Насколько юпитер больше земли. Почему Юпитер называют гигантом? У гиганта Юпитера и маленькой Земли ядро одинакового размера
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.
Глядя на небесное тело, состоящее из твердых пород и имеющее четко очерченную поверхность, легко оценить его габариты.
Проблема определения размеров планеты
Но как определить размеры газового шара, в котором химические элементы меняют структуру от твердой до газообразной, кипя, извергаясь и испаряясь на границах фазовых переходов? Юпитер – это газовая планета и то, что мы принимаем за его видимые границы, на самом деле – плотные облака, образовавшиеся в верхних слоях планеты. Какие процессы протекают под ними, наблюдать с Земли невозможно, и остается только предполагать на основании тех или иных исследовательских данных. Поэтому, когда определяют размеры Юпитера, то очерчивают его контур по видимой границе облаков.
Масштабы гиганта в цифрах
По диаметру этот газовый гигант примерно в 11,2 раза больше и в 318 раз тяжелее Земли. Его размеры поражают воображение. Если собрать все другие планеты и сложить в одну, то образованное тело все равно будет в 2,5 раза меньше газового гиганта.
Обладая мощным гравитационным полем, этот небесный монстр притягивает к себе пролетающие мимо объекты. Так в 1992 году комета, оказавшаяся недалеко от Юпитера (примерно в 15 тыс. км), развалилась на отдельные фрагменты, упавшие впоследствии в его атмосферу. Не будь газового гиганта, закрывающего своим гравитационным «зонтиком» часть космического пространства, до Земли долетало бы значительно большее количество небесных тел, несущих угрозу жизни.
Охарактеризовать габариты этой планеты можно экваториальным и полярным радиусом, которые составляют 71 492 км и 66 854 км соответственно. Юпитер несколько деформирован с полюсов, что объясняется высокой скоростью вращения, благодаря которой, он совершает оборот вокруг своей оси за 9,925 часа. Возникают центробежные силы, растягивающие небесное тело тем сильнее, чем расстояние дальше от оси вращения и ближе к экваториальной плоскости. В результате Юпитер обрел форму, известную как сплющенный сфероид.
Для упрощения математических расчетов газовый гигант часто представляют в виде шара диаметром 139 822 км. Площадь условной поверхности планеты равна 6,21796х10*10 км2, что в 122 раза больше, чем у Земли. Чтобы оценить грандиозность масштабов Юпитера, нужно всего лишь обратить внимание на знаменитое Красное пятно, вокруг которого было сломано и продолжает ломаться множество научных копий. Предполагается, что длина этого уникального атмосферного образования составляет от 24 до 40 тыс. км, в то время как средний радиус Земли – всего 6371 км. Получается, что в таком пятне могут «утонуть» две-три такие планеты, как наша.
Есть ли у Юпитера конкуренты?
Вряд ли наш газовый гигант настолько уникален, что не имеет более крупных собратьев в других звездных системах и галактиках. Теория предполагает наличие в космическом пространстве горячих «юпитеров» – планет по составу и размерам, похожим на планету Солнечной системы, но только имеющим температуру поверхности от 1000 до 3000 К. Такие небесные тела расположены ближе к своей звезде, а потому более нагреты. Кстати, если бы Юпитер находился в подобных условиях, то имел бы размеры в разы большие, чем сейчас.
Время от времени астрономы сообщают об открытии экзопланет, среди которых встречаются горячие газовые гиганты. Но пока только один из них оказался больше Юпитера по размерам (в 1,8 раза), но уступает ему в массе (в 1,09 раза). Эта планета, расположенная в созвездии Геркулеса, получила наименование TrES-4. Было еще несколько сообщений об открытии крупных газовых гигантов, но ученые пока не сошлись во мнениях об истинности полученных авторами данных. Дело в том, что подобные наблюдения ведутся на пределе возможностей современной техники, а значит, не исключается большое количество ошибок.
Вы только оцените огромную атмосферу Юпитера!
Как известно, Юпитер – самая большая планета Солнечной системы. Размеры этой планеты поистине впечатляют, это определенно рекордсмен по размерам из планет Солнечной системы, но были открыты планеты, которые еще больше, чем наш Юпитер. Но истинный размер Юпитера сложно определить совершенно точно из-за ряда причин…
Проблемы измерения размера Юпитера.
Планета Юпитер официально названа самой крупной планетой в Солнечной системе, но несмотря на это настоящих размеров этой планеты никто не знает. Проблема измерения размера Юпитера заключается в его густой атмосфере в которой постоянно происходят химические реакции. Все, что мы видим, смотря на Юпитер, – это его облака, которые люди принимают за реальные размеры планеты, но истинный размер Юпитера может быть гораздо меньше.
Густые облака планеты мешают рассмотреть его поверхность, ведь именно по размерам поверхности планеты, мы определяем размер самой планеты. В случае с Юпитером, размеры поверхности учитываются по видимой границе облаков, поэтому ученые могут отталкиваться лишь от исследования различных данных, полученных с зондов на орбите Юпитера.
Размер Юпитера и Земли
В 318 раз больше размера планеты Земля. Масса Юпитера весьма огромная, она огромна настолько, что Юпитер может притягивать пролетающие мимо него объекты. Так же благодаря массе планеты существуют статические . Были неоднократно зафиксированы случаи того, как Юпитер притягивал и поглощал в свою атмосферу различные космические объекты, направляющиеся в сторону планет Земной группы. Если бы не этот “защитник”, то до Земли долетало бы гораздо больше метеоритов и астероидов и могли бы угрожать нашей жизни. Из-за своих размеров Юпитер имеет массу спутников на своих орбитах, включая .
