Jupiter

 

Jupiter je peta planeta od Sunca i najveća planeta u Sunčevom sistemu. Jupiter je udaljen 5.20 AU ili 778,330,000 km od Sunca, ima promjer 142,984 km i masu 1.900e27 kg. Do sada su pronađena 63 prirodna satelita (mjeseca) koji kruže oko Jupitera, a otkriveni su i planetarni prsteni.

Jupiter je četvrto najsjajnije nebesko tijelo, nakon Sunca, Mjeseca i Venere. Jupiter ima 2.5 puta veću masu od ukupne mase ostalih osam planeta u Sunčevom sistemu.

Jupiter je dobio ime po vrhovnom bogu starih Rimljana, kojeg su Grci zvali Zeus. Vidi Jupiter.

Atmosfera

Jupiterova atmosfera sastoji se od gustih slojeva oblaka čija visina seže do 1000 kilometara. Slojevi oblaka dijele se u tri glavne skupine koji se međusobno razlikuju po boji. Na vrhu atmosfere se nalaze crveni oblaci čiji sastav je mješavina leda i vode. Kristali amonij-hidrosulfida čine bijele i smeđe oblake koji su u središnjem dijelu atmosfere. Dno atmosfere pokrivaju plavičasti oblaci koji svoju boju zahvaljuju kristalima amonijakovog leda. Općenito se može reći da je atmosfera ovoga diva među planetama sunčevog sistema sastavljena od 75 % vodika i 23 % helija. Ostatak otpada na vodenu paru, metan, amonijak i slične hemijske spojeve.

Najzanimljiviji fenomen vezan za jupiterovu atmosferu je takozvana Velika crvena pjega. To je područje eliptičnog oblika u jupiterovoj atmosferi čija je veličina otprilike 12 000 x 25 000 km. Velika crvena pjega je u stvari velika oluja koja traje već stoljećima. Vjetrovi koji pušu unutra same oluje mogu premašiti 600 km/h.

Nije samo područje velike crvene pjege aktivno u jupiterovoj atmosferi. Cijela atmosfera je vrlo turbulentna i aktivna. Prosječna brzina vjetra u gornjim slojevima jupiterove atmosfere je 500 km/h.

Svojstva unutrašnjosti planete

Mjerenja gravitacijskog polja ukazuju na postojanje značajne koncentracije stjenovitog i ledenog materijala u Jupiterovoj unutrašnjosti, vjerojatno jezgre mase 10 do 15 puta veće od Zemlje. Tlak u unutrašnjosti Jupitera dostiže više desetaka miliona bara.

Na moguću kameno-ledenu jezgru nastavlja se debeli sloj metalnog vodika. Naime, pri tlaku od oko 2 × 1011 Pa, vodik prelazi u metalno tekuće stanje. To je stanje pri kojem su molekule vodika tako gusto složene da pojedine atome susjedna molekula privlači jednako kao i atom partner u istoj molekuli. Posljedica toga je razbijanje molekula. Pored toga događa se da i elektrone u ljuskama privlače susjedne jezgre, pa dolazi do ionizacije (odvajanja elektrona od jezgri). Vodik postaje vrlo vodljiv (slično metalima), pa se zato ovo stanje zove metalni tekući vodik. Ovaj sloj vjerojatno sadrži i primjese helija i raznog leda. Postojanje metalnog vodika je dokazano u laboratorijima na Zemlji 1996. godine.

Na sloj metalnog vodika se u blagom prijelazu nastavlja sloj vodika i helija u molekularnom obliku koji iz tekućeg stanja (dublji slojevi) prelazi u plinovito (bliže površini). Atmosfera koju vidimo je samo vanjski dio ovog sloja. Ovaj sloj sadrži i manje količine vode, ugljik dioksida, metana i drugih jednostavnih spojeva.

Jupiter je po sastavu 90% vodik i 10% helij (po masenom udjelu), s tragovima vode, metana i amonijaka. Taj sastav približno odgovara i sastavu prvotnog oblaka od kojeg je i nastao Sunčev sistem.

Jupiterova unutrašnjost je vrlo vruća, temperature u središtu su čak 20 000 K, pa Jupiter 1.5 puta više energije zrači u svemir nego što je prima od Sunca. Ravnotežna temperatura (ona koju bi imao da ga grije samo Sunce) za Jupiter iznosi 140 K, ali je stvarna temperatura njegovih vanjskih dijelova oko 160 K. To se objašnjava Kelvin-Helmholtzovim mehanizmom (potencijalna energija gravitacijskog polja sažimanjem prelazi u unutarnju energiju). Za opaženu količinu energije bi bilo dovoljno da se Jupiter sažme za 1 mm godišnje.

Your ads will be inserted here by

Easy Plugin for AdSense.

Please go to the plugin admin page to
Paste your ad code OR
Suppress this ad slot.

Postoji neopravdano mišljenje da Jupiteru nedostaje samo malo mase da bi postao zvijezda. Iako velik, Jupiter je po dimenzijama vrlo daleko od zvijezda ili smeđih patuljaka. Trebala bi mu 80 puta veća masa da u njegovu središtu započnu nuklearne reakcije.

Orbita

Jupiter svoju stazu oko Sunca obiđe za 11.87 godina. Zbog eliptičnosti putanje udaljenost između Jupitera i Sunca varira od 4.95 do 5.5 AJ.

Rotacija

Jedan Jupiterov dan traje 9 sati i 50 minuta. Zbog te brze rotacije na Jupiteru nastaju snažna vrtloženja i turbulencije u atmosferi. Periodi rotacije se razlikuju od sloja do sloja zbog različitih atmosferskih gibanja.

