Jupiter on yksi viidestä aurinkokunnan planeetoista, jotka voidaan nähdä yötaivaalla ilman optisia laitteita. Muinaiset tähtitieteilijät nimesivät sen ylimmäksi roomalaiseksi jumalaksi, koska he eivät vieläkään tienneet sen koosta.
Tapaa Jupiter
Jupiterin kiertorata on 778 miljoonan kilometrin päässä Auringosta. Vuosi kestää siellä 11,86 Maan vuotta. Planeetta pyörii täydellisesti akselinsa ympäri vain 9 tunnissa 55 minuutissa ja pyörimisnopeus on erilainen eri leveysasteilla ja akseli on lähes kohtisuorassa kiertoradan tasoon nähden, minkä seurauksena vuodenaikojen muutoksia ei havaita.
Jupiterin pintalämpötila on 133 celsiusastetta (140 K). Säde on yli 11 ja massa on 317 kertaa planeettamme säde ja massa. Tiheys (1,3 g/cm3) on oikeassa suhteessa Auringon tiheyteen ja paljon pienempi kuin Maan tiheys. Jupiterin painovoima on 2,54 kertaa suurempi ja magneettikenttä 12 kertaa suurempi kuin vastaavat maanpäälliset parametrit. Päivän lämpötila Jupiterilla ei eroa yön lämpötilasta. Tämä johtuu merkittävästä etäisyydestä Auringosta ja voimakkaista prosesseista, jotka tapahtuvat planeetan suolistossa.
EruViidennen planeetan optisen tutkimuksen löysi G. Galileo vuonna 1610. Hän löysi Jupiterin neljä massiivisinta satelliittia. Tähän mennessä 67 kosmisen kappaleen tiedetään olevan osa jättiläisen planeettajärjestelmää.
Tutkimushistoria
1970-luvulle asti planeettaa tutkittiin käyttäen maanpäällisiä ja sitten kiertoradan keinoja optisilla, radio- ja gammakaistoalueilla. Lowellin observatorion (Flagstaff, USA) tutkijaryhmä arvioi Jupiterin lämpötilan ensimmäisen kerran vuonna 1923. Tyhjiötermopareja käyttämällä tutkijat havaitsivat, että planeetta on "ehdottomasti kylmä kappale". Valosähköiset havainnot Jupiterin tähtien peittämisestä ja spektroskooppinen analyysi mahdollistivat johtopäätöksen sen ilmakehän koostumuksesta.
Myöhemmät planeettojenvälisten ajoneuvojen lennot jalostivat ja laajensivat merkittävästi kertynyttä tietoa. Miehittämättömät tehtävät "Pioneer-10; 11" vuosina 1973-1974. ensimmäistä kertaa he lähettivät kuvia planeettasta lähietäisyydeltä (34 tuhatta km), tietoja ilmakehän rakenteesta, magneettisen ja säteilyvyöhykkeen olemassaolosta. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) ja New Horizons (2007) ovat tehneet parempia mittauksia Jupiterista ja sen planeettajärjestelmästä, ja Galileo (1995-2003) ja Juno (2016) liittyivät joukkoon. jättiläisen keinotekoiset satelliitit.
Sisäinen rakenne
Planeetan ydin, jonka halkaisija on noin 20 tuhatta km, joka koostuupieni määrä kiveä ja metallista vetyä, on 30-100 miljoonan ilmakehän paineen alaisena. Jupiterin lämpötila tällä vyöhykkeellä on noin 30 000 ˚С. Ytimen massa on 3-15% planeetan kokonaismassasta. Jupiterin ytimen lämpöenergian tuotto selittyy Kelvin-Helmholtzin mekanismilla. Ilmiön ydin on, että ulkokuoren jyrkän jäähtymisen yhteydessä (Jupiterin pinnan lämpötila on -140˚С) tapahtuu paineen lasku, joka aiheuttaa kehon puristumisen ja sen ytimen kuumenemisen.
Seuraava kerros, 30-50 tuhatta kilometriä syvä, on metallisen ja nestemäisen vedyn aine, johon on sekoitettu heliumia. Etäisyyden myötä ytimestä paine tällä alueella laskee 2 miljoonaan ilmakehään, Jupiterin lämpötila laskee 6000 ˚С.
Ilmakehän rakenne. Tasot ja koostumus
Planeetan pinnan ja ilmakehän välillä ei ole selvää rajaa. Sen alemmalle kerrokselle - troposfäärille - tutkijat ottivat ehdollisen alueen, jossa paine vastaa maan painetta. Muut kerrokset, kun ne siirtyivät pois "pinnasta", asettuivat seuraavassa järjestyksessä:
- Stratosfääri (jopa 320 km).
