Жизнь на планете Юпитер: важные характеристики

Климатические характеристики планеты

У небесного тела нет поверхности, поэтому его часто называют газовым гигантом. Но он содержит жидкие вещества и имеет 16 естественных спутников. Диаметр планеты по данным зонда «Вояджер-2» с расстояния 24 миллиона км составляет 143 тысячи километров (в 11,2 раза больше Земли).

Площадь составляет 23713907537 миль². Слои отделены от атмосферы и внутреннего пространства. Нижний слой называется тропосферой и представлен сложной облачной структурой.

Продукты воздушной конденсации водяного пара состоят из таких компонентов, как:

• сульфид аммония;
• аммиачный лед.

Высокое давление не допускает существования чего-либо живого. Межпланетный аппарат «Галилео», отправившийся в космос в 1989 году, при спуске в атмосферу планеты проработал всего час. Затем он был разрушен высоким давлением.

Погода

На планете нет нормальной погоды. Тепловая энергия исходит из ядра небесного тела, превращая Юпитер в большой вихрь. День длится 10 часов. Нет смены сезона, скорость ветра достигает 50 км / ч. Так формируются южный и северный экваториальные пояса на Юпитере.

Много гроз и молний. Масса небесного тела в 2 раза больше остальных планет.

Юпитер обладает мощным магнитным полем. Длина ударов молнии достигает 1000 км.

Гравитация

Юпитер нарушает гравитационный баланс окружающих планет.

В облачном слое планеты сила тяжести человека составляет 2,5 г. Это добавляет 100 кг к весу.

Средний скафандр, в который будет одет исследователь, весит 114 кг, что тоже стоит учесть.

Масса будет 214 кг и двигаться с таким грузом невозможно. Это также снижает шансы на выживание в атмосфере планеты.

Атмосфера

Это газовая оболочка, окружающая планету. Юпитер имеет твердое ядро.

Газовая оболочка состоит из следующих компонентов:

• водород;
• гелий.

Атмосфера оранжевого цвета за счет содержания таких компонентов, как:

• сера;
• фосфор;
• ацетилен;
• аммиак.

Температура

Для Юпитера характерны резкие перепады температурных показателей: сильная жара или сильный мороз.

Человеческий организм не выдержал таких погодных условий. Но измерить их в какой-то момент не удастся из-за того, что у планеты нет поверхности.

Удалось обнаружить, что в верхней части облачного покрова температура не превышает -145 ° C, то есть слой атмосферы состоит из гидросульфида аммония и кристаллов аммиака.

Показания давления зависят от глубины атмосферы — чем она ниже, тем больше тепла. В том месте, где водород превращается в жидкость, он нагревается до 9700 ° C.

Данные о температуре на Юпитере с космического зонда «Галилео».

Бури на Юпитере

Планета окружена газовыми облаками с атмосферой. На нем есть участки разного цвета, разделенные вихревыми потоками. В них потрясающая скорость ветра — она ​​может достигать более 500 км / ч.

Грозы отличаются непродолжительностью и редко длятся более 4 дней. В некоторых случаях водовороты наблюдаются месяцами и становятся похожими на ураганы с молниями.

Ученые отметили, что повторяемость таких штормов составляет примерно 1 раз в 17 лет. Когда они злятся, все на их пути рушится.

Большое красное пятно

Астроном и инженер Доменико Д.К в 1665 году обнаружил большое красное пятно в атмосфере Юпитера. Тогда он характеризовался протяженностью 40 000 км. Размер уменьшается с каждым годом.

Пятно — самый большой атмосферный вихрь в Солнечной системе. Его скорость составляет 435 км / ч и вращается против часовой стрелки.

Гигантское красное пятно Юпитера.

Актуальные прогнозы исследований экзопланет

Мощные телескопы и технологии нового поколения помогут открывать все больше и больше экзопланет. Они помогут нам приблизиться в поисках планет, похожих на Землю: они вращаются относительно далеко от звезд и имеют небольшие размеры.

