Jupiter (planet)

Jupiter je peti planet od Sunca i najveći planet u Sunčevu sustavu. Jupiter je udaljen 5.20 AU ili 778,330,000 km od Sunca, ima promjer 142,984 km i masu 1.900e27 kg. Do sada su pronađena 63 prirodna satelita (mjeseca) koji kruže oko Jupitera, a otkriveni su i planetarni prsteni.

Jupiter je četvrto najsjajnije nebesko tijelo, nakon Sunca, Mjeseca i Venere. Jupiter ima 2.5 puta veću masu od ukupne mase ostalih osam planeta u Sunčevom sustavu.

Jupiter je dobio ime po vrhovnom bogu starih Rimljana, kojeg su Grci zvali Zeus. Vidi Jupiter.

[uredi] Fizička svojstva

[uredi] Atmosfera

Jupiterova atmosfera sastoji se od gustih slojeva oblaka čija visina seže do 1000 kilometara. Slojevi oblaka dijele se u tri glavne skupine koji se međusobno razlikuju po boji. Na vrhu atmosfere se nalaze crveni oblaci čiji sastav je mješavina leda i vode. Kristali amonij-hidrosulfida čine bijele i smeđe oblake koji su u središnjem dijelu atmosfere. Dno atmosfere pokrivaju plavičasti oblaci koji svoju boju zahvaljuju kristalima amonijakovog leda. Općenito se može reći da je atmosfera ovoga diva među planetima sunčeva sustava sastavljena od 75 % vodika i 23 % helija. Ostatak otpada na vodenu paru, metan, amonijak i slične kemijske spojeve.

Najzanimljiviji fenomen vezan za jupiterovu atmosferu je takozvana Velika crvena pjega. To je područje eliptičnog oblika u jupiterovoj atmosferi čija je veličina otprilike 12 000 x 25 000 km. Velika crvena pjega je u stvari velika oluja koja traje već stoljećima. Vjetrovi koji pušu unutra same oluje mogu premašiti 600 km/h.

Nije samo područje velike crvene pjege aktivno u jupiterovoj atmosferi. Cijela atmosfera je vrlo turbulentna i aktivna. Prosječna brzina vjetra u gornjim slojevima jupiterove atmosfere je 500 km/h.

[uredi] Svojstva unutrašnjosti planeta

Mjerenja gravitacijskog polja ukazuju na postojanje značajne koncentracije stjenovitog i ledenog materijala u Jupiterovoj unutrašnjosti, vjerojatno jezgre mase 10 do 15 puta veće od Zemlje. Tlak u unutrašnjosti Jupitera dostiže više desetaka milijuna bara.

Na moguću kameno-ledenu jezgru nastavlja se debeli sloj metalnog vodika. Naime, pri tlaku od oko 2 × 10¹¹ Pa, vodik prelazi u metalno tekuće stanje. To je stanje pri kojem su molekule vodika tako gusto složene da pojedine atome susjedna molekula privlači jednako kao i atom partner u istoj molekuli. Posljedica toga je razbijanje molekula. Pored toga događa se da i elektrone u ljuskama privlače susjedne jezgre, pa dolazi do ionizacije (odvajanja elektrona od jezgri). Vodik postaje vrlo vodljiv (slično metalima), pa se zato ovo stanje zove metalni tekući vodik. Ovaj sloj vjerojatno sadrži i primjese helija i raznog leda. Postojanje metalnog vodika je dokazano u laboratorijima na Zemlji 1996. godine.

Na sloj metalnog vodika se u blagom prijelazu nastavlja sloj vodika i helija u molekularnom obliku koji iz tekućeg stanja (dublji slojevi) prelazi u plinovito (bliže površini). Atmosfera koju vidimo je samo vanjski dio ovog sloja. Ovaj sloj sadrži i manje količine vode, ugljik dioksida, metana i drugih jednostavnih spojeva.

