Этой дождливой ночью — с 13 на 14 июля 2020 года — величайшая из планет Солнечной Системы — Юпитер, названная в честь верховного божества римлян и греков, вступает в противостояние с Солнцем.

Что это означает?

Противостояние — особая конфигурация планеты, находясь в которой планета противостоит Солнцу — располагается практически в противоположном направлении от него, если наблюдать планету с Земли. В это время планета еще и наиболее близка к Земле, хотя последнее обстоятельство не обязательно выполняется для планет со значительным эксцентриситетом (вытянутостью) орбиты. В частности для Марса, орбита которого одна из наиболее эксцентричных в Солнечной системе, максимальное сближение с Землей наступает за несколько дней до, или через несколько дней после противостояния.

Орбита Юпитера достаточно близка к круговой, чтобы можно было утверждать, что противостояние и наибольшее сближение с Землей случаются в пределах одних суток. Тем не менее от противостояния к противостоянию кратчайшие расстояния могут несколько различаться. Но мы вернемся к этому вопрос позже.

Виден ли сейчас Юпитер? Где его искать на небе?

В эпоху противостояния любая планета находится в условиях наилучшей видимости. И действительно, в эти летние дни Юпитер сияет всю ночь, восходя практически одновременно с заходом Солнца, и клониться к горизонту он начинает лишь под утро. Продолжительность видимости и высота над горизонтом у Юпитера в этом сезоне не очень большие. Но летом в северном полушарии планеты видны в целом хуже, чем зимой, — ближе к горизонту и менее продолжительное время, ведь летом и ночи короче зимних ночей.

Если в ясную ночь в июле месяце посмотреть на юг (это значит стать спиной к Большой Медведице), то ярчайшее звездообразное светило, которое вы увидите, как раз и будет Юпитер. Неподалеку от него — чуть левее (восточнее) будет сиять еще одна достаточно яркая планета — это Сатурн. В этом году условия видимости Юпитера и Сатурна одинаковы, они находятся в одном созвездии — в созвездии Стрельца. И противостояние Сатурна случится неделей позже.

Благоприятные условия видимости Юпитера и Сатурна в этом году продлятся до начала зимы.

Как давно известен Юпитер людям?

С очень давних пор — как только люди выделили на небосводе первые группы звезд, назвав их созвездиями, в ту же эпоху было обнаружено, что некоторые “звёзды” перемещаются из созвездия в созвездие. Их назвали “блуждающими”. “Планета” с греческого и есть — “блуждающая”.

Уже за 500 лет до нашей эры в ученых кругах зародилось подозрение, что светила эти могут быть подобны земному шару. Что Земля — шар — тогда было почти доказано. Но вот то, что какие-то яркие точки в небе могут быть на самом деле огромными каменными шарами, не светящимися самостоятельно, а лишь отражающие свет Гелиоса (Солнца), висящие в пустоте, как и Гея (Земля) — не опираясь ни на что — вот это прозрение и сейчас изумляет историков. И оно происхождением своим обязано какой-то тонкой душевной чуткости античных мыслителей — сродни ясновидению и прямому чтению информации из божественного эфира. Впрочем, говорить об этом сейчас трудно, и с научной точки зрения совершенно безосновательно.

В эпоху средневековья античные прозрения были отвергнуты и забыты. Мыслители христианского общества наделяли небесные тела нереальными божественными качествами, предполагая, что состоят они либо из хрусталя, либо из янтаря, и только Марс был один из рубина — целиком.

Первые телескопические наблюдения в начале XVII столетия в одночасье опровергли все эти заблуждения. Но человеческое сознание инертно. И сообщества ученых отказывались от подобных догм очень медленно и неохотно. На самом деле их можно было понять - рушилось священное здание старой науки, а новое даже фундамента не имело.

Физические свойства и природа Юпитера — какие они?

