Затмения Солнца на Юпитере и тени его спутников

Введение

Когда луны Юпитера проходят перед Солнцем

Солнечные затмения на Юпитере происходят, когда любой из естественных спутников Юпитера проходит перед Солнцем, как видно с планеты Юпитер. Для тел, кажущихся меньше Солнца по угловому диаметру, правильнее использовать термин «транзит». Для тел, превосходящих Солнце по видимым размерам, правильнее говорить об «оккультации». Существует пять спутников, способных полностью скрыть Солнце: Амальтея, Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Все остальные слишком малы или слишком удалены, чтобы полностью оккультировать Солнце, и могут лишь проходить перед ним. У большинства более отдаленных спутников орбиты сильно наклонены к плоскости орбиты Юпитера, поэтому их редко можно увидеть на фоне Солнца. Когда четыре крупнейших спутника Юпитера, галилеевы спутники, оккультируют Солнце, на поверхности Юпитера можно наблюдать транзит тени, который можно увидеть с Земли в телескоп. Затмения Солнца с Юпитера не являются редким явлением, поскольку Юпитер очень велик, а его осевой наклон (связанный с плоскостью орбит его спутников) относительно мал. Фактически, подавляющее большинство орбит всех пяти объектов, способных оккультировать Солнце, приводит к солнечному затмению, видимому из какой-либо точки на Юпитере, и каждый спутник, кроме Каллисто, гарантированно вызывает затмение на каждой орбите. Связанное явление – затмения спутников в тени Юпитера – наблюдалось со времен Джованни Кассини и Оле Рёмера в середине XVII века. Вскоре было замечено, что предсказанное время затмений отличается от наблюдаемого, отклоняясь как на десять минут вперед, так и на десять минут назад. Рёмер правильно понял, что эти отклонения вызваны изменяющимся расстоянием между Землей и Юпитером по мере их движения по орбитам вокруг Солнца. Позже, в 1678 году, Кристиан Гюйгенс использовал эти неточности для первого точного определения скорости света. Для наблюдения солнечных затмений на Юпитере использовались космические аппараты, такие как Pioneer 10 и Pioneer 11 (1973 и 1974), Voyager 1 и Voyager 2 (1979), орбитальный аппарат Galileo (1995–2003), Cassini–Huygens (2000), New Horizons (2007) и Juno (с 2016 года), которые наблюдали транзиты спутников и их теней.

Solar eclipses on Jupiter occur when any of the natural satellites of Jupiter pass in front of the Sun as seen from the planet Jupiter. For bodies that appear smaller in angular diameter than the Sun, the proper term would be a transit. For bodies that are larger than the apparent size of the Sun, the proper term would be an occultation. There are five satellites capable of completely occulting the Sun: Amalthea, Io, Europa, Ganymede and Callisto. All of the others are too small or too distant to be able to completely occult the Sun, so can only transit the Sun. Most of the more distant satellites also have orbits that are strongly inclined to the plane of Jupiter's orbit, and would rarely be seen transiting Jupiter. When the four largest satellites of Jupiter, the Galilean satellites, occult the Sun, a shadow transit can be seen on the surface of Jupiter which can be observed from Earth in telescopes. Eclipses of the Sun from Jupiter are not particularly rare, since Jupiter is very large and its axial tilt (which is related to the plane of the orbits of its satellites) is relatively small—indeed, the vast majority of the orbits of all five of the objects capable of occulting the Sun will result in a solar occultation visible from somewhere on Jupiter, with every satellite except Callisto guaranteed to produce an eclipse on every orbit. The related phenomenon of satellite eclipses in the shadow of Jupiter has been observed since the time of Giovanni Cassini and Ole Rømer in the mid Seventeenth Century. It was soon noticed that predicted times differed from observed times in a regular way, varying from up to ten minutes early to up to ten minutes late. Rømer correctly realized that the variations were caused by the varying distance between Earth and Jupiter as the two planets moved in their orbits around the Sun. Later, in 1678, Christiaan Huygens used these errors to make the first accurate determination of the speed of light. Spacecraft can be used to observe the solar eclipses on Jupiter; these include Pioneer 10 and Pioneer 11 (1973 and 1974), Voyager 1 and Voyager 2 (1979), Galileo orbiter (1995–2003), Cassini–Huygens (2000), New Horizons (2007), and Juno (2016 present) observed the transits of their moons and its shadows.

Видимость с Юпитера

Средний угловой диаметр Солнца, видимый с Юпитера, составляет 372 дуговых секунды, или 6' 12" (приблизительно как с Земли), незначительно изменяясь от 381" в перигелии до 357" в афелии. В отличие от почти случайного совпадения кажущихся размеров Луны и Солнца при наблюдении с Земли, эта перспектива значительно увеличивает кажущиеся диаметры всех галилеевых спутников по сравнению с Солнцем. Даже далекая Каллисто выглядит более чем на 50% больше, а Ио – почти в шесть раз больше. Это различие в угловых размерах делает тени спутников на Юпитере более резкими, чем лунную тень на Земле во время полного солнечного затмения, так как это уменьшает ширину полутени на определенном расстоянии.