Галилеевы спутники Юпитера реферат по астрономии , Сочинения из Астрономия

Галилеевы спутники Юпитера

До начала XVII века астрономы придерживались геоцентрической модели мира, по которой все небесные тела обращались вокруг Земли. В 1610 году открытие четырех галилеевых спутников Юпитера пополнило список известных космических объектов и стало весомым доводом в поддержку гелиоцентрической модели.

Не установлено, кто стал первооткрывателем, итальянец Галилео Галилей или немец Симон Марий. Галилей опередил коллегу и первым изложил свои наблюдения на бумаге, так что группу новых небесных тел позже стали называть в его честь, но отдельные названия для каждого — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — предложил Марий. Поскольку Юпитер — римский вариант бога Зевса, спутники получили имена возлюбленных Громовержца, которые известны по древнегреческим мифам. По удаленности сателлиты занимают места с 5 по 8, но открыты они были первыми: благодаря габаритам их видно в небольшой телескоп.

Три внутренних Галиллевых спутника вращаются в резонансе 4:2:1

Происхождение и параметры орбит

Ио

Это самые крупные спутники в Солнечной системе, размерами они напоминают планеты земной группы. По мнению астрофизиков, четыре луны газового гиганта образовались из вещества, которое когда-то окружало планету, а формирование шло под влиянием гравитации Сатурна. Из-за взаимного влияния лун и притяжения самого Юпитера галилеевы спутники неизменно повернуты к планете одним боком. Ио, Европа и Ганимед совершают орбитальный проход за 1,77, 3,55 и 7,16 земных суток. Значения соотносятся как 1:2:4, так что три первых сателлита время от времени выстраиваются в одну линию. Орбиты почти идеально круглые, отклоняются от экваториальной плоскости планеты на небольшие углы.

Юпитер и его галилеевы спутники

Отправляемся в космическое путешествие на самую большую планету Солнечной системы — Юпитер и его галилеевы спутники: Ио, Европы, Ганимеда и Каллисто.

Юпитер и его галилеевы спутники

Юпитер — самая большая планета Солнечной системы, газовый гигант. Его экваториальный радиус равен 71.4 тыс. км, что в 11,2 раза превышает радиус Земли. Вихревые облака видны в верхних слоях атмосферы Юпитера. (Фото NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Kevin M. Gill) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Юпитер имеет, по крайней мере, 79 спутников. И́о— спутник Юпитера, самый близкий к планете из четырёх галилеевых спутников. Назван в честь мифологической Ио — жрицы Геры и возлюбленной Зевса. Имеет диаметр 3642 км, что делает его четвёртым по величине спутником в Солнечной системе. (Фото NASA / JPL-Caltech / Kevin M. Gill) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Изображение вулканического извержения на Ио, 28 февраля 2007. Огромный плюм высотой 280 км от вулкана Тваштар. Этот спутник — самое геологически активное тело Солнечной системы, на нём более 400 действующих вулканов. (Фото NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Вулканизм придаёт поверхности Ио уникальные особенности. Вулканический пепел и потоки лавы постоянно изменяют поверхность и окрашивают её в различные оттенки жёлтого, белого, красного, чёрного и зелёного (во многом благодаря аллотропам и соединениям серы). Потоки лавы на Ио достигают длины 500 километров. (Фото NASA / JPL / USGS) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Тень от спутника Ио на Юпитере. (Фото NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Kevin M. Gill) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Спутники Ио и Европа. (Фото NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Европа — шестой спутник Юпитера, наименьший из четырёх галилеевых спутников. Обнаружена в 1610 году Галилео Галилеем. По размерам уступая Луне, Европа состоит в основном из силикатных пород, а в центре содержит железное ядро. (Фото JPL-Caltech / SETI Institute / NASA) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Поверхность Европы состоит изо льда и является одной из самых гладких в Солнечной системе; на ней очень мало кратеров, но много трещин. Легко заметная молодость и гладкость поверхности привели к гипотезе, что под ней находится водяной океан. (Фото NASA / JPL / ASU) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Интересные характеристики Европы, особенно возможность обнаружения внеземной жизни, привели к целому ряду предложений по исследованиям спутника. Миссия космического аппарата «Галилео», начавшаяся в 1989 году, предоставила большую часть современных данных о Европе. (Фото NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute) :

