ЈУПИТЕР (ПЛАНЕТА): КАРАКТЕРИСТИКЕ, САСТАВ, ОРБИТА, КРЕТАЊЕ, СТРУКТУРА - АРТЕ - 2026

Јупитер је највећа од планета Сунчевог система и једна од најсјајнијих на ноћном небу током године, због чега је добила име по краљу римских богова. У римској митологији, бог Јупитер је највећи од богова, еквивалентан богу Зевсу из грчке митологије.

Посматрајући своју орбиту у односу на Сунце, Јупитер је пета планета у Сунчевом систему и има најмање 79 природних сателита. Његов пречник је 11 пута већи од пречника Земље и после Сунца је највећи и најтежи објекат у Сунчевом систему.

Слика 1. Слика Јупитера снимљена свемирским телескопом Хуббле у којој се могу видети карактеристични појасеви, велика црвена тачка и Јовијина аурора. (извор: НАСА, ЕСА).

Човјечанство је посматрало Јупитер од давнина, али Галилео Галилеи је први телескопом посматрао планету и открио четири главна сателита 1610. године.

Галилео је посматрао карактеристичне опсеге Јупитера и четири Галилејева сателита чија су имена Ио, Еуропа, Ганимеде и Цаллисто. Налази Галилеа у потпуности су променили концепције о месту Земље и човечанства у Универзуму, јер је први пут примећено да се небеска тела окрећу око друге звезде која није наша планета.

Његова запажања подржавала су неколико револуционарних идеја за његово време: прва је била да Земља није центар свемира, а друга, и најмање битно, да ван ње постоје „други светови“, како је Галилео назвао сателите Јупитер.

Опште карактеристике Јупитера

Слика 2. Земља, у поређењу са Јупитером, лагано се уклапа у Велику црвену тачку. (Извор: НАСА / ЈПЛ-ЦАЛТЕЦХ)

Величина и маса

Јупитер је пета планета која узима у обзир орбитални радијус у односу на Сунце. Четврта планета је Марс, али између њих постоји граница: астероидни појас.

Планете са орбитром мањом од појаса астероида су стеновите, док су оне са већом орбитом гасни или ледени великани. Јупитер је први од њих, а такође и највећи волумен и маса.

Маса Јупитера, еквивалентна 300 масе Земље, је толико велика да је двоструко већа од зброја масе преосталих планета у Сунчевом систему. Што се тиче његовог обима, он је еквивалент 1.300 Земљи.

Кретање

Јупитер се тако брзо окреће око своје осе, да чини један потпуни преокрет у 9 сати 50 минута. Ово је 2,4 пута брже од брзине ротације Земље и ниједна планета у Сунчевом систему то не може премашити.

Њен орбитални период, односно време потребно да се направи потпуна револуција око Сунца, је 12 година.

Посматрање

Иако је пет пута удаљенији од Сунца од наше планете, његова велика величина и карактеристични облаци чине да сунчева светлост савршено одражава на њеној површини, због чега је једна од најсјајнијих звезда на ноћном небу.

Када га посматрамо телескопом, примећују се само његови највиши облаци који имају нека непокретна подручја, а други у покрету, формирајући обрасце завоја дуж своје екваторијалне линије.

Најтамнији бендови називају се појасеви и светлија подручја. Они су релативно стабилни, иако постепено мењају облик и боју, кружећи планетом у супротним смеровима.

Бели облаци су резултат надопуна који се хладе и формирају амонијум кристале. Затим се ове струје савијају бочно да би се поново спустиле, у тамнијим појасевима.

Црвенкаста, жута и смеђа боја

Разноликост црвенкасте, жућкасте и браон боје које се виде на Јупитеру резултат су различитих молекула присутних у Јовиан облацима. Између појасева и појасева формирају се гигантске олује и вртлози који се могу видети као тачке или као тачке.

Ове су олује практично трајне, а међу њима се истиче Велика црвена тачка, коју је први приметио у 17. веку Роберт Хооке, угледни савремени физичар и ривал Исааца Невтона.

Велика црвена тачка стара је најмање 300 година, међутим запажања показују да је њена колосална величина, већа од Земље, последњих деценија у опадању.

Што се тиче Јовиан атмосфере, она је прилично густа. Његова дубина се тачно не зна, али се процењује на стотине километара.

Састав

Хемијски састав њене атмосфере је врло сличан саставу звезде: 80% водоника, 17% хелијума и мали удјели водене паре, метана и амонијака.

Атмосферски притисак расте с дубином, до те мере да се гас водоника укапљује, формирајући океан течног водоника, при тако високом притиску да се понаша као метал. Ово би била доња граница Јовијине атмосфере.

Јупитеров океан металног течног водоника је топлији од површине Сунца, реда од 10 000 ° Ц, и прилично светао.

Врло је вероватно да Јупитер има веома густо језгро састављено од тешких металних елемената, али потребно је више података да се та тврдња поткријепи.

Резиме физичких карактеристика Јупитера

-Маса: 1.9 × 10 ²⁷ кг

-Екваторијални радијус : 71 492 км, што је еквивалентно 11 пута већем радијусу Земље.

- Поларни радијус: 66854 км.

Облик: спљоштен на половима са фактором 0,065.

-Радио путем орбите: 7,78 × 10 ⁸ км, што одговара 5,2 АУ

- Нагиб осе ротације : 3º12 у односу на орбиталну равнину.

-Температура: -130ºЦ (облаци)

-Тежина: 24,8 м / с ²

-Садро магнетно поље: Да, 428 µТ на екватору.

-Атмосфера: густа атмосфера водоника и хелијума.

-Густина: 1336 кг / м ³

-Сателити: 79 познато.

Прстени: Да, таман и састављен од прашине.

Структура Јупитера

Спољни слој Јупитера састоји се од облака и дебљине је 50 км. Под овим слојем облака налази се још један слој, углавном водоник и хелијум, дебљине 20 000 км.

Прелаз између гасне и течне фазе је постепен, како се притисак повећава са дубином.

Испод овог течног слоја и као резултат екстремних притисака, електрони атома водоника и хелијума одвајају се од својих језгара и постају слободни електрони који се крећу у мору течног металног водоника.

На већој дубини могло би постојати чврсто језгро 1,5 пута веће од пречника Земље, али 30 пута теже од наше планете. А пошто је планета сачињена од гаса и течности, због огромне брзине ротације, планета прихвата спљоштен облик на својим половима.

Када и како посматрати Јупитер

Јупитер изгледа јарко бело и лако се види у сумрак. Не треба мешати Венеру, која је такође веома светла.

Телескопски поглед на Јупитер

Јупитер на први поглед светли сјајније на ноћном небу од Сириуса, најсјајније звезде, и увек је близу неке зодијакалне констелације, која може да варира у зависности од године, у окружењу од 30 степени.

Слика 3. Ноћни поглед Јупитера и четири галилејска сателита, са малим телескопом. Извор: @Асисмет_ИФ.

Са добрим двогледом са фиксним постављањем или малим телескопом, Јупитер се појављује као бели диск са глатким завојима.

Четири галилејска сателита лако су видљива малим телескопом: Ганимеде, Ио, Еуропа и Цаллисто. Положаји сателита варирају од дана до дана, а понекад се виде само три, пошто су неки од њих иза или испред планете.

Постоји неколико мобилних апликација које вам омогућавају да идентификујете и тражите планете и звезде на небу. Међу њима се Ски Мапс истиче као један од првих. На тај се начин положај Јупитера налази у било којем тренутку.

Слика 4. Положај Јупитера и других планета на небу виђеним са Ски Мапс 20.02.20 у 23:14 из Каракаса, Венецуела.

Превод покрета

Јупитерова орбита је елиптична и фокусира се изван средишта Сунца због огромне масе. Потребно је 11,86 година да бисте је путовали брзином од 13,07 км / с.

Сада се увек тврди да се планете окрећу око центра Сунца, што је прилично тачно за готово све, осим Јупитера.

Превод Јупитера. Извор: Тодд К. Тимберлаке, аутор Еаси Јава Симулације = Францисцо Ескуембре / ЦЦ БИ-СА (хттпс://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0)

Јер Јупитер је толико масиван да се центар гиратације, центар масе или центар масе система Сунце-Јупитер креће ка Јупитеру, ван сунчевог тела.

Према прорачунима, тежиште система Сунце-Јупитер је 1,07 пута веће од соларног радијуса, то јест изван Сунца.