Так что размеры Юпитера, возможно, спасали нашу планету ни одну сотню раз. Если бы не Юпитер, то жизнь на Земле могла быть уже давно уничтожена попавшим метеоритом в нашу планету.
Планеты больше Юпитера.
Несмотря на то, что Юпитер безоговорочно самая большая планета Солнечной системы, существуют и планеты, которые гораздо больше Юпитера. Эти планеты находятся в других звездных системах и некоторые из них находятся ближе к своей звезде, чем Юпитер. Находясь ближе к звезде, другие газовые гиганты имеют температуру гораздо большую, чем Юпитер, что делает эти планеты огромными. TRES-4 самая большая планета из всех известных
Структура планеты многослойна, однако сложно говорить о конкретных параметрах. Можно рассуждать лишь об одной возможной модели. Атмосферой планеты считается слой, начинающийся от верхней части облачного и простирающийся на глубину порядка 1000 километров. На нижней грани атмосферного слоя давление до 150 тысяч атмосфер. Температура планеты на этой границе около 2000 К.
Ниже этой области находится газо-жидкий слой водорода. Этот пласт характеризуется переходом газообразного вещества в жидкость по мере углубления. Наука в настоящее время не может описать данный процесс с точки зрения физики. Известно, что при температуре, превышающей 33 К, водород существует только в виде газа. Однако Юпитер полностью разрушает эту аксиому.
В нижней части слоя водорода давление равно 700000 атмосфер, температура же увеличивается до 6500 К. Ниже располагается океан жидкого водорода без малейших частиц газа. Под этим пластом находится ионизированный, распавшийся на атомы водород. Это и есть причина сильного магнитного поля планеты.
Масса Юпитера известна, но вот о массе его ядра сложно говорить определенно. Ученые считают, что она может быть больше земной в 5 или 15 раз. Имеет оно температуру в 25000-30000 градусов при давлении в 70 млн атмосфер.
Атмосфера
Красный оттенок некоторых облаков планеты указывает на то, что Юпитер включает в себя не только водород, но и сложные соединения. В атмосфере планеты содержится метан, аммиак и даже частички водяного пара. Кроме того, были выявлены следы этана, фосфина, угарного газа, пропана, ацетилена. Из этих веществ сложно выделить одно, которое и является причиной оригинального цвета облаков. Это с одинаковой вероятностью могут быть соединения серы, органических веществ или же фосфора.
Более светлые и темные полосы, расположенные параллельно экватору планеты - разнонаправленные атмосферные течения. Их скорость может развиваться до 100 метров в секунду. Граница течений богата огромными завихрениями. Самое впечатляющее из них - Большое красное Пятно. Этот вихрь бушует более 300 лет и имеет размеры 15х30 тысяч км. Время возникновения урагана неизвестно. Предположительно, что свирепствует он уже тысячи лет. Полный оборот вокруг своей оси ураган совершает за неделю. Атмосфера Юпитера богата схожими вихрями, имеющими, однако, гораздо меньшие размеры и живущими не дольше двух лет.
Кольцо
Юпитер - планета, масса которой намного больше земной. Кроме того, он полон сюрпризов и уникальных явлений. Так, на нем существуют полярные сияния, радиошумы, пылевые бури. Мельчайшие частички, получившие электрический заряд от солнечного ветра, имеют любопытную динамику: являясь средним между микро-и макротелами, они почти одинаково реагируют на электромагнитное и гравитационное поля. Из этих частичек и состоит кольцо, окружающее планету. Открыто оно было в 1979 году. Радиус основной части - 129 тысяч км. Ширина кольца всего 30 км. Кроме того, его структура очень разрежена, поэтому может отразить всего тысячные доли процента от того света, что попадает на него. Наблюдать кольцо с Земли нет возможности - настолько оно тонкое. Кроме того, оно все время развернуто тонким ребром к нашей планете благодаря незначительному наклону оси вращения планеты-гиганта к плоскости орбиты.
Магнитное поле
Масса и радиус Юпитера вкупе с его химическим составом позволяю3т планете иметь гигантское магнитное поле. Его напряженность сильно превышает земное. Магнитосфера простирается далеко в космос, на расстояние порядка 650 млн км, выходя даже за орбиту Сатурна. Однако в сторону Солнца данное расстояние меньше в 40 раз. Таким образом, даже на таких огромных расстояниях, Солнце "не дает спуску" своим планетам. Такое "поведение" магнитосферы делает ее совершенно непохожей на сферу.
Станет ли звездой?
Как ни странно предполагать такое, все же может случиться, что Юпитер станет звездой. Один из ученых выдвинул такую гипотезу, придя к выводу, что этот гигант имеет источник ядерной энергии.
При этом мы отлично знаем, что ни одна планета в принципе не может иметь собственного источника. Несмотря на то, что они видны на небосводе, это происходит благодаря отраженному солнечному свету. Тогда как Юпитер излучает намного больше энергии, чем приносит ему Солнце.
Некоторые ученые считают, что примерно через 3 млрд лет масса Юпитера будет равна солнечной. И тогда случится глобальный катаклизм: Солнечная система в том виде, в котором она известна сегодня, перестанет существовать.
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.
