Jupiter er en af de fem planeter i solsystemet, der kan ses på nattehimlen uden optiske instrumenter. Stadig uden anelse om dens størrelse, kaldte gamle astronomer den til den øverste romerske guddom.
Mød Jupiter
Jupiters bane er 778 millioner km væk fra Solen. Et år varer der 11,86 jordår. Planeten foretager en fuldstændig rotation om sin akse på kun 9 timer og 55 minutter, og rotationshastigheden er forskellig på forskellige breddegrader, og aksen er næsten vinkelret på orbitalplanet, hvilket resulterer i, at sæsonbestemte ændringer ikke observeres.
Jupiters overfladetemperatur er 133 grader Celsius (140 K). Radius er mere end 11, og massen er 317 gange radius og masse af vores planet. Tætheden (1,3 g/cm3) svarer til Solens tæthed og meget mindre end Jordens tæthed. Tyngdekraften på Jupiter er 2,54 gange, og magnetfeltet er 12 gange større end tilsvarende terrestriske parametre. Temperaturen om dagen på Jupiter er ikke anderledes end om natten. Dette skyldes en betydelig afstand fra Solen og kraftige processer, der finder sted i planetens indvolde.
EruOptisk forskning af den femte planet blev opdaget i 1610 af G. Galileo. Det var ham, der opdagede Jupiters fire mest massive satellitter. Til dato er 67 kosmiske legemer kendt for at være en del af kæmpens planetsystem.
Forskningshistorik
Indtil 1970'erne blev planeten undersøgt ved hjælp af jordbaserede og derefter orbitale midler i de optiske, radio- og gammabånd. Jupiters temperatur blev først estimeret i 1923 af en gruppe forskere fra Lowell Observatory (Flagstaff, USA). Ved hjælp af vakuumtermoelementer fandt forskerne ud af, at planeten "bestemt er en kold krop." Fotoelektriske observationer af Jupiters okkultation af stjerner og spektroskopiske analyser gjorde det muligt at drage en konklusion om sammensætningen af dens atmosfære.
Efterfølgende flyvninger med interplanetariske køretøjer forfinede og udvidede den akkumulerede information betydeligt. Ubemandede missioner "Pioneer-10; 11" i 1973-1974. for første gang transmitterede de billeder af planeten fra en tæt afstand (34 tusinde km), data om atmosfærens struktur, tilstedeværelsen af et magnetisk og strålingsbælte. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) og New Horizons (2007) har foretaget forbedrede målinger af Jupiter og dets planetsystem, og Galileo (1995-2003) og Juno (2016) sluttede sig til rækken af kæmpens kunstige satellitter.
Intern struktur
Kernen af planeten med en diameter på omkring 20 tusinde km, bestående afen lille mængde sten og metallisk brint, er under et tryk på 30-100 millioner atmosfærer. Temperaturen på Jupiter i denne zone er omkring 30.000 ˚С. Kernens masse er fra 3 til 15 % af planetens samlede masse. Genereringen af termisk energi fra Jupiters kerne forklares af Kelvin-Helmholtz-mekanismen. Essensen af fænomenet er, at der med en skarp afkøling af den ydre skal (overfladetemperaturen på planeten Jupiter er -140˚С), opstår et trykfald, hvilket forårsager kompression af kroppen og efterfølgende opvarmning af kernen.
Det næste lag, 30 til 50 tusinde km dybt, er et stof af metallisk og flydende brint blandet med helium. Med afstand fra kernen falder trykket i dette område til 2 millioner atmosfærer, Jupiters temperatur falder til 6000 ˚С.
Atmosfærens struktur. Lag og komposition
Der er ingen klar grænse mellem planetens overflade og atmosfæren. For dets nederste lag - troposfæren - tog forskerne et betinget område, hvor trykket svarer til jordens. Yderligere lag, efterhånden som de bevægede sig væk fra "overfladen", lagde sig ned i følgende rækkefølge:
- Stratosfære (op til 320 km).
- Termosfære (op til 1000 km).
- Exosphere.
Der er ikke noget enkelt svar på spørgsmålet om, hvilken temperatur der er på Jupiter. Voldelige konvektionsprocesser forekommer i atmosfæren, forårsaget af planetens indre varme. Den observerede skive har en udt alt stribet struktur. I hvide striber (zoner) strømmer luftmasserne op, i mørke (bælter) går de ned,danner konvektive cyklusser. I de øverste lag af termosfæren når temperaturen 1000 ˚С, og når den bevæger sig dybere og trykket stiger, falder den gradvist til negative værdier. Da Jupiter når troposfæren, begynder Jupiters temperatur at stige igen.
De øverste lag af atmosfæren er en blanding af brint (90%) og helium. Sammensætningen af de nederste, hvor hoveddannelsen af skyer forekommer, omfatter også metan, ammoniak, ammoniumhydrosulfat og vand. Spektralanalyse viser spor af ethan, propan og acetylen, blåsyre og carbonmonoxid, fosfor og svovlforbindelser.
Cloud Tiers
Forskellige farver på Jupiters skyer indikerer tilstedeværelsen af komplekse kemiske forbindelser i deres sammensætning. Tre niveauer er tydeligt synlige i skystrukturen:
- Top - mættet med krystaller af frossen ammoniak.
- Ammoniumhydrosulfidindholdet stiger markant i gennemsnit.
- I bunden - vandis og muligvis små dråber vand.
Nogle atmosfæriske modeller udviklet af videnskabsmænd og forskere udelukker ikke tilstedeværelsen af et andet skylag bestående af flydende ammoniak. Solens ultraviolette stråling og Jupiters kraftfulde energipotentiale sætter gang i strømmen af adskillige kemiske og fysiske processer i planetens atmosfære.
Atmosfæriske fænomener
Grænserne for zoner og bælter på Jupiter er karakteriseret ved kraftig vind (op til 200 m/s). Fra ækvator til retningens polervandløb skifter periodisk. Vindhastigheden aftager med stigende breddegrad og er praktisk t alt fraværende ved polerne. Skalaen af atmosfæriske fænomener på planeten (storme, lynudladninger, nordlys) er en størrelsesorden større end på Jorden. Den berømte Store Røde Plet er intet andet end en kæmpestorm, større end to Jordens skiver i areal. Stedet driver langsomt fra side til side. Over hundrede års observation er dens tilsyneladende størrelse halveret.
Voyager-missionen fandt også ud af, at centrene i atmosfæriske hvirvelformationer er fyldt med lynglimt, hvis lineære dimensioner overstiger tusindvis af kilometer.
Er der liv på Jupiter?
Spørgsmålet vil forårsage forvirring for mange. Jupiter - en planet, hvis overfladetemperatur (såvel som selve overfladens eksistens) har en tvetydig fortolkning - kan næppe være "sindens vugge". Men eksistensen af biologiske organismer i atmosfæren af en kæmpe tilbage i 70'erne af det sidste århundrede, udelukkede videnskabsmænd ikke. Faktum er, at i de øvre lag er tryk og temperatur meget gunstige for forekomsten og forløbet af kemiske reaktioner, der involverer ammoniak eller kulbrinter. Astronomen K. Sagan og astrofysikeren E. Salpeter (USA), styret af fysiske og kemiske love, fremsatte en dristig antagelse om livsformer, hvis eksistens ikke er udelukket under disse betingelser:
- Sænke er mikroorganismer, der kan formere sig hurtigt og i stort antal, hvilket gør det muligt for populationer at overleve i skiftende miljøer.betingelser for konvektive strømme.
- Flydere er kæmpe ballonlignende væsner. Frigiver tungt helium, driver i de øverste lag.
I hvert fald fandt hverken Galileo eller Juno noget lignende.
