Nuo tada Galilėjus Galilėjus pirmą kartą Jupiterį iš arti stebėjo 1610 m., naudodamas savo sukurtą teleskopą, mokslininkai ir astronomai buvo nepaprastai sužavėti Jovijos planeta. Tai ne tik didžiausia Saulės sistemos planeta, bet ir šiame pasaulyje yra dalykų, nepaisant šimtmečius trukusių tyrimų ir daugybės tyrinėjimų misijų, kurie ir toliau glumina net didžiausius mūsų protus.
Viena iš pagrindinių to priežasčių yra ta, kad Jupiteris labai skiriasi nuo to, ką mes, Žemės gyventojai, laikome normaliu. Neįtikėtino dydžio, masės, sudėties, magnetinių ir gravitacinių laukų paslapčių ir įspūdingos mėnulių sistemos egzistavimas mums parodė, kokios įvairios iš tikrųjų gali būti planetos.
Dydis, masė ir tankis:
Vidutinis Žemės spindulys yra 6 371 km (3 958,8 mylios), o masė - 5,97 × 1024kg, o Jupiterio vidutinis spindulys yra 69 911 ± 6 km (43 441 mylios), o masė – 1,8986 × 1027kilogramas. Trumpai tariant, Jupiteris yra beveik 11 kartų didesnis už Žemę ir šiek tiek mažiau nei 318 kartų didesnis. Tačiau Žemės tankis yra žymiai didesnis, nes jis yra a antžeminė planeta – 5,514 g/cm3palyginti su 1,326 g/cm³.
Dėl šios priežasties Jupiterio „paviršiaus“ gravitacija yra žymiai didesnė nei Žemės normalioji jėga – t.y. 9,8 m/s² arba 1g. Nors Jupiteris, kaip dujinis milžinas, neturi paviršiaus, astronomai mano, kad Jupiterio atmosferoje, kur atmosferos slėgis yra lygus 1 barui (tai yra lygus Žemės slėgiui jūros lygyje), Jupiteris patiria 24,79 m/s gravitacijos jėgą.2(tai atitinka 2,528g).
Jupiterio / Žemės palyginimas. Autoriai: NASA/SDO/Goddard/Tdadamemd
Sudėtis ir struktūra:
Žemė yra antžeminė planeta, o tai reiškia, kad ją sudaro silikatiniai mineralai ir metalas, kurie skiriasi nuo metalinės šerdies ir silikatinės mantijos bei plutos. Pati šerdis taip pat yra diferencijuojama tarp vidinės ir išorinės šerdies (kuri sukasi priešinga Žemės sukimosi kryptimi). Kai žmogus nusileidžia nuo plutos į vidų, temperatūra ir slėgis didėja.
Žemės forma artima papločio sferoido formai, sferos, išilgai ašies nuo ašigalio iki ašigalio išplotos taip, kad aplink pusiaują yra iškilimas. Šis išsipūtimas atsiranda dėl Žemės sukimosi, todėl skersmuo ties pusiauju yra 43 kilometrais (27 myliomis) didesnis nei ašigalių skersmuo.
Priešingai, Jupiteris daugiausia sudarytas iš dujinės ir skystos medžiagos, kuri yra padalinta į dujinę išorinę atmosferą ir tankesnį vidų. Jos viršutinę atmosferą sudaro apie 88–92 % vandenilio ir 8–12 % helio pagal dujų molekulių tūrį, o apytiksliai. 75% vandenilio ir 24% helio masės, o likusį vieną procentą sudaro kiti elementai.
Atmosferoje yra pėdsakų metano, vandens garų, amoniako ir silicio junginių, taip pat nedideli kiekiai 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.
Jupiterio struktūra ir sudėtis. (Vaizdo kreditas: Kelvinsong CC, S.A. 3.0)
Tankesnį vidų sudaro maždaug 71 % vandenilio, 24 % helio ir 5 % masės kitų elementų. 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. Taip pat buvo nuspręsta, kad šerdis yra uolėta, tačiau tai taip pat nežinoma.
