Загадочный Юпитер

Величайшая из планет Юпитер, размерами чуть-чуть не догнавшая Солнце, с ветрами скоростью 640 км/час, невероятными штормами и таинственным большим красным пятном давно притягивает взгляды лучших умов человечества.

За последние 50 лет космические миссии открыли много нового, от метановых озер Сатурна до красноватых гор Марса. Теперь же им предстоит открыть тайны гиганта Солнечной системы. Почти всё, что мы знаем о химическом составе Юпитера, мы знаем благодаря космической миссии «Галилео», стартовавшей в 1989 году. Он был выведен в космос на борту спейс-шатла «Атлантис».

Юпитер в 11 раз больше Земли и представляет собой шар из газа и жидкости диаметром 145 тысяч км. Он имеет систему колец, как у Сатурна, но они слишком темные, чтобы их можно было видеть в телескоп и Большое Красное Пятно, чудовищный шторм со скоростью ветра 400 км в час, такой огромный, что мог бы поглотить тело, в три раза больше Земли. На сегодняшний день открыты 63 спутника Юпитера, больших и малых.

До «Галилео» космические аппараты могли наблюдать за Юпитером только издалека. Было получено много уникальных фотографий, которые не разрешили имеющиеся загадки и лишь поставили новые вопросы. Как образовался Юпитер? Что дает энергию его вихрям? Почему на его спутниках так высока геологическая активность?

При проектировании «Галилео» перед инженерами НАСА стояла сложная задача. Аппарат не мог нести достаточно горючего для всего полета к Юпитеру. Поэтому «Галилео» сначала полетел к Венере. Конструкторы использовали так называемый «эффект гравитационной рогатки». Аппарат получил от Венеры и Земли ускорение, необходимое для полета к Юпитеру. Когда «Галилео» после шести лет полета приблизился к гиганту, от него отделился небольшой зонд и нырнул в атмосферу Юпитера. На сбор данных он имел меньше часа. Столько заняло его снижение в атмосфере до того момента, когда зонд разрушило огромное давление. К несчастью через 18 месяцев полета произошла катастрофа - не раскрылась похожая на зонтик антенна «Галилео». Были попытки раскрыть ее с помощью встряски, аппарат раскачивали вверх-вниз, но это не помогло. Тогда решили использовать навигационную антенну, скорость передачи информации с которой была гораздо ниже.

Во время полета «Галилео» имел возможность фотографировать крупную комету, которая летела прямо к Юпитеру, чтобы столкнуться с ним. До полета «Галилео» в астрономии господствовала теория о том, что Юпитер образовался из вещества, оставшегося после образования Солнца. Согласно этому взгляду химический состав Юпитера должен быть схож с составом Солнца. Ученые надеялись, изучив состав атмосферы Юпитера, проверить теорию его образования.

Итак, видеокамеры «Галилео» нацелились на комету, которая весной 1993 года неслась навстречу своей гибели. Силы гравитации планеты разорвали ее на части. Теперь к Юпитеру приближался 21 осколок, самый большой из них имел 1,5 км в диаметре. При ударе о поверхность освободилось огромное количество энергии, самый большой осколок высвободил энергию, равносильную энергии взрыва 300 миллионов ядерных бомб. Столб плазмы поднялся на 3200 км над облаками Юпитера. От удара каждого фрагмента на поверхности возникло отдельное темное облако размером с Землю. Эти облака напоминали черные синяки на южном полушарии планеты. В верхних слоях атмосферы возникла взрывная волна, скорость ее распространения была выше, чем ожидали ученые. Это говорило о том, что в атмосфере Юпитера находится гораздо больше воды, чем принято было думать. Значит, состав Юпитера отличается от состава Солнца.

Маленький зонд отделился от «Галилео», чтобы проникнуть в атмосферу. Он вошел в атмосферу под точно определенным углом. Если бы угол был больше, зонд сгорел бы, если меньше - отскочил бы как теннисный мячик от стены.

Задачей зонда было измерение температуры и скорости ветра на разных высотах. Но главное, он должен был изучить химический состав Юпитера. Зонд затормозился до скорости звука, затем раскрылся тормозной парашют. Ученые надеялись обнаружить водяной пар. Однако зонд летел сквозь водород и гелий. Из этих газов в основном состоит Солнце. Удалось обнаружить также аргон, криптон, углерод и азот, этих газов в атмосфере Юпитера оказалось в два раза больше, чем на Солнце. Астрономы узнали, что в Юпитере есть составляющие, занесенные с отдаленных и очень холодных окраин Солнечной системы. Для астрономов это явилось настоящей сенсацией. Ведь это говорило о том, что Юпитер образовался иным путем, чем Солнце. Возможно, планета сформировалась на окраинах Солнечной системы, а затем передвинулась ближе к Солнцу или же тяжелые элементы и вода были занесены на Юпитер кометами и астероидами, бомбардировавшими его поверхность.

