Jupiter är en av de fem planeterna i solsystemet som kan ses på natthimlen utan några optiska instrument. Forntida astronomer hade fortfarande ingen aning om dess storlek och utnämnde den till den högsta romerska gudomen.
Möt Jupiter
Jupiters bana är 778 miljoner km bort från solen. Ett år där varar 11,86 jordår. Planeten gör en fullständig rotation runt sin axel på bara 9 timmar och 55 minuter, och rotationshastigheten är olika på olika latituder, och axeln är nästan vinkelrät mot omloppsplanet, vilket gör att säsongsmässiga förändringar inte observeras.
Jupiters yttemperatur är 133 grader Celsius (140 K). Radien är mer än 11, och massan är 317 gånger radien och massan på vår planet. Tätheten (1,3 g/cm3) är proportionerlig med solens densitet och mycket mindre än jordens densitet. Tyngdkraften på Jupiter är 2,54 gånger, och magnetfältet är 12 gånger större än liknande terrestra parametrar. Temperaturen under dagen på Jupiter skiljer sig inte från natten. Detta beror på ett betydande avstånd från solen och kraftfulla processer som sker i planetens tarmar.
EruOptisk forskning av den femte planeten upptäcktes 1610 av G. Galileo. Det var han som upptäckte Jupiters fyra mest massiva satelliter. Hittills är 67 kosmiska kroppar kända för att vara en del av jättens planetsystem.
Forskningshistorik
Fram till 1970-talet studerades planeten med markbaserade och sedan orbitala metoder i optiska, radio- och gammaband. Jupiters temperatur uppskattades först 1923 av en grupp forskare från Lowell Observatory (Flagstaff, USA). Med hjälp av vakuumtermoelement fann forskarna att planeten "definitivt är en kall kropp". Fotoelektriska observationer av Jupiters ockultation av stjärnor och spektroskopisk analys gjorde det möjligt att dra en slutsats om dess atmosfärs sammansättning.
Efterföljande flygningar med interplanetära fordon förfinade och utökade den ackumulerade informationen avsevärt. Obemannade uppdrag "Pioneer-10; 11" 1973-1974. för första gången överförde de bilder av planeten från nära avstånd (34 tusen km), data om atmosfärens struktur, närvaron av ett magnetiskt bälte och strålningsbälte. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) och New Horizons (2007) har gjort förbättrade mätningar av Jupiter och dess planetsystem, och Galileo (1995-2003) och Juno (2016) gick med i raden av jättens konstgjorda satelliter.
Intern struktur
Planets kärna med en diameter på cirka 20 tusen km, bestående aven liten mängd sten och metalliskt väte, är under ett tryck på 30-100 miljoner atmosfärer. Temperaturen på Jupiter i denna zon är cirka 30 000 ˚С. Kärnans massa är från 3 till 15 % av planetens totala massa. Genereringen av termisk energi från Jupiters kärna förklaras av Kelvin-Helmholtz-mekanismen. Kärnan i fenomenet är att med en skarp kylning av det yttre skalet (yttemperaturen på planeten Jupiter är -140˚С), uppstår ett tryckfall, vilket orsakar komprimering av kroppen och efterföljande uppvärmning av kärnan.
Nästa lager, 30 till 50 tusen km djupt, är ett ämne av metalliskt och flytande väte blandat med helium. Med avstånd från kärnan minskar trycket i denna region till 2 miljoner atmosfärer, Jupiters temperatur sjunker till 6000 ˚С.
Atmosfärens struktur. Lager och komposition
Det finns ingen tydlig gräns mellan planetens yta och atmosfären. För dess nedre lager - troposfären - tog forskarna ett villkorat område där trycket motsvarar jordens. Ytterligare lager, när de flyttade bort från "ytan", lade sig ner i följande ordning:
- Stratosfären (upp till 320 km).
- Termosfär (upp till 1000 km).
- Exosphere.
Det finns inget entydigt svar på frågan om vilken temperatur som är på Jupiter. Våldsamma konvektionsprocesser förekommer i atmosfären, orsakade av planetens inre värme. Den observerade skivan har en uttalad randig struktur. I vita ränder (zoner) rusar luftmassor upp, i mörker (bälten) går de ner,bildar konvektiva cykler. I de övre skikten av termosfären når temperaturen 1000 ˚С, och när den rör sig djupare och trycket ökar, sjunker den gradvis till negativa värden. När Jupiter når troposfären börjar Jupiters temperatur stiga igen.
De övre lagren av atmosfären är en blandning av väte (90%) och helium. Sammansättningen av de lägre, där den huvudsakliga bildningen av moln sker, inkluderar också metan, ammoniak, ammoniumhydrosulfat och vatten. Spektralanalys visar spår av etan, propan och acetylen, cyanväte och kolmonoxid, fosfor och svavelföreningar.
Cloud Tiers
Olika färger på Jupiters moln indikerar närvaron av komplexa kemiska föreningar i deras sammansättning. Tre nivåer är tydligt synliga i molnstrukturen:
- Topp - mättad med kristaller av frusen ammoniak.
- Ammoniumvätesulfidh alten ökar avsevärt i genomsnitt.
- I botten - vattenis och eventuellt små droppar vatten.
Vissa atmosfäriska modeller utvecklade av forskare och forskare utesluter inte närvaron av ytterligare ett molnlager bestående av flytande ammoniak. Solens ultravioletta strålning och Jupiters kraftfulla energipotential initierar flödet av många kemiska och fysiska processer i planetens atmosfär.
Atmosfärsfenomen
Gränserna för zoner och bälten på Jupiter kännetecknas av starka vindar (upp till 200 m/s). Från ekvatorn till riktningens polerströmmar växlar med jämna mellanrum. Vindhastigheten minskar med ökande latitud och är praktiskt taget frånvarande vid polerna. Omfattningen av atmosfäriska fenomen på planeten (stormar, blixtar, norrsken) är en storleksordning större än på jorden. Den berömda stora röda fläcken är inget annat än en gigantisk storm, större än två jordens skivor i yta. Platsen glider sakta från sida till sida. Under hundra års observation har dess skenbara storlek halverats.
Voyager-uppdraget fann också att centra i atmosfäriska virvelformationer är fulla av blixtar, vars linjära dimensioner överstiger tusentals kilometer.
Finns det liv på Jupiter?
Frågan kommer att orsaka förvirring för många. Jupiter - en planet vars yttemperatur (liksom själva ytans existens) har en tvetydig tolkning - kan knappast vara "sinnets vagga". Men förekomsten av biologiska organismer i atmosfären av en jätte tillbaka på 70-talet av förra seklet, uteslöt forskare inte. Faktum är att i de övre skikten är tryck och temperatur mycket gynnsamma för förekomsten och förloppet av kemiska reaktioner som involverar ammoniak eller kolväten. Astronomen K. Sagan och astrofysikern E. Salpeter (USA), vägledda av fysikaliska och kemiska lagar, gjorde ett djärvt antagande om livsformer, vars existens inte är utesluten under dessa förhållanden:
- Sänkor är mikroorganismer som kan föröka sig snabbt och i stort antal, vilket gör att populationer kan överleva i föränderliga miljöer.villkor för konvektiva strömmar.
- Flytare är gigantiska ballongliknande varelser. Frigör tungt helium, driver i de övre lagren.
Hur som helst, varken Galileo eller Juno hittade något sådant.