Юпитер и его галилеевы спутники

По размеру Европа немногим меньше Луны. Имея диаметр 3122 км, она занимает шестое место по величине среди спутников и пятнадцатое — среди всех объектов Солнечной системы. Однако масса Европы больше, чем у всех известных спутников в Солнечной системе, уступающих ей размерами, вместе взятых. (Фото JPL-Caltech / SETI Institute / NASA) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Ганимед — один из галилеевых спутников Юпитера, седьмой по расстоянию от него среди всех его спутников и крупнейший спутник в Солнечной системе. Его диаметр равен 5 268 километрам, что на 2 % больше, чем у Титана (второго по величине спутника в Солнечной системе) и на 8 % больше, чем у Меркурия. (Фото NASA, ESA, and E. Karkoschka, University of Arizona) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Масса Юпитера в 2,47 раза превышает суммарную массу всех остальных планет Солнечной системы, вместе взятых. (Фото NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Kevin M. Gill) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Масса спутника Ганимеда составляет всего 45% массы Меркурия, но среди спутников планет она рекордно велика. Луну Ганимед превышает по массе в 2.02 раза. (Фото NASA / JPL / Brown University) :

Юпитер и его галилеевы спутники

На поверхности Ганимеда наблюдаются два типа ландшафта. Треть поверхности спутника занимают тёмные области, испещрённые ударными кратерами. Их возраст доходит до четырёх миллиардов лет. Остальную площадь занимают более молодые светлые области, покрытые бороздами и хребтами. (Фото NASA /JPL-Caltech / Kevin M. Gill) :

Юпитер и его галилеевы спутники

На фоне Юпитера — три его спутника. Внизу и слева — Европа, чуть правее — спутник Каллисто, справа вверху — Ио. (Фото NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team, STScI / AURA) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Большое Красное Пятно (БКП) — самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе: постоянная зона высокого давления, создающая антициклонический шторм на планете Юпитер. В начале наблюдений БКП имело размеры около 40 тысяч километров в длину (50 000 — по другим данным) и 13 тысяч километров в ширину. Скорость ветра внутри пятна превышает 500 километров в час. (Фото NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Kevin M. Gill) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Калли́сто — второй по размеру спутник Юпитера (после Ганимеда). Диаметр Каллисто составляет около 99 % диаметра Меркурия, а масса — всего треть от массы этой планеты. (Фото NASA / JPL) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Как и большинство регулярных спутников планет, Каллисто вращается синхронно с собственным орбитальным движением: длительность дня на Каллисто равна её орбитальному периоду и составляет 16,7 земных суток. (Фото NASA / JPL / ASU) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Европа, Каллисто и Юпитер. (Фото NASA / JPL / University of Arizona) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Ио на фоне Юпитера. (Фото NASA / JPL / University of Arizona) :

Юпитер и его галилеевы спутники

Источник: fresher.ru

Физические особенности

Европа

Наименьший размер у Европы. Самый крупный спутник в группе и всей Солнечной системе — Ганимед. Плотность тел разнится, она тем ниже, чем дальше объект от Юпитера. Содержание льда из воды, углеводородов и аммиака при этом возрастает: на Ио этот показатель близок к нулю, а на Каллисто превышает 50 %. Легкие соединения могли испариться с ближних лун, когда газовый гигант был горячее. У трех первых тел могут быть железо-никелевые ядра. У Ганимеда собственное магнитное поле, чего нет у других спутников в нашей звездной системе.

