В октябре 1991 г., проходя через пояс астероидов, аппарат сфотографировал
малую планету Гаспра. Вернувшись к Земле второй раз в декабре 1992 г. и
получив новое ускорение, он устремился к основной цели своего путешествия -
Юпитеру. Оказавшись в августе 1993 г. снова в поясе астероидов, он
сфотографировал ещё одну малую планету, Иду.
Спустя два года «Галилео» достиг окрестностей Юпитера. По команде с Земли от
него отделился спускаемый зонд и в течение пяти месяцев совершал
самостоятельный полёт к границам атмосферы Юпитера со скоростью 45 км/с. За
счёт сопротивления её верхних слоев в течение двух минут скорость снизилась
до нескольких сот метров в секунду. При этом перегрузки превосходили земную
силу тяжести в 230 раз. Аппарат проник в атмосферу на глубину 156 км и
функционировал в течение 57 мин. Данные об атмосфере ретранслировались через
основной блок «Галилео».
Спутники Юпитера:
Ио
Исследователь
Galileo (S.Marius?)
Год открытия
1610
Орбита
421 600 км от Юпитера
Длительность суток
1.769 дня
Наклон орбиты
0.04 градуса
Радиус
1815 км
Масса
8.933•1022 кг
Плотность
3.533 г/см3
Эксцентриситет орбиты
0,004
Ио - третий по величине и ближайший спутник Юпитера. Ио немного больше, чем
Луна - спутник Земли. Ио была первой возлюбленной Зевса (Юпитера), которую он
превратил в корову, чтобы попытаться скрыть от ревнивой Геры. Ио открыли
Галилей и Мариус в 1610 году.
Рис. 14. Общий снимок Ио.
Истинное цветное изображение Ио сделанное Орбитальным аппаратом Galileo. Поверхность - имеет мягкий, желтый оттенок с черными, коричневыми, зелеными, оранжевыми и красными областями, соответствующими активным вулканическим центрам. Солнце освещает изображение из-за камеры, что помогает восприятию цветных вариации. Разрешающая способность - 1.3 километров на пиксель. Некоторые из вулканических центров имеют яркие и цветные потоки лавы, которые состоят из потоков серы.
В отличие от большинства спутников во внешней солнечной системе Ио и Европа подобны по составу пла- нетам земной группы, прежде всего
наличием силикатных горных пород. Последние данные со спутника «Галилео»
показывают, что Ио имеет железное ядро (возможно, смесь железа с сульфидом
железа) радиусом по крайней мере 900 км.
Поверхность Ио радикально отличается от поверхности любого другого тела Солнечной системы. Это было совершенно неожиданным открытием, сделанным учеными с помощью корабля «Вояджер». Они ожидали увидеть поверхность, покрытую кратерами, как на других телах с твердой поверхностью, и оценить по ним возраст поверхности Ио. Но на Ио найдено очень мало кратеров, следовательно, его поверхность очень молода.
Вместо кратеров «Вояджер-1» обнаружил сотни вулканов. Некоторые из них активны! Фотографии извержений с факелами высотой 300 км были переданы на Землю кораблями «Вояджером» и «Галилео».
Рис. 15. Изображение Ио над Юпитером
Изображение Ио над Юпитером было получено 1 января 2001 года. Расстояние между Ио и верхним слоем облаков Юпитера составляет 2,5 диаметра Юпитера.
Это было первое реальное доказательство того, что ядра других тел земной
группы также горячи и активны. Материал, прорывающийся из вулканов Ио,
является некоторой разновидностью серы или двуокиси серы. Вулканические
извержения быстро изменяются. Только за четыре месяца, прошедшие между
полетами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», некоторые из вулканов перестали
действовать, но появились другие.
Рис. 16. Различия в снимках «Вояджера» и «Галилео»
Сравнение между изображениями Ио, сделанные «Вояджером» (слева) и «Галилео» (справа), показывает различия между ними. Наиболее очевидная разность - улучшенная разрешающая способность в снимках Galileo. Другие различия между двумя изображениями - в вулканическом действии, которое произошло в 1917 годах.
Изображения с «Галилео» также показывают много изменений со времени полета
Вояджеров. Эти наблюдения подтверждают, что поверхность Ио действительно
очень активна.
Ландшафты Ио удивительно разнообразны: котлованы глубиной до нескольких
километров, озера расплавленной серы, горы, которые не являются вулканами,
потоки из какой-то вязкой жидкости (некая разновидность серы?), тянущиеся на
сотни километров, и вулканические жерла. Сера и серосодержащие смеси дают
широкий диапазон цветов, которые наблюдаются на снимках Ио.
Анализ снимков, полученных Вояджером, приводил ученых к предположению о том,
что потоки лавы на поверхности Ио состоят главным образом из расплавленной
серы с различными примесями. Однако последовательные наземные инфракрасные
исследования указывают, что они слишком горячи для того, чтобы быть жидкой
серой. Одна из идей по этому поводу состоит в том, что лава на Ио является
расплавленной силикатной горной породой. Недавние наблюдения указывают, что
это вещество может содержать натрий.
Некоторые из самых горячих пятен на Ио достигают температур 1500 K, хотя
средняя температура намного ниже, приблизительно 130 K.
Энергию для всей этой активности Ио, возможно, получает благодаря приливным
взаимодействиям с Европой, Ганимедом и Юпитером. Хотя Ио, подобно Луне,
всегда повернута одной и той же стороной к Юпитеру, все же влияние Европы и
Ганимеда вызывает небольшие колебания. Эти колебания вытягивают и изгибают
поверхность Ио на целых 100 метров и генерируют теплоту, в результате чего
поверхность нагревается.
Ио пересекает линии магнитного поля Юпитера, генерируя электрический ток.
Хотя он мал по сравнению с приливным нагревом, этот ток может нести более чем
1 триллион Вт. Недавние данные с «Галилео» указывают, что Ио может иметь
собственное магнитное поле, как Ганимед. На Ио очень разряженная атмосфера,
состоящая из двуокиси серы и, возможно, некоторых других газов. В отличие от
других спутников Юпитера, на Ио очень мало или вообще нет воды.
Согласно последним данным космического корабля «Галилео» вулканы на Ио очень
горячи и включают в себя незнакомые ингредиенты. Спектрометр ближнего
инфракрасного диапазона, установленный на «Галилео», обнаружил чрезвычайно
высокие температуры внутри вулканов. Они оказались намного выше, чем
считалось ранее. Спектрометр способен обнаруживать тепло вулкана и указывать
расположение различных материалов на поверхности Ио.
Внутри вулкана Пеле (Pele), названного по имени мифологической Полинезийской
богини огня, температура намного выше температуры внутри любого из вулканов
на Земле - она составляет около 1500° С. Возможно, что миллиарды лет назад
вулканы на Земле были такими же горячими. Теперь ученых интересует следующий
вопрос: все ли вулканы на Ио извергают такую горячую лаву, или большинство
вулканов подобны базальтовым вулканам на Земле, которые выбрасывают лаву с
более низкими температурами - около 1200° С?
Еще до того, как «Галилео» подлетел близко к Ио в конце 1999 - начале 2000
года, было известно, что на Ио есть два больших вулкана с очень высокой
температурой. Теперь же «Галилео» обнаружил, что на Ио существует больше
высокотемпературных районов, чем показывали отдаленные наблюдения. Это
означало, что на Ио могут быть и намного меньшие вулканы с очень горячей
лавой.
Один из наиболее активных вулканов на Ио - вулкан Прометей. Его выбросы газа
и пыли были зафиксированы и ранее космическим кораблем «Вояджер», и теперь –
«Галилео». Вулкан окружен кольцом яркой двуокиси серы.
Рис. 17. Ио - снимок вулкана Прометей
Ио имеет твердое металлическое ядро, окруженное каменной мантией, как у Земли. Но под действием гравитации Луны форма Земли искажается слабо.
Рис. 18. Ио - факела из области Masubi
Факел газа и частиц выброшен приблизительно на 100 км над поверхностью Ио. Причина - вулканическое действие около области Masubi. Этот факел наблюдался еще «Вояджером-1» в 1979 году
А вот форма Ио под влиянием Юпитера искажается гораздо сильнее. Фактически,
Ио постоянно имеет овальную форму из-за вращения и приливного влияния
Юпитера. Корабль «Галилео» измерил полярную гравитацию Ио, когда облетал его
в мае 1999 года. При известном гравитационном поле можно определить
внутреннюю структуру Ио. Взаимосвязь между полярной и экваториальной
гравитацией показывает, что Ио имеет большое металлическое ядро, по большей
части железное. Металлическое ядро Земли генерирует магнитное поле. Пока не
известно, генерирует ли металлическое ядро Ио свое магнитное поле.
Европа
Исследователь
Galileo (S.Marius?)
Год открытия
1610
Орбита
670 900 км от Юпитера
Длительность суток
3.551 дня
Наклон орбиты
0.47 градуса
Радиус
1569 км
Масса
4.8•1022 кг
Плотность
2.97 г/см3
Эксцентриситет орбиты
0,009
Рис. 19. Европа
Комбинация снимков с Орбитального аппарата «Галилео» была объединена, чтобы создать снимок с высоким разрешением. Изображение объединило 12 изображений с разрешающей способностью 1 км на пиксель с более низким разрешением - от 7 до 13 км на пиксель. Заметны и особенности поверхности - трещины в корке льда и в других областях, которые возможно были вызваны временами года
Рис. 20. Естественные и фильтрованные цвета Европы
Левый снимок показал естественный цвет Европы. Правое изображение показывает в цвете различия в корке льда на Европе. Темные коричневые области представляют скалистый материал, который заметен из-за случаев столкновения с другими объектами. Яркие полярные области показанные в оттенках синих, чтобы
показать различия между крупнозернистым (темно-синим) и мелкозернистым льдом (ярко-синий). Яркая область в правой части – молодой кратер 50 км в диаметре.
Рис. 21. Кратер Pwyll на Европе
Здесь показан перспективный снимок кратера Pwyll на поверхности Европа. Это моделируемый снимок сделан с юго-запада под углом в 45°. Цветом показаны различные уровни высот, синим самые низкие, красным самые высокие. Pwyll имеет размер приблизительно 26 км поперек. Это - необычный кратер, потому что его дно имеет ту же высоту, что и окружающий пейзаж. Его центральный пик приблизительно на 600 м выше окружающего края.
Рис. 22. Модель подслоев Европы
Юпитерская луна Европа имеет почти тот же самый размер как наша собственная луна. Что находится ниже льда все еще является тайной, хотя диаграммы показавают две возможных теории. Первая модель говорит, что под уровнем льда может существовать более теплые слои. Альтернативная теория говорит, что теплый жидкий океан может располагаться на глубину до 100 км ниже 15 км корки льда. Если бы такой объем воды существовал или в жидкой форме или в форме льда, то это содержало бы вдвое больше воды чем в океанах и реках на Земле.
Ганимед
Исследователь
Galileo (S.Marius?)
Год открытия
1610
Орбита
1 070 000 км от Юпитера
Длительность суток
7.155 дня
Наклон орбиты
0.21 градуса
Радиус
2634 км
Масса
1.48•1023 кг
Плотность
1.94 г/см3
Эксцентриситет орбиты
0,002
Ганимед является седьмым и самым большим спутником Юпитера. Ганимед был
открыт Галилеем и Мариусом в 1610 году.
Ганимед - самый большой спутник в Солнечной системе и своими размерами
превосходит еще и две планеты - Меркурий и Плутон. Его диаметр больше
диаметра Меркурия, но его масса составляет только приблизительно половину
массы Меркурия. Ганимед намного больше, чем Плутон.
Рис. 23. Цветной снимок Ганимеда
Этот снимок сделан с орбитального аппарата «Галилео». Коричнево-серая поверхность имеет такой цвет из-за смеси скалистой поверхности и льда. Яркие пятна - недавние кратеры.
Рис. 24. Дальняя сторона Ганимеда
Цветной снимок дальней стороны Ганимеда. Цвета показывают замерзшие полярные шапки. Множество кратеров и связанные особенности лучей имеют сходство с нашей луной. Замороженные полярные области кажутся фиолетовыми и растягиваются по широте ниже 25°.
До того, как корабль «Галилео» совершил свой полет к Ганимеду, предполагали,
что Ганимед и Каллисто состоят из каменного ядра, окруженного большой мантией
из воды или льда с ледяной поверхностью (подобно тому, как и Титан, и
Тритон). Данные, полученные «Галилео», показали, что Каллисто имеет
однородный состав, в то время как Ганимед разделяется на три структурных
уровня: малое ядро из расплавленного железа или железа и серы, окруженное
скалистой силикатной мантией с ледяной оболочкой на поверхности. Фактически,
Ганимед подобен Ио с дополнительным внешним слоем льда.
Поверхность Ганимеда представляет собой в основном два типа местности: очень
старые, с большим количеством кратеров, темные области, и несколько более
молодые, более светлые, области с протяженным рядами канав и горных кряжей.
Они явно имеют тектонический характер происхождения, но детали неизвестны. В
этом отношении Ганимед более подобен Земле, чем Венера или Марс. Оба типа
местности содержат кратеры. Плотность образования кратеров указывает на
возраст от 3 до 3.5 миллиардов лет, подобно Луне. Есть и относительно молодые
кратеры с лучами выбросов.
В отличие от Луны, однако, кратеры Ганимеда совершенно плоские, они не
окружены кольцевыми горами, как кратеры на Луне и Меркурии.
Первый пролет «Галилео» над Ганимедом обнаружил, что этот спутник имеет
собственное поле магнитосферы, простирающееся внутрь огромного Юпитера.
Поверхность Ганимеда покрыта большим количеством льда. Согласно измерениям,
проведенным инфракрасным спектрометром «Галилео», состав некоторых минералов
на поверхности Ганимеда дает основание предположить, что в прошлом на
поверхности Ганимеда могла присутствовать соленая вода. Возможно, она
поднималась на поверхность через трещины в ледяной корке.
Рис. 25. Сравнение Ганимеда и Европы
Эти фотографии, полученные «Галилео», показывают в одном и том же масштабе местность под названием Arbela Sulcus (светлая полоса) на Ганимеде (слева) и местность на Европе (справа), которая также является спутником Юпитера и под поверхностной толщей льда содержит океан воды. Полоса Arbela Sulcus - одна из самых гладких местностей на Ганимеде, на ней видны очень тонкие продольные полоски и она четко выделяется на фоне окружающей ее более темной местности с большим количеством кратеров.
Ганимед имеет собственное сильное магнитное поле. Специалисты из
Калифорнийского университета в Лос-Анжелесе, занимающиеся обработкой данных,
полученных с помощью «Галилео», считают, что для того, чтобы обладать такими
характеристиками магнитного поля, какие найдены у Ганимеда, необходимо иметь
что-то более электрически проводящее, чем твердый лед. Они считают, что на
глубине от 150 до 200 километров под поверхностью Ганимеда располагается
толстый слой соленой воды, подобной воде земных океанов. Этот слой воды
находится между двумя слоями льда, а в жидком состоянии ее поддерживает
природная радиоактивность Ганимеда, которая и обеспечивает необходимый
нагрев.
В отличие от Ганимеда основным источником внутреннего тепла Европы являются
приливные смещения внутренних структур этого спутника под действием мощного
гравитационного поля Юпитера.
Рис. 26. Фрагмент Ганимеда шириной 24 километра
Фрагмент Arbela Sulcus шириной 24 километра. В целом эта полоса лежит ниже, чем весь окружающий ее темный район под названием Nicholson Regio, находящийся в южном полушарии Ганимеда.
Рис. 27. Архитектура на Ганимеде
Эта особенность имеющая форму глаза находится на поверхности Ганимедам. Снимок покрывает расстояние в 80 км шириной и находится между старыми и молодыми областями ландшафта. Эта форма получилась вероятно из-за сдвига поверхности, где две области двигались друг друга и слегка вращались. В нескольких местах заметны яркие гребни, которые переходят в темные канавки.
Рис. 28. Недавние столкновения с Ганимедом
На снимке показаны два недавних кратера около северного полюса Ганимеда. Эти кратеры более новые чем их окружающие, так как каждый окружен большим количеством крошечных кратеров, которые сформировались избыточным материалом. Кратер Гула ( Gula ) на севере имеет диаметр в 38 км и заметный центральный пик. Южный кратер Achelous чуть меньше - 32 км в диаметре.
Каллисто
Исследователь
Galileo (S.Marius?)
Год открытия
1610
Орбита
1 883 000 км от Юпитера
Длительность суток
16.689 дня
Наклон орбиты
0.51 градуса
Радиус
2400 км
Масса
1.08•1023 кг
Плотность
1.86 г/см3
Эксцентриситет орбиты
0,007
Каллисто - восьмой из известных спутников Юпитера и второй по величине. Он
относится к внешним Галилеевым лунам Юпитера. Каллисто - это имя нимфы,
которую любил Зевс и ненавидела Гера, превратившая ее в медведицу. Позже Зевс
поместил ее на небо в виде созвездия Большой Медведицы.
Каллисто был открыт Галилеем и Мариусом в 1610 году.
Каллисто ненамного меньше Меркурия, но его масса составляет всего третью
часть массы Меркурия.
В отличие от Ганимеда Каллисто, кажется, не имеет такой разнообразной
внутренней структуры. Согласно последним данным Галилео» есть признаки, по
которым можно судить о том, что процент горной породы увеличивается к центру.
Каллисто в основном состоит приблизительно на 40 % из льда и на 60 % из камня
/ железа, подобно Титану и Тритону.
Поверхность Каллисто полностью покрыта кратерами. Она очень стара, подобно горным ландшафтам Луны и Марса. Покрытая кратерами поверхность Каллисто имеет возраст больше, чем любая другая поверхность какого-либо тела в Солнечной системе; ее возраст оценивается в 4 миллиарда лет.
