Dujų milžinai mums visada buvo paslaptis. Dėl tankių ir besisukančių debesų neįmanoma gerai apžiūrėti jų viduje ir nustatyti tikrosios jų struktūros. Atsižvelgiant į jų atstumą nuo Žemės, siųsti į juos erdvėlaivius užima daug laiko ir brangu, todėl tyrimų misijų yra nedaug. Ir dėl jų intensyvios spinduliuotės bei stiprios gravitacijos bet kuri misija, bandanti juos tirti, turi tai daryti atsargiai.
Ir vis dėlto mokslininkai dešimtmečius laikosi nuomonės, kad šis didžiulis dujų milžinas turi tvirtą šerdį. Tai atitinka mūsų dabartines teorijas apie tai, kaip Saulės sistema ir jos planetos susiformavo ir migravo į dabartines vietas. Nors išoriniai Jupiterio sluoksniai daugiausia sudaryti iš vandenilio ir helio, slėgio ir tankio padidėjimas rodo, kad arčiau šerdies daiktai tampa kieti.
Struktūra ir sudėtis:
Jupiteris daugiausia sudarytas iš dujinių ir skystų medžiagų, o apačioje yra tankesnė medžiaga. Jos viršutinę atmosferą sudaro apie 88–92 % vandenilio ir 8–12 % helio pagal dujų molekulių tūrio procentus, o apytiksliai. 75% vandenilio ir 24% helio masės, likusį vieną procentą sudaro kiti elementai.
Jupiterio struktūra ir sudėtis. Kreditas: Kelvinsong CC by S.A. 3.0
Atmosferoje yra pėdsakų metano, vandens garų, amoniako ir silicio junginių, taip pat pėdsakų benzeno ir kitų angliavandenilių. Taip pat yra anglies, etano, vandenilio sulfido, neono, deguonies, fosfino ir sieros pėdsakų. Sušalusio amoniako kristalai taip pat buvo pastebėti atokiausiame atmosferos sluoksnyje.
Viduje yra tankesnių medžiagų, todėl maždaug 71% vandenilio, 24% helio ir 5% kitų elementų masės. Manoma, kad Jupiterio šerdį sudaro tankus elementų mišinys – aplinkinis skysto metalinio vandenilio sluoksnis su šiek tiek helio ir išorinis sluoksnis, daugiausia sudarytas iš molekulinio vandenilio. Šerdis taip pat buvo apibūdinta kaip uolėta, tačiau tai taip pat nežinoma.
1997 m šerdies egzistavimas buvo pasiūlyta gravitaciniais matavimais, rodančiais, kad masė yra 12–45 kartus didesnė už Žemės masę arba maždaug 4–14% visos Jupiterio masės. Šerdies buvimą taip pat patvirtina planetų formavimosi modeliai, rodantys, kaip tam tikru planetos istorijos momentu būtų buvę reikalinga uolėta ar ledinė šerdis. Priešingu atveju jis nebūtų galėjęs surinkti viso vandenilio ir helio iš protosolinio ūko – bent jau teoriškai.
Tačiau gali būti, kad nuo to laiko ši šerdis susitraukė dėl karšto, skysto metalinio vandenilio konvekcinių srovių, susimaišiusių su išlydyta šerdimi. Šios šerdies dabar gali net nebūti, tačiau norint tai patvirtinti, reikia atlikti išsamią analizę. The Junomisija Tikimasi, kad 2011 m. rugpjūčio mėn. pradėtas naudoti puslapis (žr. toliau) padės šiek tiek suprasti šiuos klausimus ir taip padaryti pažangą sprendžiant branduolio problemą.
Formavimas ir migracija:
Mūsų dabartinės Saulės sistemos formavimosi teorijos teigia, kad planetos susiformavo maždaug prieš 4,5 milijardo metų iš Saulės ūko (t.y. Ūko hipotezė ). Remiantis šia teorija, manoma, kad Jupiteris susiformavo dėl gravitacijos, traukdamas besisukančius dujų ir dulkių debesis.
Didžiąją dalį savo masės Jupiteris įgijo iš medžiagos, likusios susiformavus saulei, ir galiausiai ji buvo daugiau nei dvigubai didesnė nei bendra kitų planetų masė. Tiesą sakant, buvo spėjama, kad Jupiteris būtų sukaupęs daugiau masės, būtų tapęs antrąja žvaigžde. Tai pagrįsta tuo, kad jos sudėtis panaši į Saulės sudėtį – daugiausia sudaryta iš vandenilio.