А Вы смотрели: Размер Меркурия

Поверхность

Ганимед

У Ио, ближайшего к Юпитеру галилеева спутника, самая переменчивая поверхность из-за бурной вулканической деятельности. Причина высокой геологической активности в действии приливных сил со стороны соседних лун и самой планеты. Многие вулканы уже потухли, действуют меньше десяти. Все они значительно крупнее земных, лава растекается на сотни километров, а желтый цвет указывает на наличие соединений серы. Кратеров от ударов метеоритов на Ио нет. На Ганимеде и Каллисто следы столкновений видны отчетливо: первый напоминает нашу Луну, на второй количество кратеров на единицу площади рекордное для Солнечной системы. Европу покрывает слой льда, на гладкой поверхности только три больших кратера, многочисленные остатки мелких и длинные трещины. Под ледяной коркой скрывается жидкий океан, в котором могут обитать живые организмы.

Кто открыл спутники Юпитера?

Великий итальянец увидел в свой телескоп кольца Сатурна, кратеры и горные цепи на Луне, а позже — 7 мая 1610 г., продолжая наблюдения за небесными телами, Галилей открыл первые три спутника Юпитера — Ио, Европу и Ганимед, а затем и Каллисто (в таком порядке они располагаются по мере удаления от Юпитера).

Теперь их так и называют — Галилеевы спутники, и они входят в число крупнейших спутников Солнечной системы. Кстати, чем ближе спутник к Юпитеру, тем больше его средняя плотность и тем меньше на нём воды.

Сначала Галилей назвал спутники «планетами Медичи», в честь четверых братьев Медичи, и просто пронумеровал их. Однако немецкий астроном Симон Мариус, наблюдавший спутники на год раньше Галилея, но не заявивший вовремя о своём открытии, в 1614 году предложил для них имена персонажей древнегреческой мифологии — любовниц Зевса (Юпитер — аналог Зевса в римском пантеоне), которые и стали использоваться с середины XX века.

Система Юпитера — это «Солнечная система в миниатюре». А самого Юпитера в астрономии часто именуют не иначе, как Царь планет. Это крупная планета, видимая невооруженным глазом. Путь ее по ночному небу люди наблюдали ещё тысячелетия назад.

В августе и сентябре 1977-го года два космических корабля «Вояджер», запущенных для изучения Солнечной системы, побывали возле Юпитера, подарив землянам его изумительно красивые изображения, а также подтвердили догадки о том, что у Царя планет есть кольца. Таким образом, Юпитер стал третьей планетой, у которой открыли кольца. В результате исследований с помощью телескопа Хаббл и «Вояджеров», в 1979 году были получены и основные сведения о галилеевых спутниках.

Самый большой спутник Юпитера — Ганимед — является также и самым большим спутником вообще в Солнечной системе. Он превышает по размерам планеты Меркурий и Плутон. Поверхность его покрыта большим количеством льда, а в разряженной атмосфере, как и у Европы, содержится кислород, но это ещё не означает наличие жизни.

На Европе же жизнь существовать может ввиду того, что там имеется глобальный жидкий океан. На ней очень мало кратеров, и поверхность её чрезвычайно гладкая, что напоминает морской лёд на Земле. Возможно, подо льдом-то и находится океан жидкой воды, подходящий для жизни. Есть на Европе и очень незначительная атмосфера, состоящая из кислорода.

На Ио обнаружены сотни вулканов, некоторые из которых активны. Космическими кораблями «Вояджером» и «Галилео» на Землю были переданы фотографии извержений вулканов Ио с факелами высотой до 300 км. Воды там мало или вообще нет. Вместо этого на сотни километров тянутся озера расплавленной серы и другой вязкой жидкости.

Спутник Юпитера Каллисто меньше Меркурия и состоит в основном изо льда, камня и железа. Поверхность его полностью покрыта кратерами и имеется очень незначительная атмосфера, состоящая из двуокиси углерода.

На протяжении всех последующих лет удивительные астрономические открытия, начало которым положил великий итальянец, проникают всё дальше в глубины Вселенной, и нынешний — 2009 год по инициативе Италии — родины Галилея, открывшего эру телескопической астрономии, объявлен Организацией Объединённых Наций Международным годом астрономии.

