Естественных спутников у Юпитера к 2010 г. было известно 63, больше, чем у любой другой планеты Солнечной системы. Наземными методами к концу 1970-х гг. было открыто 13 юпитерианских лун, в 1979 г. космический аппарат «Вояджер-1» обнаружил ещё 3, а начиная с 1999 г. при помощи наземных телескопов нового поколения были открыты остальные 47 спутников, причём большинство из них — это небольшие скалистые тела неправильной формы диаметром 2–4 км.
Некоторые из малых спутников Юпитера движутся почти по одинаковым орбитам, так что они вполне могут быть остатками более крупных лун, разрушенных тяготением планеты-гиганта.
Граница орбит спутников определяется областью гравитационного притяжения планеты и удалена от неё на расстояние 52 млн. км. Внешние, наиболее удалённые от Юпитера спутники нельзя увидеть с поверхности планеты невооружённым глазом, а с самого далёкого из них газовый гигант выглядит меньше, чем Луна на нашем небе. Далёкие от планеты спутники обращаются вокруг неё в разных направлениях и вполне могут быть астероидами, захваченными гравитационным полем Юпитера.
Четыре самых крупных спутника Юпитера — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто — были открыты Галилео Галилеем в 1610 г., поэтому впоследствии их стали называть галилеевыми. Все они движутся почти по круговым орбитам в плоскости экватора планеты. Силы приливного взаимодействия с планетой оказывают на них такое же влияние, как и на Луну с Землёй: вращение Юпитера постепенно замедляется, а спутники медленно удаляются от него, синхронизируя своё вращение с гигантом и постоянно обращаясь к нему одной и той же стороной.
Юпитер оставил свой след не только в мифах и религиях разных народов, но и в истории науки. Открытие галилеевых спутников — одно из первых, совершённых с помощью телескопа. Кроме того, Юпитер со спутниками так сильно напоминал Солнечную систему, что это сыграло определённую роль в формировании гелиоцентрической картины мира.
Каждый из галилеевых спутников по-своему примечателен. На Ио обнаружено большое количество вулканов, действующих и потухших. Выбросы диоксида серы при извержении достигают высоты 300 км, при этом основная часть газа замерзает на поверхности спутника, но некоторое его количество улетает в космос и образует кольцо, опоясывающее Юпитер. Кроме того, Ио обладает атмосферой, которая плотнее атмосферы Меркурия, хотя и в 10 млн. раз разреженнее земной. Европа покрыта водяным льдом, и вполне возможно, что под коркой толщиной 1 00 км существует тёплый океан, солёность которого близка к солёности земных океанов. Некоторые учёные даже надеются когда-нибудь обнаружить в подлёдном океане Европы примитивные формы жизни. Ганимед — самый большой спутник Юпитера и вообще в Солнечной системе. Его радиус равен 2634 км, так что по размеру он превосходит Луну и даже Меркурий. А Каллисто с радиусом 2408 км тоже близка по размеру к Меркурию и является третьим по величине спутником в Солнечной системе после Ганимеда и спутника Сатурна Титана.
* * *
Гигантский вихрь
В 1665 г. Джованни Кассини обнаружил в южном полушарии Юпитера Большое Красное Пятно. До полётов американских космических аппаратов «Вояджер» некоторые полагали, что пятно — это некое твёрдое образование, но теперь мы знаем, что это область высокого давления в атмосфере, гигантский вихрь, размеры которого существенно больше Земли.
Большое Красное Пятно — самый крупный ураган в Солнечной системе. Оно расположено на 8 км выше верхнего слоя облаков и вращается против часовой стрелки, совершая один оборот за шесть земных суток, а скорость ветра внутри него порядка 500 км/ч. Размеры Пятна постоянно меняются, в длину оно занимает 24–40 тыс. км, а в ширину — 12–14 тыс. км, но в целом пятно уменьшается: в 1880 г. Большое Красное Пятно было в два раза больше и заметно ярче, чем сейчас.
