JUPITER (PLANET): EGENSKAPER, KOMPOSISJON, BANE, BEVEGELSE, STRUKTUR - ARTE - 2026

Jupiter er den største av planetene i solsystemet og en av de lyseste på nattehimmelen gjennom året, og det er grunnen til at den er oppkalt etter kongen av de romerske gudene. I romersk mytologi er guden Jupiter den største av gudene, tilsvarer guden Zeus i gresk mytologi.

Jupiter, som observerer sin bane med hensyn til solen, er den femte planeten i solsystemet og har minst 79 naturlige satellitter. Diameteren er 11 ganger Jordens diameter, og etter solen er den den største og tyngste gjenstanden i solsystemet.

Figur 1. Bilde av Jupiter tatt av Hubble-romteleskopet, der de karakteristiske båndene, den store røde flekken og den joviske auroraen kan observeres. (kilde: NASA, ESA).

Menneskeheten har sett Jupiter siden antikken, men Galileo Galilei var den første som observerte planeten med et teleskop og oppdaget fire av de viktigste satellittene i 1610.

Galileo observerte de karakteristiske bandene til Jupiter og de fire galileiske satellittene som heter Io, Europa, Ganymede og Callisto. Galileos funn endret oppfatningene om jordens og menneskehetens plass i universet fullstendig, siden det var første gang himmellegemer ble observert som kretset rundt en annen stjerne som ikke var planeten vår.

Observasjonene hans støttet flere revolusjonerende ideer for sin tid: den første var at Jorden ikke var sentrum av universet og den andre, og ikke minst, at utenfor den var det "andre verdener", som Galileo kalte satellittene til Jupiter.

Generelle kjennetegn ved Jupiter

Figur 2. Jorden, sammenlignet med Jupiter, passer løst på den store røde flekken. (Kilde: NASA / JPL-CALTECH)

Størrelse og masse

Jupiter er den femte planeten som tar hensyn til baneradiusen med hensyn til sola. Den fjerde planeten er Mars, men mellom dem er det en grense: asteroidebeltet.

Planeter med en bane som er mindre enn asteroidebeltet er steinete, mens de med en større bane er gass eller isete giganter. Jupiter er den første av dem og også den med størst volum og masse.

Massen til Jupiter, tilsvarer 300 jordmasser, er så stor at den er dobbelt så stor som summen av massen til de gjenværende planetene i solsystemet. Når det gjelder volumet, tilsvarer det 1.300 jordarter.

bevegelser

Jupiter snurrer rundt sin egen akse så raskt at den gjør en komplett revolusjon på 9 timer og 50 minutter. Dette er 2,4 ganger raskere enn hastigheten på jordens rotasjon, og ingen planet i solsystemet overstiger den.

Omløpsperioden, det vil si tiden det tar å gjøre en fullstendig revolusjon rundt sola, er 12 år.

observasjon

Til tross for at den er fem ganger lenger fra solen enn planeten vår, gjør dens store størrelse og karakteristiske skyer sollyset perfekt til å reflektere på overflaten, og det er derfor det er en av de lyseste stjernene på nattehimmelen.

Når det blir observert med et teleskop, blir det bare de høyeste skyene lagt merke til, som har noen stasjonære områder og andre i bevegelse, og danner et mønster av bånd langs ekvatoriallinjen.

De mørkeste båndene kalles belter og de lysere områdene. De er relativt stabile, selv om de gradvis endrer form og farge og sirkler planeten i motsatte retninger.

Hvite skyer er resultatet av oppdateringer som kjøles ned og danner ammoniumkrystaller. Deretter bøyes disse strømningene sidelengs og faller ned igjen, i de mørkere beltene.

Rødaktig, gul og brun farge

Mangfoldet av rødlige, gulaktige og brune farger sett på Jupiter er resultatet av de forskjellige molekylene som finnes i joviske skyer. Mellom bandene og beltene dannes gigantiske stormer og virvler som kan sees på som punkter eller som flekker.

Disse stormene er praktisk talt permanente, og blant dem skiller Great Red Spot seg ut, først observert på 1600-tallet av Robert Hooke, en kjent samtidsfysiker og rival fra Isaac Newton.

The Great Red Spot er minst 300 år gammel, men observasjoner indikerer at dens store størrelse, større enn Jorden, har gått ned de siste tiårene.

Når det gjelder den joviske atmosfæren, er den ganske tykk. Dypets dybde er ikke kjent nøyaktig, men det er estimert til hundrevis av kilometer.

sammensetning

Den kjemiske sammensetningen av atmosfæren er veldig lik den for en stjerne: 80% hydrogen, 17% helium og små andeler vanndamp, metan og ammoniakk.

