна в августе 1989 года. Покрыт Нептун несколькими слоями атмосферы (газовая планета), а у ядра – льдами. Он четвертый по диаметру в нашей звёздной системе, а по массе – третий. Средний радиус – 24 600 км.

Сатурн второй по габаритным размерам планетарный объект в системе Солнца. Причисляется к типу планет из газов: его средняя плотность уступает плотности воды. Вокруг Сатурна находится пояс из четырех колец. Последнее внешнее кольцо менее плотное. Полярный радиус Сатурна 60 300 км.
Уран был открыт еще в конце 18 века с помощью наблюдений за звёздным небом через телескоп, не смотря на видимость его не вооруженным взглядом с Земли. В центре Урана невообразимое количество льда, который формировался при различных температурах. Экваториальный радиус Урана – 25 600 км.

Юпитер – самая большая газовая планета нашей звёздной системы с 69 спутниками и «красным пятном» - штормом который наблюдается около 450 лет. Экваториальный радиус Юпитера – 71 500 км.

Отношение диаметров

Из математики известно, что диаметр – это радиус, умноженный на два. Диаметр Земли по экватору – 12 756 км. Зная радиусы газовых гигантов (не важно какие), можно вычислить во сколько раз диаметр Земли меньше, чем планет-гигантов.

Расчёты показывают следующие:

• диаметр Земли примерно в 3,9 раза меньше диаметра Нептуна;
• диаметр Земли примерно в 4,7 раза меньше диаметра Сатурна;
• диаметр Земли примерно в 4,01 раза меньше диаметра Урана;
• диаметр Земли примерно в 11,21 раза меньше диаметра Юпитера.

Каждая из газовых планет по диаметру больше Земли.

Юпитер - пятая по расстоянию от Солнца планета (после Меркурия, Венеры, Земли и Марса).

Древние астрономы назвали эту планету именем древнеримского бога неба, грома, молнии и дождя. Юпитер - настоящий гигант, самая большая планета Солнечной системы. Для невооруженного глаза это яркое желтое светило, которое своим блеском затмевает все планеты, за исключением Луны и Венеры. Он светит даже ярче, чем Сириус - самая яркая звезда на нашем небосклоне.

По астрономической классификации Юпитер - газовый гигант, так же как Сатурн, Уран и Нептун. Однако вес Юпитера в 2 раза превышает вес всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых! Однако масса Юпитера все же в 1000 раз меньше, чем масса Солнца. Если сравнивать с Землей, то радиус Юпитера в 11,2 раза больше, чем у нашей родной планеты; гигант в 1300 раз больше Земли по объёму и в 318 раз - по массе. И это при том, что плотность Юпитера в 4 раза меньше плотности Земли - ведь он состоит из газа и жидкости, а не из твердого вещества. Из-за огромной массы гравитация (сила притяжения) на Юпитере в 2,5 раза больше, чем на Земле. Это означает, что человек, весящий в земных условиях 50 кг, на Юпитере весил бы 125 кг.

Юпитер имеет мощную атмосферу высотой 50 км, состоящую на 90% из водорода и на 10% гелия. В нижних слоях атмосферы обнаруживаются также аммиак, сероводород, метан, гидросульфид аммония, вода и другие простые соединения, которые образуют облака. Большая часть Юпитера находится в жидком состоянии. Верхний слой - это смесь водорода и гелия толщиной 20 тыс. км, постепенно меняющая свое состояние по направлению к ядру от газообразного к жидкому, под влиянием повышения температуры и давления. Под жидким водородным слоем, под давлением 3 млн. земных атмосфер, находится море жидкого металлического водорода глубиной 40 тыс. км. В центре Юпитера находится твердое ядро, которое по своим размерам в 1,7 раза превосходит нашу планету, а по плотности 10-30 раз плотнее земного ядра.

Четких границ между газообразной и жидкой фазами водорода нет, поэтому на Юпитере нет и четких границ между слоями.

Как видите, хотя этот гигант называется газовым, вещества в газообразном состоянии на нем относительно немного: те простые вещества и соединения, которые в земных условиях известны нам как газы, на Юпитере под действием чудовищного давления пребывают в жидком состоянии. Так что твердой поверхности на Юпитере нет. А если бы и была, то на ней невозможно было бы находиться без опасения быть раздавленным весом атмосферы.