Сатурн
Шестая от Солнца планета, Сатурн, не относится к наиболее ярким объектам звёздного неба. Однако его медленно перемещающийся по ночному небосклону желтоватый немерцающий диск хорошо виден невооружённым глазом, поэтому люди наблюдали Сатурн с давних времён и считали его самой далёкой планетой.
Сатурн состоит в основном из газов и не имеет твёрдой поверхности, он относится к газовым гигантам и по размеру занимает второе место в Солнечной системе после Юпитера. Как и большинство планет, Сатурн вращается с запада на восток, причём скорости вращения на разных широтах различны: в приэкваториальных областях один оборот вокруг оси занимает 10 ч 34 мин 13 с, а в приполярных — приблизительно на 26 мин больше.
Сатурн
Внутреннее строение планеты
Сатурн расположен почти в 10 раз дальше от Солнца, чем Земля, и поэтому получает в 90 раз меньше солнечного тепла, чем наша планета. Орбита гиганта близка к круговой, но из-за её огромных размеров разность максимального и минимального расстояний от планеты до Солнца составляет порядка 160 млн. км.
Масса Сатурна в 95,2 раза превышает массу Земли. Казалось бы, это очень большая величина. Но так как объём планеты больше объёма Земли в 800 раз, то получается, что средняя плотность Сатурна составляет всего 0,69 г/ см3! Этот газовый гигант — единственная планета Солнечной системы, чья средняя плотность меньше плотности воды (которая равна 1 г/см3 при 4 °С). А это значит, что, найдись во Вселенной гигантская ванна с водой или подходящего размера океан, Сатурн плавал бы в нём и не тонул!
Верхние слои непрозрачной, очень плотной атмосферы Сатурна приблизительно на 93% по объёму состоят из водорода и на 7% — из гелия. На верхней границе облачного покрова планеты, где давление равно 0,1 атм, температура составляет около -190 °С. Хотя по земным меркам это страшный холод, имея такую температуру, Сатурн излучает в 2,5 раза больше тепла, чем принимает от Солнца. Это одна из особенностей Сатурна, свидетельствующая о том, что планета сама выделяет тепло.
На северном полюсе Сатурна хорошо видна устойчивая облачная структура в виде правильного шестиугольника — гексагена
На Сатурне дуют ураганные ветры, скорость которых вблизи экватора достигает 1800 км/ч, а это в три раза больше, чем на Юпитере! В газовом покрове Сатурна наблюдается гораздо меньше, чем на Юпитере, мелких деталей — проявлений активности атмосферы, волн и узелков, но зато облачных полос на Сатурне больше и они заметны до очень высоких широт (78°).
Кроме того, в атмосфере гиганта периодически наблюдаются мощные штормы, ураганы и пятна разных цветов (от жёлтого до коричневого). У него есть свои громадные вихри, аналоги Большого Красного Пятна на Юпитере — Большой Белый Овал, Большое Коричневое Пятно и другие, меньшего размера.
Грозы на Сатурне сравнимы по мощности с земными, но случаются гораздо реже и длятся по нескольку месяцев, а гроза, которая бушевала на гиганте с января по октябрь 2009 г., оказалась самой длительной из тех, которые когда-либо наблюдались в Солнечной системе.
На Сатурне обнаружены полярные сияния — свечение верхних слоев атмосферы под действием заряженных частиц, движущихся вдоль силовых линий магнитного поля. В отличие от сияний на Земле и Юпитере они бывают не только в виде кольца, но могут покрывать и весь полюс, появляясь на широтах выше 65°, что не характерно для нашей планеты.
Изучая в начале 1980-х гг. снимки, полученные американскими космическими аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2», учёные заметили на северном полюсе Сатурна странное атмосферное образование, напоминающее правильный шестиугольник (гексаген). Его природа до конца не ясна, скорее всего, это необычный облачный вихрь, уходящий в глубь атмосферы планеты на расстояние порядка 100 км. Известно, что эта структура вращается и так велика, что внутри неё поместится четыре Земли. Над облачным гексагеном наблюдается кольцевое полярное сияние.