Космический телескоп Джеймса Уэбба

Гигантский телескоп размером с теннисный корт будет запущен в космос из Французской Гвианы в 2021 году. Телескоп будет наблюдать Вселенную в инфракрасном свете, изучать формирование планетных систем и состав атмосфер экзопланет. Ожидается, что он станет ведущим космическим инструментом этого десятилетия.

Космический телескоп Джеймса Уэбба

Космическая платформа: телескоп Нэнси Роман

В середине 2020-х годов в космос будет запущена электростанция телескопа, которая поможет лучше изучить экзоланаты. Окно обзора станции будет в 100 раз больше, чем у самого мощного телескопа НАСА, который в настоящее время ищет планеты. Основная цель — изучение темной материи и темной энергии, но в рамках своей программы он также будет делать фотографии экзопланет. С его помощью они начнут исследовать плотные звезды Млечного Пути, а на заднем плане вы сможете захватывать новые планеты.

Телескоп Нэнси Роман

Тогда где они все?

Почему космос такой пустой и безжизненный? Почему мы хотя бы не видим следов деятельности сверхразвитых существ, которых тоже должно быть много?

Эти вопросы известны как парадокс Ферми. Ученые и другие мыслители пытаются ответить так:

• жизнь требует совпадения многих факторов и поэтому существует только на Земле;
• во Вселенной может быть много жизни, а развитая — только одна;
• цивилизации деградируют или быстро умирают из-за масштабных катастроф, эпидемий, собственного оружия;
• вокруг много развитых цивилизаций, но они нас избегают, держат в «заповеднике»;
• живые существа вместо того, чтобы расширяться в космос, предпочитают замыкаться в виртуальных мирах;
• мудрые виды считают, что лучше молчать и не привлекать к себе внимания;
• высокоразвитые цивилизации неотличимы от природы.

Есть более простое объяснение, о котором часто даже не упоминают: мы сильно переоцениваем свои способности в стремлении к жизни.

Радиационные пояса

Вблизи Юпитера, его верхних слоев, наблюдаются высокие дозы радиации. Показатели превышают норму для человека и считаются смертельными. Даже если вы пересечете радиационные пояса, ситуация не изменится: атмосфера планеты радиоактивна.

Газовый гигант излучает мощные радиоволны, что делает его крупнейшим источником излучения в Солнечной системе. Радиоизлучение часто мешает уфологам, которые думают, что обнаружили инопланетные сигналы.

Астрофизики утверждают, что ионные газы и магнитные поля — это мощные радиолазеры, производящие плотное излучение.

Тот же космический корабль «Галилей» при облете небесного тела получил смертельную дозу радиации для человека, превышающую норму в 25 раз.

Какие бывают типы экзопланет

Наша Галактика состоит из огромного количества звезд — по крайней мере, 100 миллиардов, включая Солнце. Если мы представим себе, что хотя бы одна планета вращается вокруг каждой звезды, количество экзопланет, которые предстоит открыть, кажется астрономическим. При этом ученые предполагают, что у каждой звезды есть своя система, включающая одновременно несколько планет. В этом случае количество экзопланет в Млечном Пути может составлять триллионы.

За тысячи лет до нашего поколения люди догадывались о существовании планет за пределами Солнечной системы. Теперь мы точно знаем, что экзопланеты существуют и их много, но мы все еще не можем попасть ни на одну из них. Ближайшая к Земле звезда, Проксима Центавра, имеет по крайней мере одну планету. Вероятно, это планета земного типа и может содержать воду. Но чтобы добраться до нее, потребуется более четырех световых лет, при этом ученые пока не могут точно описать свойства планеты и сказать, пригодна ли она для жизни. Остальные экзопланеты находятся в сотнях или тысячах световых лет от нас, и по-прежнему нет возможности посетить их.

