Jupiteris yra viena iš penkių Saulės sistemos planetų, kurią galima pamatyti naktiniame danguje be jokių optinių prietaisų. Vis dar neįsivaizduodami jos dydžio, senovės astronomai pavadino ją aukščiausia romėnų dievybe.
Susipažinkite su Jupiteriu
Jupiterio orbita nuo Saulės nutolusi 778 mln. km. Metai ten trunka 11,86 Žemės metų. Planeta visiškai apsisuka aplink savo ašį vos per 9 valandas 55 minutes, o sukimosi greitis įvairiose platumose skiriasi, o ašis yra beveik statmena orbitos plokštumai, todėl sezoniniai pokyčiai nepastebimi.
Jupiterio paviršiaus temperatūra yra 133 laipsniai Celsijaus (140 K). Spindulys yra didesnis nei 11, o masė yra 317 kartų didesnė už mūsų planetos spindulį ir masę. Tankis (1,3 g/cm3) yra proporcingas Saulės tankiui ir daug mažesnis už Žemės tankį. Jupiterio gravitacijos jėga yra 2,54 karto didesnė, o magnetinis laukas 12 kartų didesnis už panašius antžeminius parametrus. Temperatūra dieną Jupiteryje niekuo nesiskiria nuo nakties. Taip yra dėl didelio atstumo nuo Saulės ir galingų procesų, vykstančių planetos žarnyne.
EruPenktosios planetos optinius tyrimus 1610 metais atrado G. Galilėjus. Būtent jis atrado keturis masyviausius Jupiterio palydovus. Iki šiol žinoma, kad 67 kosminiai kūnai yra milžino planetų sistemos dalis.
Tyrimų istorija
Iki aštuntojo dešimtmečio planeta buvo tiriama naudojant antžemines, o vėliau orbitines optines, radijo ir gama juostas. Jupiterio temperatūrą 1923 metais pirmą kartą apskaičiavo grupė mokslininkų iš Lowell observatorijos (Flagstaff, JAV). Naudodami vakuumines termoporas, mokslininkai nustatė, kad planeta yra „neabejotinai š altas kūnas“. Fotoelektriniai Jupiterio žvaigždžių užslėpimo stebėjimai ir spektroskopinė analizė leido padaryti išvadą apie jo atmosferos sudėtį.
Vėlesni tarpplanetinių transporto priemonių skrydžiai patobulino ir gerokai praplėtė sukauptą informaciją. Nepilotuojamos misijos „Pioneer-10; 11“1973–1974 m. pirmą kartą perdavė planetos nuotraukas iš arti (34 tūkst. km), duomenis apie atmosferos sandarą, magnetinio ir radiacinio diržo buvimą. „Keliautojas“(1979), „Ulysses“(1992, 2000), „Cassini“(2000) ir „New Horizons“(2007) pagerino Jupiterio ir jo planetų sistemos matavimus, o „Galileo“(1995–2003) ir „Juno“(2016) prisijungė prie jų gretų. dirbtiniai milžino palydovai.
Vidinė struktūra
Maždaug 20 tūkstančių km skersmens planetos šerdis, kurią sudaronedidelis uolienų ir metalinio vandenilio kiekis yra 30-100 milijonų atmosferų slėgio. Jupiterio temperatūra šioje zonoje yra apie 30 000 ˚С. Šerdies masė yra nuo 3 iki 15% visos planetos masės. Šiluminės energijos generavimas Jupiterio šerdyje paaiškinamas Kelvino-Helmholtzo mechanizmu. Reiškinio esmė ta, kad staigiai atvėsus išoriniam apvalkalui (planetos Jupiterio paviršiaus temperatūra yra -140˚С), nukrenta slėgis, dėl kurio kūnas suspaudžiamas ir vėliau šerdis įkaista.
Kitas sluoksnis, 30–50 tūkstančių km gylio, yra metalinio ir skysto vandenilio, sumaišyto su heliu, medžiaga. Didėjant atstumui nuo šerdies, slėgis šiame regione sumažėja iki 2 milijonų atmosferų, Jupiterio temperatūra nukrenta iki 6000 ˚С.
Atmosferos struktūra. Sluoksniai ir kompozicija
Nėra aiškios ribos tarp planetos paviršiaus ir atmosferos. Apatiniam jo sluoksniui – troposferai – mokslininkai paėmė sąlyginę sritį, kurioje slėgis atitinka žemės slėgį. Tolesni sluoksniai, tolstant nuo „paviršiaus“, nusistovėjo tokia tvarka:
- Stratosfera (iki 320 km).