24 часа в сутки наблюдают сегодня Вселенную многочисленные современные телескопы, размещенные и на Земле, и в космосе. Благодаря им, в распоряжении астрономов появились фотографии галактик, удалённых от нас на расстояния более десяти миллиардов световых лет.

Открытия в космической науке происходят почти беспрерывно, ведь космос жил и живёт своей небесной жизнью — рождаются и умирают звёзды, что-то бесконечно меняется во Вселенной. И даже учёным порой не всегда понятны процессы, происходящие там…

Вот потому-то мероприятия Международного года астрономии будут направлены не только на то, чтобы дать возможность учёному миру поделиться с нами радостью и волнением от совершённых открытий, но и на то, дабы обратить внимание людей на нечто новое, неизведанное и даже, увы — пока необъяснимое.

«Две вещи наполняют душу всегда новым и все более сильным удивлением и благоговением… — это звездное небо надо мной и моральный закон во мне», — говорил Иммануил Кант.

Во многих странах мира в рамках Международного года астрономии будут проходить крупные международные симпозиумы, научные конференции, просветительские мероприятия и тематические выставки, а тысячи астрономических клубов, обсерваторий и планетариев проведут массовые показы звездного неба, публичные лекции и телеконференции.

В России в Московском университете, например, в конце марта уже состоялась конференция «Астрономия и общество», где читали лекции видные ученые. Большое значение придается именно тому, насколько наука о небе важна сейчас для людей, и в августе в Казани пройдет на эту тему конференция «Культурное наследие» — о влиянии астрономии на развитие общества.

В конце января на орбиту был запущен научный спутник «Коронас-Фотон» — уже третья по счёту солнечная обсерватория из серии «Фотонов», предназначенная для исследования излучений нашего светила — Солнца, и особенно его жёстких излучений типа гамма и рентгеновского.

Данные исследований, как надеются отечественные ученые, дадут им возможность точнее прогнозировать солнечные вспышки, негативно влияющие не только на самочувствие людей, но и на работу электронных и электроприборов.

Немало интересных проектов по изучению небесных тел у российских астрономов ещё и впереди — таких, например, как проект «Фобос-грунт» для исследования поверхности Марса. Космический аппарат должен будет взять пробу грунта со спутника Марса — Фобоса — вещества, предположительно, не искаженного эволюцией Солнечной системы.

И, возможно, это первозданное вещество, из чего образовалась наша Солнечная система, сможет многое поведать миру в дальнейшем.

Но и это ещё не всё. В планах российских астрономов еще один амбициозный проект! Это — научная программа «Радиоастрон» для изучения звезд с помощью сети радиотелескопов. С её помощью можно будет получать более точные данные о процессах, происходящих на удаленных космических объектах.

Самое непосредственное участие принимают российские ученые и в международном проекте — в запуске орбитального телескопа «Спектр-ультрафиолет», аналога американского «Хаббла».

Как знать, а может, и вам, дорогие читатели и коллеги, вдруг удастся обнаружить что-либо удивительное на ночном небе. Не сочтите за труд — поделитесь своим открытием и сообщите об этом, как о событии Международного года астрономии 2009!

Теги: ученые, спутник, космос, астрономия, планета

Исследования

Каллисто

Пока в конце XIX — начале XX века не появились мощные телескопы, астрономы не могли разглядеть поверхности спутников подробно. В 70-х годах XX века мимо крупнейшей планеты Солнечной системы пролетали станции «Пионер-10» и «Пионер-11», а в 1979 — 1-й и 2-й «Вояджеры». На рубеже тысячелетий систему Юпитера посещал аппарат «Галилео». Эти автоматические станции передали на Землю фотографии лун, позволили уточнить физические параметры и выдвинуть ряд гипотез. Установлено, что действие радиационного пояса газового гиганта не распространяется на Каллисто. В недрах этого сателлита нет активности, поэтому на нём можно будет проводить новые исследования и со временем основать научную базу.

Источник

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: