Jupiter (planet) egenskaper, sammensetning, bane, bevegelse, struktur

3210
Simon Doyle

Jupiter Det er den største av planetene i solsystemet og en av de lyseste på nattehimmelen gjennom året, og det er derfor den er oppkalt etter kongen av de romerske gudene. I romersk mytologi er guden Jupiter den største av gudene, tilsvarende gud Zevs fra gresk mytologi. 

Jupiter, som observerer sin bane i forhold til solen, er den femte planeten i solsystemet og har minst 79 naturlige satellitter. Diameteren er 11 ganger jordens diameter, og etter solen er den det største og tyngste objektet i solsystemet..

Figur 1. Bilde av Jupiter tatt av Hubble Space Telescope, der de karakteristiske båndene, den store røde flekken og den joviske auroraen kan observeres. (kilde: NASA, ESA).

Menneskeheten har tenkt på Jupiter siden antikken, men Galileo Galilei var den første som observerte planeten med et teleskop og oppdaget fire av de viktigste satellittene i 1610..

Galileo observerte de karakteristiske båndene til Jupiter og de fire galileiske satellittene Io, Europa, Ganymedes og Callisto. Galileos funn endret fullstendig oppfatningene om Jorden og menneskeheten i Universet, siden det var første gang at himmellegemer ble observert roterende rundt en annen stjerne som ikke var vår planet..

Hans observasjoner støttet flere revolusjonerende ideer for sin tid: den første var at jorden ikke var sentrum av universet og den andre, og ikke mindre viktig, at utenfor den var det "andre verdener", som Galileo kalte satellittene til Jupiter. ..

Artikkelindeks

  • 1 Generelle egenskaper ved Jupiter
    • 1.1 Størrelse og masse
    • 1.2 Bevegelser
    • 1.3 Observasjon
    • 1.4 Rødlig, gul og brun farge
    • 1.5 Sammensetning
    • 1.6 Oppsummering av de fysiske egenskapene til Jupiter
  • 2 Struktur av Jupiter
  • 3 Når og hvordan du skal observere Jupiter
  • 4 Translasjonsbevegelse
  • 5 Rotasjonsbevegelse
  • 6 satellitter av Jupiter
    • 6.1 Galilenske satellitter
  • 7 Sammensetning
  • 8 Intern struktur
  • 9 Jupiters magnetosfære
    • 9.1 Pioner 
    • 9.2 Voyager
    • 9.3 Galileo
    • 9.4 Cassini
    • 9.5 Nye horisonter
    • 9.6 Juno
  • 10 morsomme fakta om Jupiter
  • 11 Referanser

Generelle egenskaper ved Jupiter

Figur 2. Jorden, sammenlignet med Jupiter, passer løst i den store røde flekken. (Kilde: NASA / JPL-CALTECH)

Størrelse og masse

Jupiter er den femte planeten med tanke på baneradiusen i forhold til solen. Den fjerde planeten er Mars, men mellom dem er det en grense: asteroidebeltet.

Planeter med en bane mindre enn asteroidebeltet er steinete, mens de med en større bane er gass eller isete giganter. Jupiter er den første av dem, og også den med størst volum og masse.

Massen av Jupiter, tilsvarende 300 jordmasser, er så stor at den er dobbelt så stor som summen av massen til de gjenværende planetene i solsystemet. Når det gjelder volumet, tilsvarer det 1300 jordarter.

Bevegelser

Jupiter snurrer rundt sin egen akse så fort at den gjør en fullstendig revolusjon på 9 timer og 50 minutter. Dette er 2,4 ganger raskere enn jordens rotasjonshastighet, og ingen planet i solsystemet overskrider den.. 

Omløpstiden, det vil si tiden det tar å gjøre en fullstendig revolusjon rundt solen, er 12 år.

Observasjon

Til tross for at den er fem ganger lengre fra solen enn planeten vår, får dens store størrelse og karakteristiske skyer sollys perfekt å reflektere over overflaten, og det er derfor det er en av de lyseste stjernene på nattehimmelen..

Når det observeres med et teleskop, ses bare de høyeste skyene, som har noen stasjonære områder og andre i bevegelse, og danner et mønster av bånd langs dens ekvatoriale linje..

De mørkeste bandene heter belter og den klareste soner. De er relativt stabile, selv om de gradvis endrer form og farge og sirkler rundt planeten i motsatte retninger..

Hvite skyer er resultatet av opptrekk som avkjøles og danner ammoniumkrystaller. Så kurver disse strømningene sidelengs for å komme ned igjen, i de mørkere beltene.

Rødaktig, gul og brun farge

Mangfoldet av rødlige, gule og brune farger sett på Jupiter er resultatet av de forskjellige molekylene som er tilstede i joviske skyer. Mellom bånd og belter dannes gigantiske stormer og virvler, som kan sees på som punkter eller som flekker.

Disse stormene er praktisk talt permanente, og blant dem skiller Great Red Spot seg ut, først observert i det syttende århundre av Robert Hooke, en bemerkelsesverdig samtidsfysiker og rival til Isaac Newton..

Den store røde flekken er minst 300 år gammel, men observasjoner indikerer at dens kolossale størrelse, større enn jorden, har gått ned de siste tiårene..

Når det gjelder den joviske atmosfæren, er den ganske tykk. Dypet er ikke kjent nøyaktig, men det er anslått til hundrevis av kilometer.

Sammensetning

Atmosfærens kjemiske sammensetning ligner veldig på en stjerne: 80% hydrogen, 17% helium og små andeler vanndamp, metan og ammoniakk. 

Atmosfærisk trykk øker med dybden, til det punktet at hydrogengass blir flytende og danner et hav av flytende hydrogen, ved et så høyt trykk at det oppfører seg som et metall. Dette ville være den nedre grensen til den joviske atmosfæren.

Jupiters hav av metallisk flytende hydrogen er varmere enn soloverflaten, i størrelsesorden 10.000 ° C og ganske lyst.

Det er veldig sannsynlig at Jupiter har en veldig tett kjerne som består av tunge metallelementer, men det kreves mer data for å bekrefte dette påstanden..

Oppsummering av de fysiske egenskapene til Jupiter

-Masse: 1,9 × 1027 kg

-Ekvatorial radius: 71 492 km, tilsvarende 11 ganger jordens radius.

-Polar radio: 66854 km.

-Form: flatet ved stolpene med en faktor på 0,065.

-Gjennomsnittlig radius for banen: 7,78 x 108 km, tilsvarende 5,2 U.A.

-Helling av rotasjonsaksen: 3º12 med hensyn til baneplanet.

-Temperatur: -130 ºC (skyer)

-Tyngdekraft: 24,8 m / sto

-Selvmagnetisk felt: Ja, 428 μT ved ekvator.

-Stemning: Tett atmosfære av hydrogen og helium.

-Tetthet: 1336 kg / m3

-Satellitter: 79 bekjente.

-Ringer: Ja, sprø og støvete.

Jupiter struktur

Jupiters ytterste lag består av skyer og er 50 km tykt. Under dette skylaget er det et annet lag, hovedsakelig hydrogen og helium, med en tykkelse på 20.000 km.

Overgangen mellom gassfase og væskefase er gradvis, ettersom trykket øker med dybden.

Under dette flytende laget og som et resultat av ekstreme trykk, løsner elektronene fra hydrogen- og heliumatomer fra kjernene og blir frie elektroner som beveger seg i et hav av flytende metallisk hydrogen..

På større dybde kan det være en solid kjerne 1,5 ganger jordens diameter, men 30 ganger tyngre enn planeten vår. Og siden det er en planet som består av gass og væske, på grunn av sin enorme rotasjonshastighet, antar planeten en flat form ved sine poler..

Når og hvordan du kan observere Jupiter

Jupiter ser lyshvit ut og er lett å observere i skumringen. Ikke forveksles med Venus, som også er veldig lys.