Atmosfærisk trykk øker med dybden, i en slik grad at hydrogengass kondenserer, og danner et hav av flytende hydrogen, ved et så høyt trykk at det oppfører seg som et metall. Dette ville være den nedre grensen til den joviske atmosfæren.

Jupiters hav av metallisk flytende hydrogen er varmere enn soloverflaten, i størrelsesorden 10.000 ° C, og ganske lys.

Det er veldig sannsynlig at Jupiter har en veldig tett kjerne som består av tunge metalliske elementer, men det kreves mer data for å bekrefte denne påstanden.

Sammendrag av de fysiske egenskapene til Jupiter

-Masse: 1,9 × 10 ²⁷ kg

-Ekvatorial radius : 71 492 km, tilsvarer 11 ganger jordens radius.

- Polar radius: 66854 km.

-Form: flatet ved stolpene med en faktor 0,065.

-Radio via bane: 7,78 × 10 ⁸ km, tilsvarer 5,2 AU

- Helling av rotasjonsaksen : 3º12 med hensyn til baneplanet.

-Temperatur: -130 ºC (skyer)

-Gravitet: 24,8 m / s ²

-Eget magnetfelt: Ja, 428 μT ved ekvator.

-Atmosfære: tett atmosfære av hydrogen og helium.

-Tetthet: 1336 kg / m ³

-Satellitter: 79 kjent.

-Ringer: Ja, svak og sammensatt av støv.

Jupiter struktur

Jupiters ytterste lag består av skyer og er 50 km tykt. Under dette skysjiktet er det et annet lag, hovedsakelig hydrogen og helium, med en tykkelse på 20 000 km.

Overgangen mellom gassfasen og væskefasen er gradvis, ettersom trykket øker med dybden.

Under dette væskelaget og som et resultat av ekstreme trykk, blir elektronene fra hydrogen og heliumatomer løsnet fra kjernene og blir frie elektroner som beveger seg i et hav av flytende metallisk hydrogen.

På en dypere dybde kan det være en solid kjerne 1,5 ganger jordas diameter, men 30 ganger tyngre enn planeten vår. Og siden det er en planet som består av gass og væske, på grunn av sin enorme rotasjonshastighet, vedtar planeten en flat form på polene.

Når og hvordan man observerer Jupiter

Jupiter ser lyshvit ut og er lett synlig i skumringen. For ikke å forveksle med Venus, som også er veldig lys.

Teleskoputsikt over Jupiter

Ved første øyekast lyser Jupiter lysere på nattehimmelen enn Sirius, den lyseste stjernen, og er alltid nær noen stjernetegn, som kan variere avhengig av år, i et miljø på 30 grader.

Figur 3. Nattvisning av Jupiter og de fire galileiske satellittene, med et lite teleskop. Kilde: @Asismet_IF.

Med god fastmontert kikkert eller et lite teleskop fremstår Jupiter som en hvit skive med glatte bånd.

De fire galileiske satellittene er lett synlige med et lite teleskop: Ganymede, Io, Europa og Callisto. Plasseringene til satellittene varierer fra dag til dag, og noen ganger er det bare tre som blir sett, siden noen av dem er bak eller foran planeten.

Det er flere mobilapplikasjoner som lar deg identifisere og søke etter planeter og stjerner på himmelen. Blant dem skiller Sky Maps seg ut for å være en av de første. På denne måten ligger Jupiters posisjon når som helst.

Figur 4. Plassering av Jupiter og andre planeter på himmelen sett med Sky Maps 02/20/20 ved 23:14 fra Caracas, Venezuela.

Oversettelse bevegelse

Jupiters bane er elliptisk og har sitt fokus utenfor sentrum av solen på grunn av sin enorme masse. Det tar 11,86 år å reise den med en hastighet på 13,07 km / s.

Nå hevdes det alltid at planetene kretser rundt solens sentrum, noe som er ganske nøyaktig for nesten alle unntatt Jupiter.

Oversettelse av Jupiter. Kilde: Todd K. Timberlake forfatter av Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Det er fordi Jupiter er så massiv at sentrum av gyrasjon, massesenter eller massesenter av Sun-Jupiter-systemet beveger seg mot Jupiter, og befinner seg utenfor solcroppen.

I følge beregningene er tyngdepunktet til Sun-Jupiter-systemet 1,07 ganger solradien, det vil si utenfor solen.

Figur 5. Tyngdepunktet til Sun-Jupiter-systemet er utenfor solen. Jupiters bane er en ellipse med en av dens fokuser i tyngdepunktet. (Kilde: spaceplace.nasa.gov)

Perihelion er den korteste avstanden mellom Jupiters bane og ellipseens fokus, som ligger i tyngdepunktet til Sun-Jupiter-systemet. Verdien er 816,62 millioner kilometer.

Tvert imot, aphelionen er den største avstanden mellom fokus og bane, som for Jupiter er 740,52 millioner kilometer.

Baneens eksentrisitet indikerer hvor langt den er fra den sirkulære formen. Jupiters bane har en eksentrisitet på 0,048775 og beregnes ved å dele avstanden fra midten av ellipsen til fokuset med lengden på ellipsens halv-hovedakse.

Rotasjonsbevegelse

Den sideriske rotasjonsperioden for Jupiter rundt sin egen akse er 9 timer 55 minutter og 27,3 sekunder. Rotasjonsaksen har en helning på 3,13 º med hensyn til rotasjonsaksen.

For å være så klumpete har Jupiter den korteste rotasjonsperioden for alle planetene i solsystemet.

Jupiter-satellitter

Kjempeplaneter er preget av å ha et stort antall satellitter eller måner. Til dags dato har 79 Jupiter-satellitter blitt talt, men de største og mest kjente er de fire satellittene som ble oppdaget av Galileo Galilei i 1610, som i rekkefølgen av nærhet er:

-IO, det er ⅓ jordens diameter

-Europe, med ¼ av jordens diameter

-Ganymede, ⅖ jordens diameter

-Callisto, i underkant av ⅖ deler av jordens diameter

Disse fire satellittene har til sammen 99,99% av massen til alle joviske satellitter og ringer.

Mellom Jupiter og de galileiske satellittene er det fire små indre satellitter oppdaget relativt nylig (1979).

Mot utsiden av de galileiske satellittene er gruppen av vanlige satellitter, 10 totalt, pluss gruppen av retrogradssatellitter, hvorav seksti er hittil kjent (61).

For orbitalradius er fire grupper av satellitter definert:

1. Interiørssatellitter (4) med baner mellom 128.000 til 222.000 km.
2. Galileanske satellitter (4) deres baner er mellom 422 000 km for Io til 1 883 000 km for Callisto. Til sammen har de 99,99% av massen til alle joviske satellitter.
3. Vanlige satellitter (10) mellom 7 284 000 km til 18 928 000 km.
4. Retrograde satellitter (61) fra 17.582.000 km til 28.575.000 km.

Jupiter har også ringer. De er i lavere bane enn de galileiske satellittene og mellom banene til de indre satellittene. Disse ringene antas å ha oppstått som et resultat av virkningen av en indre indre satellitt med en meteoroid.

Galileanske satellitter

Figur 6. Jupiter og de fire galileiske satellittene: Io, Europa, Ganymede og Callisto. (Kilde: wikimedia commons).

De fire galileiske satellittene utgjør en veldig interessant gruppe, da eksperter mener de oppfyller betingelsene for eventuell kolonisering i fremtiden.

Io

Den har intens vulkansk aktivitet, overflaten blir permanent fornyet med smeltet lava som kommer fra dens indre.

Ios varmeenergi kommer hovedsakelig fra den intense tidevannskraften produsert av Jupiters enorme tyngdekraft.

Europa

Det er den andre av de galileiske satellittene i rekkefølge etter avstand, men den sjette av Jupitersatellittene. Navnet kommer fra gresk mytologi, der Europa er Zeus-elsker (Jupiter i romersk mytologi).

Den er bare litt mindre enn månen og har en solid skorpe med frossent vann. Den har en ikke veldig tett atmosfære av oksygen og andre gasser. Den jevnt stripete overflaten er den jevneste av stjernene i solsystemet, med bare noen få kratere.

Under Europas isskorpe antas å være et hav hvis bevegelse, drevet av tidevannskrefter fra den gigantiske Jupiter, forårsaker tektonisk aktivitet på den iskalde overflaten av satellitten. På denne måten vises sprekker og spor på sin glatte overflate.

Mange eksperter mener at Europa har betingelsene for å være vert for en slags liv.

Ganymede

Det er den største satellitten i solsystemet, den har en steinete og ismantel med en jernkjerne. Størrelsen er litt større enn planeten Merkur, med nesten halvparten av massen.

Det er bevis på at et hav av saltvann kan eksistere under overflaten. ESA (European Space Agency) har vurdert muligheten for å besøke den for året 2030.

Som det er vanlig i solsystemet, er Ganymedes bane i resonans med banene i Europa og Io: når Ganymede fullfører en revolusjon, fullfører Europa to, mens Io gjør fire komplette revolusjoner.

Figur 7. Orbital resonans av de galileiske satellittene til Jupiter. (Kilde: wikimedia commons)

Callisto

Det er den fjerde galileiske satellitten med en størrelse som praktisk talt tilsvarer størrelsen til kvikksølv, men med en tredjedel av sin vekt. Den har ikke orbital resonans med de andre satellittene, men den er i synkron rotasjon med Jupiter, og viser alltid det samme ansiktet til planeten.

Overflaten har mange eldgamle krater og består hovedsakelig av stein og is. Det har sannsynligvis et innlandshav, minst 100 kilometer tykt.

Det er ingen bevis for tektonisk aktivitet, så kratrene var sannsynligvis forårsaket av meteorittpåvirkning. Atmosfæren er tynn, sammensatt av molekylært oksygen og karbondioksid, med en ganske intens ionosfære.

sammensetning

Jupiter har en tykk atmosfære bestående hovedsakelig av hydrogen ved 87% etterfulgt av helium i størrelsesorden 13%. Andre gasser til stede i andeler mindre enn 0,1% er hydrogensulfid, vanndamp og ammoniakk.

Planetens skyer inneholder ammoniakkkrystaller, og deres rødlige farge kommer sannsynligvis fra molekyler som inneholder svovel eller fosfor. De nedre, ikke synlige skyene inneholder ammoniumhydrosulfid.

På grunn av tilstedeværelsen av tordenvær i de dypere lagene, er det veldig sannsynlig at disse lagene inneholder skyer sammensatt av vanndamp.

Intern struktur

Inne i Jupiter er hydrogen og helium i flytende form på grunn av det høye trykket forårsaket av dets enorme tyngdekraft og dens tykke atmosfære.

På dybder større enn 15.000 kilometer under væskeoverflaten er hydrogenatomene så komprimerte og kjernene deres så nær hverandre at elektronene løsner fra atomene og går inn i ledningsbåndet og danner flytende metallisk hydrogen.

Fysiske modeller antyder at dypere er det en steinete kjerne som består av tunge atomer. Til å begynne med estimerte de en kjerne på 7 jordmasser, men nyere modeller vurderer en kjerne med masse mellom 14 og 18 jordmasser.

Det er viktig å være sikker på om en slik kjerne eksisterer, fordi det avhenger av svaret at planetesimal formasjonsteori for planetene er sann.

I denne teorien dannes planeter fra kjerner av faste partikler, noe som gir opphav til tyngre faste gjenstander av større størrelse, som vil fungere som kjerner av gravitasjonskondensasjon, som i løpet av millioner av år vil danne planeter.

Jupiters magnetosfære

På grunn av det intense magnetfeltet til Jupiter har planeten en omfattende magnetosfære, i en slik grad at hvis den ikke var usynlig, ville den bli sett på den jordiske himmelen med en størrelse som tilsvarer månens.

Ingen planet i solsystemet overgår Jupiter i magnetfeltets intensitet og omfang.

De ladede partiklene fra solvinden er fanget i magnetfeltlinjene og roterer rundt dem, men har en drift eller bevegelse langs feltlinjene.

Når magnetlinjene kommer ut fra den ene polen og går sammen med den andre, får de ladede partiklene kinetisk energi og konsentreres ved polene, ioniserer og spennende gassene i Jupiters polare atmosfære, med den resulterende utslipp av lysstråling.

Oppdrag til Jupiter

Siden 1973 har Jupiter fått besøk av forskjellige oppdrag fra NASA, det amerikanske romfartsorganet som er ansvarlig for romutforskningsprogrammer.

Oppdrag som Pioneer 10 og 11, Galileo og Cassini har studert satellittene til Jupiter. Foreløpige data antyder at noen av dem har gunstige livsvilkår og også for å etablere baser med mennesker.

Det nordamerikanske romfartsorganet NASA og det europeiske romfartsorganet ESA har blant sine planer nye oppdrag til Jupiter, hovedsakelig for å studere Europa-satellitten mer detaljert.

Pioneer

Pioneer 10 var den første romfartssonden som flyr over Jupiter i desember 1973. Samme år, i april, ble Pioneer 11-sonden sendt, og nådde den joviske bane i desember 1974.

På disse oppdragene ble de første nærbildene av Jupiter og de galileiske satellittene tatt. Planetens magnetfelt og strålingsbelter ble også målt.