Kaip ir Žemėje, Jupiterio viduje temperatūra ir slėgis smarkiai didėja link šerdies. Manoma, kad „paviršiuje“ slėgis ir temperatūra yra 10 barų ir 340 K (67 °C, 152 °F). Manoma, kad regione, kuriame vandenilis tampa metalu, temperatūra pasiekia 10 000 K (9 700 ° C; 17 500 ° F), o slėgis - 200 GPa. Apskaičiuota, kad temperatūra ties šerdies riba yra 36 000 K (35 700 °C; 64 300 °F), o vidinis slėgis yra maždaug 3000–4500 GPa.
Taip pat, kaip ir Žemė, Jupiteris yra pailgo sferoido forma. Tiesą sakant, Jupiterio poliarinis išsilyginimas yra didesnis nei Žemės – 0,06487 ± 0,00015, palyginti su 0,00335. Taip yra dėl greito Jupiterio sukimosi aplink savo ašį, todėl planetos pusiaujo spindulys yra maždaug 4600 km didesnis už jos poliarinį spindulį.
Orbitos parametrai:
Žemė turi labai nedidelį orbitos ekscentriciškumą (apie 0,0167), o atstumas svyruoja nuo 147 095 000 km (0,983 AU) nuo Saulės perihelyje iki 151 930 000 km (1 015 AU) afelyje. Vidutinis atstumas (dar žinomas kaip pusiau pagrindinė ašis) yra 149 598 261 km, o tai yra vieno astronominio vieneto (AU) pagrindas.
Tarp jų yra Saulės sistemos vidinių planetų orbitos su Jupiteriu ir spurgos formos asteroidų diržu. Kreditas: Wikipedia Commons
Žemės orbitos periodas yra 365,25 dienos, tai yra 1,000017 Julijaus metų ekvivalentas. Tai reiškia, kad kas ketverius metus (vadinamaisiais keliamaisiais metais) į Žemės kalendorių turi būti įtraukta papildoma diena. Nors techniškai manoma, kad visa para trunka 24 valandas, mūsų planeta užtrunka tiksliai 23 valandas 56 minutes ir 4 sekundes, kad įvykdytų vieną šoninį sukimąsi (0,997 Žemės paros). Tačiau kartu su orbitos periodu aplink Saulę laikas nuo vieno saulėtekio iki kito (Saulės dienos) yra 24 valandos.
Žiūrint iš dangaus šiaurės ašigalio, Žemės judėjimas ir jos ašinis sukimasis atrodo prieš laikrodžio rodyklę. Iš apžvalgos taško virš Saulės ir Žemės šiaurinių ašigalių Žemė skrieja aplink Saulę prieš laikrodžio rodyklę. Žemės ašis taip pat pasvirusi 23,4° link Saulės ekliptikos, kuri lemia sezoninius planetos paviršiaus pokyčius. Tai ne tik sukelia temperatūros svyravimus, bet ir saulės šviesos kiekio pokyčius, kuriuos pusrutulis gauna per metus.
Tuo tarpu Jupiteris skrieja aplink Saulę vidutiniu atstumu (pusiau pagrindinė ašis) 778 299 000 km (5,2 AU), svyruoja nuo 740 550 000 km (4,95 AU) perihelyje ir 816 040 000 km (5,455 AU) atstumu. Tokiu atstumu Jupiteriui reikia 11,8618 Žemės metų, kad galėtų užbaigti vieną Saulės orbitą. Kitaip tariant, vieneri Jovijos metai trunka 4332,59 Žemės dienų.
Jupiterio viršutinės atmosferos juostos išvaizda, kurią iš dalies lemia greitas jo sukimasis. Autorius: NASA
Tačiau Jupiterio sukimasis yra greičiausias iš visų Saulės sistemos planetų, vieną kartą apsisukus aplink savo ašį per kiek mažiau nei dešimt valandų (9 valandas, 55 minutes ir 30 sekundžių). Todėl vieneri Jovijos metai trunka 10 475,8 Jovijos saulės dienos.
Atmosferos:
Žemės atmosfera susideda iš penkių pagrindinių sluoksnių – troposferos, stratosferos, mezosferos, termosferos ir egzosferos. Paprastai oro slėgis ir tankis mažėja, kuo aukščiau patenkama į atmosferą ir kuo toliau nuo paviršiaus. Tačiau temperatūros ir aukščio santykis yra sudėtingesnis ir kai kuriais atvejais gali net kilti didėjant aukščiui.
Troposferoje yra maždaug 80% Žemės atmosferos masės, o maždaug 50% yra žemutinėje 5,6 km (3,48 mylios) dalyje, todėl ji tankesnė už visus viršutinius atmosferos sluoksnius. Jį daugiausia sudaro azotas (78%) ir deguonis (21%), o vandens garų, anglies dioksido ir kitų dujų molekulių pėdsakai.
Beveik visi atmosferos vandens garai ar drėgmė randami troposferoje, todėl tai yra sluoksnis, kuriame vyksta dauguma Žemės meteorologinių reiškinių (debesys, lietus, sniegas, žaibo audros). Vienintelė išimtis yra termoposfera, kur reiškiniai žinomi kaip Šiaurės pašvaistė ir Aurara Australis (dar žinomas kaip Šiaurės ir Pietų pašvaistės) yra žinoma, kad vyksta.
Kaip jau minėta, Jupiterio atmosferą daugiausia sudaro vandenilis ir helis, o kitų elementų pėdsakai. Panašiai kaip Žemė, Jupiterio patirtis pašvaistės netoli jos šiaurinio ir pietinio ašigalių. Tačiau Jupiteryje auroralinis aktyvumas yra daug intensyvesnis ir retai kada sustoja. Intensyvi spinduliuotė, Jupiterio magnetinis laukas ir gausybė medžiagų iš Io ugnikalnių, reaguojančių su Jupiterio jonosfera, sukuria išties įspūdingą šviesos šou.
Jupiteris taip pat patiria žiaurūs oro modeliai . Vėjo greitis 100 m/s (360 km/h) yra įprastas zoninėse srovėse ir gali siekti net 620 km/h (385 mylių per valandą). Audros susidaro per kelias valandas, o per naktį gali tapti tūkstančiais km skersmens. Viena audra, Puiki raudona dėmė , siautėja bent jau nuo 1600-ųjų pabaigos. Audra per visą savo istoriją mažėjo ir plėtėsi; tačiau 2012 m. buvo pasiūlyta, kad Giant Red Spot galų gale gali išnykti .
Jupiteris yra nuolat padengtas debesimis, sudarytais iš amoniako kristalų ir galbūt amonio hidrosulfido. Šie debesys yra tropopauzėje ir yra suskirstyti į skirtingų platumų juostas, žinomas kaip „tropiniai regionai“. Debesų sluoksnis yra tik apie 50 km (31 mylios) gylio ir susideda iš mažiausiai dviejų debesų denių: storo apatinio denio ir plono skaidresnio regiono.
Sudėtiniai Čandros rentgeno observatorijos ir Hablo kosminio teleskopo vaizdai rodo Jupiteryje esančias itin energingas rentgeno auroras. Autoriai: NASA/CXC/UCL/W.Dunn ir kt./STScI
Taip pat gali būti plonas sluoksnis vandens debesys po amoniako sluoksniu, kaip rodo blyksniai atmosferoje aptiktas žaibas Jupiterio, kurį sukeltų vandens poliškumas, sukuriantis žaibui reikalingą krūvio atskyrimą. Šių elektros išlydžių stebėjimai rodo, kad jie gali būti iki tūkstančio kartų galingesni nei stebimi čia, Žemėje.
Mėnuliai:
Žemėje skrieja tik vienas palydovas, Mėnulis . Apie jo egzistavimą žinoma nuo priešistorinių laikų, jis vaidino svarbų vaidmenį visų žmonių kultūrų mitologinėse ir astronominėse tradicijose ir daro didelę įtaką Žemės potvyniams. Šiuolaikinėje epochoje Mėnulis ir toliau buvo astronominių ir mokslinių tyrimų, taip pat kosmoso tyrinėjimų centras.