- Termosfääri (jopa 1000 km).
- Exosphere.
Ei ole yhtä vastausta kysymykseen, mikä lämpötila on Jupiterilla. Ilmakehässä tapahtuu rajuja konvektioprosesseja, jotka johtuvat planeetan sisäisestä lämmöstä. Havaitulla levyllä on selkeä raidallinen rakenne. Valkoisilla raidoilla (vyöhykkeillä) ilmamassat ryntäävät ylös, pimeässä (vyöt) ne laskevat,muodostaen konvektiivisia syklejä. Termosfäärin ylemmissä kerroksissa lämpötila saavuttaa 1000 ˚С, ja kun se liikkuu syvemmälle ja paine kasvaa, se laskee vähitellen negatiivisiin arvoihin. Kun Jupiter saavuttaa troposfäärin, Jupiterin lämpötila alkaa taas nousta.
Ilmakehän ylemmät kerrokset ovat vedyn (90 %) ja heliumin seosta. Alempien pilvien koostumus sisältää myös metaania, ammoniakkia, ammoniumhydrosulfaattia ja vettä. Spektrianalyysi osoittaa jäämiä etaanista, propaanista ja asetyleenistä, syaanivetyhaposta ja hiilimonoksidista, fosforista ja rikkiyhdisteistä.
Pilvitasot
Jupiterin pilvien eri värit osoittavat monimutkaisten kemiallisten yhdisteiden läsnäolon niiden koostumuksessa. Pilvirakenteessa näkyy selvästi kolme tasoa:
- Yläosa - kyllästetty jäädytetyn ammoniakin kiteillä.
- Ammoniumhydrosulfidipitoisuus kasvaa keskimäärin merkittävästi.
- Pohjassa - vesijäätä ja mahdollisesti pieniä vesipisaroita.
Jotkin tiedemiesten ja tutkijoiden kehittämät ilmakehän mallit eivät sulje pois toisen, nestemäisestä ammoniakista koostuvan pilvikerroksen olemassaoloa. Auringon ultraviolettisäteily ja Jupiterin voimakas energiapotentiaali käynnistävät lukuisten kemiallisten ja fysikaalisten prosessien virran planeetan ilmakehässä.
Ilmailman ilmiöt
Jupiterin vyöhykkeiden ja vyöhykkeiden rajoilla ovat voimakkaat tuulet (jopa 200 m/s). Päiväntasaaj alta suunnan napoillevirrat vuorottelevat ajoittain. Tuulen nopeus hidastuu leveysasteen kasvaessa ja sitä ei käytännössä ole napojen kohdalla. Planeetan ilmakehän ilmiöiden (myrskyt, salamapurkaukset, aurora borealis) mittakaava on suuruusluokkaa suurempi kuin maapallolla. Kuuluisa Great Red Spot on vain jättimäinen myrsky, pinta-al altaan suurempi kuin kaksi maapallon kiekkoa. Paikka ajautuu hitaasti puolelta toiselle. Yli sadan vuoden tarkkailun aikana sen näennäinen koko on puolittunut.
Voyager-tehtävä havaitsi myös, että ilmakehän pyörteiden muodostelmien keskukset ovat täynnä salaman välähdyksiä, joiden lineaariset mitat ylittävät tuhansia kilometrejä.
Onko Jupiterissa elämää?
Kysymys aiheuttaa hämmennystä monille. Jupiter - planeetta, jonka pintalämpötilalla (sekä itse pinnan olemassaololla) on epäselvä tulkinta - voi tuskin olla "mielen kehto". Mutta biologisten organismien olemassaoloa jättiläisen ilmakehässä viime vuosisadan 70-luvulla, tutkijat eivät sulkeneet pois. Tosiasia on, että ylemmissä kerroksissa paine ja lämpötila ovat erittäin suotuisat ammoniakkia tai hiilivetyjä sisältävien kemiallisten reaktioiden esiintymiselle ja etenemiselle. Tähtitieteilijä K. Sagan ja astrofyysikko E. Salpeter (USA) tekivät fysikaalisten ja kemiallisten lakien ohjaamana rohkean oletuksen elämänmuodoista, joiden olemassaoloa ei ole suljettu pois seuraavissa olosuhteissa:
- Sinkers ovat mikro-organismeja, jotka voivat lisääntyä nopeasti ja suuria määriä, jolloin populaatiot voivat selviytyä muuttuvissa ympäristöissä.konvektiivisten virtojen ehdot.
- Floaters ovat jättimäisiä ilmapallomaisia olentoja. Vapauttaa raskasta heliumia, ajautuen ylemmissä kerroksissa.
Joka tapauksessa Galileo ja Juno eivät löytäneet mitään sellaista.