Utsikt over Jupiter gjennom et teleskop

Ved første øyekast skinner Jupiter lysere på nattehimmelen enn Sirius, den lyseste stjernen, og er alltid nær noen dyrekretskonstellasjoner, som kan variere avhengig av år, i et miljø på 30 grader..

Figur 3. Nattvisning av Jupiter og de fire galileiske satellittene, med et lite teleskop. Kilde: @Asismet_IF.

Med god kikkert med fastmontering eller et lite teleskop fremstår Jupiter som en hvit plate med glatte bånd.

De fire galileiske satellittene er lett synlige med et lite teleskop: Ganymedes, Io, Europa og Callisto. Satellittenes posisjoner varierer fra dag til dag, og noen ganger blir det bare sett tre, siden noen av dem er bak eller foran planeten.

Det er flere mobile applikasjoner som lar deg identifisere og søke etter planeter og stjerner på himmelen. Blant dem skiller seg ut Sky Maps for å være en av de første. På denne måten ligger Jupiters posisjon når som helst.

Figur 4. Posisjon av Jupiter og andre planeter på himmelen sett med Sky Maps 02/20/20 kl 23:14 fra Caracas, Venezuela.

Oversettelsesbevegelse

Jupiters bane er elliptisk og har sitt fokus utenfor Solens sentrum på grunn av sin enorme masse. Det tar 11,86 år å reise den med en hastighet på 13,07 km / s.

Nå hevdes det alltid at planetene dreier seg rundt Solens sentrum, noe som er ganske nøyaktig for nesten alle unntatt Jupiter..

Oversettelse av Jupiter. Kilde: Todd K. Timberlake forfatter av Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Det er fordi Jupiter er så massiv at gyrasjonssenteret, massesenteret eller massesenteret til Sun-Jupiter-systemet beveger seg mot Jupiter og befinner seg utenfor solkroppen..

Ifølge beregninger er tyngdepunktet til Sun-Jupiter-systemet 1,07 ganger solradiusen, det vil si utenfor solen..

Figur 5. Tyngdepunktet til Sun-Jupiter-systemet er utenfor solen. Jupiters bane er en ellipse med en av dens fokuser i tyngdepunktet. (Kilde: spaceplace.nasa.gov)

De perihelion er den korteste avstanden mellom Jupiters bane og ellipsens fokus, som ligger i tyngdepunktet til Sun-Jupiter-systemet. Verdien er 816,62 millioner kilometer.

Tvert imot, den aphelion er den største avstanden mellom fokus og bane, som i tilfelle Jupiter er 740,52 millioner kilometer.

Banens eksentrisitet indikerer hvor langt den er fra den sirkulære formen. Jupiters bane har en eksentrisitet på 0,048775 og beregnes ved å dele avstanden fra sentrum av ellipsen til fokuset med lengden på ellipsens semi-hovedakse. 

Roterende bevegelse

Den sideriske rotasjonsperioden til Jupiter rundt sin egen akse er 9 timer 55 minutter og 27,3 sekunder. Rotasjonsaksen har en helning på 3,13 ° i forhold til rotasjonsaksen..

For å være så klumpete har Jupiter den korteste rotasjonsperioden av alle planetene i solsystemet..

Jupiter-satellitter

Kjempeplaneter er preget av å ha et stort antall satellitter eller måner. Til dags dato er 79 Jupiter-satellitter blitt talt, men de største og mest kjente er de fire satellittene som ble oppdaget av Galileo Galilei i 1610, som i nærheten av rekkefølgen er:

-Io, er ⅓ jordens diameter

-Europa, med ¼ av jordens diameter

-Ganymedes, ⅖ jordens diameter

-Callisto, like under ⅖ deler av jordens diameter

Disse fire satellittene har til sammen 99,99% av massen til alle Jovianske satellitter og ringer..

Mellom Jupiter og de galileiske satellittene er det fire små innvendige satellitter som ble oppdaget relativt nylig (1979).