Прошло почти 30 лет с момента открытия первой экзопланеты, но мы до сих пор не знаем всего разнообразия существующих планет. Поэтому их деление довольно условно.

Газовые гиганты

В космосе есть газовые гиганты, такие как Юпитер и Сатурн. В настоящее время известно 1367 экзопланет этого типа. Самые известные из них:

51 Pegasi b — газовый гигант с температурой атмосферы более 1000 ° C. Первая обнаруженная планета, вращающаяся вокруг звезд солнечного типа.

Экзопланета 51 Pegasi b

KELT-9b — самая горячая из известных экзопланет. Дневная температура может подниматься до 4600 ° C. Он находится на расстоянии 667 световых лет от Земли.

Экзопланета KELT-9 b (справа)

Нептунианские экзопланеты

Маленькие планеты с атмосферой, в которой преобладают водород и гелий. Открыто 1484 планеты, самые известные из них:

Kepler-1655 b — экзопланета, похожая на Нептун. Полный оборот вокруг звезды (т.е один год) на Кеплере занимает 11,9 дней. Экзопланета была обнаружена в 2018 году.

Экзопланета Кеплер-1655 b

GJ 436 b — экзопланета, относительно близкая к Земле: чтобы добраться до нее, потребуется 32 года.

Экзопланета GJ 436 b

Суперземли

Экзопланеты состоят из газов, горных пород и их комбинаций, которые во много раз больше Земли. Открыто 1346 планет, самые известные из них:

Звезда Барнарда b — вторая ближайшая к Земле экзопланета, ей шесть лет. Планета была открыта в 2018 году. Она в 3,2 раза больше нашей планеты. Звезда, вокруг которой вращается экзопланета, дает ей только 2% энергии, которую Земля получает от Солнца.

Звезда b экзопланеты Барнарда

GJ 15 A b — экзопланета, вращающаяся вокруг звезды красного карлика в 11 световых годах от Земли. В его системе есть еще одна планета, что делает его самой близкой к нам суперземлей со своей системой.

Экзопланета GJ 15 A b

Планеты земного типа

Скалистые тела, похожие на Землю, Марс или Венеру. Открыто 164 планеты, самые известные из которых:

TRAPPIST-1 и — его масса составляет 60% массы Земли, а год на планете длится 6,1 дня. Планета была открыта в 2017 году.

Экзопланета TRAPPIST-1 e

TRAPPIST-1 d — как Земля — ​​третья планета от своей звезды. Каменистая планета с температурой поверхности около 2290 ° C.

Экзопланета TRAPPIST-1 d

Как ищут экзопланеты

Экзопланеты находят с помощью мощных телескопов, которые находятся на Земле или летают в космосе. Исследование неба с помощью космического телескопа НАСА Кеплер показало, что в Млечном Пути больше планет, чем звезд. Данные рассчитаны путем статистической оценки. Ученые теперь знают, что маленькие планеты очень распространены в Галактике. Однако их трудно открыть: из-за их размера они могут быть не видны в телескоп. Все осложняется тем, что, в отличие от звезд, от них не исходит никакой свет. Кроме того, яркий свет звезды может затемнять планету — это все равно, что пытаться увидеть пылинку на лампе.

Космический телескоп Кеплера

Чтобы найти экзопланету, астрономы пытаются найти признаки планеты рядом с родительской звездой. Свойства звезды могут измениться, если вокруг нее вращается планета. Во-первых, на вращение влияет планета — звезда начинает слегка раскачиваться, и специальное оборудование может засечь это движение. Планета — единственное, что может повлиять на такое изменение. Во-вторых, мощный телескоп может уловить небольшую тень, идущую от планеты к звезде. Есть и другие методы исследования, но эти два считаются основными и используются чаще всего.