Слика 5. Тежиште система Сун-Јупитер налази се изван Сунца. Јупитерова орбита је елипса са једним жариштем у центру гравитације. (Извор: спацеплаце.наса.гов)

Перихелион је најкраћа удаљеност између орбите Јупитера и фокуса елипсе, која се налази у тежишту Сунца-Јупитеровог система. Његова вредност је 816,62 милиона километара.

Напротив, афелијум је највећа удаљеност између фокуса и орбите, која у случају Јупитера износи 740,52 милиона километара.

Ексцентричност орбите указује на то колико је она удаљена од кружног облика. Орбита Јупитера има ексцентричност 0,048775 и израчунава се дељењем удаљености од средишта елипсе до фокуса на дужину полу-главне осе елипсе.

Ротационо кретање

Бочни период ротације Јупитера око његове сопствене осе је 9 сати 55 минута и 27,3 секунде. Осовина ротације има нагиб од 3,13 ° у односу на ос орбиталне ротације.

Будући да је тако гломазан, Јупитер има најкраћи период ротације од свих планета у Сунчевом систему.

Сателити Јупитера

За дивовске планете карактеристично је поседовање великог броја сателита или месеца. До данас је пребројано 79 Јупитерових сателита, али највећи и најпознатији су четири сателита која је открио Галилео Галилеи 1610. године, а који су по својој близини најближи:

-ИО, то је ⅓ пречник Земље

-Еуропа, са ¼ земљиног пречника

-Ганмеде, ⅖ пречник Земље

-Цаллисто, нешто мање од ⅖ делова земље

Ова четири сателита заједно имају 99,99% масе свих сателита и прстенова Јовије.

Између Јупитера и Галилејских сателита налазе се четири мала унутрашња сателита откривена релативно недавно (1979).

Према спољашњости галилејских сателита налази се група редовних сателита, укупно 10, плус група ретроградних сателита, од којих је до данас познато шездесет и један (61).

Редовним полумјером дефиниране су четири групе сателита:

1. Унутрашњи сателити (4) са орбитама између 128 000 до 222 000 км.
2. Галилејски сателити (4) њихове орбите су између 422 000 км за Ио до 1,883,000 км за Цаллисто. Заједно имају 99,99% масе свих сателита Јовиан.
3. Редовни сателити (10) између 7.284.000 км до 18.928.000 км.
4. Ретроградни сателити (61) са 17.582.000 км на 28.575.000 км.

Јупитер такође има прстенове. Они се налазе у нижој орбити од галилејских сателита и између орбита унутрашњих сателита. Сматра се да су ови прстенови настали као резултат удара неког унутрашњег сателита са метеороидом.

Галилејски сателити

Слика 6. Јупитер и четири галилејска сателита: Ио, Еуропа, Ганимеде и Цаллисто. (Извор: викимедиа цоммонс).

Четири галилејска сателита чине врло занимљиву групу, јер стручњаци верују да испуњавају услове за евентуалну колонизацију у будућности.

Ио

Има интензивну вулканску активност, површина се трајно обнавља истопљеним лавом која долази из његове унутрашњости.

Ио грејна енергија потиче углавном из силе плимне силе коју производи Јупитерова огромна гравитација.

Европа

Други је галилејски сателит по редоследу удаљености, али шести од сателита Јупитер. Име му долази од грчке митологије, у којој је Европа љубав Зеуса (Јупитер у римској митологији).

Тек је нешто мањи од Месеца и има чврсту кору смрзнуте воде. Има не баш густу атмосферу кисеоника и других гасова. Његова глатко прошарана површина глатка је звезда у Сунчевом систему, са само неколико кратера.

Испод Еуропа ледене коре верује се да је океан чије кретање, управљано плимним силама из џиновског Јупитера, изазива тектонске активности на леденој површини сателита. На овај начин се на њеној глаткој површини појављују пукотине и жљебови.

Многи стручњаци верују да Европа има услове да угости неку врсту живота.

Ганимеде

То је највећи сателит у Сунчевом систему, има стеновит и ледени плашт са гвозденом језгром. Његова величина је нешто већа од планете Меркура, са готово упола већом масом.

Постоје докази да под њеном површином може постојати океан слане воде. ЕСА (Европска свемирска агенција) размотрила је могућност да га посети за 2030. годину.