Menininko idėja apie jauną žvaigždę, apsuptą dujų ir dulkių disko, vadinamo protoplanetiniu disku. Autoriai: NASA/JPL-Caltech
Be to, dabartiniai Saulės sistemos formavimosi modeliai taip pat rodo, kad Jupiteris susiformavo toliau nuo dabartinės padėties. Tai, kas žinoma kaip Grand Tack hipotezė , Jupiteris migravo link Saulės ir savo dabartinėje padėtyje įsitvirtino maždaug prieš 4 milijardus metų. Ši migracija, buvo ginčytasi , galėjo būti sunaikintos ankstesnės mūsų Saulės sistemos planetos, tarp kurių galėjo būti ir arčiau Saulės esančios superžemės.
Tyrinėjimas:
Nors tai nebuvo pirmasis robotas erdvėlaivis, aplankęs Jupiterį, arba pirmasis tyrinėjęs jį iš orbitos (tai padarė Galilėjus zondas 1995–2003 m.),Junomisija buvo skirta gilesnėms Jovijos milžino paslaptims ištirti. Tai apima Jupiterio vidų, atmosferą, magnetosferą, gravitacinį lauką ir planetos formavimosi istoriją.
Misija buvo paleista 2011 m. rugpjūčio mėn. ir pasiekė orbitą aplink Jupiterį 2016 m. liepos 4 d . Zondas įsuko į poliarinę elipsinę orbitą po 35 minučių trukmės pagrindinio variklio, žinomo kaip Jupiterio orbitos įterpimas (arba JOI), paleidimas. Kai zondas priartėjo prie Jupiterio iš viršaus jo šiaurės ašigalį, jis turėjo galimybę matyti Jovijos sistemą. galutinė nuotrauka prieš pradėdami JOI.
Nuo to laiko Juno erdvėlaivis atlieka perijove manevrus, kur jis eina tarp šiaurinio poliarinio regiono ir pietų poliarinio regiono, maždaug 53 dienas. Nuo atvykimo 2016 m. birželio mėn., zondas baigė 5 perijovus, o iki 2018 m. vasario mėn. planuojama atlikti iš viso 12. Šiuo metu zondas išskris iš orbitos ir sudegs išorinėje Jupiterio atmosferoje, jei nebus pratęsta misija. .
Likusiam judėjimui Juno surinks daugiau informacijos apie Jupiterio gravitaciją, magnetinius laukus, atmosferą ir sudėtį. Tikimasi, kad ši informacija mus daug išmokys apie tai, kaip Jupiterio vidaus, jo atmosferos ir magnetosferos sąveika lemia planetos evoliuciją. Ir, žinoma, tikimasi pateikti įtikinamų duomenų apie planetos vidinę struktūrą.
Ar Jupiteris turi tvirtą šerdį? Trumpas atsakymas yra, mes dar nežinome... Tiesą sakant, jis gali turėti tvirtą šerdį, sudarytą iš geležies ir kvarco, kurią supa storas metalinio vandenilio sluoksnis. Taip pat gali būti, kad dėl šio metalinio vandenilio ir kietosios šerdies sąveikos planeta ją prarado prieš kurį laiką.
Jupiterio pietinis ašigalis, užfiksuotas Juno misijos trečiosios orbitos metu (Perijove 3). Autoriai: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/ Luca Fornaciari © cc nc sa
Šiuo metu viskas, ką galime padaryti, yra tikėtis, kad vykstančios apklausos ir misijos duos daugiau įrodymų. Tikėtina, kad tai ne tik padės patobulinti mūsų supratimą apie Jupiterio vidinę struktūrą ir jos formavimąsi, bet ir patobulins mūsų supratimą apie Saulės sistemos istoriją ir jos atsiradimą.
Esame parašę daug straipsnių apie Jupiteris Universe Today. čia Dešimt įdomių faktų apie Jupiterį , Kokio dydžio yra Jupiteris? , Kiek užtrunka patekti į Jupiterį? , Koks oras Jupiteryje? , Kokiu atstumu yra Jupiteris nuo Saulės? , ir Jupiterio orbita. Kiek metų trunka Jupiterį?
Jei norite daugiau informacijos apie Jupiterį, patikrinkite „Hubblesite“ naujienų pranešimai apie Jupiterį , ir čia yra nuoroda į NASA Saulės sistemos tyrinėjimo vadovas Jupiteriui .
Mes taip pat įrašėme Astronomy Cast epizodą tik apie Jupiterį. Klausyk čia, 56 serija: Jupiteris .
Šaltiniai: