Jupiter is een van de vijf planeten in het zonnestelsel die zonder optische instrumenten aan de nachtelijke hemel te zien zijn. Nog steeds geen idee van de grootte, noemden oude astronomen het de opperste Romeinse godheid.
Maak kennis met Jupiter
De baan van Jupiter is 778 miljoen km verwijderd van de zon. Een jaar duurt daar 11,86 aardse jaren. De planeet draait in slechts 9 uur en 55 minuten volledig om zijn as, en de rotatiesnelheid is verschillend op verschillende breedtegraden, en de as staat bijna loodrecht op het baanvlak, waardoor seizoensveranderingen niet worden waargenomen.
De oppervlaktetemperatuur van Jupiter is 133 graden Celsius (140 K). De straal is meer dan 11 en de massa is 317 keer de straal en de massa van onze planeet. De dichtheid (1,3 g/cm3) is evenredig met de dichtheid van de zon en veel kleiner dan de dichtheid van de aarde. De zwaartekracht op Jupiter is 2,54 keer en het magnetische veld is 12 keer groter dan vergelijkbare terrestrische parameters. De temperatuur overdag op Jupiter is niet anders dan 's nachts. Dit komt door een aanzienlijke afstand tot de zon en krachtige processen die plaatsvinden in de ingewanden van de planeet.
EruOptisch onderzoek van de vijfde planeet werd in 1610 ontdekt door G. Galileo. Hij was het die de vier meest massieve satellieten van Jupiter ontdekte. Tot op heden is bekend dat 67 kosmische lichamen deel uitmaken van het planetenstelsel van de reus.
Onderzoeksgeschiedenis
Tot de jaren zeventig werd de planeet bestudeerd met behulp van grondgebaseerde en vervolgens orbitale middelen in de optische, radio- en gammabanden. De temperatuur van Jupiter werd voor het eerst geschat in 1923 door een groep wetenschappers van het Lowell Observatory (Flagstaff, VS). Met behulp van vacuüm thermokoppels ontdekten de onderzoekers dat de planeet "absoluut een koud lichaam" is. Foto-elektrische waarnemingen van Jupiters occultatie van sterren en spectroscopische analyse maakten het mogelijk om een conclusie te trekken over de samenstelling van zijn atmosfeer.
Volgende vluchten van interplanetaire voertuigen verfijnden en breidden de verzamelde informatie aanzienlijk uit. Onbemande missies "Pioneer-10; 11" in 1973-1974. voor het eerst stuurden ze foto's van de planeet van dichtbij (34 duizend km), gegevens over de structuur van de atmosfeer, de aanwezigheid van een magnetische en stralingsgordel. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) en New Horizons (2007) hebben verbeterde metingen van Jupiter en zijn planetenstelsel gedaan, en Galileo (1995-2003) en Juno (2016) voegden zich bij de gelederen van de kunstmatige satellieten van de reus.
Interne structuur
De kern van de planeet met een diameter van ongeveer 20.000 km, bestaande uiteen kleine hoeveelheid gesteente en metallische waterstof, staat onder een druk van 30-100 miljoen atmosfeer. De temperatuur van Jupiter in deze zone is ongeveer 30.000 ˚С. De massa van de kern is 3 tot 15% van de totale massa van de planeet. De opwekking van thermische energie door de kern van Jupiter wordt verklaard door het Kelvin-Helmholtz-mechanisme. De essentie van het fenomeen is dat bij een scherpe afkoeling van de buitenste schil (de oppervlaktetemperatuur van de planeet Jupiter is -140˚С), een drukval optreedt, waardoor het lichaam wordt samengedrukt en de kern vervolgens wordt verwarmd.
De volgende laag, 30 tot 50 duizend km diep, is een substantie van metallische en vloeibare waterstof vermengd met helium. Met de afstand tot de kern neemt de druk in dit gebied af tot 2 miljoen atmosfeer, de temperatuur van Jupiter da alt tot 6000 ˚С.
De structuur van de atmosfeer. Lagen en compositie
Er is geen duidelijke grens tussen het oppervlak van de planeet en de atmosfeer. Voor de onderste laag - de troposfeer - namen wetenschappers een voorwaardelijk gebied waarin de druk overeenkomt met die van de aarde. Verdere lagen, terwijl ze zich van het "oppervlak" verwijderden, vestigden zich in de volgende volgorde:
- Stratosfeer (tot 320 km).
