Реферат на тему Исследование Юпитера
-
Оформление работы
-
Список литературы по ГОСТу
-
Соответствие методическим рекомендациям
-
И еще 16 требований ГОСТа,которые мы проверили
Введи почту и скачай архив со всеми файлами
Ссылку для скачивания пришлем
на указанный адрес электронной почты
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛАНЕТЕ ЮПИТЕР 4
2. ИСТОРИЧЕСКИЕ И СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЮПИТЕРА 8
2.1. Первые визуальные исследования 8
2.2. Полеты автоматических межпланетных станций 11
2.3. Современные исследования Юпитера 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 26
Введение:
Юпитер занимает вторую строчку в рейтинге яркости после Венеры. Поэтому его, как и четыре другие планеты, можно видеть прямо с поверхности Земли без какого-либо оптического оборудования. Именно поэтому ни один ученый не может приписать себе честь его открытия, которая, по всей видимости, принадлежит еще древнейшим племенам.
А вот первым из ученых, начавшим систематическое наблюдение за гигантом, стал итальянский астроном Галилео Галилей. В 1610-м он открыл первые спутники, вращающиеся вокруг планеты. И вращались они именно вокруг Юпитера. Данное открытие стало самым первым в истории всей астрономии, а спутники позднее стали называть галилеевыми.
Открытие придало уверенности ученым, причисляющим себя к гелиоцентристам, и позволило с новыми силами вступить в борьбу с приверженцами других теорий. Когда оптические приборы стали совершеннее, были установлены размеры светила, а также открыто Большое Красное Пятно, первоначально считающееся островом в гигантском юпитерианском океане.
При описании этой планеты-гиганта очень часто используется превосходная степень. Все потому, что Юпитер не только самый большой объект во всей Солнечной системе, но и самый загадочный, а еще первый по массе, вращательной скорости и второй по яркости.
Цель работы – рассмотрение истории открытия и различных исследований планеты Юпитер.
Для достижения цели работы необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить общие сведения о планете Юпитер.
2. Описать первые визуальные исследования планеты.
3. Охарактеризовать полеты автоматических межпланетных станций.
4. Описать современные исследования Юпитера.
Заключение:
Юпитер имеет следующие физические характеристики:
1. Радиус экватора – 71 492 километра (погрешность 4 километра).
2. Радиус полюсов – 66 854 километра (погрешность 10 километров).
3. Площадь поверхности – 6,21796⋅1010 км².
4. Масса – 1,8986⋅1027 кг.
5. Объем – 1,43128⋅1015 км³.
6. Вращательный период – 9,925 часов.
7. Имеются слабые планетарные кольца.
Самые крупные спутники Юпитера – Ганимед, Ио, Европа и Каллисто. Спутник Юпитера Ганимед имеет диаметр превосходящий диаметр Меркурия. Под поверхностью Европы обнаружен глобальный океан, а Ио известен тем, что на нём действуют самые мощные в Солнечной системе вулканы. Каллисто – одно из самых кратерированных тел в Солнечной системе. Поверхность спутника очень старая, около 4 млрд. лет, а его геологическая активность крайне низкая. Спутники ярки и вращаются по достаточно удалённым от планеты орбитам, так что их легко различить даже в полевой бинокль.
Юпитер является одной из планет, видимых невооруженным взглядом. Людям он известен очень давно: на ночном небе его наблюдали ещё жители Древнего Египта, Месопотамии и Китая. Гораздо больше сведений о планете было получено в Средние века с помощью наблюдений в телескопы.
Так в 17 веке итальянский астроном Галилео Галилей с помощью изобретённого им телескопа открыл 4 крупнейших спутника Юпитера, впоследствии названных галилеевыми. Наблюдение послужило подтверждением гелиоцентрической системы Коперника, утверждавшего, что у Вселенной нет центра.
До начала XX века астрономы считали, что атмосфера и внутреннее строение Земли и Юпитера примерно одинаковы. Только с помощью освоенного метода спектрального анализа была внесена ясность в вопрос о составе атмосферы Юпитера. Оказалось, что планету окутывает плотный слой облаков, состоящих из водорода и гелия с примесью метана, аммиака, двуокиси углерода и других соединений.
В период с 1972-1974 гг. возле планеты побывало два космических аппарата «Пионер-10» и «Пионер-11». Им удалось провести наблюдение за самой планетой, ее поясом астероидов, зафиксировать излучение и мощное магнитное поле, что позволило сделать предположение о наличии внутри планеты жидкости, способной проводить электроток. Второй космический аппарат «Пионер» дал толчок научным «подозрениям», что у Юпитера имеются кольца.