В самый примитивный телескоп Галилео Галилей увидел планеты круглыми. Юпитер немного отличался тем, что был слегка сплюснут. В этом пророчество древних греков подтвердилось. Правда, Юпитер оказался не каменным шаром, а газо-жидким. Но вряд ли философы эпохи Гомера могли вообразить такое. Они и о газах-то представления не имели, и многие из них воздух, наполняющий пространство в котором мы живем, считали пустотой.

Юпитер в 10 раз больше Земли по диаметру и более, чем в 300 раз массивнее. Это самая большая и самая массивная планета Солнечной системы. Его массы достаточно, чтобы создавать приливные возмущения в движении и даже тектонике других планет. Например, мы знаем приливы и отливы на Земле, которые порождает Луна. Но не только. Значительную долю вкладывает в эффект приливов и Солнце. А если исследовать приливы в океанах еще более тщательно, то в них можно выделить и юпитерианскую составляющую. Конечно более всего по этой части досталось Марсу — приливные воздействия Юпитера в его коре сказываются наиболее сильно. Поэтому, при давно остывшем ядре, мы все еще видим некоторую слабую, но заметную геологическую активность.

На рубеже XVIII и XIX столетий в научном сообществе была очень популярна гипотеза о существовании еще одной планеты между орбитами Марса и Юпитера. Позже эта гипотеза перекочевала “на второй этаж в отдел фантастики” превратившись в сказание о Фаэтоне — погибшей планете.

Действительно, между орбитами Марса и Юпитера довольно большой “зазор”, где вполне могла бы существовать еще одна планета. Но там были обнаружены тысячи малых планет — астероидов. Мощная гравитация Юпитера просто не позволила здесь сформироваться крупному небесному телу, которое в самом зачаточном состоянии было бы разорвано приливными возмущениями со стороны огромной и массивной планеты.

За долгие миллиарды лет своего существования Юпитер скопил вокруг себя несколько десятков спутников. Четыре самые крупные были открыты Галилеем, и только они видны в любительские телескопы. Остальные довольно мелкие, и видны лишь в очень сильные телескопы, а часть открыта камерами пролетающих мимо автоматических станций. На сегодняшний день количество известных спутников Юпитера приближается к сотне.

А что насчет колец?

Сейчас у всех планет-гигантов — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна — обнаружены кольца. У Сатурна они самые броские, видны даже в подзорную трубу, открыты Христианом Гюйгенсом — через полвека после первых телескопических наблюдений Галилея. Но уже Галилей их видел, просто, понять не мог, на что это похоже, ведь никто никогда в истории астрономии раньше не помышлял о каких-то кольцах вокруг планет — это было за рамками воображения. А, как известно, понять и осознать мы можем лишь то, что готовы вообразить, представить. Галилей к подобному готов не был.

В середине прошлого века советский астроном Сергей Всехсвятский высказал предположение о существовании колец у всех планет гигантов Солнечной системы. Наблюдательных оснований у него не было, но какая-то тонкая интуиция позволила этому ученому выдвинуть в свое время большое количество гипотез, среди которых практически каждая позже подтвердилась. И я бы уподобил прозорливость Сергея Всехсвятского интуиции древнегреческих философов.

А в 1979-м году американская АМС Вояджер-1 сфотографировала Юпитер, так сказать, с тыла. И в контровом солнечном свете отчетливо стали видны юпитерианские кольца. Юпитер стал еще одной “окольцованной” планетой Солнечной системы.

PS: Сергей Всехвсятский предсказывал полярные сияния в верхних слоях атмосфер планет-гигантов. Как можно заметить, они тоже нашлись.

Юпитер — несостоявшаяся звезда?

До Вояджеров Юпитер посещали еще две автоматических станции — Пионер-10 и Пионер-11. Они были попроще, не имели столь зорких камер, но сделали важное открытие: Юпитер излучает в пространство в два раза больше энергии, чем сам получает от Солнца. Из этого следует, что в его недрах вяло текут термоядерные реакции.

Открытие породило гипотезу о том, что Юпитер — более, чем просто планета. И будь он раза в полтора-два массивнее, он мог бы вспыхнуть звездой. Тогда мы бы жили (а жили бы?) в системе двух Солнц.

Но позже выводы пришлось пересмотреть. Чтобы стать звездой, Юпитеру недоставало массы не в два раза, а в десять, и это - по меньшей мере. И сейчас астрономы открыли много сотен экзопланет обращающихся вокруг других звезд, с массами сравнимыми с массой Юпитера, и тех, которые массивнее его в 10-15 раз. И все они считаются именно планетами. Их даже коричневыми карликами никто не называет.

Так что звездой Юпитеру не быть. Можем спать спокойно.

Как там — на Юпитере?

Как я уже упоминал, твердой — каменной — поверхности Юпитер не имеет. То, что мы видим на фотографиях — его атмосфера, плавно переходящая в густой безбрежный океан из сжиженных водорода и гелия — в этом он на звезду похож — состоит из тех же химических элементов. Они в несколько ином состоянии — если на звезде очень горячо, то на Юпитере холодно. Наблюдаемые с Земли слои юпитерианской атмосферы имеют температуру порядка минус 150 градусов по шкале Цельсия. Но это не мертвый мир холода. При такой температуре в атмосфере бушуют невиданные нигде шторма, вихри, ураганы. Не будет большой ошибкой сказать, что все, что мы видим на Юпитере - одно гигантское нескончаемое торнадо, фрактально подразделяющиеся на тысячи более или менее мелких торнадо, внутри каждого из которых живут своей непостижимой жизнью еще сотни вихрей и шквалов.

Существует проект отправки к Юпитеру особого исследовательского робота, который подобно дирижаблю должен парить в плотной атмосфере этой планеты. Трудно представить сейчас это воздухоплавание, и по этой части Юпитер вряд ли можно назвать гостеприимной планетой.

Почему Юпитер сплюснутый с полюсов?

Юпитер — самая быстровращающаяся из планет. Один оборот вокруг своей оси он делает за 10 часов. Но это не точно. На экваторе скорость вращения выше. И там один оборот выходит за 9 часов 50 минут. В средних широтах — за 9 часов 55 минут. Точная скорость вращения полярных областей пока не измерена, но она еще медленнее и составляет что-то немногим более 10-ти часов.

Кстати, именно разница скорости осевого вращения атмосферы на разных широтах и является причиной мощных атмосферных завихрений, многие из которых настолько устойчивы, что живут не рассасываясь столетиями. Наиболее яркий пример — Большое Красное Пятно, известное астрономам уже четыре века. Этот гигантский тайфун в южном полушарии Юпитера по размерам своим превышает Землю.

Быстрое осевое вращение планеты является причиной того, что полярный диаметр Юпитера стал меньше экваториального на 7 процентов. Это легко видно в небольшие телескопы. Центробежная сила пытается разорвать планету, но силы гравитации этому уверенно препятствуют, допуская лишь небольшую деформацию.

Поглотитель космического мусора

Своей мощной гравитацией Юпитер притянул к себе и захватил не только множество мелких небесных тел, ставших его спутниками. Юпитер в Солнечной системе вполне достоин звания "Повелителя комет", которые проваливаясь из Облака Оорта во внутренние области Солнечной системы наверняка вернулись бы в свое облако обратно, если бы не Юпитер. Именно он становится причиной того, что множество комет теперь вращается по более коротким орбитам. Если комету угораздило пролететь неподалеку от Юпитера, он меняет орбиту кометы так, что в дальнейшем она уже не уходит дальше от Солнца, чем пределы орбиты самого Юпитера. И такие кометы в астрономии теперь называются кометами семейства Юпитера.

