Jupiters ir viena no piecām Saules sistēmas planētām, ko naksnīgajās debesīs var redzēt bez jebkādiem optiskiem instrumentiem. Joprojām nezinot par tās lielumu, senie astronomi to nosauca par augstāko romiešu dievību.
Iepazīstieties ar Jupiteru
Jupitera orbīta atrodas 778 miljonu km attālumā no Saules. Gads tur ilgst 11,86 Zemes gadus. Planēta veic pilnīgu rotāciju ap savu asi tikai 9 stundās 55 minūtēs, un griešanās ātrums dažādos platuma grādos ir atšķirīgs, un ass ir gandrīz perpendikulāra orbitālajai plaknei, kā rezultātā sezonālās izmaiņas netiek novērotas.
Jupitera virsmas temperatūra ir 133 grādi pēc Celsija (140 K). Rādiuss ir lielāks par 11, un masa ir 317 reizes lielāka par mūsu planētas rādiusu un masu. Blīvums (1,3 g/cm3) ir samērīgs ar Saules blīvumu un daudz mazāks par Zemes blīvumu. Smaguma spēks uz Jupiteru ir 2,54 reizes, un magnētiskais lauks ir 12 reizes lielāks nekā līdzīgiem sauszemes parametriem. Temperatūra dienas laikā uz Jupitera neatšķiras no nakts. Tas ir saistīts ar ievērojamu attālumu no Saules un spēcīgiem procesiem, kas notiek planētas zarnās.
EruPiektās planētas optisko izpēti 1610. gadā atklāja G. Galileo. Tieši viņš atklāja četrus masīvākos Jupitera pavadoņus. Līdz šim ir zināms, ka milzu planētu sistēmā ietilpst 67 kosmiskie ķermeņi.
Pētījumu vēsture
Līdz 1970. gadiem planēta tika pētīta, izmantojot uz zemes un pēc tam orbitālos līdzekļus optiskajā, radio un gamma joslā. Pirmo reizi Jupitera temperatūru 1923. gadā veica zinātnieku grupa no Lovelas observatorijas (Flagstaff, ASV). Izmantojot vakuuma termopārus, pētnieki atklāja, ka planēta "noteikti ir auksts ķermenis". Jupitera zvaigžņu okultācijas fotoelektriskie novērojumi un spektroskopiskā analīze ļāva izdarīt secinājumus par tā atmosfēras sastāvu.
Sekojošie starpplanētu transportlīdzekļu lidojumi uzlaboja un ievērojami paplašināja uzkrāto informāciju. Bezpilota misijas "Pioneer-10; 11" 1973.-1974.g. pirmo reizi viņi pārraidīja planētas attēlus no tuva attāluma (34 tūkstoši km), datus par atmosfēras struktūru, magnētiskās un radiācijas jostas klātbūtni. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) un New Horizons (2007) ir uzlabojuši Jupitera un tā planētu sistēmas mērījumus, un Galileo (1995-2003) un Juno (2016) pievienojās milža mākslīgie pavadoņi.
Iekšējā struktūra
Planētas kodols ar aptuveni 20 tūkstošu km diametru, kas sastāv noneliels daudzums iežu un metāliskā ūdeņraža, atrodas zem 30-100 miljonu atmosfēru spiediena. Jupitera temperatūra šajā zonā ir aptuveni 30 000 ˚С. Kodola masa ir no 3 līdz 15% no planētas kopējās masas. Siltumenerģijas ģenerēšanu Jupitera kodolā izskaidro Kelvina-Helmholca mehānisms. Parādības būtība ir tāda, ka, strauji atdziestot ārējam apvalkam (planētas Jupitera virsmas temperatūra ir -140˚С), notiek spiediena kritums, izraisot ķermeņa saspiešanu un sekojošu kodola uzsilšanu.
Nākamais slānis 30 līdz 50 tūkstošu km dziļumā ir metāliska un šķidra ūdeņraža viela, kas sajaukta ar hēliju. Ar attālumu no kodola spiediens šajā reģionā samazinās līdz 2 miljoniem atmosfēru, Jupitera temperatūra pazeminās līdz 6000 ˚С.
Atmosfēras struktūra. Slāņi un kompozīcija
Starp planētas virsmu un atmosfēru nav skaidras robežas. Tās apakšējam slānim - troposfērai - zinātnieki ņēma nosacītu apgabalu, kurā spiediens atbilst zemes spiedienam. Turpmākie slāņi, attālinoties no "virsmas", nosēdās šādā secībā:
- Stratosfēra (līdz 320 km).
- Termosfēra (līdz 1000 km).
- Eksosfēra.
Uz jautājumu par to, kāda temperatūra ir uz Jupitera, nav vienas atbildes. Atmosfērā notiek vardarbīgi konvekcijas procesi, ko izraisa planētas iekšējais siltums. Novērotajam diskam ir izteikta svītraina struktūra. B altās svītrās (zonās) gaisa masas steidzas uz augšu, tumšās (jostās) tās iet uz leju,veidojot konvekcijas ciklus. Termosfēras augšējos slāņos temperatūra sasniedz 1000 ˚С, un, virzoties dziļāk un palielinoties spiedienam, tā pakāpeniski pazeminās līdz negatīvām vērtībām. Jupiteram sasniedzot troposfēru, Jupitera temperatūra atkal sāk celties.
Atmosfēras augšējie slāņi ir ūdeņraža (90%) un hēlija maisījums. Apakšējo, kur notiek galvenā mākoņu veidošanās, sastāvā ietilpst arī metāns, amonjaks, amonija hidrosulfāts un ūdens. Spektrālā analīze parāda etāna, propāna un acetilēna, ciānūdeņražskābes un oglekļa monoksīda, fosfora un sēra savienojumu pēdas.
Mākoņu līmeņi
Dažādas Jupitera mākoņu krāsas norāda uz sarežģītu ķīmisku savienojumu klātbūtni to sastāvā. Mākoņa struktūrā ir skaidri redzami trīs līmeņi:
- Augšējais - piesātināts ar saldēta amonjaka kristāliem.
- Amonija hidrosulfīda saturs vidēji ievērojami palielinās.
- Apakšā - ūdens ledus un, iespējams, sīkas ūdens lāses.
Daži zinātnieku un pētnieku izstrādātie atmosfēras modeļi neizslēdz cita mākoņa slāņa klātbūtni, kas sastāv no šķidra amonjaka. Saules ultravioletais starojums un spēcīgais Jupitera enerģijas potenciāls ierosina daudzu ķīmisku un fizikālu procesu plūsmu planētas atmosfērā.
Atmosfēras parādības
Zonu un jostu robežas uz Jupitera raksturo stiprs vējš (līdz 200 m/s). No ekvatora līdz virziena poliemstraumes periodiski mainās. Vēja ātrums samazinās, palielinoties platuma grādiem, un polos tā praktiski nav. Atmosfēras parādību mērogs uz planētas (vētras, zibens izlādes, aurora borealis) ir par vienu pakāpi lielāks nekā uz Zemes. Slavenais Lielais Sarkanais plankums ir nekas vairāk kā milzīga vētra, kuras platība ir lielāka par diviem Zemes diskiem. Vieta lēnām pārvietojas no vienas puses uz otru. Vairāk nekā simts novērojumu gadu laikā tā šķietamais izmērs ir samazinājies uz pusi.
Misija Voyager arī atklāja, ka atmosfēras virpuļu veidojumu centri ir pārpildīti ar zibens uzplaiksnījumiem, kuru lineārie izmēri pārsniedz tūkstošiem kilometru.
Vai uz Jupitera ir dzīvība?
Jautājums daudziem radīs neizpratni. Jupiters – planēta, kuras virsmas temperatūrai (kā arī pašas virsmas eksistencei) ir neviennozīmīga interpretācija – diez vai var būt "prāta šūpulis". Bet bioloģisko organismu esamību milzu atmosfērā pagājušā gadsimta 70. gados zinātnieki neizslēdza. Fakts ir tāds, ka augšējos slāņos spiediens un temperatūra ir ļoti labvēlīgi ķīmisku reakciju rašanās un norisei, kurā iesaistīts amonjaks vai ogļūdeņraži. Astronoms K. Sagans un astrofiziķis E. Salpeters (ASV), vadoties pēc fizikāliem un ķīmiskiem likumiem, izteica drosmīgu pieņēmumu par dzīvības formām, kuru pastāvēšana nav izslēgta šādos apstākļos:
- Sinkeri ir mikroorganismi, kas var ātri un lielā skaitā vairoties, ļaujot populācijām izdzīvot mainīgā vidē.konvektīvās strāvas nosacījumi.
- Pludinātāji ir milzīgi baloniem līdzīgi radījumi. Izdala smago hēliju, kas dreifē augšējos slāņos.
Jebkurā gadījumā ne Galileo, ne Juno neko tamlīdzīgu neatrada.