Запущенные в 1977 г. «Вояджеры» достигли Юпитера только через два года. Именно они послали на Землю первые, потрясающие по красоте снимки планеты, подтвердили наличие у нее колец, а также позволили ученым утвердиться в мысли, что юпитерианские атмосферные процессы в разы мощнее и грандиознее земных.
В октябре 1989 г. с космического корабля «Атлантис» к Юпитеру был запущен межпланетный аппарат «Галилео». Находясь на траектории полёта к Юпитеру, аппарат «Галилео» дважды (в 1990 и 1992 гг.) на высокой скорости пролетел мимо Земли, причём в 1990 г. он выполнил разгонный манёвр в гравитационном поле Венеры. Получив необходимый разгон, «Галилео» пролетел через пояс астероидов. На Землю он передал полученные с близкого расстояния снимки астероидов Гаспры (октябрь 1991 г.) и Иды (август 1993 г.), обнаружив у Иды спутник.
Исследование Юпитера Хабблом проходит по сей день. В октябре 2015 фотоснимки, сделанные Хабблом, показали изменения на Большом Красном пятне, а в июле 2016 были сделаны снимки Северного сияния на полюсах планеты.
Космический аппарат «Юнона», запущенный 5 августа 2011 г., вышел на орбиту Юпитера в 2016 г. Он движется по полярной орбите. Одна из его целей – выяснить, обладает ли планета твёрдым ядром.
Фрагмент текста работы:
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЛАНЕТЕ ЮПИТЕР
Планета имеет следующие физические характеристики [11]:
1. Радиус экватора – 71 492 километра (погрешность 4 километра).
2. Радиус полюсов – 66 854 километра (погрешность 10 километров).
3. Площадь поверхности – 6,21796⋅1010 км².
4. Масса – 1,8986⋅1027 кг.
5. Объем – 1,43128⋅1015 км³.
6. Вращательный период – 9,925 часов.
7. Имеются слабые планетарные кольца.
Юпитер самый большой, быстрый и опасный объект Солнечной системы из-за сильнейшего магнитного поля. Его магнитный дипольный момент почти в 12000 раз превосходит дипольный момент Земли, но так как напряжённость магнитного поля обратно пропорциональна кубу радиуса, а он у Юпитера на два порядка больше, чем у Земли, то напряжённость у поверхности Юпитера выше, по сравнению с Землей, только в 5-6 раз. Магнитная ось наклонена к оси вращения на 10,2 ± 0,6°. Дипольная структура магнитного поля доминирует до расстояний порядка 15 радиусов планеты, причём зона наиболее интенсивной радиации зарегистрирована на расстоянии 177 тысяч километров от поверхности Юпитера, где уровень радиации в 10 тыс. раз выше, чем в радиационных поясах Земли.
Далее начинается недипольная магнитосфера, которая больше земной примерно в 100 раз. Простирается она на 750 миллионов километров (за орбиту Сатурна). В направлении Солнца протяжённость магнитосферы в 200 раз меньше – до 100 радиусов планеты.
Кроме обширной магнитосферы и стабильного радиоизлучения, у Юпитера установлено существование огромного плоского кольца из пыли и некрупных камней.
Планета имеет самое большое число известных спутников. По данным на октябрь 2014 г., у Юпитера известно 67 спутников — наибольшее значение среди планет Солнечной системы. По оценкам, спутников может быть не менее сотни. Спутникам даны в основном имена различных мифических персонажей, так или иначе связанных с Зевсом-Юпитером. Спутники разделяют на две большие группы – внутренние (8 спутников, галилеевы и негалилеевы внутренние спутники) и внешние (55 спутников, также подразделяются на две группы) – таким образом, всего получается 4 «разновидности». Четыре самых крупных спутника – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – были открыты ещё в 1610 году Галилео Галилеем. Открытие спутников Юпитера послужило первым серьёзным фактическим доводом в пользу гелиоцентрической системы Коперника [1].
Наибольший интерес представляет Европа, обладающая глобальным океаном, в котором не исключено наличие жизни. Специальные исследования показали, что океан простирается вглубь на 90 км, его объём превосходит объём земного Мирового океана. Поверхность Европы испещрена разломами и трещинами, возникшими в ледяном панцире спутника. Высказывалось предположение, что источником тепла для Европы служит именно сам океан, а не ядро спутника. Существование подлёдного океана предполагается также на Каллисто и Ганимеде. Основываясь на предположении о том, что за 1—2 млрд лет кислород мог проникнуть в подлёдный океан, учёные теоретически предполагают наличие жизни на спутнике. Содержание кислорода в океане Европы достаточно для поддержания существования не только одноклеточных форм жизни, но и более крупных. Этот спутник занимает второе место по возможности возникновения жизни после Энцелада.