Самые большие кратеры окружены рядами концентрических колец, которые выглядят как огромные трещины, которые пригладились медленными тысячелетними перемещениями льдов. Самый большой из них был называется Валгалла. Он является примером многокольцевого бассейна с диаметром 4000 км.
Подобно Ганимеду, древнейшие кратеры Каллисто сократились в размерах. Они не окружены высокими кольцевыми горами, не имеют радиальных расходящихся лучей, как кратеры на Луне и Меркурии.
Рис. 29. Каллисто
Снимок Каллисто сделанный с расстояния в 1.2 миллиона км сделанный «Вояджером-1». Снимок показывает полное полушарие, которое было позже отображенно с высоким разрешением. Видимое около верхнего левого края бассейно-подобная область, которая является намного более яркой чем окружающая поверхность. Подобные особенности могут также быть замечены около южного полюса. Эти особенности, как полагают, являются такими яркими, потому что они содержат более высокий процент чистого льда по сравнению с остальной частью луны.
Рис. 30. Кратер Asgard и Doh на Каллисто
Изображение справа показывает структуру Asgard. Asgard имеет диаметр в 1,700 км и содержит яркое ядро, окруженное кольцами. Эти кольцевые особенности были созданы деформациями в льдистой корке сразу после столкновения. Изображение слева сделано с более высоким разрешением показывает третью область кратера названную Doh. Doh - имеет диаметр в 55 км и центральный купол с диаметром 25 км.
Рис. 31. Кратер Tindr на Каллисто
Этот кратер имеет диаметр приблизительно 70 км. Длинные тени, вызванные низким углом солнца, улучшают природу ландшафта. Сложная форма кратера появилась вероятно из-за косого удара. Моделирование столкновения и его влияние на основной ландшафт разрешило ученым оценить возраст. Его примерный возраст находится между 1 и 3.9 миллиардами лет. Если бы это был более молодой возраст, это подразумевало бы удар с кометой.
Другая интересная особенность - длинная последовательность кратеров,
выстроенных в прямую линию.
Каллисто имеет очень незначительную атмосферу, состоящую из двуокиси углерода.
В отличие от Ганимеда с его сложными местностями, на Каллисто нет
существенного доказательства тектонической активности. В то время как
Каллисто очень похож в целом на Ганимед, очевидно, он имеет намного более
простую геологическую хронологию.
Рис. 32. Откос Asgard на Каллисто
Комбинация цветных снимок низкого разрешения была объединена со снимком с высоким разрешением, чтобы произвести сложное изображение Asgard. Asgard - огромная область с диаметром в 1,700 км. Столкновение создало гладкую центральную область, окруженную рядом концентрических колец. Особенность была создана вначале истории Каллисто, поскольку оно уже изменено более современным, меньшими кратерами. На севере - кратер Точильный камень (Burr), который частично затеняет меньшую кольцевую структуру с диаметром в 500 км. Яркие, чистые, льдистые материалы изгнаны более современными столкновения.
Рис. 33. Откос в Области Валгалла (Valhalla) на Каллисто
Слово Валгалла означает рай, куда попадают воины, погибшие в битве. Эта мозаика из двух изображений показывает откос поперек поверхности Каллисто. Откос создан в его ранней истории. Хотя угол солнца низок, все равно создаются длинные тени
Новые спутники Юпитера
Группа астрономов Гавайского университета объявила в январе 2001 года об
открытии десяти новых спутников Юпитера, которые получили обозначения с
S/2000 J2 по S/2000 J11. Наблюдения проводились в конце ноября - начале
декабря с помощью широкоугольной камеры, установленной на 2,2 - метровом
телескопе университета.
На основе оценок альбедо (отражательных способностей) новых спутников
получены их примерные размеры. Все они очень малы - не более пяти километров
в диаметре каждый. Все десять спутников имеют умеренно эллиптические орбиты с
углом наклона от 15° до 30°. Девять из десяти облетают Юпитер по орбитам в
направлении, противоположном направлению движения остальных спутников
Юпитера. Среднее расстояние новых спутников от Юпитера составляет от 21 до 24
миллионов километров.
На январь 2001 года число известных естественных спутников Юпитера стало
равно 28. Из них 12 спутников были открыты за один 2000 год. Первенство же по
количеству спутников в Солнечной системе по прежнему держит Сатурн. На
сегодняшний день у этой планеты известно 30 спутников. Третье место
принадлежит Урану - у него известен 21 спутник
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.
