Большая группа спутников, сформировавшаяся одновременно с гигантами, но похожая на планеты земной группы. Они движутся по круговым орбитам на расстоянии от 420 000 до 2 миллионов километров от центра ядра планеты. Иос, Европа, Ганимед и Каллисто выходят на орбиту в порядке удаления от планеты. Они как минимум в 1,5 раза больше земной Луны.
Спутники Юпитера: внутренние и внешние, классификация по группам, названия, масса и даты открытия
Спутники Юпитера — это естественные космические объекты, которые вместе с кольцами планеты образуют систему вокруг планеты. Принято делить их на подгруппы и классифицировать в зависимости от направления вращения и от того, находятся ли они на внешних или внутренних орбитах. Даже сегодня астрономы продолжают открывать новые спутники на разных расстояниях вокруг Юпитера. Ранее они были не распознаваемы обычными оптическими носителями.
История умалчивает о том, были ли впервые обнаружены ближайшие спутники Юпитера или их соседи. Мы знаем только, что заслуга их открытия принадлежит Галилео Галилею. В 1610 году ученые вели наблюдения с помощью телескопов и увидели крупные спутники Юпитера — Ганимед, Каллисто, Иос и Европу. Позже эта группа была названа в честь своего первооткрывателя. Сам Галилей, однако, называл их «звездами Медичи» в честь своего покровителя, Козимо II из семьи Медичи.
В 17 веке сообщение об открытии лун Юпитера считалось спорным. Астроном немецкого происхождения Саймон Мейр утверждал, что обнаружил четыре объекта несколькими днями ранее. Как бы то ни было, ученый первым составил таблицу движения лун Юпитера, отметив их непостоянную яркость. Их современные имена, вдохновленные древнегреческой мифологией, также были даны Марио.
Долгое время все наблюдения велись с Земли. Даже в самом простом представлении, к 1979 году астрономы обнаружили 13 лун Юпитера. Еще три были впоследствии обнаружены во время полета «Вояджера-1».
С 1999 года началась эпоха крупных открытий. После ввода в эксплуатацию телескопов нового поколения за короткое время было открыто 49 спутников. Последним обнаруженным объектом был EJc0061. Это было рассчитано в 2021 году канадскими астрономами-любителями с помощью анализа данных Гавайского университета.
К 2022 году число спутников Юпитера достигнет 80. Некоторые из них классифицируются как ретроградные.
Спутники Юпитера: описание и характеристики
Большинство астрономов могут легко назвать самые крупные или наиболее удаленные спутники Юпитера. Однако другие параметры могут быть трудноопределимыми. Подробный обзор всех спутников Юпитера помогает разобраться в классификации и других данных.
Главные (галилеевы) спутники
Вся система спутников Юпитера состоит из объектов разных размеров и форм. Команда Galileo особенно заинтересована в наблюдениях. Их можно увидеть в небе при очень удачных условиях даже без дополнительных визуальных средств. Они хорошо видны в обычные бытовые телескопы и бинокли.
В 17 веке ответ на вопрос о том, сколько спутников у Юпитера, был очевиден. Астрономы знали только о четырех «галилеевских» объектах. Они отличаются от всех остальных своими большими размерами, сферическими очертаниями и массой, сравнимой с массой лун Земли или планеты Меркурий. Все остальные спутники вокруг Юпитера гораздо меньше по размеру и массе, а их формы не похожи на обычные.
Эти объекты получили свое обычное название только в 20 веке, когда официально появилась версия, предложенная Мариосом. Эту систему часто сравнивают с Солнечной системой. Интересно, что Ганимед больше некоторых известных планет. Считается, что в Европе есть жизнь. Здесь есть океаны, а Иос наиболее известен своими вулканами. Три спутника находятся на орбите и имеют соотношение периодов 4:2:1.
Это расстояние влияет на плотность материала спутника. Каллисто почти полностью находится под водой.
Внутренние спутники
Если вы изучите спутники Юпитера, то поймете, что их названия происходят от греческого языка. Но это не единственное, что удивляет исследователей в небесном теле. Группа внутренних спутников Юпитера находится ближе всего к Юпитеру. У нее есть второе название: «Группа Амалтея». К группе Амальтея относятся объекты с орбитами, максимально смещенными к поверхности планеты. Она включает четыре спутника внутри колец Юпитера.