Существуют две группы астероидов объединенные названиями Греки и Троянцы. Как можно заметить, в астрономии почти все так или иначе увязывается с терминологией из античной Греции, с её историей и мифами. Одни (Греки) следуют по его же орбите, но отставая на 60 градусов. Другие (Троянцы) настолько же опережают. Точки орбиты Юпитера, заселенные “Греками” и “Троянцами”, являются точками Лагранжа — L4 и L5 — точками гравитационного равновесия. Открывать эти малые планеты начали в начале XX столетия, а теперь их уже насчитывается более 6000. И все они — пленники Юпитера — его гравитации, или — квази-спутники.

Не всем так везет. Наука не знает точно сколько, но вне всякого сомнения, огромное количество небольших небесных тел было Юпитером поглощено. И поглощения случаются регулярно. Одним из наиболее ярких примеров того стало падение кометы Шумейкеров-Леви-9 на Юпитер в 1994-м году. Перед столкновением гравитация Юпитера разорвала комету на множество фрагментов — целым упасть на Юпитер не удается никому. А энергия, выделившаяся при столкновении обломков кометы с атмосферой Юпитера оказалась сравнимой с энергией одновременной детонации всего ядерного потенциала земной цивилизации — всего, что мы накопили для защиты друг от друга.

Короче, нам бы хватило или того, или другого. На фотографиях этого столкновения отчетливо видно вспышку, которая запросто опалила бы всю Землю.

Что там на спутниках?

О спутниках Юпитера можно было бы написать отдельную статью. Но если коротко, то этим небесным телам, с размерами от Луны до Меркурия (Ганимед — превышает Меркурий по диаметру и является крупнейшим из спутников планет Солнечной системы), досталось от своего “хозяина” по полной программе. Мощные приливные воздействия Юпитера не дают остыть их небольшим ядрам (вот, у Луны ядро давно остыло), поэтому внутри они горячие, а на ближайшем к Юпитеру спутнике — Ио — постоянно извергаются десятки вулканов, выбрасывая лаву, пепел и вулканические бомбы на высоты в сотни километров, что земным вулканам никогда не снилось.

На втором по расстоянию от планеты спутнике — Европе — существует гигантский океан, скрытый поверхностными льдами. Предполагается, что Европа имеет самый большой запас воды в Солнечной системе. И не в шутку рассматривается вопрос о возможной обитаемости этого океана. Об этом даже снят фантастический фильм “Репортаж с Европы”.

Все ли противостояния Юпитера одинаковы?

Мы привыкли к тому, что бывают Великие противостояния Марса. А у других планет вроде как все противостояния равны. Но, как говорится, некоторые из них ровнее. Орбита Юпитера хоть и не знаменита значительным эксцентриситетом (как например орбиты Марса, Меркурия и Плутона), но все же она — не идеальный круг. Это приводит к тому, что от противостояния к противостоянию кратчайшие расстояния до Юпитера несколько меняются. А значит и блеск (видимая яркость) планеты бывает разный.

Нынешнее противостояние Юпитера можно считать вполне обычным — средним таким. В эту ночь Землю и Юпитер будут разделять 4,14 астрономические единицы или 619 миллионов километров. Но через пару лет, когда Юпитер будет проходить перигелий своей орбиты (ближайшую к Солнцу её точку), то и у нас будет шанс увидеть его с более близкого расстояния. В 2022 году нас будет разделять дистанция покороче — 3,95 астрономические единицы или 591 миллион километров. Пустячок — каких-то 28 миллионов разницы, а все-таки Юпитер на вид будет и побольше и поярче. Самое главное — на эклиптике повыше, и наблюдать его будет удобнее, а не как сейчас — только показался над крышкой дома, тут же обратно за нее спрятался.

С недавних пор среди противостояний Юпитера тоже стали выделять Великие. Они случаются раз в 12 лет — это, кстати, и период обращения Юпитера вокруг Солнца — Юпитерианский год. Ближайшее великое противостояние Юпитера будет 27 сентября 2022 года.