- Termosfera (iki 1000 km).
- Egzosfera.
Nėra vieno atsakymo į klausimą, kokia temperatūra yra Jupiteryje. Atmosferoje vyksta audringi konvekcijos procesai, kuriuos sukelia vidinė planetos šiluma. Stebėtas diskas turi ryškią dryžuotą struktūrą. B altose juostose (zonose) oro masės veržiasi aukštyn, tamsiose (diržos) leidžiasi žemyn,formuojant konvekcinius ciklus. Viršutiniuose termosferos sluoksniuose temperatūra siekia 1000 ˚С, o slenkant gilyn ir didėjant slėgiui pamažu nukrenta iki neigiamų verčių. Kai Jupiteris pasiekia troposferą, Jupiterio temperatūra vėl pradeda kilti.
Viršutiniai atmosferos sluoksniai yra vandenilio (90 %) ir helio mišinys. Apatinių, kur dažniausiai susidaro debesys, sudėtis taip pat apima metaną, amoniaką, amonio hidrosulfatą ir vandenį. Spektrinė analizė rodo etano, propano ir acetileno, vandenilio cianido rūgšties ir anglies monoksido, fosforo ir sieros junginių pėdsakus.
Debesų pakopos
Įvairios Jupiterio debesų spalvos rodo, kad jų sudėtyje yra sudėtingų cheminių junginių. Debesų struktūroje aiškiai matomos trys pakopos:
- Viršus – prisotintas šaldyto amoniako kristalais.
- Amonio hidrosulfido kiekis vidutiniškai gerokai padidėja.
- Apačioje – vandens ledas ir galbūt mažyčiai vandens lašeliai.
Kai kurie atmosferos modeliai, sukurti mokslininkų ir tyrėjų, neatmeta kito debesų sluoksnio, susidedančio iš skysto amoniako, buvimo. Saulės ultravioletinė spinduliuotė ir galingas Jupiterio energijos potencialas inicijuoja daugelio cheminių ir fizinių procesų srautą planetos atmosferoje.
Atmosferos reiškiniai
Zonų ir juostų ribos Jupiteryje pasižymi stipriu vėju (iki 200 m/s). Nuo pusiaujo iki krypties ašigaliųsrautai periodiškai kaitaliojasi. Vėjo greitis mažėja didėjant platumai, o ašigaliuose jo praktiškai nėra. Atmosferos reiškinių mastas planetoje (audros, žaibo iškrovos, aurora borealis) yra eilės tvarka didesnis nei Žemėje. Garsioji Didžioji Raudonoji dėmė yra ne kas kita, kaip milžiniška audra, didesnė nei dviejų Žemės diskų plotas. Dėmė lėtai slenka iš vienos pusės į kitą. Per šimtą stebėjimo metų jo matomas dydis sumažėjo perpus.
Keliautojo misija taip pat nustatė, kad atmosferos sūkurių centruose gausu žaibų, kurių linijiniai matmenys viršija tūkstančius kilometrų.
Ar Jupiteryje yra gyvybės?
Klausimas daugelį sukels sumišimą. Jupiteris – planeta, kurios paviršiaus temperatūra (kaip ir paties paviršiaus egzistavimas) turi dviprasmišką interpretaciją – vargu ar gali būti „proto lopšiu“. Tačiau mokslininkai neatmetė biologinių organizmų egzistavimo milžino atmosferoje praėjusio amžiaus aštuntajame dešimtmetyje. Faktas yra tas, kad viršutiniuose sluoksniuose slėgis ir temperatūra yra labai palankūs cheminėms reakcijoms, kuriose dalyvauja amoniakas ar angliavandeniliai, vykti ir vykti. Astronomas K. Saganas ir astrofizikas E. Salpeteris (JAV), vadovaudamiesi fizikiniais ir cheminiais dėsniais, padarė drąsią prielaidą apie gyvybės formas, kurių egzistavimas neatmetama šiomis sąlygomis:
- Skendėjai yra mikroorganizmai, kurie gali daugintis greitai ir dideliais kiekiais, todėl populiacijos gali išgyventi besikeičiančioje aplinkoje.konvekcinių srovių sąlygos.
- Plūduriai yra milžiniški į balionus panašūs padarai. Išskiriamas sunkusis helis, dreifuojantis viršutiniuose sluoksniuose.
Šiaip ar taip, nei Galileo, nei Juno nieko panašaus nerado.