Метида
Он лежит близко к поверхности планеты. Его второе имя — Зевс XVI. Он был обнаружен «Вояджером-1» в 1979 году. Спутники имеют неправильную форму, поскольку они ограничены планетой. Метида всегда обращена к нему вдоль его длинной оси.
Адрастея
Второе название спутника — Юпитер XV. Он находится почти так же близко к поверхности планеты, как и Метис. Этот спутник был обнаружен в 1979 году американскими астрономами, изучавшими снимки с космического аппарата «Вояджер-2», и получил официальное название только в 1983 году.
Это самый удаленный объект Амалтейской группы спутников Зевса. Фибус был открыт в 1979 году после того, как был замечен на тестовых снимках, переданных космическим аппаратом «Вояджер-1».
Орбита спутника ранее была скоординирована с Ио, что, как известно, повлияло на его наклонение к экватору и коэффициент эксцентриситета. В Тебесе есть свои кольца.
Непостоянные спутники группы Ананке
У Юпитера есть несколько спутников с ретроградными орбитами. Это также известно как временная орбита. Эти объекты движутся по орбитам, противоположным оси планеты.
Фива. Размерные характеристики также важны и соответствуют 116 x 98 x 84 единицам. В то же время индекс массы составляет 4,3-1017. Год первых наблюдений — 1980.
Классификация спутников
Планеты делятся на главные, внутренние и внешние. Первые — это крупные луны. Последние являются самыми маленькими объектами, находящимися на орбите у поверхности планеты. Орбиты основных спутников следуют на расстоянии 20 лучей от гиганта. Внешние луны вращаются дальше, на расстоянии до 50 миллионов километров от центра.
Внутренние и внешние
Внутренние спутники вращаются по круговой орбите вокруг экватора. К ним относятся три малых тела с радиусами 20-250 км и Амальтея. Ближе всего к гигантам находятся Метида и Адрастея, которые движутся по своим обычным орбитам у внешнего края кольца.
Внешняя группа спутников является самой многочисленной (насчитывается не менее 59 объектов). Он состоит из тел неправильной формы, размер которых не превышает 170 километров. Движение происходит по эллиптическим орбитам, тела наклонены к экваториальной плоскости. В отличие от планет и их спутников, некоторые из них движутся в обратном направлении.
Некоторые из внешних спутников движутся ближе друг к другу по более коротким орбитам. Это говорит о том, что ранее они были частью единого тела, разделенного в результате столкновения с другим объектом в пространстве.
Нерегулярные объекты
В эту подгруппу входят более мелкие тела, которые вращаются по причудливым орбитам вдали от центра планеты. Они либо образовались в результате столкновения с более крупным спутником, либо были притянуты гравитацией Юпитера. Они незначительно отличались друг от друга в процессе формирования и поэтому передают информацию о природе Солнечной системы.
Галилеевские спутники
Большая группа спутников, сформировавшаяся одновременно с гигантами, но похожая на планеты земной группы. Они движутся по круговым орбитам на расстоянии от 420 000 до 2 миллионов километров от центра ядра планеты. Иос, Европа, Ганимед и Каллисто выходят на орбиту в порядке удаления от планеты. Они как минимум в 1,5 раза больше земной Луны.
Орбитальные периоды перечисленных спутников составляют 1/2/4/8, что является результатом корректировок. Под воздействием приливных сил, вызванных более крупным спутником, движение гиганта вокруг своей оси приостанавливается. Осевое вращение спутника также затруднено, поэтому видна только одна сторона планеты.
Названия и физические характеристики
Средняя плотность спутников уменьшается по мере удаления их орбит от планеты.
Исследование выявило состав и физические свойства крупных лун, перечисленных ниже.
- Каллисто. Наименее плотное тело, состоящее изо льда и камня. Тектонические процессы отсутствуют, однако есть много кратеров, окруженных трещинами. Масса — 1,1х10²³ кг, размер 4 821 км.
- Ио. Спутник обладает железным ядром, жидкой мантией и корой толщиной 10-40 км. Здесь активно идут тектонические процессы, функционируют около 400 вулканов. Масса — 8,9х10²² кг, размер 3 642 км.