Voyager

Oppdragene Voyager 1 og Voyager 2 ble også lansert i 1973, og besøkte igjen planetenes konge i solsystemet.

Dataene samlet inn av disse oppdragene ga ekstraordinær og hittil ukjent informasjon om planeten og dens satellitter. For eksempel ble Jupiters ringsystem først oppdaget, og Io-satellitten ble også kjent for å ha intens vulkansk aktivitet.

Galileo

Den ble lansert i 1995 for en syv år lang leting, men sonden hadde alvorlige problemer med hovedantennen. Til tross for dette var det i stand til å sende verdifull informasjon om Jupiters satellitter.

Figur 9. Galileo-sonden rundt Jupiter. Kilde: Wikimedia Commons. jihemD / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/),

Oppdraget oppdaget havoverflater i Europa og ga mer informasjon om de aktive vulkanene i Io.

Galileo ble avsluttet da letesonden falt på Jupiter, for å unngå kollisjon og påfølgende forurensning av den iskalde overflaten i Europa.

Cassini

I desember 2000 innhentet det Saturn-bundne Cassini / Huygens-oppdraget data som kan sammenlignes med interesse for Voyager-oppdragene, men på grunn av teknologiske forbedringer var de av mye bedre kvalitet.

Nye horisonter

På vei til Pluto besøkte romfartssonden New Horizons planeten Jupiter i 2007.

Juno

Den siste av oppdragene til Jupiter er romføleren Juno, som gikk inn i bane med planeten 5. juli 2016. Junos oppgave er å studere den joviske atmosfæren, samt dens magnetosfære og auroras.

Dette oppdraget forventes å gi dataene som er nødvendige for å bestemme hvilke kjernemodeller som er kompatible med eksisterende Jupiter-data, og dermed sammenligne med modellene som hevder at en slik kjerne ikke eksisterer.

Morsomme fakta om Jupiter

-Det er den største i diameter på de fire gigantiske planetene: Jupiter, Saturn, Uranus og Neptune.

-I det volumet som er okkupert av Jupiter, passet 1300 planeter i jordstørrelse.

-Jupiter har en enorm masse, den er to og en halv ganger større enn summen av massene til de syv gjenværende planetene i solsystemet.

-Det antas at dens faste kjerne ble dannet bare en million år etter den primære skiven med gass og støv som ga opphav til solsystemet, for 4,5 milliarder år siden.

-Jupiter er planeten i solsystemet som har den korteste dagen: rotasjonsperioden er bare 9 timer og 55 minutter.

-Det er den mest radioaktive planeten i solsystemet, bortsett fra sollyset som reflekteres av atmosfæren, bidrar den også med sin egen stråling, hovedsakelig i det infrarøde området.

-Jupiter har den største satellitten i solsystemet: Ganymede, med en radius 1,5 ganger Månens radius og 0,4 ganger Jordens radius.

-80% av atmosfæren er sammensatt av hydrogen, etterfulgt av helium, som bidrar med 17%. Resten er andre gasser som vanndamp, metan, ammoniakk og etan.

-Jupiters skyer består av ammoniumkrystaller som danner et tynt lag omtrent 50 km tykt. Men helheten i atmosfæren er i størrelsesorden 20.000 km, og er den tykkeste av alle planetene i solsystemet.

-Det er planeten som har den største og lengste kjente antisykloniske virvelen i solsystemet: Great Red Spot. Med mer enn 300 års eksistens er størrelsen større enn to jorddiametere.

-Den har en ekstremt tett kjerne av jern, nikkel og flytende metallisk hydrogen.

-Det har et intenst magnetfelt som er i stand til å produsere permanente auroras.

-Det er solplaneten med den høyeste tyngdekrakselerasjonen, som er estimert til 2,5 ganger Jordens tyngdekraft i utkanten av atmosfæren.

-Mange nyere undersøkelser indikerer overflod av vann i ekvatorialsonen, basert på analysen av data fra Juno-romoppdraget. I en rapport fra NASA datert 10. februar 2020 i tidsskriftet Nature Astronomy, indikeres det at 0,25% av planetens ekvatoriale atmosfære består av vannmolekyler.

referanser

1. Astrofysikk og fysikk. Gjenopprettet fra: astrofisicayfisica.com
2. Seeds, M. 2011. Solar System. Syvende utgave. Cengage Learning.
3. Rom. Solsystemets største planet. Gjenopprettet fra: space.com
4. Wikipedia. Jupiter-satellitter. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Jupiter (planet). Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Jupiter (planet). Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.