Magnetosfera

1955. godine otkrivena je radio-emisija s Jupitera, što je upućivalo na jako magnetsko polje. Jako magnetsko polje Jupitera posljedica je debelog sloja metalnog vodika i brze rotacije. Magnetska je osa priklonjena za 11° prema osi rotacije.

U atmosferi, ono iznosi oko 10-3 T (4000 puta jače od Zemljinog). Jupiterovo magnetsko polje je oko 100 puta veće od Zemljinog. Proteže se nekoliko miliona kilometara u smjeru Sunca i čak oko 650 miliona km u suprotnom pravcu, te doseže i do Saturnove putanje. Magnetsko polje stvara jake struje visoko-energetskih čestica koje su 10 puta jače od onih u Van Allenovim pojasima.

Ono obuhvaća i putanje Jupiterovih satelita, pa se time djelomično objašnjava velika vulkanska aktivnost na Iou. Između Jupitera i Ioa izmjerena je električna struja jakosti 5 miliona Ampera (5 MA). Naelektrizirane čestice ubrzane do vrlo velikih brzina udaraju u Iovu površinu i izbijaju atome s površine. Izbijeni atomi čine Iov Torus, veliki prstenasti oblak električki nabijenih čestica oko Iove putanje.

Jupiterovo magnetsko polje uzrokuje i polarnu svjetlost.

Jupiterovi prstenovi

Godine 1979 letjelica Voyager je otkrila Jupiterove prstene. Prsteni se uglavnom sastoje od mikrometarskih čestica prašine, a prostiru se sve do površine planete. Najbliži Jupiteru je Halo prsten, širok oko 20 000 km, koji ima oblik torusa. Na Halo se nastavlja 7 000 km široki glavni prsten. Unutar glavnog prstena se nalaze i Jupiterovi sateliti Metida i Adrasteja. Smatra se da su ova dva satelita izvor materijala (udari meteorita izbacuju krhotine u svemir) za glavni pojas, dok su druga dva mala unutarnja satelita – Amalteju i Tebu – izvori materijala za vrlo rijetke Amalthea Gossamer (unutar Amaltejine putanje) i Thebe Gossamer (između putanja Amalteje i Tebe) prstene koji se nastavljaju na glavni prsten.

Prirodni sateliti

Prema dosadašnjim saznanjima oko Jupitera kruže 63 prirodna satelita (mjeseca). Zbog velikog broja prirodnih satelita, postoji podjela po sljedećim skupinama:

  • Amaltea
  • Galilejanski sateliti (Io, Europa, Ganimed, Kalisto)
  • Temisto
  • Himalia
  • Ananke
  • Karme
  • Pasifaja

Ovo razdvajanje po skupinama napravljeno je po svojstvima nebeskih tijela kao i po svojstvima njihovih orbita. Na primjer galilejanski sateliti su veliki i nalik su malim planetama, dok su sateliti iz skupine Ananke ili iz skupine Amaltea mala tijela nepravilnog oblika i asteroidnog porijekla.

Historija istraživanja

Zbog svoje vidljivosti golim okom na noćnom nebu Jupiter je bio poznat u antičkim vremenima. Godine 1610. Galileo Galilej pomoću teleskopa otkriva četiri prirodna satelita koji su prozvani: Io, Europa, Ganimed i Kalisto. Ovu grupu priodnih satelita nazivamo galilejanskim satelitima. Sa Zemlje je do sada poslano 5 sondi, koje su bile uspješne u svom cilju.

Prva sonda koja je uspjela stići do Jupitera bila je međuplanetarna sonda Pioneer 10. Poslala je prve slike niske rezolucije. Pioneer 10 je također vratila i telemetrijske podatke o magnetosferi i atmosferi Jupitera.

Sonde iz porodice Voyager (Voyager 1 i Voyager 2) svojim preletom pokraj Jupitera opremljene boljim kamerama i instrumentima nego sonde Pioneer, poslale su slike i telemetrijske podatke na zemlju 1979. godine, što je pridonijelo proširenju znanja o planeti Jupiter, otkrivši slijedeće:

  • orbitalne prstene koje opasuju planetu slične onima oko Saturna, ali manje izražene
  • nove satelite koje nisu bile opaženi prije, na primjer grupu satelita u porodici Amaltea koji su u niskoj orbiti iznad Jupitera i koji imaju promjer manji od 200km

Svojstva orbite

Prosječni polumjer 778,412,027 km
5.203 363 01 AU
Ekscentricitet 0.048 392 66
Perihel 740,742,598 km
4.951 558 43 AU
Afel 816,081,455 km
5.455 167 59 AU
Ophodno vrijeme 4335.3545 dana
11.87 godina
Sinodički period 398.86 dana
Prosječna orbitalna brzina 13.050 km/s
Nagib 1.305 30°
Broj prirodnih satelita 63
 

Fizička svojstva

Ekvatorijalni polumjer 71,492 ± 4 km
Polarni polumjer 66,854 ± 10 km
Spljoštenost 0.064 87
Površina 6.14 × 1010 km2
Masa 1.899 × 1027 kg
Volumen 1.338 × 1015 km3
Prosječna gustoća 1.326 g/cm3
Gravitacijsko ubrzanje na ekvatoru 23.12 m/s2 = 2.358 G
Period rotacije 0.413 51 d (9 h 55.5 min)
Brzina rotacije 12.6 km/s = 45,262.6 km/h
Nagib ose 3.13°
Albedo 0.52
Brzina oslobađanja 59.54 km/s
Površinska temperatura
min. prosj. maks.
110 K 152 K NP
 

Atmosfera

Atmosferski tlak 70 kPa
Sastav atmosfere ~86% vodik
~14% helij
0.1% metan
0.1% Vodena para
0.02% dušik
0.0002% etan
0.0001% fosfin
<0.0001% vodikov sulfid