Водород на Юпитере в нижних слоях под действием невообразимого давления приобретает удивительное свойство - становится металлом и является прекрасным проводником электричества. Металлический водород, а также металлический гелий создают мощное магнитное поле Юпитера - самое сильное магнитное поле в нашей Солнечной системе (разумеется, после солнечного): оно простирается на более чем 7 миллионов километров по направлению к Солнцу, а в противоположном направлении - почти до орбиты Сатурна. Мощные магнитные токи вызывают устойчивые полярные сияния на Юпитере. Они появляются из-за того, что магнитное поле газового гиганта искривляет траектории заряженных частиц солнечного ветра и направляет их на полюса планеты. Попадая в атмосферу, эти частицы на время отрывают электроны от молекул газа, после чего электрическое поле возникших ионов притягивает электроны обратно. В результате воссоединения электронов с ионами и восстановления исходных нейтральных молекул как раз и излучаются полярные сияния.

У Юпитера есть и радиационные пояса, подобные радиационным поясам Земли, но превосходящие их по силе и размерам в 14 раз. Эта гигантская планета - сильный радиоисточник, способный сильно повредить любой космический аппарат, подлетевший к нему слишком близко.

Внимательный читатель, наверно, обратил внимание, что по химическому составу Юпитер весьма схож со звездой: он состоит, в основном, из водорода и гелия. Но стать звездой гиганту все же не дано: для того, чтобы он начал сжиматься и разогрелся до такой степени, чтобы в его недрах начались термоядерные реакции, характерные для звезд, ему нужно быть в 80 раз тяжелее! Поэтому астрономы называют его "неудавшейся звездой".

Тем не менее, Юпитер излучает тепла на 60% больше, чем получает от Солнца. Предполагают, что высвобождение тепла происходит из-за сжатия планеты, начавшегося еще в процессе ее формирования.

В атмосфере Юпитера постоянно бушуют грандиозные по масштабам атмосферные явления - ураганы и вихри, которые во много раз превосходят аналогичные земные события и достигают скорости 500 км/ч. Ветры в атмосфере Юпитера обусловлены не солнечным излучением, как на Земле, а внутренним теплом планеты.

Вихри и мощные ветры обусловливают интересную особенность Юпитера - его полосатость. Каждая такая полоса - это потоки вещества, причем в пределах смежных полос направление ветров противоположно, а скорость различна:

Цвет полос связан с их составом и физическими свойствами. Светлые зоны - это области повышенного давления и восходящих потоков. Облака, образующие эти зоны, располагаются примерно на высоте 20 км, а их светлую окраску объясняют повышенной концентрацией ярко-белых кристаллов аммиака. Темные пояса расположены ниже; это области нисходящих потоков. Они состоят, предположительно, из красно-коричневых кристаллов гидросульфида аммония и имеют более высокую температуру. На границах поясов и зон наблюдаются многочисленные сильные завихрения. Один такой огромный вихрь, видимый как красное пятно, астрономы наблюдают еще с XVII века. Его так и называют: Большое Красное пятно. Это самый мощный вихрь в Солнечной системе. В его поперечнике могли бы поместиться 3 таких планеты, как Земля (а 100 лет назад он был в 2 раза больше). Вещество Большого красного пятна вращается со скоростью более 500 км/ч и делает полный оборот за 6 земных суток.

(Фото "Вояджера-1")

Несмотря на свою массивность, Юпитер - чемпион в Солнечной системе по скорости вращения вокруг своей оси: сутки на Юпитере длятся чуть меньше 10 часов. Из-за такого быстрого вращения планета заметно сплющена: ее экватериальный радиус на 6,49% больше полярного.

Год на Юпитере, то есть период полного обращения вокруг Солнца, составляет около 12 земных лет.

Спутники Юпитера состоят из твердых материалов. Сейчас их насчитывают более 60. Самые крупные - Ио, Каллисто, Ганимед и Европа. Эти спутники х называют "галилеевыми", потому что их открыл Галилео Галилей в 1610 г. Они видны даже в хороший бинокль. Ио - самый активный спутник в Солнечной системе по геологической активности: на нем более 400 действующих вулканов, и весь он покрыт застывшей лавой. На Ио можно наблюдать своего рода взрывы, при этом вещество спутника выбрасывается высоко в атмосферу и потом снова падает на планету. Вулканические извержения выбрасывают в космос огромные количества газа (оксида серы), который ионизируется под действием магнитного поля Юпитера и образует плазму, дополняющую магнитосферу Юпитера.