Внутреннее строение Юпитера.

Автор: Administrator

06.12.2008 12:44

Любая модель внутреннего строения Юпитера должна учитывать, кроме химического состава, целый ряд наблюдательных фактов. Например, обнаружено, что Юпитер излучает в два раза больше тепла, чем получает от Солнца; следовательно, на планете должен быть внутренний источник энергии. Следует объяснить юпитерианское магнитное поле, которое на порядок мощнее земного. Современные теории образования планетных магнитных полей предполагают, что в недрах планеты находится электропроводящая жидкость. Наконец, модель внутреннего строения Юпитера должна согласоваться с наблюдаемой формой и величиной поля тяготения планеты.

Если бы Юпитер не вращался, можно было предположить, что он имеет форму идеальной сферы (пренебрегая возмущениями от движения спутников и Солнца), и рассматривать его как точечную массу. В этом случае его гравитационное поле должно было бы обладать сферической симметрией: на данном расстоянии от планеты сила тяжести должна быть одинаковой при измерениях над полюсом, над экватором или в любой другой точке. В действительности Юпитер быстро вращается. Вращение искажает форму планеты и соответственно меняет контуры гравитационного поля.

Период вращения Юпитера можно легко определить по интервалу между последовательными прохождениями через центральный меридиан некоторых долгоживущих образований в его атмосфере. Такие измерения, однако, дают разные результаты для разных широт. В пределах полосы 10° вблизи экватора вращаются со средним периодом 9 ч 50 мин 30 с. Для более высоких широт кажущийся период вращения несколько больше; принятое среднее значение составляет 9 ч 55 мин 41 с. Эти расхождения, вероятно, обусловлены систематическими крупномасштабными изменениями юпитерианских ветров.

Более надежные и, по-видимому, более значимые измерения периода вращения могут быть получены из наблюдений радиоизлучения планеты. Часть этого излучения поляризована юпитерианским магнитным полем. Поскольку ось магнитного диполя наклонена к оси вращения под углом около 11°, интенсивность и направление поляризации радиоизлучения, принимаемого на Земле, меняются синхронно с вращением планеты. Период, полученный из радиоастрономических измерений, составляет 9 ч 55 мин 30 с, что находится в хорошем согласии с результатами оптического метода для высоких широт. Радиоастрономическим методом измеряется период вращения магнитного поля планеты. Поскольку токи, генерирующие это поле, вероятно, текут в недрах планеты, наблюдения в радиодиапазоне лучше других методов дают представление о вращении Юпитера в целом.

Низкая плотность в сочетании с быстрым вращением приводят к образованию ярко выраженного экваториального горба. Лучшее определение формы планеты, сделанное по верхней границе облаков, дает экваториальный радиус 1400 км, полярный радиус — 57000 км. Таким образом, сплюснутость у обоих полюсов Юпитера достигает 4400 км, что составляет около 2/3 земного радиуса. (Для астрономических измерений принят стандартный радиус Юпитера, равный 71 372 км.)

Степень и природа отклонения формы Юпитера от сферической определяются распределением плотности внутри планеты. Это распределение влияет также на внешнее гравитационное поле, и исследование поля силы тяжести дает действенный метод изучения внутреннего строения Юпитера.