Несмотря на существование таких методов, у ученых до сих пор нет возможности открыть все планеты. Пока не обнаружено ни одной солнечноподобной системы. Это, вероятно, говорит о том, что современные телескопы не могут захватывать малые планеты. Кроме того, многие из них вращаются на большом расстоянии от звезд, и на них почти не падает свет, что делает практически невозможным их обнаружение с большого расстояния.

Развитые цивилизации не обязательно заметны издалека

Кажется, что человек имеет сильное влияние на мир: он загрязняет природу, меняет климат. Но в космическом масштабе всего этого не видно. В течение нескольких световых лет Солнечная система находилась под угрозой исчезновения. За исключением, пожалуй, странно высокой мощности радиосвязи — шума от наших каналов связи.

Мы начали активно пользоваться радио в конце 19 века, поэтому «шумели» около 120–130 световых лет. Звучит много, но это небольшая часть нашей галактики. А чтобы услышать этот шум, вам понадобятся чрезвычайно чувствительные приемники.

Самый большой радиотелескоп в мире диаметром 500 м обнаруживает десятки пульсаров, но случайную радиотрансляцию можно услышать только в пределах Солнечной системы Fast.bao.ac.cn

Сами мы можем принимать только усиленный радиосигнал, который намеренно «выстрелил» в направлении Земли. Наши радиотелескопы не будут замечать внутренние передачи другой цивилизации уже в течение светового года. Ближайшая звезда находится на расстоянии 4,2 световых года от нас.

Но высокоразвитым цивилизациям, наверное, нужно много энергии! И мы могли видеть их огромные электростанции Дайсона сферической формы, заслоняющие целые звезды. Но нет уверенности в том, что такие структуры возможны или разумны. Их идея основана на простой экстраполяции, а это не лучший способ делать прогнозы.

Примерно такая конструкция подозревалась в странном затенении звезды KIC 8462852 с 2015 года, но исследования показали, что это, скорее всего, пылевые облака, а не сфера Дайсона RIA

В этом вся проблема поиска разумных внеземных цивилизаций: мы не можем знать, как они думают, какие действия и цели они считают важными или желательными. Остается только построить десятки и сотни гипотез типа «умышленное молчание», не имея возможности их проверить.

С простейшей жизнью проблем не меньше

Бактерии и другие одноклеточные организмы, похоже, не могут специально спрятаться от нас, но это не облегчает их поиск. Микроорганизмы чрезвычайно сложно обнаружить даже в пределах Солнечной системы, не говоря уже о галактике или Вселенной.

Мы изучаем близлежащий Марс в течение полувека и до сих пор не можем понять, есть ли у него собственная жизнь или нет. Первые миссии показали, что Марс — это засушливая пустынная планета со слабой атмосферой и почти без магнитных полей. Резкие перепады температуры и космическое излучение не оставляют шансов для жизни на поверхности.

Но позже мы узнали, что марсианская почва полезна для растений и, что более важно, она содержит воду. А также большие резервуары с жидкостями под поверхностью. А в 2014 году марсоход Curiosity обнаружил органическое вещество в почве и метан в атмосфере. Кроме того, уровень метана меняется в течение года, как и на Земле, из-за метаболизма бактерий.

Это возросший интерес к изучению Красной планеты — Китай и даже ОАЭ запустили свои зонды, и Илон Маск, похоже, серьезно планирует отправить туда людей. Но уже ясно, что найти марсианские бактерии будет сложно. Придется пробурить глубже, взять как можно больше проб и отправить их на Землю. Это годы исследований и миллионы долларов затрат.

Жизнь может скрываться и в самых неожиданных местах

История со спутниками газовых гигантов показала, что наши представления о пригодности планет для жизни могут быть очень наивными. Еще одно доказательство тому — данные межпланетной станции New Horizons. От них мы получили не только первое в истории качественное фото Плутона, но и информацию о том, как он устроен внутри.