- Ганимед. Крупнейший спутник Юпитера. Если бы он имел собственную орбиту вокруг Солнца, то считался бы планетой. У небесного тела есть ядро, задатки атмосферы со следами кислорода. Слой льда скрывает океан. Масса — 1,48⋅10²³ кг, размер 5 260 км.
- Европа. В центре самой маленькой из главных лун находится металлическое ядро. Ее поверхность состоит из водяного пара и льда, под которым (по предположению ученых) находится соленый океан. Сателлит является первостепенным объектом для изучения, поиска внеземной жизни. Масса — 4,8х10²² кг, размер 3 122 км.
Эксперты изучали спутники, принадлежащие не только команде Galileo. Среди внутренних спутников особый интерес представляет темно-красный Амальтея (250x146x128 км), не имеющий аналогов в Солнечной системе. Цвет небесного тела объясняется наличием на нем ледяной корки и серных отложений, выбрасываемых соседними вулканами-вирусами. Однако расследованная версия заключается в том, что спутники были захвачены гравитацией Юпитера.
Среди самых малоизвестных спутников — Метида (60x40x34 км), которая вращается вокруг Юпитера быстрее его оси. Его необычная траектория защищает спутник от научного контроля. Самая дальняя из внутренних лун — ТеБес (116x98x84 км). Он ориентирован в пространстве таким образом, что его внутренний край всегда обращен к Юпитеру.
Спутники команд «Гималия» и «Ананке» ранее были астероидами, но были притянуты гравитацией планеты. Одиночные спутники, которые не принадлежат ни к одной из двух команд, — это Тема и Карло.
Орбитальные параметры
Институт космических исследований Российской академии наук предоставляет информацию о спутниках-гигантах.
| Наименование спутника | Большая полуось (км) | Орбитальный период (сут) | Год открытия |
| Галилеевы спутники (главные) | |||
| Иo | 421 700 | +1,77 | 1610 |
| Кaллисто | 1 882 709 | +16,69 | 1610 |
| Гaнимeд | 1 070 412 | +7,15 | 1610 |
| Eвропа | 671 034 | +3,55 | 1610 |
| Группа Амальтеи (внутренние) | |||
| Метис | 127 690 | +7 ч 4 м 29 с | 1980 |
| Адрастея | 128 690 | +7 ч 9м 30 с | 1979 |
| Амальтея | 181 366 | +11 ч 57 м 23 с | 1892 |
| Фива | 221 889 | + 16 ч 11 м 17 с | 1979 |
| Группа Карло (внешние, нерегулярные) | |||
| Карло | 17 144 873 | +458,62 | 2003 |
| Группа Гималии (ближние внешние, нерегулярные) | |||
| Леда | 11 187 781 | +241,75 | 1974 |
| Гималия | 11 451 971 | +250,37 | 1904 |
| Лиситея | 11 740 560 | +259,89 | 1938 |
| Элара | 11 788 034 | +261,14 | 1905 |
Гиганты обладают сильными гравитационными и магнитными полями, что объясняет существование многих их спутников. Каждый спутник является объектом научных исследований. Наука не может точно ответить, сколько спутников у Зевса, потому что процесс исследования затруднен расстоянием и несовершенством технологий. Однако по мере прогресса человечеству будет становиться доступно все больше и больше информации.
В астрономии все спутники с ретроградными орбитами обозначаются буквой «e» на конце. Иногда, в связи с этим фактом, имя мифического персонажа приходится искажать, ибо оно должно быть искажено.
Роль спутников Юпитера в развитии астрономии
На рисунке слева направо изображены Ганимидис, Каллисто, ИО и Европа. Эти спутники являются одними из крупнейших в Солнечной системе и могут наблюдаться в небольшие телескопы.
Юпитер был первой планетой Солнечной системы, у которой был спутник, кроме земной луны. Именно Галилео Галилей обнаружил маленькую звезду рядом с гигантом с помощью телескопа в 1610 году. Эта звезда вела себя необычно по сравнению с другими небесными телами. Наблюдая за их движением в течение нескольких дней, он понял, что это не автономные планеты, а спутники Юпитера, поскольку они вращаются вокруг Юпитера. Таким образом, были открыты Ганимед, Европа, Иос и Каллисто.
