Jupiter je jedan od pet planeta u Sunčevom sustavu koji se može vidjeti na noćnom nebu bez ikakvih optičkih instrumenata. Još uvijek nemaju pojma o njegovoj veličini, drevni astronomi nazvali su ga vrhovnim rimskim božanstvom.
Upoznajte Jupitera
Jupiterova orbita je 778 milijuna km udaljena od Sunca. Godina tamo traje 11,86 zemaljskih godina. Planet napravi potpunu rotaciju oko svoje osi za samo 9 sati i 55 minuta, a brzina rotacije je različita na različitim geografskim širinama, a os je gotovo okomita na orbitalnu ravninu, zbog čega se ne uočavaju sezonske promjene.
Jupiterova površinska temperatura je 133 stupnja Celzijusa (140 K). Radijus je veći od 11, a masa je 317 puta veća od polumjera i mase našeg planeta. Gustoća (1,3 g/cm3) je proporcionalna gustoći Sunca i mnogo manja od gustoće Zemlje. Sila gravitacije na Jupiteru je 2,54 puta, a magnetsko polje je 12 puta veće od sličnih zemaljskih parametara. Temperatura tijekom dana na Jupiteru se ne razlikuje od noćne. To je zbog značajne udaljenosti od Sunca i snažnih procesa koji se odvijaju u utrobi planeta.
EruOptičko istraživanje petog planeta otkrio je 1610. G. Galileo. On je bio taj koji je otkrio četiri najmasivnija satelita Jupitera. Do danas je poznato da je 67 kozmičkih tijela dio planetarnog sustava diva.
Povijest istraživanja
Do 1970-ih, planet je proučavan korištenjem zemaljskih, a zatim orbitalnih sredstava u optičkim, radijskim i gama pojasevima. Temperaturu Jupitera prvi je put procijenila 1923. godine skupina znanstvenika s opservatorija Lowell (Flagstaff, SAD). Koristeći vakuumske termoelemente, istraživači su otkrili da je planet "definitivno hladno tijelo". Fotoelektrična promatranja Jupiterove zatamnjenosti zvijezda i spektroskopska analiza omogućili su donošenje zaključka o sastavu njegove atmosfere.
Naknadni letovi međuplanetarnih vozila doradili su i značajno proširili akumulirane informacije. Bespilotne misije "Pionir-10; 11" 1973-1974. prvi put su prenijeli slike planeta s bliske udaljenosti (34 tisuće km), podatke o strukturi atmosfere, prisutnosti magnetskog i radijacijskog pojasa. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) i New Horizons (2007) napravili su poboljšana mjerenja Jupitera i njegovog planetarnog sustava, a Galileo (1995-2003) i Juno (2016) pridružili su se redovima gigantski umjetni sateliti.
Unutarnja struktura
Jezgra planeta promjera oko 20 tisuća km, koja se sastoji odmala količina kamenog i metalnog vodika, nalazi se pod pritiskom od 30-100 milijuna atmosfera. Temperatura Jupitera u ovoj zoni je oko 30 000 ˚S. Masa jezgre je od 3 do 15% ukupne mase planeta. Generiranje toplinske energije u Jupiterovoj jezgri objašnjava se Kelvin-Helmholtzovim mehanizmom. Suština fenomena je da kod naglog hlađenja vanjske ljuske (temperatura površine planeta Jupiter je -140˚S) dolazi do pada tlaka, što uzrokuje kompresiju tijela i naknadno zagrijavanje jezgre.
Sljedeći sloj, dubok 30 do 50 tisuća km, je tvar metalnog i tekućeg vodika pomiješana s helijem. S udaljenošću od jezgre, tlak u ovoj regiji opada na 2 milijuna atmosfera, temperatura Jupitera pada na 6000 ˚S.
Struktura atmosfere. Slojevi i kompozicija
Ne postoji jasna granica između površine planeta i atmosfere. Za njezin donji sloj - troposferu - znanstvenici su uzeli uvjetno područje u kojem tlak odgovara zemaljskom. Daljnji slojevi, kako su se udaljavali od "površine", slagali su se sljedećim redoslijedom:
- Stratosfera (do 320 km).
- Termosfera (do 1000 km).
- egzosfera.
Ne postoji jedinstven odgovor na pitanje kolika je temperatura na Jupiteru. U atmosferi se događaju nasilni konvekcijski procesi uzrokovani unutarnjom toplinom planeta. Promatrani disk ima izraženu prugastu strukturu. U bijelim prugama (zone) zračne mase hrle gore, u tamnim (pojasevi) se spuštaju,formiranje konvektivnih ciklusa. U gornjim slojevima termosfere temperatura doseže 1000 ˚S, a kako se kreće dublje i povećava tlak, postupno pada na negativne vrijednosti. Kako Jupiter dosegne troposferu, Jupiterova temperatura ponovno počinje rasti.
Gornji slojevi atmosfere su mješavina vodika (90%) i helija. Sastav nižih, gdje dolazi do glavne formacije oblaka, također uključuje metan, amonijak, amonijev hidrosulfat i vodu. Spektralna analiza pokazuje tragove etana, propana i acetilena, cijanovodične kiseline i ugljičnog monoksida, fosfora i spojeva sumpora.
Slojevi oblaka
Različite boje Jupiterovih oblaka ukazuju na prisutnost složenih kemijskih spojeva u njihovom sastavu. Tri razine jasno su vidljive u strukturi oblaka:
- vrh - zasićen kristalima smrznutog amonijaka.
- Sadržaj amonijevog hidrosulfida u prosjeku se značajno povećava.
- U dnu - vodeni led i moguće sitne kapi vode.
Neki atmosferski modeli koje su razvili znanstvenici i istraživači ne isključuju prisutnost drugog sloja oblaka koji se sastoji od tekućeg amonijaka. Ultraljubičasto zračenje Sunca i snažan energetski potencijal Jupitera pokreću tijek brojnih kemijskih i fizičkih procesa u atmosferi planeta.
Atmosferski fenomeni
Granice zona i pojaseva na Jupiteru karakteriziraju jaki vjetrovi (do 200 m/s). Od ekvatora do polova pravcatokovi se povremeno izmjenjuju. Brzina vjetra opada s povećanjem geografske širine i praktički je odsutna na polovima. Razmjer atmosferskih pojava na planeti (oluje, munje, polarna svjetlost) je za red veličine veći nego na Zemlji. Čuvena Velika crvena pjega nije ništa više od divovske oluje, po površini veća od dva Zemljina diska. Točka se polako pomiče s jedne strane na drugu. Tijekom stotinu godina promatranja, njegova se prividna veličina prepolovila.
Misija Voyager također je otkrila da su središta formacija atmosferskih vrtloga prepuna bljeskova munja, čije linearne dimenzije prelaze tisuće kilometara.
Ima li života na Jupiteru?
Pitanje će izazvati zbunjenost kod mnogih. Jupiter - planet čija površinska temperatura (kao i postojanje same površine) ima dvosmisleno tumačenje - teško može biti "kolijevka uma". Ali postojanje bioloških organizama u atmosferi diva još 70-ih godina prošlog stoljeća, znanstvenici nisu isključili. Činjenica je da su u gornjim slojevima tlak i temperatura vrlo povoljni za nastanak i tijek kemijskih reakcija koje uključuju amonijak ili ugljikovodike. Astronom K. Sagan i astrofizičar E. Salpeter (SAD), vođeni fizikalnim i kemijskim zakonima, napravili su hrabru pretpostavku o oblicima života čije postojanje nije isključeno pod ovim uvjetima:
- Sinkeri su mikroorganizmi koji se mogu brzo i u velikom broju razmnožavati, omogućujući populaciji da preživi u promjenjivim okruženjima.uvjeti konvektivnih struja.
- Plutači su divovska stvorenja nalik balonima. Oslobađanje teškog helija, plutajući u gornjim slojevima.
U svakom slučaju, ni Galileo ni Juno nisu pronašli ništa slično.
