Jupiter on üks viiest Päikesesüsteemi planeedist, mida võib öises taevas näha ilma optiliste instrumentideta. Kuna iidsed astronoomid ei teadnud veel selle suurusest, nimetasid nad seda kõrgeimaks Rooma jumaluseks.
Saage tuttavaks Jupiteriga
Jupiteri orbiit asub Päikesest 778 miljoni km kaugusel. Aasta kestab seal 11,86 Maa aastat. Planeet teeb täieliku tiiru ümber oma telje kõigest 9 tunni 55 minutiga ning pöörlemiskiirus on erinevatel laiuskraadidel erinev ning telg on orbiidi tasapinnaga peaaegu risti, mistõttu hooajalisi muutusi ei täheldata.
Jupiteri pinnatemperatuur on 133 kraadi Celsiuse järgi (140 K). Raadius on suurem kui 11 ja mass on 317 korda suurem kui meie planeedi raadius ja mass. Tihedus (1,3 g/cm3) on vastavuses Päikese tihedusega ja palju väiksem kui Maa tihedus. Jupiteri gravitatsioonijõud on 2,54 korda suurem ja magnetväli 12 korda suurem kui sarnased maapealsed parameetrid. Päevane temperatuur Jupiteril ei erine öisest. Selle põhjuseks on märkimisväärne kaugus Päikesest ja võimsad protsessid, mis toimuvad planeedi soolestikus.
EruViienda planeedi optilised uuringud avastas 1610. aastal G. Galileo. Just tema avastas Jupiteri neli kõige massiivsemat satelliiti. Praeguseks on teada 67 kosmilist keha, mis on osa hiiglase planeedisüsteemist.
Uurimisajalugu
Kuni 1970. aastateni uuriti planeeti maapealsete ja seejärel orbitaalsete vahenditega optilises, raadio- ja gammaribas. Jupiteri temperatuuri hindas esmakordselt 1923. aastal Lowelli observatooriumi (Flagstaff, USA) teadlaste rühm. Uurijad leidsid vaakumtermopaare kasutades, et planeet on "kindlasti külm keha". Jupiteri tähtede varjamise fotoelektrilised vaatlused ja spektroskoopiline analüüs võimaldasid teha järeldusi selle atmosfääri koostise kohta.
Järgmised planeetidevaheliste sõidukite lennud täiustasid ja laiendasid oluliselt kogutud teavet. Mehitamata missioonid "Pioneer-10; 11" aastatel 1973-1974. esimest korda edastasid nad pilte planeedist lähed alt (34 tuhat km), andmeid atmosfääri struktuuri, magnet- ja kiirgusvöö olemasolu kohta. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) ja New Horizons (2007) on teinud Jupiteri ja selle planeedisüsteemi täiustatud mõõtmisi ning Galileo (1995–2003) ja Juno (2016) liitusid nende ridadega. hiiglase tehissatelliidid.
Sisemine struktuur
Umbes 20 tuhande km läbimõõduga planeedi tuum, mis koosnebväike kogus kivimit ja metallilist vesinikku, on rõhu all 30-100 miljonit atmosfääri. Jupiteri temperatuur selles tsoonis on umbes 30 000 ˚С. Tuuma mass on 3–15% planeedi kogumassist. Jupiteri tuuma soojusenergia genereerimist selgitab Kelvin-Helmholtzi mehhanism. Nähtuse olemus seisneb selles, et väliskesta järsul jahtumisel (planeedi Jupiteri pinnatemperatuur on -140˚С) tekib rõhulangus, mis põhjustab keha kokkusurumise ja sellele järgneva südamiku kuumenemise.
Järgmine, 30–50 tuhande km sügavune kiht on metallilise ja vedela vesiniku aine, mis on segatud heeliumiga. Südamikust kauguse suurenedes väheneb rõhk selles piirkonnas 2 miljoni atmosfäärini, Jupiteri temperatuur langeb 6000 ˚С.
Atmosfääri struktuur. Kihid ja kompositsioon
Planeedi pinna ja atmosfääri vahel pole selget piiri. Selle alumise kihi – troposfääri – jaoks võtsid teadlased tingliku ala, milles rõhk vastab Maa omale. Edasised kihid, kui nad "pinnast" eemaldusid, settisid järgmises järjekorras:
- Stratosfäär (kuni 320 km).
- Termosfäär (kuni 1000 km).
- Exosphere.
Küsimusele, milline temperatuur on Jupiteril, pole ühest vastust. Atmosfääris toimuvad ägedad konvektsiooniprotsessid, mis on põhjustatud planeedi sisemisest soojusest. Vaadeldud kettal on selgelt väljendunud triibuline struktuur. Valgetes triipudes (tsoonides) tormavad õhumassid üles, pimedas (vöödena) langevad,moodustades konvektiivseid tsükleid. Termosfääri ülemistes kihtides ulatub temperatuur 1000 ˚С ning sügavamale liikudes ja rõhu tõustes langeb see järk-järgult negatiivsete väärtusteni. Kui Jupiter jõuab troposfääri, hakkab Jupiteri temperatuur uuesti tõusma.
Atmosfääri ülemised kihid on vesiniku (90%) ja heeliumi segu. Alumiste, kus toimub põhiline pilvede moodustumine, koostis sisaldab ka metaani, ammoniaaki, ammooniumhüdrosulfaati ja vett. Spektraalanalüüs näitab etaani, propaani ja atsetüleeni, vesiniktsüaniidhappe ja süsinikmonooksiidi, fosfori ja väävliühendite jälgi.
Cloud Tiers
Jupiteri pilvede erinevad värvid näitavad keeruliste keemiliste ühendite olemasolu nende koostises. Pilvestruktuuris on selgelt nähtavad kolm taset:
- Ülemine – küllastunud külmutatud ammoniaagi kristallidega.
- Ammooniumvesiniksulfiidi sisaldus suureneb keskmiselt oluliselt.
- Põhjas – vesijää ja võib-olla ka pisikesed veetilgad.
Mõned teadlaste ja teadlaste välja töötatud atmosfäärimudelid ei välista veel ühe vedelast ammoniaagist koosneva pilvekihi olemasolu. Päikese ultraviolettkiirgus ja Jupiteri võimas energiapotentsiaal käivitavad planeedi atmosfääris arvukate keemiliste ja füüsikaliste protsesside voo.
Atmosfäärinähtused
Jupiteri tsoonide ja vööde piire iseloomustavad tugevad tuuled (kuni 200 m/s). Ekvaatorilt suuna poolusteleojad vahelduvad perioodiliselt. Tuule kiirus väheneb laiuskraadi suurenedes ja poolustes praktiliselt puudub. Atmosfäärinähtuste skaala planeedil (tormid, äikeselahendused, aurora borealis) on suurusjärgu võrra suurem kui Maal. Kuulus Suur Punane Laik pole midagi muud kui hiiglaslik torm, mille pindala on suurem kui kaks Maa ketast. Koht triivib aeglaselt küljelt küljele. Saja-aastase vaatluse jooksul on selle näiv suurus poole võrra vähenenud.
Samuti avastas Voyageri missioon, et atmosfääri keeriste moodustiste keskpunktid on täis välgusähvatusi, mille lineaarsed mõõtmed ületavad tuhandeid kilomeetreid.
Kas Jupiteril on elu?
Küsimus tekitab paljudes hämmeldust. Jupiter – planeet, mille pinnatemperatuuril (nagu ka pinna enda olemasolul) on mitmetähenduslik tõlgendus – saab vaev alt olla "mõistuse häll". Kuid bioloogiliste organismide olemasolu hiiglase atmosfääris eelmise sajandi 70ndatel ei välistanud teadlased. Fakt on see, et ülemistes kihtides on rõhk ja temperatuur väga soodsad ammoniaagi või süsivesinikega seotud keemiliste reaktsioonide tekkeks ja kulgemiseks. Astronoom K. Sagan ja astrofüüsik E. Salpeter (USA), juhindudes füüsikalistest ja keemilistest seadustest, tegid julge oletuse eluvormide kohta, mille olemasolu pole järgmistel tingimustel välistatud:
- Upujad on mikroorganismid, mis võivad kiiresti ja suurel hulgal paljuneda, võimaldades populatsioonidel muutuvas keskkonnas ellu jääda.konvektiivvoolude tingimused.
- Hõljukid on hiiglaslikud õhupallitaolised olendid. Eraldab rasket heeliumi, triivides ülemistes kihtides.
Igatahes ei Galileo ega Juno midagi sellist leidnud.