Mot utsiden av de galileiske satellittene er gruppen av vanlige satellitter, 10 totalt, pluss gruppen av retrograde satellitter, hvorav seksti-en er kjent så langt (61).

I rekkefølge etter orbitalradius er fire grupper av satellitter definert:

  1. Innendørs satellitter (4) med baner mellom 128 000 og 222 000 km.
  2. Galilenske satellitter (4) banene deres er mellom 422 000 km for Io og 1 883 000 km for Callisto. Sammen har de 99,99% av massen til alle Jovianske satellitter.
  3. Vanlige satellitter (10) mellom 7.284.000 km til 18.928.000 km.
  4. Retrograde satellitter (61) fra 17 582 000 km til 28 575 000 km.

Jupiter har også ringer. De er i en bane som er lavere enn de galiliske satellittene og mellom banene til de indre satellittene. Disse ringene antas å ha oppstått som et resultat av innvirkningen av en indre satellitt med en meteoroid..

Galilenske satellitter

Figur 6. Jupiter og de fire galileiske satellittene: Io, Europa, Ganymedes og Callisto. (Kilde: wikimedia commons).

De fire galileiske satellittene utgjør en veldig interessant gruppe, siden eksperter mener at de oppfyller vilkårene for en eventuell kolonisering i fremtiden..

Io

Den har intens vulkansk aktivitet, overflaten fornyes permanent med smeltet lava som kommer fra det indre.

Ios varmeenergi kommer hovedsakelig fra den intense tidevannskraften som produseres av Jupiters enorme tyngdekraft..

Europa

Det er den andre av de galileiske satellittene i rekkefølge etter avstand, men den sjette av Jupitersatellittene. Navnet kommer fra gresk mytologi, der Europa er elskeren til Zeus (Jupiter i romersk mytologi).

Den er bare litt mindre enn Månen og har en solid skorpe med frossent vann. Den har en ikke veldig tett atmosfære av oksygen og andre gasser. Den forsiktig striede overflaten er den glatteste av stjernene i solsystemet, med bare noen få kratere..

Under Europas isskorpe antas det å være et hav hvis bevegelse, drevet av tidevannskrefter fra den gigantiske Jupiter, forårsaker tektonisk aktivitet på den isete overflaten av satellitten. På denne måten vises sprekker og spor på den glatte overflaten..

Mange eksperter mener at Europa har forutsetningene for å være vert for et slags liv.

Ganymedes

Det er den største satellitten i solsystemet, den har en steinete og ismantel med en jernkjerne. Størrelsen er litt større enn planeten Merkur, med nesten halvparten av massen.

Det er bevis for at det kan eksistere et hav av saltvann under overflaten. ESA (European Space Agency) har vurdert muligheten for å besøke den for året 2030.

Som vanlig i solsystemet, er banen til Ganymedes i resonans med banene til Europa og Io: når Ganymedes fullfører en revolusjon, fullfører Europa to, mens Io gjør fire fullstendige revolusjoner..

Figur 7. Orbital resonans av de galiliske satellittene til Jupiter. (Kilde: wikimedia commons)

Callisto

Det er den fjerde galileiske satellitten med en størrelse som nesten er lik Merkur, men med en tredjedel av vekten. Den har ikke omløpsresonans med de andre satellittene, men den er i synkron rotasjon med Jupiter, og viser alltid det samme ansiktet til planeten..

Overflaten har mange gamle kratere og består hovedsakelig av stein og is. Den har sannsynligvis et indre hav, minst 100 kilometer tykt.

Det er ingen bevis for tektonisk aktivitet, så kratere ble sannsynligvis forårsaket av støt med meteoritter. Atmosfæren er tynn, sammensatt av molekylært oksygen og karbondioksid, med en ganske intens ionosfære.. 

Sammensetning

Jupiter har en tykk atmosfære som hovedsakelig består av 87% hydrogen etterfulgt av helium i størrelsesorden 13%. Andre gasser som er tilstede i proporsjoner mindre enn 0,1% er hydrogensulfid, vanndamp og ammoniakk..

Planetens skyer inneholder ammoniakkrystaller, og deres rødlige farge kommer sannsynligvis fra molekyler som inneholder svovel eller fosfor. De nedre, ikke-synlige skyene inneholder ammoniumhydrosulfid.

På grunn av tilstedeværelsen av tordenvær i de dypere lagene, er det veldig sannsynlig at disse lagene inneholder skyer sammensatt av vanndamp.

Intern struktur

Inne i Jupiter er hydrogen og helium i flytende form på grunn av det høye trykket forårsaket av dets enorme tyngdekraft og dens tykke atmosfære..

På dybder større enn 15.000 kilometer under væskeoverflaten er hydrogenatomene komprimert og kjernene deres så nær hverandre at elektronene løsner fra atomene og passerer inn i ledningsbåndet og danner flytende metallisk hydrogen.

Fysiske modeller antyder at dypere er det en steinete kjerne som består av tunge atomer. Først estimerte de en kjerne på 7 jordmasser, men nyere modeller vurderer en kjerne med masse mellom 14 og 18 jordmasser..

Det er viktig å være sikker på om det eksisterer en slik kjerne, fordi svaret avhenger av om planetesimal formasjonsteori til planetene er sann..

I denne teorien dannes planeter fra kjerner av faste partikler, og gir opphav til større tunge faste gjenstander, som vil fungere som kjerner av gravitasjonskondens, som i løpet av millioner av år vil danne planeter.

Jupiters magnetosfære

På grunn av det intense magnetfeltet til Jupiter, har planeten en omfattende magnetosfære, i en slik grad at hvis den ikke var usynlig, ville den bli sett på den jordiske himmelen med en størrelse som ligner den på Månen.. 

Ingen planet i solsystemet overgår Jupiter i magnetfeltets intensitet og omfang.

De ladede partiklene fra solvinden er fanget i magnetfeltlinjene og roterer rundt dem, men har en drift eller bevegelse langs feltlinjene.

Når de magnetiske linjene oppstår fra den ene polen og går sammen i den andre, får de ladede partiklene kinetisk energi og konsentreres ved polene, ioniserende og spennende gassene i Jupiters polare atmosfære, med påfølgende utslipp av lysstråling..

Oppdrag til Jupiter

Siden 1973 har Jupiter blitt besøkt av forskjellige oppdrag fra NASA, den amerikanske romfartsorganisasjonen som er ansvarlig for romutforskningsprogrammer..

Oppdrag som Pioneer 10 og 11, Galileo og Cassini har studert satellittene til Jupiter. Foreløpige data antyder at noen av dem har gunstige forhold for livet og også for å etablere baser med mennesker.

Den nordamerikanske romfartsorganisasjonen NASA og den europeiske romfartsorganisasjonen ESA har blant sine planer nye oppdrag til Jupiter, hovedsakelig for å studere Europa-satellitten nærmere..

Pioner 

Pioneer 10 var den første romsonden som fløy over Jupiter i desember 1973. Samme år, i april, ble Pioneer 11-sonden sendt og nådde Jovian-bane i desember 1974..

De første nærbildene av Jupiter og de galileiske satellittene ble tatt på disse oppdragene. Planetens magnetfelt og strålingsbelter ble også målt..

Voyager

Voyager 1 og Voyager 2-oppdragene ble også lansert i 1973 og besøkte nok en gang kongen av planetene i solsystemet..

Dataene som ble samlet inn av disse oppdragene ga ekstraordinær og hittil ukjent informasjon om planeten og dens satellitter. For eksempel ble ringsystemet til Jupiter oppdaget for første gang, og det var også kjent at Io-satellitten har intens vulkansk aktivitet.

Galileo

Den ble lansert i 1995 for en syv-årig leting, men sonden hadde alvorlige problemer med hovedantennen. Til tross for dette klarte den å sende verdifull informasjon om satellittene til Jupiter.

Figur 9. Galileo-sonden rundt Jupiter. Kilde: Wikimedia Commons. jihemD / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/),

Oppdraget oppdaget hav under vann i Europa og ga mer informasjon om de aktive vulkanene i Io.

Galileo endte da letesonden falt på Jupiter, for å unngå kollisjon og påfølgende forurensning av den isete overflaten av Europa.

Cassini

I desember 2000 innhentet Cassini / Huygens-oppdraget til Saturn data som var sammenlignbare av interesse for Voyager-oppdragene, men på grunn av teknologiske forbedringer var de av mye bedre kvalitet..

Nye horisonter

På vei til Pluto besøkte romsonden New Horizons planeten Jupiter i 2007.

Juno

Det siste av oppdragene til Jupiter er Juno-romsonden, som gikk i bane med planeten 5. juli 2016. Junos oppdrag er å studere den joviske atmosfæren, så vel som dens magnetosfære og nordlysene..

Dette oppdraget forventes å gi de dataene som er nødvendige for å bestemme hvilke kjernemodeller som er kompatible med eksisterende Jupiter-data, og dermed sammenligne med modellene som hevder at en slik kjerne ikke eksisterer..

Morsomme fakta om Jupiter

-Det er den største i diameter av de fire gigantiske planetene: Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun..

-I volumet okkupert av Jupiter, passer 1300 planeter på jorden.

-Jupiter har en enorm masse, den er to og en halv ganger større enn summen av massene til de syv gjenværende planetene i solsystemet..

-Det antas at den faste kjernen har dannet seg bare en million år etter at urskiven av gass og støv som ga opphav til solsystemet ble dannet for 4,5 milliarder år siden..  

-Jupiter er planeten i solsystemet som har den korteste dagen: dens rotasjonsperiode er bare 9 timer og 55 minutter.

-Det er den mest radioaktive planeten i solsystemet, bortsett fra sollyset som reflekteres av atmosfæren, bidrar den også med sin egen stråling, hovedsakelig i det infrarøde området..

-Jupiter har den største satellitten i solsystemet: Ganymedes, med en radius på 1,5 ganger månens og 0,4 ganger jordens radius..

-80% av atmosfæren består av hydrogen, etterfulgt av helium, som bidrar med 17%. Resten er andre gasser som vanndamp, metan, ammoniakk og etan..

-Jupiters skyer består av ammoniumkrystaller som danner et tynnt lag rundt 50 km tykt. Men den totale atmosfæren er i størrelsesorden 20.000 km, og er den tykkeste av alle planetene i solsystemet..

-Det er planeten som har den største og lengste kjente antisykloniske virvelen i solsystemet: Den store røde flekken. Med mer enn 300 års eksistens er størrelsen større enn to jorddiametre.

-Den har en ekstremt tett kjerne av jern, nikkel og flytende metallisk hydrogen.

-Den har et intenst magnetfelt som er i stand til å produsere permanente nordlys.

-Det er solplaneten med den høyeste akselerasjonen av tyngdekraften, som anslås å være 2,5 ganger jordens tyngdekraft ved kanten av atmosfæren..

-Svært fersk forskning indikerer overflod av vann i ekvatorialsonen, basert på analyse av data fra romoppdraget Juno. I en 10. februar 2020 rapporterer NASA i magasinet Naturastronomi det er indikert at 0,25% av planetens ekvatoriale atmosfære består av vannmolekyler.

Referanser

  1. Astrofysikk og fysikk. Gjenopprettet fra: astrofisicayfisica.com
  2. Seeds, M. 2011. Solsystemet. Syvende utgave. Cengage læring.
  3. Rom. Vårt solsystems største planet. Gjenopprettet fra: space.com
  4. Wikipedia. Jupiter-satellitter. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
  5. Wikipedia. Jupiter (planet). Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.
  6. Wikipedia. Jupiter (planet). Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.