Зонд доставленный «Галилео», передав бесценную информацию, полностью сгорел.

Он был первым посланцем Земли, проникший под облака Юпитера. Однако полученная информация не полна и требует уточнения.

Следующим посланцем станет аппарат «Джуно». В 2011 году он отправился к гиганту и подлетит гораздо ближе к Юпитеру, чем «Галилео», летевший на расстоянии 210 тысяч км над Юпитером. Приближение зонда к Юпитеру ожидается в 2016 году.

Еще одна интригующая загадка Юпитера - это его погода. Как вихри вырастают до невероятных размеров и почему живут сотни лет? Погода гигантской планеты это непрекращающийся водоворот облаков, гроз и крупных воронок ураганов. На Земле такие явления питает энергия Солнца. Однако Юпитер удален от светила на 800 млн км. Нужно искать другой источник энергии, питающий юпитерианские ураганы. Самый известный из них - Большое Красное Пятно, шторм, облака которого возвышаются на 8 км. Астрономы наблюдают его вот уже 300 лет. Цвет обусловлен веществами, скопившимися внутри Пятна, которые запеклись под воздействием ультрафиолетового излучения. На Земле даже самые мощные ураганы не длятся более двух недель. Откуда же черпает энергию Большое Красное Пятно, сохраняющее активность веками?

Ещё одно чудо Юпитера - молнии, с энергией в тысячи раз больше, чем на Земле. Но они заметны только ночью. С помощью съемки, проведенной «Галилео», ученым удалось выяснить, что пятна интенсивного белого цвета на поверхности Юпитера являются грозовыми участками. Именно здесь сверкают молнии невероятной интенсивности.

В 30-х годах XX века астрономы наблюдали, как на поверхности Юпитера образовалось три белых овала, представляющих собой огромные вихри. Через 60 лет два овала слились в один, два года спустя к ним присоединился третий овал, образовав один огромный вихрь в поясе под Большим Красным Пятном. А затем он медленно покраснел и стал похож на Большое Красное Пятно, но меньших размеров.

Итак, более крупные вихри образуются за счет боле мелких вихрей, вот откуда берется энергия. Но почему они существуют так долго? На Земле вихри, подобные торнадо, бушуют всего несколько часов.

Возможно, разгадка кроется в невероятно быстром вращении Юпитера. Именно это быстрое вращение, возможно, обеспечивает стабильность штормов и самого круп ного шторма - Большого Красного Пятна. В таких системах воронки сохраняются очень долго. Однако следует помнить, что это лишь гипотеза. Будем надеться, что данные, которую добудут предстоящие миссии к Юпитеру, докажут эту гипотезу.

Остаются загадкой также опоясывающие планету слои красного, белого, оранжевого цветов. Здесь дуют ветры в противоположных направлениях. Эти слои придают Юпитеру ни с чем не сравнимую красоту, которой можно полюбоваться в телескоп. Ученые надеются, что загадку полос разрешит «Джуно». Он «увидит» вращение планеты под верхним слоем атмосферы и произведет съемку всей атмосферы на глубину в 560 км.

Металлоподобный водород внутри Юпитера создает невероятно мощное магнитное поле. Оно простирается через солнечную систему до Сатурна и дальше. Его поперечный диаметр составляет 50—100 радиусов планеты. На Юпитере, также как на Земле, бывают полярные сияния. Именно магнитные поля создают эти явления. Одной из целей миссии «Джуно» будет изучение уникального магнитного поля Юпитера. Спутники планеты-гиганта - тема для отдельного разговора. Маленькие тела в космосе остывают быстрее, чем большие, однако на спутниках Юпитера высока геологическая активность, что говорит о том, что их ядра горячи. «Галилео» обнаружил у Ганимеда, одного из больших спутников Юпитера, магнитное поле. Это указывает на то, что спутник имеет расплавленное ядро. Должно быть, в прошлом произошла какая-то катастрофа, которая раскалила спутник. Другие спутники Юпитера также таят тайны. Есть данные, говорящие за то, что там может быть вода, а значит и жизнь. Самый перспективный в этом смысле спутник Юпитера - Европа. Ученые предполагают, что под коркой льда там скрывается целый океан.

Следующая космическая миссия, «Европа-эксплорер» отправится к Юпитеру в конце второго десятилетия XXI века. Она даст ответ на вопрос - есть ли жизнь на других планетах. Главный инструмент «Европы-эксплорера» - радар. С его помощью будет создана трехмерная карта коры Европы. Будет измерена толщина ледяного панциря, мы узнаем, какова глубина океана в Европе, охватывает ли он весь спужик или нет. «Европа-эксплорер» будет искать также дыры в ледяном панцире Европы, через которые можно проникнуть в океан. Это сделает следующая миссия к Европе - подводный зонд «Эндуренс». Он взломает лед панциря спутника Юпитера. «Эндуренс» уже работает в Антарктиде, это первый батискаф, который может работать подо льдом.

Мария БУУК