Jupiter je eden od petih planetov v sončnem sistemu, ki jih je mogoče videti na nočnem nebu brez optičnih instrumentov. Še vedno nimajo pojma o njegovi velikosti, so ga stari astronomi poimenovali vrhovno rimsko božanstvo.
Spoznajte Jupitra
Jupitrova orbita je od Sonca oddaljena 778 milijonov km. Leto tam traja 11,86 zemeljskih let. Planet naredi popolno rotacijo okoli svoje osi v samo 9 urah 55 minut, hitrost vrtenja pa je na različnih zemljepisnih širinah različna, os pa je skoraj pravokotna na orbitalno ravnino, zaradi česar sezonskih sprememb ni opaziti.
Jupitrova površinska temperatura je 133 stopinj Celzija (140 K). Polmer je več kot 11, masa pa je 317-krat večja od polmera in mase našega planeta. Gostota (1,3 g/cm3) je sorazmerna z gostoto Sonca in veliko manjša od gostote Zemlje. Sila gravitacije na Jupiter je 2,54-krat, magnetno polje pa je 12-krat večje od podobnih zemeljskih parametrov. Temperatura podnevi na Jupitru se ne razlikuje od nočne. To je posledica velike oddaljenosti od Sonca in močnih procesov, ki se odvijajo v črevesju planeta.
EruOptične raziskave petega planeta je leta 1610 odkril G. Galileo. Prav on je odkril štiri najbolj masivne satelite Jupitra. Do danes je znano, da je 67 kozmičnih teles del planetarnega sistema velikana.
Zgodovina raziskav
Do sedemdesetih let prejšnjega stoletja so planet proučevali s pomočjo zemeljskih in nato orbitalnih sredstev v optičnem, radijskem in gama pasovih. Temperaturo Jupitra je leta 1923 prvič ocenila skupina znanstvenikov z observatorija Lowell (Flagstaff, ZDA). Z uporabo vakuumskih termoelementov so raziskovalci ugotovili, da je planet "zagotovo hladno telo". Fotoelektrična opazovanja Jupitrovega zakritja zvezd in spektroskopska analiza so omogočila sklepanje o sestavi njegove atmosfere.
Naslednji leti medplanetarnih vozil so izboljšali in znatno razširili zbrane informacije. Brezpilotne misije "Pioneer-10; 11" v letih 1973-1974. prvič so posredovali slike planeta z bližnje razdalje (34 tisoč km), podatke o strukturi atmosfere, prisotnosti magnetnega in sevalnega pasu. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) in New Horizons (2007) so naredili izboljšane meritve Jupitra in njegovega planetarnega sistema, Galileo (1995-2003) in Juno (2016) pa sta se pridružila vrstam orjakovi umetni sateliti.
Notranja struktura
Jedro planeta s premerom približno 20 tisoč km, sestavljeno izmajhna količina kamninskega in kovinskega vodika, je pod pritiskom 30-100 milijonov atmosfer. Temperatura Jupitra v tem območju je približno 30.000 ˚С. Masa jedra je od 3 do 15% celotne mase planeta. Nastajanje toplotne energije v Jupitrovem jedru je razloženo s Kelvin-Helmholtzovim mehanizmom. Bistvo pojava je v tem, da pri močnem ohlajanju zunanje lupine (površinska temperatura planeta Jupiter je -140˚С) pride do padca tlaka, ki povzroči stiskanje telesa in naknadno segrevanje jedra.
Naslednja plast, globoka 30 do 50 tisoč km, je snov kovinskega in tekočega vodika, pomešana s helijem. Z oddaljenostjo od jedra se tlak v tem območju zmanjša na 2 milijona atmosfer, temperatura Jupitra pade na 6000 ˚С.
Struktura ozračja. Sloji in kompozicija
Med površino planeta in atmosfere ni jasne meje. Za njeno spodnjo plast - troposfero - so znanstveniki vzeli pogojno območje, v katerem tlak ustreza zemeljskemu. Nadaljnji sloji, ko so se oddaljili od "površine", so se ustalili v naslednjem vrstnem redu:
- stratosfera (do 320 km).
