ЕЩЕ ОДНА ЗАГАДКА ЮПИТЕРА... РАЗГАДАНА.

Солнечная система состоит из Юпитера плюс какие-то обломки
Айзек Азимов.

Некоторые ученые заслуженно называю Юпитер планетой загадок. Одной из них является феномен «горячих теней». В этой статье я попытаюсь объяснить причины этого явления с помощью моей гипотезы. Эта гипотеза является очень простой для понимания (она основывается на школьном курсе химии), но при этом позволяет описать процессы, которые происходят в недрах гигантской планеты. Итак, обо все по порядку.
Шутливая фраза американского писателя-фантаста Айзека Азимова – пятая по удаленности от солнца и самая большая планета в солнечной системе. Он просто огромен! Его масса вдвое больше массы всех остальных планет вместе взятых; по объему Юпитер больше нашей старушки Земли в 1310 раз, а по массе – в 318 раз! Несмотря на огромные размеры, Юпитер очень быстро вращается вокруг своей оси. Сутки на этой планете длятся всего 9 часов 50 мин., для тех, кто забыл, маленькой Земле на один оборот требуется аж 24 часа! На Юпитере вообще нет смены времен года, поскольку ось вращения этой планеты почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты. Атмосфера « короля планет», как иногда называют Юпитер, состоит из семи газов: водорода, гелия, метана, аммиака и др. Юпитер намного дальше от Земли, чем Марс, а сияет на небе зачастую ярче именно потому, что он- значительно больше и имеет облачную атмосферу, хорошо отражающую солнечный свет.
Но вот что интересно: Ученые, зная расстояние Юпитера от Солнца, вычислили количество теплоты, которое Юпитер от него получает. Далее, они установили отражательную способность атмосферы, что позволило узнать, сколько солнечной энергии планета отражает в космическое пространство. Наконец, вычислили температуру, которую должна иметь планета, находящаяся на известном расстоянии от Солнца, она оказалась близкой к – 160 о С. Но температуру планеты можно определить и непосредственно, исследуя ее инфракрасное излучение с помощью наземной аппаратуры или приборов, установленных на борту межпланетных станций. Такие измерения показали, что температура верхнего слоя облаков Юпитера близка к – 130 о С, т. е. выше расчетной. Следовательно, Юпитер излучает энергии почти в 2 раза больше, чем получает от Солнца. Это позволило сделать вывод о том, что планета обладает собственным источником энергии. Астрономы и физики до сих пор спорят о том, что является этим таинственным источником энергии планеты.
Моя теория объясняет причины этого явления, но я вынужден просить вас подождать еще одну минуту, прежде чем я поведаю вам ее содержание.
Сначала мы все должны узнать еще одну самую важную и самую интересную для нас загадку Юпитера. Эта загадка получила название «феномен горячих теней». Радио -измерения показали, что там, где на Юпитере падает тень его спутников, температура заметно повышается. Как мы знаем, на Земле, да и на Луне, температура в тени всегда ниже, чем на освещенном Солнцем месте. Заметное повышение температуры на теневой части планеты и было названо «феноменом горячих теней».
Вот теперь пришла пора огласить мою теорию, объясняющую не только явление «горячих теней», но и наличие на планете непонятного источника энергии, который поддерживает температуру верхних слоев атмосферы на уровне выше расчетного.
Я предполагаю, что причиной этих явлений является химическая реакция, протекающая в атмосфере планеты. Причем, эта реакция является обратимой.
Рассмотрим обратимые химические реакции более подробно.
Обратимыми называют химические реакции, протекающие при данных условиях во взаимно противоположных направлениях. То есть, некое вещество, находясь в данных условиях, и образуется, и разлагается. Обе эти реакции (разложение и синтез) могут происходить одновременно, т. е. вещество образуется и сразу же разлагается на более простые вещества.
Если количество образовавшегося и разложившегося при реакции вещества равно, то такое состояние системы, называют химическим равновесием. Химические системы, находящиеся в равновесии, подчиняются правилу Ле-Шателье, которое формулируется следующим образом: при изменении внешних условий химическое равновесие смещается в сторону той реакции (прямой или обратной), которая ослабляет это внешнее воздействие. По описанному выше принципу Ле-Шателье, можно смещать равновесие в любой обратимой реакции.