Tiesą sakant, Mėnulis yra vienintelis dangaus kūnas už Žemės ribų, kuriuo žmonės iš tikrųjų vaikščiojo. Pirmasis nusileidimas Mėnulyje įvyko 1969 m. liepos 20 d Neilas Armstrongas buvo pirmasis žmogus, iškėlęs koją į paviršių. Nuo to laiko iš viso 13 astronautų buvo Mėnulyje, o jų atlikti tyrimai padėjo mums sužinoti apie jo sudėtį ir formavimąsi.
Dėl Mėnulio uolienų, kurios buvo sugrąžintos į Žemę, tyrimų, vyraujanti teorija teigia, kad Mėnulis buvo sukurtas maždaug prieš 4,5 milijardo metų, susidūrus Žemei ir Marso dydžio objektui (žinomai kaip Theia ). Šis susidūrimas sukūrė didžiulį nuolaužų debesį, kuris pradėjo suktis aplink mūsų planetą, kuris galiausiai susijungė į Mėnulį, kurį matome šiandien.
Jupiterio ir Galilėjos palydovų iliustracija. Autorius: NASA
Mėnulis yra vienas didžiausių natūralių Saulės sistemos palydovų ir antras pagal tankumą palydovas, kurio tankis yra žinomas (po Jupiterio palydovo). į ). Jis taip pat yra sutvirtintas su Žeme, o tai reiškia, kad viena pusė nuolat yra atsukta į mus, o kita – į priekį. Tolimoji pusė, žinoma kaip „Tamsioji pusė“, žmonėms liko nežinoma, kol nebuvo išsiųsti zondai, kurie ją nufotografavo.
Kita vertus, Jovijos sistema turi 67 žinomus mėnulius. Keturios didžiausios yra žinomos kaip Galilėjos mėnuliai , kurie pavadinti atradėjo vardu, Galilėjus Galilėjus . Jie įtraukia: į , vulkaniškai aktyviausias kūnas mūsų Saulės sistemoje; Europa , kuris, kaip įtariama, turi didžiulį požeminį vandenyną; Ganimedas , didžiausias mūsų Saulės sistemos mėnulis; ir Callisto , kuris, kaip manoma, taip pat turi požeminį vandenyną ir pasižymi vienu iš seniausių Saulės sistemos paviršiaus medžiagų.
Tada yra vidinė grupė (arba Amaltėjos grupė), kurią sudaro keturi maži mėnuliai, kurių skersmuo mažesnis nei 200 km, skrieja mažesniu nei 200 000 km spinduliu, o orbitos polinkis mažesnis nei pusė laipsnio. Šioms grupėms priklauso mėnuliai Metis , Adrastea , Amaltėja , ir Tėbai . Kartu su daugybe dar nematytų vidinių mėnulių šie palydovai papildo ir palaiko silpną Jupiterio žiedų sistemą.
Jupiteris taip pat turi daugybę netaisyklingų palydovų, kurie yra daug mažesni ir kurių orbitos yra tolimesnės ir ekscentriškesnės nei kiti. Šie mėnuliai yra suskirstyti į šeimas, kurių orbita ir sudėtis yra panašios, ir manoma, kad tai daugiausia yra didelių objektų, kuriuos užfiksavo Jupiterio gravitacija, susidūrimų rezultatas.
Beveik visais įmanomais būdais Žemė ir Jupiteris negali labiau skirtis. Ir vis dar yra daug dalykų apie Jovijos planetą, kurių mes dar iki galo nesuprantame. Kalbant apie tai, būtinai stebėkite „Universe Today“, kad gautumėte naujausius NASA atnaujinimus Juno misija .
Mes parašėme daug įdomių straipsnių apie planetas Saulės sistema čia, „Universe Today“. Štai Žemė, palyginti su Merkurijumi , Žemė, palyginti su Venera , Mėnulis, palyginti su Žeme , Žemė, palyginti su Marsu , Saturnas, palyginti su Žeme , ir Neptūnas, palyginti su Žeme .
Norite daugiau informacijos apie Jupiterį? Čia yra nuoroda į „Hubblesite“ naujienų pranešimai apie Jupiterį , ir štai NASA Saulės sistemos tyrinėjimo vadovas .
Ką tik įrašėme podcast'ą apie Jupiterį už Astronomy Cast. Spausk čia ir klausyk 56 serija: Jupiteris .