- Termosfera (do 1000 km).
- Exosphere.
Na vprašanje, kakšna je temperatura na Jupitru, ni enotnega odgovora. V ozračju se pojavljajo nasilni konvekcijski procesi, ki jih povzroča notranja toplota planeta. Opazovani disk ima izrazito črtasto strukturo. V belih črtah (območjih) zračne mase hitijo navzgor, v temnih (pasovi) se spuščajo,tvorijo konvektivne cikle. V zgornjih plasteh termosfere temperatura doseže 1000 ˚С, ko se pomika globlje in tlak narašča, postopoma pade na negativne vrednosti. Ko Jupiter doseže troposfero, se Jupitrova temperatura spet dvigne.
Zgornje plasti ozračja so mešanica vodika (90%) in helija. Sestava spodnjih, kjer se pojavlja glavna tvorba oblakov, vključuje tudi metan, amoniak, amonijev hidrosulfat in vodo. Spektralna analiza kaže sledi etana, propana in acetilena, cianovodikove kisline in ogljikovega monoksida, fosforja in žveplovih spojin.
oblačne stopnje
Različne barve Jupitrovih oblakov kažejo na prisotnost kompleksnih kemičnih spojin v njihovi sestavi. V strukturi oblaka so jasno vidne tri stopnje:
- Zgornji del - nasičen s kristali zamrznjenega amoniaka.
- Vsebnost amonijevega hidrosulfida se v povprečju znatno poveča.
- Na dnu - vodni led in morda drobne kapljice vode.
Nekateri atmosferski modeli, ki so jih razvili znanstveniki in raziskovalci, ne izključujejo prisotnosti še enega sloja oblaka, sestavljenega iz tekočega amoniaka. Ultravijolično sevanje Sonca in močan energetski potencial Jupitra sprožita tok številnih kemičnih in fizikalnih procesov v ozračju planeta.
Atmosferski pojavi
Za meje con in pasov na Jupitru so značilni močni vetrovi (do 200 m/s). Od ekvatorja do polov smeritokovi se občasno izmenjujejo. Hitrost vetra se z naraščajočo širino zmanjšuje in je na polih praktično odsotna. Obseg atmosferskih pojavov na planetu (nevihte, razelektritve strele, aurora borealis) je za red večji kot na Zemlji. Slavna Velika rdeča pega ni nič drugega kot velikanska nevihta, po površini večja od dveh zemeljskih diskov. Pega se počasi premika z ene strani na drugo. V stotih letih opazovanja se je njegova navidezna velikost prepolovila.
Misija Voyager je tudi ugotovila, da so središča atmosferskih vrtinčnih formacij polna utripov strele, katerih linearne dimenzije presegajo tisoče kilometrov.
Ali obstaja življenje na Jupitru?
Vprašanje bo za mnoge povzročilo zmedo. Jupiter – planet, katerega površinska temperatura (kot tudi obstoj same površine) ima dvoumno razlago – skoraj ne more biti »zibelka uma«. Toda znanstveniki niso izključili obstoja bioloških organizmov v ozračju velikana v 70. letih prejšnjega stoletja. Dejstvo je, da sta v zgornjih plasteh tlak in temperatura zelo ugodna za nastanek in potek kemičnih reakcij, ki vključujejo amoniak ali ogljikovodike. Astronom K. Sagan in astrofizik E. Salpeter (ZDA) sta pod vodstvom fizikalnih in kemičnih zakonov drzno domnevala o življenjskih oblikah, katerih obstoj pod temi pogoji ni izključen:
- Potapljači so mikroorganizmi, ki se lahko hitro in v velikem številu razmnožujejo, kar populacijam omogoča preživetje v spreminjajočih se okoljih.pogoji konvektivnih tokov.
- Plavači so velikanska bitja, podobna balonom. Sproščanje težkega helija, ki se premika v zgornjih plasteh.
Kakorkoli že, niti Galileo niti Juno nista našla ničesar takega.