Ио интересен наличием мощных действующих вулканов; поверхность спутника залита продуктами вулканической активности. На фотографиях, сделанных космическими зондами, видно, что поверхность Ио имеет ярко-жёлтую окраску с пятнами коричневого, красного и тёмно-жёлтого цветов. Эти пятна – продукт извержений вулканов Ио, состоящих преимущественно из серы и её соединений; цвет извержений зависит от их температуры.
Ганимед является самым большим спутником не только Юпитера, но и вообще в Солнечной системе среди всех спутников планет. Ганимед и Каллисто покрыты многочисленными кратерами, на Каллисто многие из них окружены трещинами.
На Каллисто, как предполагается, также есть океан под поверхностью спутника; на это косвенно указывает магнитное поле Каллисто, которое может быть порождено наличием электрических токов в солёной воде внутри спутника. Также в пользу этой гипотезы свидетельствует тот факт, что магнитное поле у Каллисто меняется в зависимости от его ориентации на магнитное поле Юпитера, то есть существует высокопроводящая жидкость под поверхностью данного спутника.
Все крупные спутники Юпитера вращаются синхронно и всегда обращены к Юпитеру одной и той же стороной вследствие влияния мощных приливных сил планеты-гиганта. При этом Ганимед, Европа и Ио находятся друг с другом в орбитальном резонансе 4:2:1. К тому же среди спутников Юпитера существует закономерность: чем дальше спутник от планеты, тем меньше его плотность (у Ио – 3,53 г/см³, Европы – 2,99 г/см³, Ганимеда – 1,94 г/см³, Каллисто – 1,83 г/см³). Это зависит от количества воды на спутнике: на Ио её практически нет, на Европе – 8 %, на Ганимеде и Каллисто – до половины их массы [1].
Юпитер не является звездой. Для этого ему нужно обладать большей массой и теплом, без которого невозможно слияние водородных атомов и образование гелия. Чтобы стать звездой, как считают ученые, Юпитер должен увеличиться в массе примерно в 80 раз. Тогда станет возможен запуск термоядерного синтеза. Все же сейчас Юпитер выделяет некоторое тепло, поскольку имеет сжатие гравитации. Это уменьшает объем тела, но способствует его нагреванию.
У Юпитера гигантские не только размеры, но и атмосфера. Она состоит на 90 % из водорода и на 10 из гелия. Поскольку этот объект является газовым гигантом, атмосфера и остальная часть планеты не разделяются. Причем при опускании вниз к центру, водород и гелий меняют свою температуру и плотность. Из-за чего атмосфера Юпитера делится на четыре части: тропосферу; стратосферу; термосферу; экзосферу.
Поскольку привычная твердая поверхность у Юпитера отсутствуют, в ученой среде принято считать таковой нижнюю атмосферную границу в той точке, где давление имеет значение один бар. С уменьшением высоты уменьшается и температура атмосферы, опускаясь до минимальной отметки. Тропосферу и стратосферу Юпитера разделяет тропопауза, которая располагается на расстоянии 50-ти километров над так называемой «поверхностью» планеты.
В атмосфере гиганта присутствует небольшое количество метана, аммиака, воды, сероводорода. Эти соединения и являются причиной образования очень живописных облаков, которые можно увидеть с поверхности Земли в телескопы. Точно определить цвет Юпитера не представляется возможным. Но с художественной точки зрения он рыже-белый в светло-темную полоску [2].
Видимые параллельные полосы Юпитера – это аммиачные облака. Темные полосы учеными именуются, как полюсы, а светлые, как зоны. Полностью из аммиака состоят только темные полоски, а какое вещество или соединение отвечает за светлый тон, пока не установлено.
Юпитерианскую погоду, как и все на этой планете, можно описывать только с использованием превосходных степеней. Поверхность планеты – это гигантские, не прекращающиеся ни на секунду, постоянно меняющие свою форму штормы, способные увеличиваться до тысячи километров всего за считанные часы. Ветры на Юпитере дуют со скорость чуть больше 350 км/ч.
Самая величественная буря во Вселенной также присутствует на Юпитере – Большое Красное Пятно. Она не останавливается вот уже несколько сотен земных лет, а ее ветра разгоняются до отметки в 432 км/час.