- Thermosfeer (tot 1000 km).
- Exosphere.
Er is geen eenduidig antwoord op de vraag wat de temperatuur is op Jupiter. In de atmosfeer vinden gewelddadige convectieprocessen plaats, veroorzaakt door de interne hitte van de planeet. De waargenomen schijf heeft een uitgesproken gestreepte structuur. In witte strepen (zones) stromen luchtmassa's omhoog, in donkere (gordels) gaan ze naar beneden,convectieve cycli vormen. In de bovenste lagen van de thermosfeer bereikt de temperatuur 1000 ˚С, en naarmate deze dieper gaat en de druk toeneemt, da alt deze geleidelijk tot negatieve waarden. Als Jupiter de troposfeer bereikt, begint Jupiters temperatuur weer te stijgen.
De bovenste lagen van de atmosfeer zijn een mengsel van waterstof (90%) en helium. De samenstelling van de lagere, waar de belangrijkste wolkenvorming plaatsvindt, omvat ook methaan, ammoniak, ammoniumhydrosulfaat en water. Spectrale analyse toont sporen van ethaan, propaan en acetyleen, blauwzuur en koolmonoxide, fosfor en zwavelverbindingen.
Cloud-lagen
Verschillende kleuren van de wolken van Jupiter duiden op de aanwezigheid van complexe chemische verbindingen in hun samenstelling. Drie lagen zijn duidelijk zichtbaar in de wolkenstructuur:
- Bovenkant - verzadigd met kristallen van bevroren ammoniak.
- Het geh alte aan ammoniumhydrosulfide neemt gemiddeld aanzienlijk toe.
- In de bodem - waterijs en mogelijk kleine waterdruppels.
Sommige atmosferische modellen ontwikkeld door wetenschappers en onderzoekers sluiten de aanwezigheid van een andere wolkenlaag bestaande uit vloeibare ammoniak niet uit. De ultraviolette straling van de zon en het krachtige energiepotentieel van Jupiter initiëren de stroom van talrijke chemische en fysische processen in de atmosfeer van de planeet.
Atmosferische verschijnselen
De grenzen van zones en gordels op Jupiter worden gekenmerkt door sterke wind (tot 200 m/s). Van de evenaar naar de polen van de richtingstromen wisselen elkaar af en toe af. De windsnelheid neemt af met toenemende breedtegraad en is praktisch afwezig aan de polen. De omvang van atmosferische verschijnselen op de planeet (stormen, bliksemontladingen, aurora borealis) is een orde van grootte groter dan op aarde. De beroemde Grote Rode Vlek is niets meer dan een gigantische storm, groter dan twee aardschijven in het gebied. De plek drijft langzaam van de ene naar de andere kant. Meer dan honderd jaar observatie is de schijnbare grootte gehalveerd.
De Voyager-missie ontdekte ook dat de centra van atmosferische vortexformaties vol bliksemflitsen zijn, waarvan de lineaire afmetingen duizenden kilometers overschrijden.
Is er leven op Jupiter?
De vraag zal velen verbijsteren. Jupiter - een planeet waarvan de oppervlaktetemperatuur (evenals het bestaan van het oppervlak zelf) een dubbelzinnige interpretatie heeft - kan nauwelijks de 'wieg van de geest' zijn. Maar het bestaan van biologische organismen in de atmosfeer van een reus in de jaren 70 van de vorige eeuw, sloten wetenschappers niet uit. In de bovenste lagen zijn namelijk druk en temperatuur zeer gunstig voor het ontstaan en verloop van chemische reacties met ammoniak of koolwaterstoffen. Astronoom K. Sagan en astrofysicus E. Salpeter (VS) deden, geleid door fysische en chemische wetten, een gewaagde veronderstelling over levensvormen, waarvan het bestaan onder deze omstandigheden niet uitgesloten is:
- Sinkers zijn micro-organismen die zich snel en in grote aantallen kunnen vermenigvuldigen, waardoor populaties kunnen overleven in veranderende omgevingen.voorwaarden van convectieve stromen.
- Floaters zijn gigantische ballonachtige wezens. Zwaar helium vrijgevend, drijvend in de bovenste lagen.
Hoe dan ook, noch Galileo noch Juno hebben iets dergelijks gevonden.