Измерение скорости света
В 17 веке у ученых не было точного представления о конечной скорости света, поэтому было важно экспериментально выяснить, как распространяется свет — мгновенно или нет. Спутники Юпитера могут помочь решить эту проблему. Если бы световые волны от любого из источников передавались мгновенно, положение объекта на небе, зафиксированное наблюдателем, полностью соответствовало бы его фактическому положению. Однако если скорость этого излучения конечна, то реальное изображение будет искажено на разных расстояниях от этих объектов.
В 1675 году датчанин Оле Ремер рассчитал положение лун Юпитера в двух случаях: в одном случае Земля и газовый гигант находились по одну сторону от Солнца, а в другом — по разные. Он обнаружил расхождения между своими расчетами и наблюдениями и сделал правильный вывод о том, что скорость света конечна, но не смог точно рассчитать ее, поскольку в то время не было точных данных о расстоянии между орбитами Земли и Юпитера. От Солнца.
Несостоявшаяся звезда
Юпитер, изображение, обработанное «Вояджером-1».
Газовые гиганты образуют собственные мини-структуры в Солнечной системе, вокруг которых вращаются многочисленные спутники различных размеров. Этот факт, химический состав его атмосферы (водород и гелий) и поистине впечатляющие размеры позволяют назвать Юпитер несостоявшейся звездой. Однако он не обладает достаточной массой, чтобы вызвать термоядерную реакцию, а значит, она никогда не произойдет. Однако если Юпитер на порядок тяжелее, то в нашей Солнечной системе будет не одна, а две яркие звезды. Исследователи космоса знают о коричневых карликах, масса которых примерно в 12-80 раз превышает массу самой большой планеты Солнечной системы. Она относится к самой легкой «тяжелой» категории звезд.
Наблюдения за Юпитером ведутся непрерывно с конца XIX века до наших дней. Астрономы собирают информацию об объекте и пытаются получить полное представление о нем. Однако технологии предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем детекторы смогут приблизиться к поверхности Юпитера.
Троянские астероиды
Астероид Троя получил свое название от имени участника Троянской войны. Астероиды — это группа из двух крупных космических тел, вращающихся вокруг Солнца в точках Лагранжа L4 — L5.
Первый астероид такого типа был обнаружен вблизи планеты Юпитер.
Троянская группа астероидов:.
- «Греки»: Гектор, Ахиллес, Нестор, Одиссей и др. Опережают Юпитер на 60 градусов.
- «Троянцы»: Патрокл, Эней, Приам, Анхис, Асканий и прочие. Отстают от Юпитера на 60 градусов.
Астероид в L4 назван «Троянский конь», а в L5 — «Греция». Существует приблизительно 1800 «троянских» и 2800 «греческих».
Находясь примерно на одинаковом расстоянии от Юпитера, Метида и Адрастея преодолевают вращение вокруг своих осей, и возникающие приливные силы неизбежно приближают их к поверхности планеты. Поэтому вполне вероятно, что в конечном итоге они обрушатся на него.
Ганимед
Фотография Ганимеда, сделанная космическим аппаратом «Галилео».
Это самая большая луна в Солнечной системе. Ганемидис больше Гермеса и лишь на четверть больше Марса. Треть его поверхности заполнена ударными кратерами. Считается, что на глубине около 200 километров между слоями льда существуют океаны жидкой соленой воды, в которых могут жить мелкие организмы. Ганемидис — единственный спутник в Солнечной системе с магнитосферой. Он также имеет свою собственную атмосферу, состоящую из модификаторов кислорода.
Сравнение размеров Луны, Ганимеда, Земли, Гермеса и Марса Иллюстрация слева направо: factrum gula и acheloi Фото: Wikipedia.
Каллисто
Вызов космического аппарата Galileo фото.
Пострадавшая от сильного кратера, поверхность Каристоса состоит в основном из льда и скальных пород. На других телах Солнечной системы нет такого количества кратеров. Почти все новые ударные кратеры накладываются на более старые. На спутнике нет больших гор или вулканов. Считается, что под замерзшей корой может находиться 50-200 км соленого океана. Каллисто имеет очень разреженную атмосферу, состоящую из углекислого газа. Как и на Европе и Ганимеде, на Каллисто может быть микробная жизнь, но условия здесь для нее гораздо хуже.
Поверхность Каллистоса фото космического аппарата «Галилео».