Предположим, что два простых вещества могут участвовать в реакции синтеза (соединятся друг с другом) с образованием одного другого сложного вещества. Пусть эта реакция происходит с выделением тепла (энергии). Она же при незначительных изменениях внешних условий может протекать и в обратном направлении с поглощением тепла (реакция разложения).
Воспользуемся правилом Ле-Шателье. Согласно которому, если мы хотим в приведенном выше примере сместить равновесие в сторону реакции синтеза, мы должны понизить температуру, что приведет к ответной реакции, а именно – к повышению температуры в замкнутой системе. А если нам надо разложить вещество на более простые, т. е. сместить равновесие в сторону реакции разложения, мы должны повысить температуру, что приведет к понижению температуры в замкнутой системе.
Теперь закончим изучение обратимых реакций и вернемся к немного забытому нами Юпитеру.
По моему мнению, в атмосфере Юпитера протекает химическая реакция. Эффект «горячих теней» происходит оттого, что в той части планеты, куда падает тень от ее спутников, происходит понижение температуры, а химическая система отвечает на это снижение температуры смещением равновесия по принципу Ле-Шателье в сторону реакции, которая гасит внешнее воздействие. То есть, в итоге, в теневой части планеты происходит… повышение температуры!
Одна и та же реакция течет в разных направлениях на освещенной Солнцем и в теневой зоне. Этим и объясняется эффект «горячих теней»!
Но у нас есть еще одна загадка – непонятный источник энергии, поддерживающий среднюю температуру верхних слоев атмосферы Юпитера на уровне выше расчетного. Как вы уже догадались, я считаю, что температуру на планете поддерживает та же обратимая химическая реакция, протекающая с выделением тепла.
Кто-то из читателей может возразить: «Если бы температура на Юпитере поддерживалась за счет химической реакции, то – в скором времени все необходимые для него вещества прореагировали бы друг с другом и реакция вскоре прекратилась бы». Я могу ответить на это возражение. Все дело в том, что это – не обычная, а именно ОБРАТИМАЯ реакция. Когда Юпитер подставляет один свой бок Солнцу, в его недрах идет разложение необходимых для реакции веществ, а в другой части планеты, где ночь, происходит синтез этих веществ. Как только на Юпитере всходит солнце, химическое равновесие тут же смещается в другую сторону и вещества, которые образовались за ночь, разлагаются в течение целого дня. И так – до бесконечности.
За счет этого на Юпитере соблюдается удивительное химическое и температурное равновесие. В теневой части планеты синтезируются необходимые для реакции вещества, (процесс происходит с повышением температуры), а на солнечной части они же разлагаются с понижением температуры.= Одни бок планеты, согреваемый Солнцем, охлаждается за счет химической реакции, а другой бок, находящийся в тени, нагревается за счет обратной ей реакции. Быстрое вращение этой планеты вокруг своей оси (напомню, что на полный оборот ей требуется всего 9 часов 50 минут), а так же – ветры, дующие на Юпитере, способствуют активному перемещению газовых слоев. Это перемещение не позволяет химическим элементам накапливаться в каком-то одном месте планеты. Отсутствие смены времен года на Юпитере так же содействует равномерному протеканию химических реакций в недрах планеты.
Еще раз подчеркиваю, согласно моей теории, несмотря на активные химические процессы на Юпитере поддерживается удивительное равновесие. Именно из-за этого равновесия ученым до сих пор не удалось установить причину «горячих теней». А моя гипотеза объясняет причины этого явления, пользуясь известными законами химии.
Какие же вещества участвуют в описанной мной химической реакции? Возможно, что на Юпитере происходит реакция (синтеза) аммиака, который присутствует в атмосфере планеты:
N2 + 3H2 = 2NH3 (азот +водород = аммиак).
Хотя, это только один из вариантов. Главное то, что на Юпитере, согласно моему предположению, идет обратимая химическая реакция, и моя гипотеза описывает ее в общем виде. Я надеюсь, что в скором времени ученые ответят на этот вопрос и подтвердят мою теорию на практике.