Оказалось, что пониженный с планеты Плутон не нуждается в солнечном тепле. У него, как и у Европы и Энцелада, теплое «сердце», которое не давало ему замерзнуть до конца. Под толстым внешним льдом из воды и азота может плескаться водный океан глубиной до 180 км. По крайней мере, так было на заре истории о Плутоне и может продолжаться по сей день.

С другой стороны, есть Венера, самая горячая планета Солнечной системы. На его поверхности температура достигает 462 ° C и эта температура практически одинакова на всей территории планеты. Это следствие чрезвычайно плотной атмосферы из углекислого газа с давлением в 92 раза выше, чем у Земли. Кажется, что в таких условиях жизни быть не может.

Реконструированная фотография поверхности Венеры, сделанная космическим аппаратом Венера-13 РАН / Тед Стрик

Но в прошлом году ученые изменили давно высказываемое представление о примитивной жизни в верхних слоях атмосферы Венеры. В их модели бактерии живут в каплях воды и серной кислоты на высоте 50-60 км. Они медленно оседают, превращаясь в споры под твердой оболочкой. В этой форме бактерии могут веками плавать в венерианской сухой дымке, пока не вернутся в верхние слои для возрождения.

Картина выглядит великолепно, но через некоторое время в атмосфере Венеры был обнаружен газообразный фосфин — один из биомаркеров, признаков существования жизни. Кроме того, они были обнаружены на высоте 51-63 км, что удивительно точно совпадает с картиной потенциальной жизни на Венере. И хотя открытие вскоре было названо ошибкой наблюдения, есть и другие аргументы в пользу фосфина Венеры.

Эта информация настолько взволновала общественность, что бизнесмены, например, сам Юрий Мильнер, проявили интерес к поиску жизни на Венере.

Кто сказал, что жить нужно на поверхности?

Обычно, когда дело доходит до внеземной жизни, мы примерно представляем то, что видим на Земле: много жидкой воды на поверхности, плотная атмосфера с кислородом и осадками, магнитное поле и мягко согревающее светило. Если на планете ничего этого нет, жить на ней невозможно.

Но также может случиться так, что жизнь на открытой поверхности — это странное исключение, а не правило. Глубокий океан воды под толстым слоем льда, согретый теплыми кишками, — гораздо более удобная среда для появления бактерий. И таких «инкубаторов» может быть много только в Солнечной системе.

Одна из них — Европа, спутник Юпитера. Он полностью покрыт водяным льдом, а средняя температура на его поверхности не превышает -160 ° C. Но мощная гравитация Юпитера сжимает и растягивает Европу, как гармошку, поэтому его недра остаются раскаленными. Следовательно, через 15-25 км лед переходит в жидкий океан глубиной 60-150 км. По объему он больше, чем все океаны на Земле, хотя сама Европа меньше Луны.

Похожая история с Энцеладом, луной Сатурна. Он также покрыт водяным льдом и является геологически активным. Он настолько активен, что постоянно извергается струями водяного пара и сложного органического вещества — это было зафиксировано станцией Кассини в 2005 году. А в 2016 году наконец стало ясно, что под ледяной корой Энцелада находится глобальный океан жидкой воды. Кроме того, на дно действуют горячие гейзеры.

Вот как работает Энцелад: ядро ​​из силикатного металла и водный океан, который превращается в толстую ледяную оболочку, которую регулярно прорывают извержения НАСА

Европа и Энцелад теперь считаются чуть ли не главными претендентами на звание колыбели внеземной жизни в Солнечной системе, хотя и примитивной. Планируется запуск исследовательских станций, причем не только NASA, но и частных. Например, российский миллиардер Юрий Мильнер.

Но уже ясно, что добраться до возможных бактерий Европы и Энцелада будет намного сложнее, чем с самими марсианами. Придется пробурить не пару метров земли, а километры льда. Ученые предлагают для этого экзотические устройства, которые за счет атомного реактора растопят толщу льда и достигнут океана. Сколько это будет стоить, пока не ясно.