Jupiter je po sastavu 90% vodik i 10% helij (po masenom udjelu), s tragovima vode, metana i amonijaka. Taj sastav približno odgovara i sastavu prvotnog oblaka od kojeg je i nastao Sunčev sustav.

Jupiterova unutrašnjost je vrlo vruća, temperature u središtu su čak 20 000 K, pa Jupiter 1.5 puta više energije zrači u svemir nego što je prima od Sunca. Ravnotežna temperatura (ona koju bi imao da ga grije samo Sunce) za Jupiter iznosi 140 K, ali je stvarna temperatura njegovih vanjskih dijelova oko 160 K. To se objašnjava Kelvin-Helmholtzovim mehanizmom (potencijalna energija gravitacijskog polja sažimanjem prelazi u unutarnju energiju). Za opaženu količinu energije bi bilo dovoljno da se Jupiter sažme za 1 mm godišnje.

Postoji neopravdano mišljenje da Jupiteru nedostaje samo malo mase da bi postao zvijezda. Iako velik, Jupiter je po dimenzijama vrlo daleko od zvijezda ili smeđih patuljaka. Trebala bi mu 80 puta veća masa da u njegovu središtu započnu nuklearne reakcije.

[uredi] Orbita

Jupiter svoju stazu oko Sunca obiđe za 11.87 godina. Zbog eliptičnosti putanje udaljenost između Jupitera i Sunca varira od 4.95 do 5.5 AJ.

[uredi] Rotacija

Jedan Jupiterov dan traje 9 sati i 50 minuta. Zbog te brze rotacije na Jupiteru nastaju snažna vrtloženja i turbulencije u atmosferi. Periodi rotacije se razlikuju od sloja do sloja zbog različitih atmosferskih gibanja.

[uredi] Magnetosfera

1955. godine otkrivena je radio-emisija s Jupitera, što je upućivalo na jako magnetsko polje. Jako magnetsko polje Jupitera posljedica je debelog sloja metalnog vodika i brze rotacije. Magnetska je os priklonjena za 11° prema osi rotacije.

U atmosferi, ono iznosi oko 10^-3 T (4000 puta jače od Zemljinog). Jupiterovo magnetsko polje je oko 100 puta veće od Zemljinog. Proteže se nekoliko milijuna kilometara u smjeru Sunca i čak oko 650 milijuna km u suprotnom pravcu, te doseže i do Saturnove putanje. Magnetsko polje stvara jake struje visoko-energetskih čestica koje su 10 puta jače od onih u Van Allenovim pojasima.

Ono obuhvaća i putanje Jupiterovih satelita, pa se time djelomično objašnjava velika vulkanska aktivnost na Iou. Između Jupitera i Ioa izmjerena je električna struja jakosti 5 milijuna Ampera (5 MA). Naelektrizirane čestice ubrzane do vrlo velikih brzina udaraju u Iovu površinu i izbijaju atome s površine. Izbijeni atomi čine Iov Torus, veliki prstenasti oblak električki nabijenih čestica oko Iove putanje.

Jupiterovo magnetsko polje uzrokuje i polarnu svjetlost.

[uredi] Jupiterovi prstenovi

Godine 1979 letjelica Voyager je otkrila Jupiterove prstene. Prsteni se uglavnom sastoje od mikrometarskih čestica prašine, a prostiru se sve do površine planeta. Najbliži Jupiteru je Halo prsten, širok oko 20 000 km, koji ima oblik torusa. Na Halo se nastavlja 7 000 km široki glavni prsten. Unutar glavnog prstena se nalaze i Jupiterovi sateliti Metida i Adrasteja. Smatra se da su ova dva satelita izvor materijala (udari meteorita izbacuju krhotine u svemir) za glavni pojas, dok su druga dva mala unutarnja satelita - Amalteja i Tebe - izvori materijala za vrlo rijetke Amalthea Gossamer (unutar Amaltejine putanje) i Thebe Gossamer (između putanja Amalteje i Tebe) prstene koji se nastavljaju na glavni prsten.

Jupiter i galilejanski sateliti

[uredi] Prirodni sateliti

Pogledati: Jupiterovi prirodni sateliti

Prema dosadašnjim saznanjima oko Jupitera kruže 63 prirodna satelita (mjeseca). Zbog velikog broja prirodnih satelita, postoji podjela po sljedećim skupinama:

Amaltea
Galilejanski sateliti (Io, Europa, Ganimed, Kalisto)
Temisto
Himalia
Ananke
Karme
Pasifaja

Ovo razdvajanje po skupinama napravljeno je po svojstvima nebeskih tijela kao i po svojstvima njihovih orbita. Na primjer galilejanski sateliti su veliki i nalik su malim planetima, dok su sateliti iz skupine Ananke ili iz skupine Amaltea mala tijela nepravilnog oblika i asteroidnog podrijetla.

[uredi] Povijest istraživanja

Jupiter i Ganimed (dolje lijevo) foto: Voyager 1, izvor: NASA/JPL)

Zbog svoje vidljivosti golom oku na noćnom nebu Jupiter je bio poznat u antičkim vremenima. Godine 1610. Galileo Galilej pomoću teleskopa otkriva četiri prirodna satelita koji su prozvani: Io, Europa, Ganimed i Kalisto. Ovu grupu priodnih satelita nazivamo galilejanskim satelitima. Sa Zemlje je do sada poslano 5 sondi, koje su bile uspješne u svom cilju.

Prva sonda koja je uspjela stići do Jupitera bila je međuplanetarna sonda Pioneer 10. Poslala je prve slike niske rezolucije. Pioneer 10 je također vratila i telemetrijske podatke o magnetosferi i atmosferi Jupitera.

Sonde iz porodice Voyager (Voyager 1 i Voyager 2) svojim preletom pokraj Jupitera opremljene boljim kamerama i instrumentima nego sonde Pioneer, poslale su slike i telemetrijske podatke na zemlju 1979. godine, što je pridonijelo proširenju znanja o planetu Jupiter, otkrivši slijedeće:

orbitalne prstene koje opasuju planet slične onima oko Saturna, ali manje izražene
nove satelite koje nisu bile opaženi prije, na primjer grupu satelita u porodici Amaltea koji su u niskoj orbiti iznad Jupitera i koji imaju promjer manji od 200km

Međuplanetarne sonde
Država	Ime sonde	Datum lansiranja	Datum dolaska	Kraj misije (za Jupiter)	Opaska
SAD	Pioneer 10	3. ožujka 1972.	prosinac 1973.		Prelet pokraj Jupitera. Prve slike, podaci o magnetosferi.
SAD	Pioneer 11	6. travnja 1973.	prosinac 1974.		Prelet pokraj Jupitera. Slike, podaci o magentosferi.
SAD	Voyager 1	5. rujna 1977	ožujak 1979.		Otkrio planetarne prstenove i nove satelite.
SAD	Voyager 2	20. kolovoza 1977	lipanj 1979.		Slike galilejanskih satelita i atmosfere.
SAD	Galileo Orbiter	18. listopada 1989.	7. prosinca 1995.		Spustio sondu u Jupiterovu atmosferu. Velik broj slika Jupitera i satelita,
SAD EU	Cassini	15. listopada 1997	30. prosinca 2000.		Prelet pokraj Jupitera.
SAD	New Horizons	19. siječnja 2006.	28. veljače 2007.		Prelet pokraj Jupitera na putu za Pluton.

[uredi] Planet Jupiter u romanima i filmovima

U filmu Odiseja 2001 (2001: A Space Odyssey) (1968) Stanley Kubricka, Jupiter je središte radnje, dok u nastavku u filmu Odiseja 2010 (2010: Odyssey Two) (1984) Jupiter se pretvara u zvijezdu s pomoću fiktivne tehnologije koja uspjeva povećati gustoću jezgre Jupitera.