Као што је уобичајено у Сунчевом систему, Ганимедеова орбита је у резонанци с орбитама Европе и Ио: када Ганимеде заврши једну револуцију, Еуропа доврши две, док Ио врши четири потпуне револуције.

Слика 7. Орбитална резонанца галилејских сателита Јупитера. (Извор: викимедиа цоммонс)

Цаллисто

То је четврти галилејски сателит величине практично практичне једнаке Меркуру, али са трећином тежине. Он нема орбиталну резонанцу са осталим сателитима, али је у синхроној ротацији са Јупитером, увек показује исто лице према планети.

Површина има обиље старих кратера и углавном је састављена од камена и леда. Вероватно има унутрашњи океан, дебљине најмање 100 километара.

Нема доказа о тектонској активности, па су њени кратери вероватно били изазвани метеоритским ударима. Његова атмосфера је танка, састављена од молекуларног кисеоника и угљен-диоксида, са прилично интензивном ионосфером.

Састав

Јупитер има густу атмосферу која се састоји углавном од водоника са 87%, а следи хелијума од 13%. Остали гасови присутни у пропорцијама мањим од 0,1% су водоник сулфид, водена пара и амонијак.

Облаци планете садрже кристале амонијака, а њихова црвенкаста боја вероватно долази од молекула који садрже сумпор или фосфор. Доњи, невидљиви облаци садрже амонијум хидросулфид.

Због присуства грмљавинске олује у дубљим слојевима, веома је вероватно да ти слојеви садрже облаке састављене од водене паре.

Унутрашња структура

Унутар Јупитера, водоник и хелијум су у течном облику, због високих притисака изазваних огромном силом гравитације и густом атмосфером.

На дубини већој од 15 000 километара испод површине течности, атоми водоника су толико сабијени и њихова језгра су тако близу један да се електрони одвајају од атома и прелазе у проводни опсег, формирајући течни метални водоник.

Физички модели сугерирају да дубље постоји стеновито језгро састављено од тешких атома. Испрва су проценили језгро од 7 земаљских маса, али новији модели сматрају да је језгро масе између 14 до 18 масе Земље.

Важно је бити сигуран да ли постоји такво језгро, јер од одговора зависи да је истина теорије формирања планета тачна.

У овој теорији планете се формирају из језгара чврстих честица, стварајући веће тешке чврсте предмете, који би деловали као језгра гравитационе кондензације, која би током милион година формирала планете.

Јупитерова магнетосфера

Због интензивног магнетног поља Јупитера, планета има велику магнетосферу, до те мере да би је, да није невидљива, видела у земаљском небу величине сличне оној са Месеца.

Ниједна планета у Сунчевом систему не надмашује Јупитера по интензитету и обиму магнетног поља.

Набијене честице соларног ветра заробљене су у линијама магнетног поља и ротирају се око њих, али имају помицање или кретање по линијама поља.

Док магнетне линије излазе из једног пола и придружују се другом, наелектрисане честице добијају кинетичку енергију и концентришу се на половима, ионизирајући и узбудујући гасове у Јупитеровој поларној атмосфери, са последичном емисијом светлосног зрачења.

Мисије на Јупитер

Од 1973. Јупитера посећују разне мисије НАСА-е, америчке свемирске агенције одговорне за програме свемирског истраживања.

Мисије попут Пионеер-а 10 и 11, Галилео и Цассини проучавале су сателите Јупитер. Прелиминарни подаци указују на то да неки од њих имају повољне услове за живот, а такође и за успостављање база са људима.

Северноамеричка свемирска агенција НАСА и европска свемирска агенција ЕСА имају међу својим плановима нове мисије на Јупитер, углавном у циљу детаљнијег проучавања сателита Еуропа.

Пионир

Пионеер 10 била је прва свемирска сонда која је прелетела Јупитер у децембру 1973. Исте године, у априлу, лансирана је сонда Пионеер 11, која је у децембру 1974 стигла на орбиту Јовиа.

На тим мисијама снимљене су прве крупне фотографије Јупитера и галилејских сателита. Мерено је и магнетно поље и радијациони појасеви планете.

Воиагер

Такође покренута 1973. године, мисије Воиагер 1 и Воиагер 2 поново су посетиле краља планета Сунчевог система.

Подаци прикупљени овим мисијама пружили су изванредне и до сада непознате информације о планети и њеним сателитима. На пример, прво је откривен Јупитеров систем прстена, а за Ио сателит се такође знало да има интензивну вулканску активност.

Галилео

Покренута је 1995. године за седмогодишње истраживање, али сонда је имала озбиљне проблеме са главном антеном. Упркос томе, успео је да пошаље драгоцене информације о Јупитеровим сателитима.

Слика 9. Галилеова сонда око Јупитера. Извор: Викимедиа Цоммонс. јихемД / ЦЦ БИ-СА (хттп://цреативецоммонс.орг/лиценсес/би-са/3.0/),

Мисија је открила подземне океане у Европи и пружила више информација о активним вулканима Ио.

Галилео је завршио када је сонда за истраживање пала на Јупитер, како би се избегао судар и последична контаминација ледене површине Европе.

Цассини

Децембра 2000. године, мисија Цассини / Хуигенс у Сатурну добила је податке упоредиве по интересу са мисијама Воиагер, али због технолошких побољшања били су много бољег квалитета.

Нови хоризонти

На путу за Плутон, 2007. године свемирска сонда Нев Хоризонс посетила је планету Јупитер.

Јуно

Најновија мисија на Јупитер је свемирска сонда Јуно, која је ушла у орбиту са планетом 5. јула 2016. Јуноова мисија је проучавати Јовијину атмосферу, као и њену магнетосферу и ауроре.

Очекује се да ће ова мисија пружити податке потребне за утврђивање који су језграни модели компатибилни са постојећим Јупитеровим подацима и на тај начин упоредити са моделима који тврде да таква језгра не постоји.

Забавне чињенице о Јупитеру

-То је највећи у пречнику од четири џиновске планете: Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун.

-У обиму који заузима Јупитер, одговара 1300 планета Земље.

-Јупитер има огромну масу, два и по пута већа од зброја маса седам преосталих планета у Сунчевом систему.

-Сматра се да је његова чврста језгра настала само милион година после првобитног диска гаса и прашине који је створио Сунчев систем, пре 4,5 милијарди година.

-Јупитер је планета у Сунчевом систему која има најкраћи дан: период ротације му је само 9 сати и 55 минута.

-Он је најрадиоактивнија планета у Сунчевом систему, осим сунчеве светлости која се рефлектује његова атмосфера доприноси и сопственом зрачењу, углавном у инфрацрвеном опсегу.

-Јупитер има највећи сателит у Сунчевом систему: Ганимеде, чији је радијус 1,5 пута већи од Месечевог и 0,4 пута већи од Земљевог радијуса.

-80% његове атмосфере чини водоник, а следи хелијум, који доприноси 17%. Остало су други гасови попут водене паре, метана, амонијака и етана.

-Јупитерови облаци сачињени су од кристала амонијума који формирају танак слој дебљине око 50 км. Али укупност његове атмосфере је од око 20 000 км, што је дебља од свих планета у Сунчевом систему.

-То је планета која има највећи и најдужи познати антициклонски вртлог у Сунчевом систему: Велика црвена тачка. Са више од 300 година постојања, његова величина је већа од два пречника Земље.

-Има изузетно густу језгру гвожђа, никла и течног металног водоника.

-Има интензивно магнетно поље способно да производи сталне ауре.

-То је соларна планета са највећим гравитацијским убрзањем, која се процењује на 2,5 пута већој од гравитације Земље на ивици њене атмосфере.

- Врло недавна истраживања показују обиље воде у екваторијалној зони на основу анализе података из свемирске мисије Јуно. У извештају НАСА од 10. фебруара 2020. у часопису Натуре Астрономи, наведено је да је 0,25% екваторијалне атмосфере планете сачињено од молекула воде.

Референце

1. Астрофизика и физика. Опоравак од: астрофисицаифисица.цом
2. Семе, М. 2011. Соларни систем. Седмо издање. Ценгаге Леарнинг.
3. Свемир. Највећа планета нашег Сунчевог система. Опоравак од: спаце.цом
4. Википедиа. Сателити Јупитера. Опоравак од: ес.википедиа.орг.
5. Википедиа. Јупитер (планета). Опоравак од: ес.википедиа.орг.
6. Википедиа. Јупитер (планета). Опоравак од: ен.википедиа.орг.