Jupiter | |||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Planeetta | |||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
Orbitaaliset ominaisuudet | |||||||||||||||||||||||
Perihelion |
7,405736⋅108 km ( 4,950429 AU) [1] |
||||||||||||||||||||||
Aphelion |
8,165208⋅108 km ( 5,458104 AU) [1] |
||||||||||||||||||||||
Pääakseli ( a ) |
7,785472⋅108 km ( 5,204267 AU) [2] |
||||||||||||||||||||||
Orbitaalin epäkeskisyys ( e ) | 0,048775 [1] | ||||||||||||||||||||||
sideerinen ajanjakso | 4332 589 päivää (11 8618 vuotta) [1] | ||||||||||||||||||||||
Synodinen kiertoaika | 398,88 päivää [1] | ||||||||||||||||||||||
Kiertonopeus ( v ) | 13,07 km/s (keskiarvo) [1] | ||||||||||||||||||||||
Kaltevuus ( i ) |
1,304° (suhteessa ekliptiikkaan) 6,09° (suhteessa auringon päiväntasaajaan) |
||||||||||||||||||||||
Nouseva solmupituusaste ( Ω ) | 100,55615° [1] | ||||||||||||||||||||||
Periapsis - argumentti ( ω ) | 275,066° | ||||||||||||||||||||||
Kenen satelliitti | Aurinko | ||||||||||||||||||||||
satelliitteja | 80 [3] [4] | ||||||||||||||||||||||
fyysiset ominaisuudet | |||||||||||||||||||||||
polaarinen supistuminen | 0,06487 [1] | ||||||||||||||||||||||
Päiväntasaajan säde | 71 492 ± 4 km [1] | ||||||||||||||||||||||
Napainen säde | 66 854 ± 10 km [1] | ||||||||||||||||||||||
Keskisäde | 69 911 ± 6 km [5] | ||||||||||||||||||||||
Pinta-ala ( S ) |
6,21796⋅10 10 km² 121,9 Maa |
||||||||||||||||||||||
Volyymi ( V ) |
1,43128⋅10 15 km³ 1321,3 Maa |
||||||||||||||||||||||
Massa ( m ) |
1,8986⋅10 27 kg 317,8 Maa |
||||||||||||||||||||||
Keskimääräinen tiheys ( ρ ) | 1326 kg/m³ [1] | ||||||||||||||||||||||
Painovoiman kiihtyvyys päiväntasaajalla ( g ) | 24,79 m/s² (2,535 g) | ||||||||||||||||||||||
Ensimmäinen pakonopeus ( v 1 ) | 42,58 km/s | ||||||||||||||||||||||
Toinen pakonopeus ( v 2 ) | 59,5 km/s [1] | ||||||||||||||||||||||
Päiväntasaajan pyörimisnopeus | 12,6 km/s tai 45 300 km/h | ||||||||||||||||||||||
Kiertojakso ( T ) | 9,925 tuntia [1] | ||||||||||||||||||||||
Akselin kallistus | 3,13° | ||||||||||||||||||||||
Oikea nousu pohjoisnapa ( α ) |
17 h 52 min 14 s 268,057° |
||||||||||||||||||||||
Pohjoisnavan deklinaatio ( δ ) | 64,496° | ||||||||||||||||||||||
Albedo |
0,343 ( Bond ) [1] 0,52 ( geom. albedo ) [1] |
||||||||||||||||||||||
Näennäinen suuruus | -1,61 - -2,94 | ||||||||||||||||||||||
Absoluuttinen suuruus | −9.4 | ||||||||||||||||||||||
Kulman halkaisija | 29,8″–50,1″ | ||||||||||||||||||||||
Tunnelma | |||||||||||||||||||||||
Ilmakehän paine | 20–220 kPa [6] | ||||||||||||||||||||||
korkeusasteikko | 27 km | ||||||||||||||||||||||
Yhdiste:
|
|||||||||||||||||||||||
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |||||||||||||||||||||||
Tietoja Wikidatasta ? |
Jupiter on aurinkokunnan suurin planeetta ja viidenneksi kauimpana auringosta . Saturnuksen ohella Jupiter luokitellaan kaasujättiläiseksi .
Planeetta on ollut ihmisten tiedossa muinaisista ajoista lähtien, mikä heijastuu eri kulttuurien mytologiaan ja uskonnollisiin uskomuksiin: Mesopotamian , Babylonian , Kreikan ja muiden. Jupiterin nykyaikainen nimi tulee antiikin Rooman korkeimman ukkonen jumalan nimestä .
Useilla Jupiterilla esiintyvillä ilmakehän ilmiöillä: myrskyillä , salamailla , revontuhoilla - on mittakaava, joka on suuruusluokkaa suurempi kuin maan päällä. Merkittävä ilmakehän muodostuma on Great Red Spot , jättimäinen myrsky, joka on tunnettu 1600-luvulta lähtien.
Jupiterilla on ainakin 80 satelliittia [3] [4] , joista suurimmat - Io , Europa , Ganymede ja Callisto - löysi Galileo Galilei vuonna 1610.
Jupiteria tutkitaan maa- ja kiertoradan kaukoputkien avulla ; 1970-luvulta lähtien planeetalle on lähetetty 8 NASA :n planeettojenvälistä ajoneuvoa : Pioneers , Voyagers , Galileo , Juno ja muut.
Suurten vastakohtien aikana (joista yksi tapahtui syyskuussa 2010) Jupiter näkyy paljaalla silmällä yhtenä kirkkaimmista kohteista yötaivaalla Kuun ja Venuksen jälkeen . Jupiterin kiekko ja kuut ovat suosittuja havaintokohteita amatööritähtitieteilijöille, jotka ovat tehneet useita löytöjä (esimerkiksi Shoemaker-Levy- komeetta , joka törmäsi Jupiteriin vuonna 1994, tai Jupiterin eteläisen päiväntasaajan vyöhykkeen katoaminen vuonna 2010) .
Jupiterilla on tärkeä rooli edellytysten luomisessa korkeampien elämänmuotojen pitkäaikaiselle olemassaololle maan päällä, sillä se suojaa sitä voimakkaalla gravitaatiokentällä suurten taivaankappaleiden pommituksilta [7] .
Spektrin infrapuna-alueella sijaitsevat molekyylien H 2 ja He sekä monien muiden alkuaineiden viivat [9] . Kahden ensimmäisen numerolla on tietoa planeetan alkuperästä ja muiden määrällisestä ja laadullisesta koostumuksesta - sen sisäisestä kehityksestä.
Vety- ja heliummolekyyleillä ei kuitenkaan ole dipolimomenttia , mikä tarkoittaa, että näiden alkuaineiden absorptioviivat ovat näkymättömiä, kunnes iskuionisaation aiheuttama absorptio alkaa hallita. Toisaalta nämä viivat muodostuvat ilmakehän ylimmissä kerroksissa eivätkä ne sisällä tietoa syvemmistä kerroksista. Siksi luotettavimmat tiedot heliumin ja vedyn runsaudesta Jupiterissa saatiin Galileo - laskeutujasta [9 ] .
Muiden elementtien osalta myös niiden analysoinnissa ja tulkinnassa on vaikeuksia. Toistaiseksi on mahdotonta sanoa täydellisellä varmuudella, mitä prosesseja tapahtuu Jupiterin ilmakehässä ja kuinka paljon ne vaikuttavat kemialliseen koostumukseen - sekä sisäalueilla että ulkokerroksissa. Tämä aiheuttaa tiettyjä vaikeuksia spektrin yksityiskohtaisemmassa tulkinnassa. Uskotaan kuitenkin, että kaikki prosessit, jotka voivat vaikuttaa alkuaineiden runsautta tavalla tai toisella, ovat paikallisia ja erittäin rajoitettuja, joten ne eivät pysty muuttamaan globaalisti aineen jakautumista [10] .
Jupiter myös säteilee (pääasiassa spektrin infrapuna -alueella) 60 % enemmän energiaa kuin se vastaanottaa Auringosta [11] [12] [13] . Tämän energian tuotantoon johtavien prosessien vuoksi Jupiter pienenee noin 2 cm vuodessa [14] . P. Bodenheimerin (1974) mukaan planeetta oli juuri muodostuessaan 2 kertaa suurempi ja sen lämpötila paljon korkeampi kuin nykyään [15] .
Jupiterin säteily gamma-alueella liittyy auroraan, samoin kuin kiekon säteilyyn [16] . Ensimmäisen kerran äänitti vuonna 1979 Einstein Space Laboratory .
Maapallolla aurora-alueet röntgen- ja ultraviolettisäteilyssä ovat käytännössä samat, mutta näin ei ole Jupiterissa. Röntgenrevontulien alue sijaitsee paljon lähempänä napaa kuin ultravioletti. Varhaiset havainnot paljastivat säteilyn pulsaation 40 minuutin ajanjaksolla, mutta myöhemmissä havainnoissa tämä riippuvuus on paljon pahempi.
Odotettiin, että Jupiterin revontulien röntgenspektri on samanlainen kuin komeettojen röntgenspektri, mutta kuten Chandran havainnot osoittivat, näin ei ole. Spektri koostuu emissiolinjoista, jotka ovat huipussaan happilinjoilla lähellä 650 eV, OVIII-linjoilla 653 eV ja 774 eV sekä OVII:lla 561 eV ja 666 eV. Spektrialueella 250 - 350 eV on myös emissiolinjoja, joiden energiot ovat alhaisemmat, ehkä ne kuuluvat rikille tai hiilelle [17] .
Ei-auroralinen gammasäteily havaittiin ensimmäisen kerran ROSAT- havainnoista vuonna 1997. Spektri on samanlainen kuin revontulien spektri, kuitenkin alueella 0,7-0,8 keV [16] . Spektrin ominaisuudet kuvaa hyvin 0,4-0,5 keV:n lämpötilan koronaaliplasma aurinkometallisuudella, johon on lisätty Mg 10+ ja Si 12+ emissioviivat . Jälkimmäisen olemassaolo liittyy mahdollisesti auringon aktiivisuuteen loka-marraskuussa 2003 [16] .
XMM-Newton- avaruusobservatorion havainnot ovat osoittaneet, että kiekkosäteily gammaspektrissä on heijastunut auringon röntgensäteilystä. Toisin kuin revontulet, emissiointensiteetin muutoksessa ei havaittu jaksollisuutta asteikolla 10-100 min.
Jupiter on aurinkokunnan tehokkain (Auringon jälkeen) radiolähde desimetrin aallonpituusalueella. Radiosäteily on luonteeltaan satunnaista ja saavuttaa 10 6 Janskikhia purskeen huipulla [18] .
Purskeita esiintyy taajuusalueella 5 - 43 MHz (useimmiten noin 18 MHz), joiden keskimääräinen leveys on noin 1 MHz. Purskeen kesto on lyhyt: 0,1-1 s (joskus jopa 15 s). Säteily on voimakkaasti polarisoitunut, erityisesti ympyrässä, polarisaatioaste saavuttaa 100%. Jupiterin läheisen satelliitin Io moduloi säteilyä, joka pyörii magnetosfäärin sisällä: purskahdus ilmenee todennäköisemmin, kun Io on lähellä venymää Jupiteriin nähden. Säteilyn monokromaattinen luonne puhuu erottuvasta taajuudesta, todennäköisesti gyrotaajuudesta . Korkea kirkkauslämpötila (joskus saavuttaa 10 15 K) edellyttää kollektiivisten efektien (kuten maserien ) osallistumista [18] .
Jupiterin radiosäteily millimetri-lyhyiden senttimetrien alueilla on luonteeltaan puhtaasti termistä, vaikka kirkkauslämpötila onkin jonkin verran korkeampi kuin tasapainolämpötila, mikä viittaa syvyydestä tulevaan lämpövirtaan. Alkaen aalloista ~9 cm, T b (kirkkauslämpötila) kasvaa - ilmestyy ei-terminen komponentti, joka liittyy relativististen hiukkasten synkrotronisäteilyyn, jonka keskimääräinen energia on ~30 MeV Jupiterin magneettikentässä; 70 cm aallonpituudella T b saavuttaa ~5⋅10 4 K. Säteilylähde sijaitsee planeetan molemmilla puolilla kahden jatketun lavan muodossa, mikä osoittaa säteilyn magnetosfäärisen alkuperän [18] [19] .
Luonnollisten satelliittien liikkeen havaintojen sekä avaruusalusten lentoratojen analyysin perusteella on mahdollista rekonstruoida Jupiterin gravitaatiokenttä. Se eroaa huomattavasti pallosymmetrisestä planeetan nopeasta pyörimisestä johtuen. Yleensä gravitaatiopotentiaali esitetään laajenemisena Legendren polynomeissa [10] :
J n | J2_ _ | J4_ _ | J6_ _ |
---|---|---|---|
Merkitys | 1,4697⋅10 -2 | −5,84⋅10 −4 | 0,31⋅10 −4 |
missä on gravitaatiovakio, on planeetan massa, on etäisyys planeetan keskustasta, on päiväntasaajan säde, on napakulma, on Legendren polynomi : nnen kertaluokan, ovat laajenemiskertoimet.
Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 , Voyager 2 , Galileo ja Cassini -avaruusalusten lennon aikana painovoimapotentiaalin laskemiseen käytettiin seuraavaa: avaruusaluksen Doppler-ilmiön mittaaminen (niiden nopeuden seuraamiseksi), kuvan välittämä kuva. avaruusalukset sijaintinsa määrittämiseksi suhteessa Jupiteriin ja sen satelliitteihin, radiointerferometria erittäin pitkillä tukikohdilla [20] . Voyager 1:n ja Pioneer 11:n osalta oli otettava huomioon myös Suuren punaisen pisteen gravitaatiovaikutus [21] .
Lisäksi dataa käsiteltäessä on postuloitava teorian oikeellisuus Galilean satelliittien liikkumisesta Jupiterin keskustan ympärillä. Tarkoissa laskelmissa suuri ongelma on myös kiihtyvyyden huomioiminen, jolla on ei -gravitaatio [21] .
Gravitaatiokentän luonteen perusteella voidaan arvioida myös planeetan sisäinen rakenne [22] .
Jupiter on aurinkokunnan suurin planeetta , kaasujättiläinen . Sen päiväntasaajan säde on 71,4 tuhatta km [23] , mikä on 11,2 kertaa Maan säde [1] .
Jupiter on ainoa planeetta, jonka massakeskipiste Auringon kanssa on Auringon ulkopuolella ja on noin 7% auringon säteestä siitä .
Jupiterin massa on 2,47 kertaa [24] suurempi kuin kaikkien muiden aurinkokunnan planeettojen massa yhteensä [25] , 317,8 kertaa Maan massa [1] ja noin 1000 kertaa pienempi kuin Auringon massa [23] . Tiheys (1326 kg/m³) on suunnilleen yhtä suuri kuin Auringon tiheys ja on 4,16 kertaa pienempi kuin Maan tiheys (5515 kg/m³) [1] . Samaan aikaan sen pinnan painovoima, jota yleensä pidetään pilvien ylemmäksi kerrokseksi, on yli 2,4 kertaa suurempi kuin maan painovoima: kappale, jonka massa on esimerkiksi 100 kg [ 26] painaa saman verran kuin 240 kg painava kappale [2] maan pinnalla. Tämä vastaa painovoimakiihtyvyyttä 24,79 m/s² Jupiterilla verrattuna 9,81 m/s² Maan [1] .
Suurin osa tällä hetkellä tunnetuista eksoplaneetoista on massaltaan ja kooltaan verrattavissa Jupiteriin, joten sen massaa ( M J ) ja sädettä ( R J ) käytetään laajasti kätevinä yksikköinä niiden parametrien määrittämisessä [27] .
Jupiter "epäonnistunut tähti"Teoreettiset mallit osoittavat, että jos Jupiterin massa olisi paljon suurempi kuin sen todellinen massa, tämä johtaisi planeetan puristumiseen. Pienet massan muutokset eivät aiheuttaisi merkittäviä säteen muutoksia. Jos Jupiterin massa kuitenkin ylittäisi todellisen massansa neljä kertaa, planeetan tiheys kasvaisi siinä määrin, että lisääntyneen painovoiman vaikutuksesta planeetan koko pienenisi huomattavasti. Näin ollen Jupiterilla on ilmeisesti suurin halkaisija, joka planeetalla, jolla on samanlainen rakenne ja historia, voi olla. Kun massa kasvaa edelleen, supistuminen jatkuisi, kunnes Jupiterista tulisi tähtien muodostumisprosessin aikana ruskea kääpiö , jonka massa ylittää sen nykyisen noin 50:llä [28] [29] . Tämä antaa tähtitieteilijöille syyn pitää Jupiteria "epäonnistunut tähtenä", vaikka ei ole selvää, ovatko Jupiterin kaltaisten planeettojen muodostumisprosessit samanlaisia kuin ne, jotka johtavat kaksoistähtijärjestelmien muodostumiseen. Vaikka Jupiterin tulisi olla 75 kertaa massiivinen tullakseen tähdeksi, pienin tunnettu punainen kääpiö on halkaisijaltaan vain 30 % suurempi [30] [31] .
vuosi | päivämäärä | Etäisyys, a.u. |
---|---|---|
1951 | 2. lokakuuta | 3.94 |
1963 | 8. lokakuuta | 3.95 |
1975 | 13. lokakuuta | 3.95 |
1987 | 18. lokakuuta | 3.96 |
1999 | 23. lokakuuta | 3.96 |
2010 | 21. syyskuuta | 3.95 |
2022 | 26. syyskuuta | 3.95 |
2034 | 1. lokakuuta | 3.95 |
2046 | 6. lokakuuta | 3.95 |
2058 | 11. lokakuuta | 3.95 |
2070 | lokakuun 16 | 3.95 |
Maasta opposition aikana havaittuna Jupiter voi saavuttaa -2,94 metrin näennäisen magnitudin , mikä tekee siitä kolmanneksi kirkkaimman kohteen yötaivaalla Kuun ja Venuksen jälkeen . Suurimmalla etäisyydellä näennäinen magnitudi putoaa -1,61 metriin . Jupiterin ja maan välinen etäisyys vaihtelee välillä 588-967 miljoonaa kilometriä [32] .
Jupiterin oppositio tapahtuu 13 kuukauden välein. Kerran 12 vuodessa Jupiterin suuri oppositio tapahtuu, kun planeetta on lähellä kiertoradansa periheliaa. Tänä ajanjaksona sen kulmakoko Maan havainnoijille saavuttaa 50 kaarisekuntia ja sen kirkkaus on kirkkaampi kuin -2,9 m [33] .
Jupiterin ja Auringon välinen keskimääräinen etäisyys on 778,57 miljoonaa km (5,2 AU ) ja vallankumousjakso on 11,86 vuotta [23] [34] . Koska Jupiterin kiertoradan eksentrisyys on 0,0488, ero Auringon perihelionissa ja aphelionissa on 76 miljoonaa km.
Suurin osa Jupiterin liikkeen häiriöistä on Saturnuksella . Ensimmäinen häiriötyyppi on maallinen, se vaikuttaa ~70 tuhannen vuoden mittakaavassa [35] ja muuttaa Jupiterin kiertoradan epäkeskisyyttä arvosta 0,02 arvoon 0,06 ja kiertoradan kaltevuutta ~1°:sta 2°:een. Toisen tyyppinen häiriö resonoi suhteella, joka on lähellä 2:5 (5 desimaalin tarkkuudella - 2:4,96666 [36] [37] ).
Planeetan ekvatoriaalinen taso on lähellä sen kiertoradan tasoa (kiertoakselin kaltevuus on 3,13° vs. 23,45° Maan kohdalla [1] ), joten Jupiterilla ei tapahdu vuodenaikojen vaihtelua [38] [39 ] .
Jupiter pyörii akselinsa ympäri nopeammin kuin mikään muu aurinkokunnan planeetta [40] . Kierrosjakso päiväntasaajan lähellä on 9 h 50 min 30 s ja keskimmäisillä leveysasteilla 9 h 55 min 40 s [41] . Nopeasta pyörimisestä johtuen Jupiterin (71492 km) päiväntasaajan säde on 6,49 % suurempi kuin polaarisen säde (66854 km); siis planeetan puristus on (1:51.4) [1] .
Tällä hetkellä elämän esiintyminen Jupiterilla näyttää epätodennäköiseltä: ilmakehän vesipitoisuus on alhainen, kiinteän pinnan puuttuminen jne. Kuitenkin 1970-luvulla amerikkalainen tähtitieteilijä Carl Sagan puhui mahdollisuudesta olemassaolon olemassaolosta. ammoniakkipohjainen elämä Jupiterin yläilmakehässä [42] . Jovian ilmakehän matalallakin syvyydellä lämpötila ja tiheys ovat melko korkeat [2] , eikä ainakaan kemiallisen evoluution mahdollisuutta voida sulkea pois, koska kemiallisten reaktioiden nopeus ja todennäköisyys suosivat tätä. Vesi-hiilivety-elämän olemassaolo Jupiterilla on kuitenkin myös mahdollista: vesihöyrypilviä sisältävässä ilmakehän kerroksessa lämpötila ja paine ovat myös erittäin suotuisat. Carl Sagan kuvaili yhdessä E. E. Salpeterin kanssa laskelmia kemian ja fysiikan lakien puitteissa kolme kuvitteellista elämänmuotoa , jotka voivat esiintyä Jupiterin ilmakehässä [43] :
Elementti | Aurinko | Jupiter/aurinko |
---|---|---|
Hän / H | 0,0975 | 0,807±0,02 |
Ei /H | 1,23⋅10 −4 | 0,10±0,01 |
Ar /H | 3,62⋅10 −6 | 2,5±0,5 |
Kr /H | 1,61⋅10 −9 | 2,7±0,5 |
Xe /H | 1,68⋅10 -10 | 2,6±0,5 |
C /H | 3,62⋅10 −4 | 2,9±0,5 |
N /H | 1,12⋅10 −4 | 3,6 ± 0,5 (8 baaria) 3,2 ± 1,4 (9–12 baaria) |
O /H | 8,51⋅10 −4 | 0,033 ± 0,015 (12 bar) 0,19-0,58 (19 bar) |
P /H | 3,73⋅10 −7 | 0,82 |
S /H | 1,62⋅10 -5 | 2,5±0,15 |
Jupiterin sisäkerrosten kemiallista koostumusta ei voida määrittää nykyaikaisilla havaintomenetelmillä, mutta ilmakehän ulompien kerrosten alkuaineiden runsaus tunnetaan suhteellisen suurella tarkkuudella, koska ulompia kerroksia tutki suoraan Galileo -laskeutuja , joka laukaistiin. ilmapiiri 7. joulukuuta 1995 [45] . Jupiterin ilmakehän kaksi pääkomponenttia ovat molekyylivety ja helium [44] . Ilmakehä sisältää myös monia yksinkertaisia yhdisteitä, kuten vettä (H 2 O), metaania (CH 4 ), rikkivetyä (H 2 S), ammoniakkia (NH 3 ) ja fosfiinia (PH 3 ) [44] . Niiden runsaus syvällä (alle 10 bar) troposfäärissä viittaa siihen, että Jupiterin ilmakehässä on runsaasti hiiltä , typpeä , rikkiä ja mahdollisesti happea , kertoimella 2-4 suhteessa aurinkoon [44] .
Muita kemiallisia yhdisteitä, arsiinia (AsH 3 ) ja saksaa (GeH 4 ), on läsnä, mutta pieniä määriä.
Inerttien kaasujen, argonin , kryptonin ja ksenonin pitoisuus ylittää niiden määrän Auringossa (katso taulukko), ja neonin pitoisuus on selvästi pienempi. Siellä on pieni määrä yksinkertaisia hiilivetyjä - etaania , asetyleenia ja diasetyleeniä - jotka muodostuvat auringon ultraviolettisäteilyn ja Jupiterin magnetosfääristä saapuvien varautuneiden hiukkasten vaikutuksesta. Hiilidioksidin , hiilimonoksidin ja veden ylemmissä ilmakehissä uskotaan johtuvan komeettojen törmäyksistä Jupiterin ilmakehän kanssa, kuten komeetta Shoemaker-Levy 9 . Vesi ei voi tulla troposfääristä, koska kylmäloukuna toimiva tropopaussi estää tehokkaasti vettä nousemasta stratosfäärin tasolle [44] .
Jupiterin punertavat värivaihtelut voidaan selittää fosforin ( punainen fosfori [46] ), rikin, hiilen [47] ja mahdollisesti ilmakehän sähköpurkauksista syntyvien orgaanisten yhdisteiden läsnäololla [46] . Carl Saganin suorittamassa (melko triviaalissa) ilmakehän alempia kerroksia simuloivassa kokeessa 4- renkainen kryseeni löydettiin väliaineesta, jossa oli ruskehtavia toliineja ja polysyklisiä aromaattisia hiilivetyjä , joissa oli 4 tai useampi bentseenirengas , harvemmin pienempi määrä renkaita , ovat vallitsevia tässä seoksessa [48] . Koska väri voi vaihdella suuresti, oletetaan, että myös ilmakehän kemiallinen koostumus vaihtelee paikasta toiseen. Esimerkiksi "kuivia" ja "märkiä" alueita on eri vesihöyrypitoisuuksilla.
Tällä hetkellä eniten tunnustusta on saanut seuraava Jupiterin sisäisen rakenteen malli:
Tämän mallin rakentaminen perustuu havaintotietojen synteesiin, termodynamiikan lakien soveltamiseen ja laboratoriotietojen ekstrapolointiin korkeassa paineessa ja korkeassa lämpötilassa olevasta aineesta. Tärkeimmät sen taustalla olevat oletukset ovat:
Jos lisäämme näihin säännöksiin massan ja energian säilymisen lait, saadaan perusyhtälöjärjestelmä.
Tämän yksinkertaisen kolmikerroksisen mallin puitteissa pääkerrosten välillä ei ole selkeää rajaa, mutta myös vaihesiirtymien alueet ovat pieniä. Siksi voidaan olettaa, että lähes kaikki prosessit ovat paikallisia, ja tämä mahdollistaa jokaisen kerroksen tarkastelun erikseen.
TunnelmaIlmakehän lämpötila nousee epämonotonisesti. Siinä, kuten myös maan päällä, on mahdollista erottaa eksosfääri, termosfääri, stratosfääri, tropopaussi, troposfääri [50] . Ylimmissä kerroksissa lämpötila on korkea; kun siirryt syvemmälle, paine kasvaa ja lämpötila laskee tropopauusiin; tropopausista alkaen sekä lämpötila että paine kohoavat syvemmälle. Toisin kuin maapallolla, Jupiterilla ei ole mesosfääriä eikä vastaavaa mesopaussia [50] .
Jupiterin termosfäärissä tapahtuu melko paljon mielenkiintoisia prosesseja : täällä planeetta menettää merkittävän osan lämmöstään säteilyn vaikutuksesta, täällä muodostuu revontulia , täällä muodostuu ionosfääri . Sen ylärajaksi otetaan 1 nbarin painetaso. Termosfäärin havaittu lämpötila on 800-1000 K, ja tällä hetkellä tätä faktamateriaalia ei ole vielä selitetty nykyaikaisten mallien puitteissa, koska lämpötila niissä ei saisi olla korkeampi kuin noin 400 K [51] . Jupiterin jäähtyminen on myös ei-triviaali prosessi: kolmiatominen vetyioni (H 3 + ), lukuun ottamatta Jupiteria, joka löytyy vain maapallolta, aiheuttaa voimakkaan emission spektrin keski-infrapuna-alueella aallonpituuksilla 3-5 µm [51] [52] .
Laskeutumisajoneuvon suorien mittausten mukaan läpinäkymättömien pilvien ylemmälle tasolle oli ominaista 1 ilmakehän paine ja −107 °C lämpötila; 146 km syvyydessä - 22 ilmakehää, +153 °C [53] . Galileo löysi myös "lämpimiä kohtia" päiväntasaajalta. Ilmeisesti näissä paikoissa ulkopilvien kerros on ohut ja näkyy lämpimämpiä sisäalueita.
Pilvien alla on kerros, jonka syvyys on 7-25 tuhatta km, jossa vety muuttaa vähitellen tilaansa kaasusta nesteeksi paineen ja lämpötilan noustessa (6000 ° C asti). Ilmeisesti ei ole olemassa selkeää rajaa, joka erottaisi kaasumaisen vedyn nestemäisestä vedystä [54] [55] . Tämä saattaa näyttää joltain globaalin vetymeren jatkuvalta kiehumiselta [23] .
Metallisen vedyn kerrosMetallista vetyä esiintyy korkeissa paineissa (noin miljoona ilmakehää) ja korkeissa lämpötiloissa, kun elektronien kineettinen energia ylittää vedyn ionisaatiopotentiaalin. Tämän seurauksena protonit ja elektronit ovat siinä erillään, joten metallinen vety on hyvä sähkönjohdin [56] [57] . Metallisen vetykerroksen arvioitu paksuus on 42-46 tuhatta km [56] [58] .
Tässä kerroksessa syntyvät voimakkaat sähkövirrat synnyttävät Jupiterin jättimäisen magneettikentän [11] [23] . Vuonna 2008 Raymond Jeanlos Kalifornian yliopistosta Berkeleystä ja Lars Stiksrud University College Londonista loivat mallin Jupiterin ja Saturnuksen rakenteesta, jonka mukaan niiden syvyyksissä on myös metallista heliumia, joka muodostaa eräänlaisen seoksen metallin kanssa. vety [59] [60] [61] [62] [63] .
YdinPlaneetan mitattujen hitausmomenttien avulla on mahdollista arvioida sen ytimen koko ja massa. Tällä hetkellä uskotaan, että ytimen massa on 10 Maan massaa ja koko on 1,5 sen halkaisijasta [12] [38] [64] .
Jupiter vapauttaa huomattavasti enemmän energiaa kuin se vastaanottaa Auringosta. Tutkijat ehdottavat, että Jupiterilla on merkittävä lämpöenergiavarasto, joka muodostuu aineen puristumisprosessissa planeetan muodostumisen aikana [56] . Aiemmat Jupiterin sisäisen rakenteen mallit, jotka yrittivät selittää planeetan vapauttamaa ylimääräistä energiaa, mahdollistivat radioaktiivisen hajoamisen sen sisällä tai energian vapautumisen, kun planeetta puristuu painovoiman vaikutuksesta [56] .
VälikerrosprosessitKaikkia prosesseja on mahdotonta lokalisoida itsenäisiin kerroksiin: on tarpeen selittää kemiallisten alkuaineiden puute ilmakehässä, ylimääräinen säteily jne.
Ero heliumin pitoisuudessa ulko- ja sisäkerroksessa selittyy sillä, että helium tiivistyy ilmakehässä ja pääsee pisaroiden muodossa syvemmille alueille. Tämä ilmiö muistuttaa maan sadetta, mutta ei vedestä, vaan heliumista.
Äskettäin on osoitettu, että neon voi liueta näihin pisaroihin. Tämä selittää myös neonin puutteen [65] .
Kalifornian yliopiston planetaariset tutkijat Mona Delitzky ja Kevin Bates väittävät, että hiilimustan muuttuminen grafiitiksi ja sitten timantiksi on erittäin todennäköistä kaasujättiläisissä Saturnuksessa ja Jupiterissa. Timanttihiukkaset jatkavat kuumenemista lähestyessään planeetan ydintä. Siten ne sulavat niin paljon, että ne muuttuvat nestemäisiksi timanttipisaroiksi.
Tuulen nopeus Jupiterilla voi ylittää 600 km/h. Toisin kuin maapallolla, jossa ilmakehän kierto tapahtuu päiväntasaaja- ja napa-alueiden auringon lämmön eroista johtuen, Jupiterilla auringon säteilyn vaikutus lämpötilan kiertoon on merkityksetön; Pääasialliset voimat ovat planeetan keskustasta tulevat lämpövirrat ja Jupiterin nopean liikkeen aikana akselinsa ympäri vapautuva energia [66] .
Maanpäällisten havaintojen perusteella tähtitieteilijät jakoivat Jupiterin ilmakehän vyöhykkeet päiväntasaajan, trooppisen, lauhkean ja polaarisen vyöhykkeen. Ilmakehän syvyydestä nousevat lämmitetyt kaasumassat Jupiteriin merkittävien Coriolis-voimien vaikutuksen alaisilla vyöhykkeillä piirretään pitkin planeetan yhdensuuntaisuutta , ja vyöhykkeiden vastakkaiset reunat liikkuvat toisiaan kohti. Vyöhykkeiden ja vyöhykkeiden (alavirtausalueiden) rajoilla on voimakasta turbulenssia [47] [66] . Päiväntasaajan pohjoispuolella pohjoiseen suuntautuvien vyöhykkeiden virtaukset ohjaavat Coriolis-voimat itään ja etelään suuntautuvat - länteen. Eteläisellä pallonpuoliskolla - vastaavasti päinvastoin [66] . Pasaatituulella on samanlainen rakenne maan päällä .
RaidatJupiterin ulkonäön ominaispiirre ovat sen raidat. On olemassa useita versioita, jotka selittävät niiden alkuperän. Joten yhden version mukaan raidat syntyivät jättiläisplaneetan ilmakehän konvektioilmiön seurauksena - johtuen kuumenemisesta ja sen seurauksena joidenkin kerrosten nostamisesta ja toisten jäähdyttämisestä ja laskemisesta. Keväällä 2010 [67] tutkijat esittivät hypoteesin, jonka mukaan Jupiterin juovat syntyivät sen satelliittien vaikutuksesta [67] [68] . Oletetaan, että satelliittien vetovoiman vaikutuksesta Jupiteriin muodostui omituisia aineen "pilareita", jotka pyöriessään muodostivat raitoja [67] [68] .
Konvektiiviset virrat, jotka kuljettavat sisäistä lämpöä pintaan, näkyvät ulkoisesti vaaleina vyöhykkeinä ja tummina vyöhykkeinä. Valoalueiden alueella on kohonnut paine, joka vastaa nousevia virtauksia. Vyöhykkeitä muodostavat pilvet sijaitsevat korkeammalla (noin 20 km) ja niiden vaalea väri johtuu ilmeisesti kirkkaan valkoisten ammoniakkikiteiden lisääntyneestä pitoisuudesta . Alla olevien tummien vyöpilvien uskotaan olevan punaruskeita ammoniumhydrosulfidikiteitä ja niillä on korkeampi lämpötila. Nämä rakenteet edustavat alavirran alueita. Vyöhykkeillä ja hihnoilla on eri nopeus Jupiterin pyörimissuunnassa. Kierrosjakso vaihtelee useita minuutteja leveysasteesta riippuen [12] . Tämä johtaa vakaiden vyöhykevirtojen olemassaoloon tai tuulien, jotka puhaltavat jatkuvasti yhdensuuntaisesti päiväntasaajan kanssa yhteen suuntaan. Nopeudet tässä globaalissa järjestelmässä ovat 50-150 m/s ja enemmän [66] . Vyöhykkeiden ja vyöhykkeiden rajoilla havaitaan voimakasta turbulenssia , joka johtaa lukuisten pyörrerakenteiden muodostumiseen [66] [69] . Tunnetuin tällainen muodostuma on Jupiterin pinnalla viimeisten 300 vuoden aikana havaittu Suuri punainen piste .
Syntyessään pyörre nostaa pilvien pinnalle kuumennettuja kaasumassoja pienten komponenttien höyryjen kanssa. Syntyvät ammoniakkilumen kiteet, liuokset ja ammoniakkiyhdisteet lumen ja pisaroiden, tavallisen vesilumen ja jään muodossa uppoavat vähitellen ilmakehään, kunnes ne saavuttavat riittävän korkean lämpötilan ja haihtuvat. Tämän jälkeen kaasumaisessa tilassa oleva aine palaa taas pilvikerrokseen [66] .
Kesällä 2007 Hubble -teleskooppi tallensi dramaattisia muutoksia Jupiterin ilmakehässä. Ilmakehän erilliset vyöhykkeet päiväntasaajan pohjois- ja eteläpuolella muuttuivat vyöhykkeiksi ja vyöhykkeet vyöhykkeiksi. Samaan aikaan ei vain ilmakehän muodostumien muodot, vaan myös niiden väri muuttuneet [70] .
9. toukokuuta 2010 amatööritähtitieteilijä Anthony Wesley ( eng. Anthony Wesley , katso myös alla) havaitsi, että yksi näkyvimmistä ja vakaimmista muodostelmista ajan kuluessa, eteläisen päiväntasaajan vyöhyke, katosi yhtäkkiä planeetan pinnalta. Eteläisen päiväntasaajan vyöhykkeen leveysasteella sijaitsee sen "pesemä" Suuri punainen piste. Jupiterin eteläisen päiväntasaajavyöhykkeen äkillisen katoamisen syynä pidetään vaaleampien pilvien ilmaantumista sen yläpuolelle, jonka alle on piiloutunut tumma pilvinauha [71] . Hubble-teleskoopin suorittamien tutkimusten mukaan vyö ei kadonnut kokonaan, vaan se oli yksinkertaisesti piilossa ammoniakkia sisältävän pilvikerroksen alle [72] .
Nauhojen sijainti, leveydet, pyörimisnopeudet, turbulenssi ja kirkkaus muuttuvat ajoittain [73] [74] [75] [76] . Jokainen bändi kehittää oman syklinsä, jonka ajanjakso on noin 3-6 vuotta. Myös globaaleja vaihteluja on 11-13 vuoden ajanjaksolla. Numeerinen koe [77] antaa aihetta pitää tätä vaihtelua samanlaisena kuin maapallolla havaittu indeksisyklin ilmiö [78] .
Suuri punainen pisteGreat Red Spot on eteläisellä trooppisella vyöhykkeellä sijaitseva vaihtelevan kokoinen soikea muodostelma. Sen löysi Robert Hooke vuonna 1664 [25] . Tällä hetkellä sen mitat ovat 15 × 30 tuhatta km (Maan halkaisija on ~ 12,7 tuhatta km), ja 100 vuotta sitten tarkkailijat havaitsivat 2 kertaa suurempia kokoja. Joskus se ei näy kovin selvästi. Suuri punainen täplä on ainutlaatuinen pitkäikäinen jättimäinen hurrikaani [66] , jossa aine pyörii vastapäivään ja tekee täydellisen vallankumouksen 6 Maan vuorokaudessa.
Cassini -luotaimen vuoden 2000 lopulla tekemien tutkimusten ansiosta havaittiin, että Great Red Spot liittyy alasvirtauksiin (ilmakehän massojen pystykierto); pilvet ovat täällä korkeammalla ja lämpötila alhaisempi kuin muilla alueilla. Pilvien väri riippuu korkeudesta: siniset rakenteet ovat korkeimmat, ruskeat niiden alla ja sitten valkoiset. Punaiset rakenteet ovat alhaisimmat [12] . Suuren punaisen pisteen pyörimisnopeus on 360 km/h [2] . Sen keskilämpötila on −163 °C, ja täplän reuna- ja keskiosan välillä on 3-4 asteen luokkaa lämpötilaero [79] [80] . Tämän eron oletetaan olevan syynä siihen, että ilmakehän kaasut pisteen keskellä pyörivät myötäpäivään, kun taas reunoilla ne pyörivät vastapäivään [79] [80] . On myös esitetty oletus lämpötilan, paineen, liikkeen ja punaisen pisteen värin välisestä suhteesta, vaikka tutkijoiden on edelleen vaikea sanoa tarkasti, kuinka se tapahtuu [80] .
Jupiterilla havaitaan ajoittain suurten syklonisten järjestelmien törmäyksiä. Yksi niistä tapahtui vuonna 1975, jolloin pisteen punainen väri haalistui useiden vuosien ajan. Helmikuun 2002 lopussa toista jättimäistä pyörremyrskyä - Valkoista Ovaalia - alkoi hidastaa Suuri punainen piste, ja törmäys jatkui koko kuukauden [81] . Se ei kuitenkaan aiheuttanut vakavaa vahinkoa molemmille pyörteille, koska se tapahtui tangentin mukaisesti [82] .
Suuren punaisen pisteen punainen väri on mysteeri. Yksi mahdollisista syistä voi olla fosforia sisältävät kemialliset yhdisteet [38] . Värit ja mekanismit, jotka muodostavat koko Jovian ilmakehän ilmeen, ovat vielä huonosti ymmärrettyjä, ja ne voidaan selittää vain sen parametrien suorilla mittauksilla.
Vuonna 1938 rekisteröitiin kolmen suuren valkoisen soikean muodostuminen ja kehittyminen lähellä 30° eteläistä leveyttä. Tätä prosessia seurasi useiden muiden pienten valkoisten soikeiden - pyörteiden - samanaikainen muodostuminen. Tämä vahvistaa, että Suuri punainen piste on Jupiterin pyörteistä voimakkain. Historialliset tiedot eivät paljasta tällaisia pitkäikäisiä järjestelmiä planeetan keskipohjoisilla leveysasteilla. Suuria tummia soikioita on havaittu lähellä 15° pohjoista leveyttä, mutta ilmeisesti vain eteläisellä pallonpuoliskolla on välttämättömät olosuhteet pyörteiden syntymiselle ja niiden muuttumiselle stabiileiksi järjestelmiksi, jotka ovat samanlaisia kuin Red Spot [81] .
Pieni punainen täpläMitä tulee edellä mainituista kolmesta valkoisesta soikeasta pyörteestä, kaksi niistä sulautui vuonna 1998 ja vuonna 2000 uusi pyörre sulautui jäljellä olevaan kolmanteen ovaaliin [83] . Vuoden 2005 lopulla pyörre (Oval BA, englanti Oval BC ) alkoi muuttaa väriään ja lopulta sai punaisen värin, jolle se sai uuden nimen - Little Red Spot [83] . Heinäkuussa 2006 Pieni punainen pilkku joutui kosketuksiin vanhemman "veljensä" - Suuren punaisen pisteen - kanssa. Tällä ei kuitenkaan ollut merkittävää vaikutusta kumpaankaan pyörteeseen - törmäys tapahtui tangenttia pitkin [83] [84] . Törmäys ennustettiin vuoden 2006 ensimmäisellä puoliskolla [84] [85] .
SalamaPyörteen keskellä paine on korkeampi kuin ympäröivällä alueella, ja itse hurrikaaneja ympäröivät matalapaineiset häiriöt. Voyager 1- ja Voyager 2 -avaruusluotainten omien valokuvien mukaan havaittiin, että tällaisten pyörteiden keskellä havaitaan valtavan kokoisia tuhansien kilometrien pituisia salamoita [66] . Salaman voima on kolme suuruusluokkaa suurempi kuin maan [86] .
Kuumat satelliittivarjotToista käsittämätöntä ilmiötä voidaan kutsua "kuumiksi varjoiksi". 1960-luvulla tehtyjen radiomittausten mukaan paikoissa, joissa sen satelliittien varjot putoavat Jupiteriin, lämpötila nousee huomattavasti, eikä laske, kuten voisi odottaa [87] .
Ensimmäinen merkki mistä tahansa magneettikentästä on radio- ja röntgensäteily. Magneettikentän rakennetta voidaan arvioida käynnissä olevien prosessien mallien avulla. Joten havaittiin, että Jupiterin magneettikentässä ei ole vain dipolikomponentti , vaan myös kvadrupoli, oktupoli ja muita korkeampia harmonisia harmonisia. Oletetaan, että magneettikenttä syntyy maan kaltaisella dynamolla. Mutta toisin kuin Maan, Jupiterin virtojen johtavana on metallisen vetykerros [88] .
Magneettikentän akseli on kallistunut pyörimisakseliin 10,2 ± 0,6°, melkein kuin maan päällä, mutta toisin kuin maapallolla, pohjoinen magneettinapa sijaitsee tällä hetkellä lähellä pohjoista maantieteellistä ja eteläinen magneettinen napa. sijaitsee eteläisen maantieteellisen vieressä [89] . Kenttävoimakkuus pilvien näkyvän pinnan tasolla on pohjoisnavalla 14 Oe ja etelässä 10,7 Oe. Sen napaisuus on päinvastainen kuin maan magneettikentän napaisuus [12] [90] .
Jupiterin magneettikentän muoto on voimakkaasti litistynyt ja muistuttaa kiekkoa (toisin kuin Maan pisaran muotoinen). Toisaalta pyörivään plasmaan vaikuttava keskipakovoima ja toisaalta kuuman plasman lämpöpaine venyttävät voimalinjoja muodostaen 20 R J etäisyydellä ohutta pannukakkua muistuttavan rakenteen, myös tunnetaan magnetodiskina. Sillä on hieno virtarakenne lähellä magneettista ekvaattoria [91] .
Jupiterin ympärillä, samoin kuin useimpien aurinkokunnan planeettojen ympärillä, on magnetosfääri - alue, jossa varautuneiden hiukkasten, plasman, käyttäytyminen määräytyy magneettikentän avulla. Jupiterille tällaisten hiukkasten lähteet ovat aurinkotuuli ja sen satelliitti Io. Ion tulivuorten levittämä vulkaaninen tuhka ionisoituu auringon ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta. Näin muodostuu rikki- ja happi-ioneja: S + , O + , S 2+ ja O 2+ . Nämä hiukkaset poistuvat satelliitin ilmakehästä, mutta pysyvät kiertoradalla sen ympärillä muodostaen toruksen. Tämän toruksen löysi Voyager 1 -avaruusalus, se sijaitsee Jupiterin päiväntasaajan tasossa ja sen poikkileikkauksen säde on 1 RJ ja säde keskustasta (tässä tapauksessa Jupiterin keskustasta) pinnan generatriisiin. 5,9 RJ [92 ] . Hän määrittää Jupiterin magnetosfäärin dynamiikan.
Tulevaa aurinkotuulta tasapainottaa magneettikentän paine planeetan 50-100 säteen etäisyydellä, ilman Ion vaikutusta tämä etäisyys olisi enintään 42 R J . Yöpuolella se ulottuu Saturnuksen kiertoradan [54] ulkopuolelle ja saavuttaa 650 miljoonan kilometrin pituisen tai enemmän [2] [25] [93] . Jupiterin magnetosfäärissä kiihdytetyt elektronit saavuttavat maan. Jos Jupiterin magnetosfääri voitaisiin nähdä maan pinnalta, sen kulmamitat ylittäisivät Kuun mitat [90] .
Jupiterilla on voimakkaat säteilyvyöt [94] . Lähestyessään Jupiteria Galileo sai 25-kertaisen säteilyannoksen ihmisille tappavaan annokseen verrattuna. Jupiterin säteilyvyöhykkeen radiosäteily löydettiin ensimmäisen kerran vuonna 1955. Radiolähetyksellä on synkrotroni . Säteilyvyöhykkeillä olevien elektronien energia on valtava, noin 20 MeV [95] , kun taas Cassini-luotain havaitsi, että Jupiterin säteilyvyöhykkeissä olevien elektronien tiheys on odotettua pienempi. Elektronien virtaus Jupiterin säteilyvyöhykkeissä voi muodostaa vakavan vaaran avaruusaluksille, koska säteily saattaa vaurioittaa laitteita [94] . Yleisesti ottaen Jupiterin radiosäteily ei ole tiukasti tasaista ja vakiota sekä ajallisesti että taajuudellaan. Tällaisen säteilyn keskimääräinen taajuus tutkimustietojen mukaan on noin 20 MHz ja koko taajuusalue 5-10 - 39,5 MHz [96] .
Jupiteria ympäröi ionosfääri, jonka pituus on 3000 km.
Jupiter näyttää kirkkaita, tasaisia revontulia molempien navojen ympärillä. Toisin kuin maapallolla, jotka ilmestyvät lisääntyneen auringon aktiivisuuden aikana, Jupiterin revontulet ovat vakioita, vaikka niiden voimakkuus vaihtelee päivästä toiseen. Ne koostuvat kolmesta pääkomponentista: pää- ja kirkkain alue on suhteellisen pieni (alle 1000 km leveä), joka sijaitsee noin 16° magneettinapoista [97] ; kuumat pisteet ovat jälkiä magneettikentistä, jotka yhdistävät satelliittien ionosfäärit Jupiterin ionosfääriin, ja lyhytaikaisten päästöjen alueita, jotka sijaitsevat päärenkaan sisällä. Revontulia on havaittu lähes kaikissa sähkömagneettisen spektrin osissa radioaalloista röntgensäteisiin (3 keV asti), mutta kirkkaimpia ne ovat keski-infrapuna-alueella (aallonpituudet 3-4 µm ja 7-14 µm) ja spektrin syvä ultraviolettialue (pituusaaltojen 80-180 nm).
Revontulien päärenkaiden sijainti on vakaa, samoin kuin niiden muoto. Niiden säteilyä kuitenkin moduloi voimakkaasti aurinkotuulen paine - mitä voimakkaampi tuuli, sitä heikommat revontulet. Auroran vakautta ylläpitää suuri elektronien virtaus, joka kiihtyy ionosfäärin ja magnetodiskin välisen potentiaalieron vuoksi [98] . Nämä elektronit tuottavat virran, joka ylläpitää pyörimissynkronismia magnetodiskissa. Näiden elektronien energia on 10-100 keV; tunkeutuessaan syvälle ilmakehään ne ionisoivat ja virittävät molekyylivetyä aiheuttaen ultraviolettisäteilyä. Lisäksi ne lämmittävät ionosfääriä, mikä selittää revontulien voimakkaan infrapunasäteilyn ja osittain termosfäärin lämpenemisen [97] .
Kuumat pisteet liittyvät kolmeen Galilean kuuhun: Ioon, Europaan ja Ganymedeen. Ne johtuvat siitä, että pyörivä plasma hidastuu satelliittien lähellä. Kirkkaimmat pisteet kuuluvat Iolle, koska tämä satelliitti on plasman päätoimittaja, Europan ja Ganymeden täplät ovat paljon himmeämpiä. Päärenkaiden sisällä ajoittain ilmaantuvien kirkkaiden pisteiden uskotaan liittyvän magnetosfäärin ja aurinkotuulen vuorovaikutukseen [97] .
Vuonna 2016 tutkijat tallensivat Jupiterin kirkkaimman revontulen koko havaintoajan [99] .
Joulukuussa 2000 Chandra Orbiting Telescope löysi sykkivän röntgensäteilyn lähteen Jupiterin napoilta (pääasiassa pohjoisnavalla) , jota kutsutaan suureksi röntgenpisteeksi . Tämän säteilyn syyt ovat edelleen mysteeri [86] [100] .
Eksoplaneettojen havainnot antavat merkittävän panoksen ymmärryksemme tähtien muodostumisesta ja kehityksestä. Joten heidän avullaan luotiin piirteitä, jotka ovat yhteisiä kaikille planeetoille, kuten Jupiter:
On olemassa kaksi päähypoteesia, jotka selittävät Jupiterin synty- ja muodostumisprosesseja.
Ensimmäisen hypoteesin, jota kutsutaan "supistumis"-hypoteesiksi, mukaan Jupiterin ja Auringon kemiallisen koostumuksen suhteellinen samankaltaisuus (suuri osa vedystä ja heliumista) selittyy sillä, että planeettojen muodostumisen aikana aurinkokunnan kehitys, kaasu- ja pölykiekkoon muodostui massiivisia "möykkyjä", jotka synnyttivät planeettoja, eli Aurinko ja planeetat muodostuivat samalla tavalla [101] . Totta, tämä hypoteesi ei vieläkään selitä planeettojen kemiallisen koostumuksen olemassa olevia eroja: esimerkiksi Saturnus sisältää enemmän raskaita kemiallisia alkuaineita kuin Jupiter, ja jälkimmäinen puolestaan on suurempi kuin Aurinko [101] . Maanpäälliset planeetat eroavat yleensä kemialliselta koostumukseltaan jättimäisistä planeetoista.
Toinen hypoteesi ("akkretion" hypoteesi) väittää, että Jupiterin ja Saturnuksen muodostumisprosessi tapahtui kahdessa vaiheessa. Ensinnäkin useiden kymmenien miljoonien vuosien ajan [101] kiinteiden tiheiden kappaleiden muodostumisprosessi, joka oli samanlainen kuin maanpäällisen ryhmän planeetat, jatkui. Sitten alkoi toinen vaihe, jolloin useita satoja tuhansia vuosia kesti kaasun kertymisprosessi primaarisesta protoplanetaarisesta pilvestä näihin kappaleisiin, jotka siihen mennessä olivat saavuttaneet useiden Maan massojen massan.
Jo ensimmäisessä vaiheessa osa kaasusta haihtui Jupiterin ja Saturnuksen alueelta, mikä johti joihinkin eroihin näiden planeettojen ja Auringon kemiallisessa koostumuksessa. Toisessa vaiheessa Jupiterin ja Saturnuksen ulkokerrosten lämpötila saavutti 5000 °C ja 2000 °C [101] . Uranus ja Neptunus sen sijaan saavuttivat kertymisen alkamiseen tarvittavan kriittisen massan paljon myöhemmin, mikä vaikutti sekä niiden massaan että kemialliseen koostumukseen [101] .
Vuonna 2004 Katarina Lodders Washingtonin yliopistosta St. Louisista hypoteesi, että Jupiterin ydin koostuu pääasiassa jonkinlaisesta orgaanisesta aineesta, jolla on tarttumiskyky, mikä puolestaan vaikutti suurelta osin ytimen aineen sieppaamiseen ympäröivältä alueelta. tilaa. Tuloksena syntynyt tervakiviydin "vangitsi" kaasua aurinkosumusta painovoimansa avulla muodostaen nykyisen Jupiterin [58] [102] . Tämä ajatus sopii toiseen hypoteesiin Jupiterin alkuperästä akkretion kautta.
Nizzan mallin mukaan Jupiter kiersi alun perin Auringon ympäri lähes ympyrämäisellä kiertoradalla ≈ 5,5 tähtitieteellisen yksikön etäisyydellä. Myöhemmin Jupiter siirtyi lähemmäs aurinkoa, ja Uranuksen, Neptunuksen ja Saturnuksen kiertoradat siirtyivät peräkkäin ulospäin [103] [104] [105] . Tietokonesimulaatiot, joissa oli mukana Jupiterin troijalaisia asteroideja ja Hilda-perheen asteroideja , osoittivat, että Jupiter muodostui 18 AU:ssa. auringosta [106] [107] .
Tiedetään, että Aurinko lisää sen lämpöydinpolttoaineen asteittaisen ehtymisen seurauksena valoisuuttaan noin 11 % joka 1,1 miljardi vuosi [108] ja sen seurauksena sen ympärillä oleva asumisvyöhyke siirtyy nykyaikaisen Maan kiertoradan ulkopuolelle. kunnes se saavuttaa Jupiter-järjestelmän. Auringon kirkkauden lisääntyminen tänä aikana lämmittää Jupiterin satelliitteja, jolloin nestemäinen vesi pääsee vapautumaan niiden pinnalle [109] ja näin ollen luo olosuhteet elämän ylläpitämiselle. 7,59 miljardin vuoden kuluttua Auringosta tulee punainen jättiläinen [110] . Malli osoittaa, että Auringon ja kaasujättiläisen välinen etäisyys pienenee 765:stä 500 miljoonaan kilometriin. Tällaisissa olosuhteissa Jupiter siirtyy uuteen planeettaluokkaan, jota kutsutaan " kuumille Jupitereiksi " [111] . Lämpötila sen pinnalla saavuttaa 1000 K [112] , mikä aiheuttaa planeetan tummanpunaisen hehkun [112] . Satelliitit tulevat olemaan sopimattomia elämän ylläpitäjäksi ja ne ovat kuivuneita kuumia aavikoita.
Heinäkuussa 2021 Jupiterilla on 80 tunnettua kuuta [3] [4] – aurinkokunnan toiseksi suurin planeetta [113] Saturnuksen [114] jälkeen . Arvioiden mukaan satelliitteja voi olla ainakin sata [57] . Satelliiteille annetaan pääasiassa erilaisten myyttisten hahmojen nimiä, tavalla tai toisella, jotka liittyvät Zeus-Jupiteriin [115] . Satelliitit on jaettu kahteen suureen ryhmään - sisäiset (8 satelliittia, Galilean ja ei-Galilean sisäiset satelliitit) ja ulkoiset (71 satelliittia, myös jaettu kahteen ryhmään) - joten yhteensä saadaan 4 "lajiketta" [116] . Neljä suurinta satelliittia - Io , Europa , Ganymede ja Callisto - löysi vuonna 1610 Galileo Galilei [12] [117] [118] . Jupiterin satelliittien löytäminen oli ensimmäinen vakava faktaargumentti Kopernikaanisen heliosentrisen järjestelmän puolesta [116] [119] .
Suurin mielenkiinto on Eurooppa , jolla on maailmanmeri, jossa elämän läsnäolo ei ole poissuljettu. Erikoistutkimukset ovat osoittaneet, että valtameri ulottuu 90 km:n syvyyteen ja sen tilavuus ylittää Maan maailmanmeren [120] . Europan pinta on täynnä vikoja ja halkeamia, jotka ovat syntyneet satelliitin jääkuoressa [120] . On ehdotettu, että valtameri itse, ei satelliitin ydin, on Euroopan lämmönlähde. Jään alaisen valtameren olemassaolo oletetaan myös Callistossa ja Ganymedesessa [81] . Perustuen oletukseen, että happi olisi voinut tunkeutua jäätikön alaiseen valtamereen 1-2 miljardissa vuodessa, tiedemiehet olettavat teoriassa elämän olemassaolon satelliitissa [121] [122] . Europan valtamerten happipitoisuus riittää tukemaan paitsi yksisoluisten myös suurempien elämänmuotojen olemassaoloa [123] . Tämä satelliitti on elämän todennäköisyydellä toisella sijalla Enceladuksen jälkeen [124] .
Io on mielenkiintoinen voimakkaiden aktiivisten tulivuorten läsnäolon vuoksi; satelliitin pinta on täynnä vulkaanisen toiminnan tuotteita [125] [126] . Avaruusluotainten ottamat valokuvat osoittavat, että Ion pinta on kirkkaan keltainen ja siinä on ruskeita, punaisia ja tummankeltaisia laikkuja. Nämä täplät ovat peräisin Io :n tulivuorenpurkauksista , jotka koostuvat pääasiassa rikistä ja sen yhdisteistä; purkausten väri riippuu niiden lämpötilasta [126] .
Ganymede on ei vain Jupiterin, vaan yleensä aurinkokunnan suurin satelliitti kaikkien planeettojen satelliiteista [57] . Ganymede ja Callisto ovat lukuisten kraattereiden peitossa, Callistossa monet niistä ovat halkeamien ympäröimiä [57] .
Callistolla uskotaan myös olevan valtameri kuun pinnan alla ; tämän osoittaa epäsuorasti Calliston magneettikenttä, joka voi muodostua sähkövirtojen läsnäolosta suolaisessa vedessä satelliitin sisällä. Tämän hypoteesin puolesta puhuu myös se, että Calliston magneettikenttä vaihtelee riippuen sen orientaatiosta Jupiterin magneettikenttään, eli tämän satelliitin pinnan alla on erittäin johtavaa nestettä [127] [128] .
Kaikki suuret Jupiterin satelliitit pyörivät synkronisesti ja kohtaavat Jupiterin aina samalla puolella jättiläisplaneetan voimakkaiden vuorovesivoimien vaikutuksesta . Samaan aikaan Ganymedes, Europa ja Io ovat 4:2:1 kiertoradalla toistensa kanssa [26] [57] . Lisäksi Jupiterin satelliittien joukossa on kaava: mitä kauempana satelliitti on planeetalta, sitä pienempi sen tiheys (Io on 3,53 g/cm³, Euroopassa 2,99 g/cm³, Ganymede on 1,94 g/cm³, Callisto on 1,83 g/cm³) [129] . Se riippuu satelliitin veden määrästä: Iolla se on käytännössä poissa, Europassa - 8%, Ganymedes ja Callisto - jopa puolet niiden massasta [129] [130] .
Muut satelliitit ovat paljon pienempiä ja ovat epäsäännöllisen muotoisia jäisiä tai kivisiä kappaleita. Heidän joukossaan on niitä, jotka kääntyvät vastakkaiseen suuntaan. Jupiterin pienistä satelliiteista Amalthea kiinnostaa suuresti tutkijoita : sen sisällä oletetaan olevan tyhjiöjärjestelmä, joka syntyi kaukaisessa menneisyydessä tapahtuneen katastrofin seurauksena - meteoriittipommituksen, Amalthean seurauksena. hajosi osiin, jotka sitten yhdistyivät keskinäisen painovoiman vaikutuksesta, mutta eivät koskaan muodostuneet yhdeksi monoliittiseksi kappaleeksi [131] .
Metis ja Adrastea ovat Jupiteria lähimmät kuut, joiden halkaisija on noin 40 ja 20 km. Ne liikkuvat Jupiterin päärenkaan reunaa pitkin kiertoradalla, jonka säde on 128 tuhatta km, tehden vallankumouksen Jupiterin ympäri 7 tunnissa ja ollessaan Jupiterin nopeimpia satelliitteja [132] .
Jupiterin koko satelliittijärjestelmän halkaisija on 24 miljoonaa kilometriä [116] . Lisäksi oletetaan, että Jupiterilla oli aiemmin enemmän satelliitteja, mutta osa niistä putosi planeetalle sen voimakkaan painovoiman vaikutuksesta [117] .
Jupiterin satelliitit, joiden nimet päättyvät "e" -kirjaimeen - Karma , Sinop , Ananke , Pasiphe ja muut (katso Ananke ryhmä , Karme ryhmä , Pasiphe ryhmä ) - kiertävät planeettaa vastakkaiseen suuntaan ( retrogradinen liike ) ja tutkijoiden mukaan ei muodostunut yhdessä Jupiterin kanssa, mutta hän vangitsi heidät myöhemmin. Neptunuksen satelliitilla Tritonilla [133] on samanlainen ominaisuus .
Jotkut komeetat ovat Jupiterin väliaikaisia kuita . Näin ollen erityisesti Kushida-Muramatsu-komeetta oli Jupiterin satelliitti vuosina 1949-1962, jolloin se teki kaksi kierrosta planeetan ympäri [134] [135] [136] . Tämän kohteen lisäksi tunnetaan ainakin 4 jättimäisen planeetan väliaikaista kuuta [134] .
Jupiterilla on himmeät renkaat , jotka löydettiin Voyager 1 :n vuonna 1979 kulkeneen Jupiterin kautta [137] . Neuvostoliiton tähtitieteilijä Sergei Vsekhsvyatsky [69] [138] [139] oletti renkaiden olemassaolon jo vuonna 1960 : joidenkin komeettojen kiertoradan kaukaisten pisteiden tutkimuksen perusteella Vsekhsvjatski päätteli, että nämä komeetat saattoivat olla peräisin renkaasta. Jupiterista ja ehdotti, että rengas muodostui Jupiterin satelliittien vulkaanisen toiminnan seurauksena (Ion tulivuoret löydettiin kaksi vuosikymmentä myöhemmin) [140] :157 .
Renkaat ovat optisesti ohuita, niiden optinen paksuus on ~10 -6 ja hiukkasten albedo on vain 1,5 %. Niitä on kuitenkin edelleen mahdollista tarkkailla: lähellä 180 asteen vaihekulmissa ("valoa vasten" katsoen) renkaiden kirkkaus kasvaa noin 100-kertaiseksi, eikä Jupiterin pimeä yöpuoli jätä valoa. Sormuksia on yhteensä kolme: yksi pää, "hämähäkki" ja halo.
Päärengas ulottuu 122 500 - 129 230 kilometriä Jupiterin keskustasta. Sisällä päärengas siirtyy toroidiseksi haloksi, ja ulkopuolella se koskettaa hämähäkkikalvoa. Havaittu säteilyn eteenpäin sironta optisella alueella on ominaista mikronikokoisille pölyhiukkasille. Jupiterin läheisyydessä oleva pöly kuitenkin altistuu voimakkaille ei-gravitaatiohäiriöille, minkä vuoksi pölyhiukkasten elinikä on 10 3 ± 1 vuotta. Tämä tarkoittaa, että näillä pölyhiukkasilla on oltava lähde. Kaksi pientä päärenkaan sisällä olevaa satelliittia, Metis ja Adrastea , sopivat tällaisten lähteiden rooliin . Törmääessään meteoroidien kanssa ne synnyttävät parven mikropartikkeleita, jotka myöhemmin leviävät kiertoradalla Jupiterin ympärillä. Gossamer-renkaan havainnot paljastivat kaksi erillistä ainevyöhykettä, jotka olivat peräisin Theban ja Amalthean kiertoradalta . Näiden hihnojen rakenne muistuttaa eläinradan pölykompleksien rakennetta [37] .
Troijalaiset asteroidit ovat ryhmä asteroideja, jotka sijaitsevat Jupiterin Lagrange-pisteiden L 4 ja L 5 alueella . Asteroidit ovat 1:1 resonanssissa Jupiterin kanssa ja liikkuvat yhdessä Jupiterin kanssa kiertoradalla Auringon ympäri [141] . Samaan aikaan on olemassa perinne kutsua pisteen L 4 lähellä olevia esineitä kreikkalaisten sankareiden nimillä ja lähellä L 5 - troijalaisten nimiä. Kaikkiaan kesäkuuhun 2010 mennessä on löydetty 1583 tällaista kohdetta [142] .
Troijalaisten alkuperää selittää kaksi teoriaa. Ensimmäinen väittää, että ne syntyivät Jupiterin muodostumisen viimeisessä vaiheessa (kiihtyvää varianttia harkitaan). Aineen mukana otettiin kiinni planetosimaaleja , joilla myös tapahtui kertymistä, ja koska mekanismi oli tehokas, puolet niistä päätyi gravitaatioansaan. Tämän teorian puutteet ovat, että tällä tavalla syntyneiden esineiden määrä on neljä suuruusluokkaa suurempi kuin havaittu ja niillä on paljon suurempi kiertoradan kaltevuus [143] .
Toinen teoria on dynaaminen. 300-500 miljoonaa vuotta aurinkokunnan muodostumisen jälkeen Jupiter ja Saturnus läpäisivät 1:2 resonanssin. Tämä johti kiertoradan uudelleenjärjestelyyn: Neptunus, Pluto ja Saturnus lisäsivät kiertoradan sädettä ja Jupiter pieneni. Tämä vaikutti Kuiperin vyön painovoiman vakauteen , ja osa siinä asuneista asteroideista siirtyi Jupiterin kiertoradalle. Samaan aikaan kaikki alkuperäiset troijalaiset, jos niitä oli, tuhottiin [144] .
Troijalaisten tulevasta kohtalosta ei ole tietoa. Jupiterin ja Saturnuksen heikkojen resonanssien sarja saa ne liikkumaan kaoottisesti, mutta mikä tämä kaoottisen liikkeen voima tulee olemaan ja heitetäänkö ne pois nykyiseltä kiertoradalta, on vaikea sanoa. Lisäksi törmäykset keskenään vähentävät hitaasti mutta varmasti troijalaisten määrää. Joistakin fragmenteista voi tulla satelliitteja ja joistakin komeettoja [145] .
Heinäkuussa 1992 komeetta lähestyi Jupiteria . Se kulki noin 15 tuhannen kilometrin etäisyydellä pilvien ylärajasta, ja jättiläisplaneetan voimakas gravitaatiovaikutus repi sen ytimen 21 suureen osaan, joiden halkaisija oli jopa 2 km. Carolyn ja Eugene Shoemaker sekä amatööritähtitieteilijä David Levy löysivät tämän komeettojen parven Mount Palomarin observatoriossa . Vuonna 1994, seuraavan lähestymisen aikana Jupiteriin, kaikki komeetan palaset törmäsivät planeetan ilmakehään [2] valtavalla nopeudella - noin 64 kilometriä sekunnissa. Tämä suurenmoinen kosminen kataklysmi havaittiin sekä maasta että avaruusvälineiden avulla, erityisesti Hubble -avaruusteleskoopin , IUE-satelliitin ja Galileon planeettojen välisen avaruusaseman avulla . Ytimen putoamiseen liittyi säteilypurkauksia laajalla spektrialueella, kaasupäästöjen ja pitkäikäisten pyörteiden muodostumista, Jupiterin säteilyvyöhykkeiden muutosta ja revontulien ilmaantumista sekä valon kirkkauden heikkenemistä. Ion plasmatorus äärimmäisellä ultraviolettialueella [147] .
19. heinäkuuta 2009 edellä mainittu amatööritähtitieteilijä Anthony Wesley löysi tumman pisteen lähellä Jupiterin etelänapaa. Tämä havainto vahvistettiin myöhemmin Keckin observatoriossa Havaijilla [148] [149] . Saatujen tietojen analyysi osoitti, että todennäköisin Jupiterin ilmakehään pudonnut kappale oli kiviasteroidi [150] .
3. kesäkuuta 2010 kello 20.31 UTC , kaksi riippumatonta tarkkailijaa - Anthony Wesley ( eng. Anthony Wesley , Australia) ja Christopher Go ( eng. Christopher Go , Filippiinit) - kuvasivat salaman Jupiterin ilmakehän yläpuolella, mikä todennäköisimmin , on uuden, aiemmin tuntemattoman kappaleen putoaminen Jupiterille. Päivä tämän tapahtuman jälkeen Jupiterin ilmakehästä ei löytynyt uusia tummia pisteitä. Havaintoja tehtiin välittömästi Havaijin saarten suurimmilla instrumenteilla (Gemini, Keck ja IRTF) ja havaintoja suunnitellaan Hubble-avaruusteleskoopilla [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] . NASA julkaisi 16. kesäkuuta 2010 lehdistötiedotteen, jonka mukaan Hubble -avaruusteleskoopin 7. kesäkuuta 2010 ottamissa kuvissa (4 päivää taudinpurkauksen havaitsemisen jälkeen) ei näkynyt merkkejä putoamisesta Jupiterin yläilmakehässä [158] .
20. elokuuta 2010 kello 18.21.56 UTC, Jupiterin pilvipeitteen yläpuolella tapahtui purkaus, jonka Kumamoton prefektuurista kotoisin oleva japanilainen amatööritähtitieteilijä Masayuki Tachikawa havaitsi tekemässään videossa. Päivä tämän tapahtuman ilmoituksen jälkeen saatiin vahvistus riippumattomalta tarkkailijalta Aoki Kazuolta (Aoki Kazuo) - Tokiosta kotoisin oleva amatööritähtitieteilijä. Oletettavasti kyseessä voi olla asteroidin tai komeetan putoaminen jättimäisen planeetan ilmakehään [159] [160] [161] [162] [163] .
Amatööritähtitieteilijä Gerrit Kernbauer otti 17. maaliskuuta 2016 kuvia Jupiterin törmäyksestä avaruusobjektin (oletettavasti komeetan) kanssa 20 cm:n kaukoputkella. Tähtitieteilijöiden mukaan törmäyksen seurauksena tapahtui valtava energian vapautuminen, joka vastasi 12,5 megatonnia TNT:tä [164] .
13. syyskuuta 2021 amatööritähtitieteilijät tallensivat hetken, jolloin Jupiter törmäsi tuntemattomaan kohteeseen. Tarkkaillessaan sen satelliitin Io varjon kulkua planeetan pinnalla tarkkailijat näkivät kirkkaan salaman. Tähtitieteilijät Harald Paleske Saksasta, brasilialainen José Luis Pereira ja ranskalainen J.P. Arnould onnistuivat ottamaan kuvia. Tuntematon kohde voi olla noin sadan metrin kokoinen asteroidi tai pieni komeetan ydin [165] .
Mesopotamialaisessa kulttuurissa planeettaa kutsuttiin Mulu-babbar [166] / Mulubabar [167] ( Shum . MUL 2 .BABBAR , Akkad. kakkabu peṣû ), eli "valkoinen tähti" [166] . Babylonialaiset kehittivät ensin teorian selittääkseen Jupiterin näennäisen liikkeen [168] ja liittivät planeetan Mardukin jumalaan [169] . On viittauksia nimeen Bel [170] .
Kreikkalaiset kutsuivat sitä Φαέθων [171] ( Phaeton ) - "hohtava, säteilevä" [172] , samoin kuin Διὸς ὁ ἀστήρ - " Zeuksen tähti " [173] [174] [175] .
Gigin (kääntäjä AI Ruban) kutsuu sitä Jupiterin ja Fainonin tähdeksi [176] . Roomalaiset nimesivät tämän planeetan jumalansa Jupiterin mukaan [12] .
Kiinalaiset tähtitieteilijät antoivat yksityiskohtaisen kuvauksen Jupiterin 12 vuoden liikkeen syklistä , joka kutsui planeettaa Sui-xingiksi ("Vuoden tähti") [177] .
Inkat kutsuivat Jupiter Quechua Pirwaksi - "lato, varasto" [178] , mikä saattaa viitata inkojen havainnoimaan Galilean satelliitteja (vrt. Quechua Qullqa " Pleiades ", l. "varasto").
1600-luvun alussa Galileo Galilei tutki Jupiteria keksimällään kaukoputkella ja löysi planeetan neljä suurinta satelliittia. Giovanni Cassini havaitsi 1660-luvulla täpliä ja raitoja jättiläisen "pinnalla". Vuonna 1671 tanskalainen tähtitieteilijä Ole Römer havaitsi Jupiterin kuuiden pimennyksiä tarkkaillessaan, että satelliittien todellinen sijainti ei vastannut laskettuja parametreja ja poikkeaman suuruus riippui etäisyydestä Maahan. Näiden havaintojen perusteella Römer päätteli, että valon nopeus oli äärellinen ja vahvisti sen arvoksi 215 000 km/s [179] (nykyinen arvo on 299 792,458 km/s) [180] .
1900-luvun toiselta puoliskolta lähtien Jupiterin tutkimuksia on suoritettu aktiivisesti sekä maassa sijaitsevien teleskooppien (mukaan lukien radioteleskoopit) [181] [182] että avaruusalusten - Hubble-teleskoopin ja useiden koettimista [12] [183] .
Avaruusalus " Pioneer-10 ", 20. joulukuuta 1971
Voyager 1 -avaruusalus, 1. syyskuuta 1979
Avaruusalus " Galileo ", 3. elokuuta 1989
Avaruusalus " Ulysses ", laukaisu - 6. lokakuuta 1990
Avaruusalus Cassini , 18. joulukuuta 1997
KA " New Horizons ", 4. marraskuuta 2005
Jupiteria on tutkittu yksinomaan Yhdysvaltain NASAn avaruusaluksilla . 1980-luvun lopulla - 1990-luvun alussa. Neuvostoliiton AMS:n " Tsiolkovsky " -projekti kehitettiin auringon ja Jupiterin tutkimukseen, suunniteltu laukaisuksi 1990-luvulla, mutta sitä ei toteutettu Neuvostoliiton romahtamisen vuoksi .
Vuonna 1973 Pioneer-10 ja 1974 Pioneer-11 ohittivat Jupiterin [ 12] 132 000 km:n ja 43 000 km:n etäisyydellä (pilvistä). Laitteet lähettivät useita satoja kuvia (matala resoluutio) planeettasta ja Galilean satelliiteista, mittasivat ensimmäistä kertaa Jupiterin magneettikentän ja magnetosfäärin pääparametrit, ja Jupiterin kuun Ion massaa ja mittoja tarkennettiin [12] [81] . Myös Pioneer-10-avaruusaluksen Jupiterin ohi lennon aikana siihen asennettujen laitteiden avulla havaittiin, että Jupiterin avaruuteen säteilemän energian määrä ylittää sen energian määrän, jonka se saa Auringosta [12 ] .
Vuonna 1979 Voyagers [54] lensi Jupiterin ohi (207 000 km:n ja 570 000 km:n etäisyydellä). Ensimmäistä kertaa planeettasta ja sen satelliiteista saatiin korkearesoluutioisia kuvia (yhteensä noin 33 tuhatta valokuvaa lähetettiin), Jupiterin renkaat löydettiin ; laitteet välittivät myös suuren määrän muuta arvokasta tietoa, mukaan lukien tietoa ilmakehän kemiallisesta koostumuksesta, tietoja magnetosfääristä jne. [81] ; sai myös ("Voyager-1") tietoja yläilmakehän lämpötilasta [184] .
Vuonna 1992 Ulysses ohitti planeetan 900 tuhannen kilometrin etäisyydeltä. Laite suoritti mittauksia Jupiterin magnetosfääristä ("Ulysses" on suunniteltu tutkimaan aurinkoa, eikä siinä ole kameroita).
Vuodesta 1995 vuoteen 2003 Galileo oli Jupiterin kiertoradalla [12] [34] . Tämän tehtävän avulla saatiin paljon uutta tietoa. Erityisesti laskeutumisajoneuvo tutki ensimmäistä kertaa kaasuplaneetan ilmakehää sisältäpäin. Monet korkearesoluutioiset kuvat ja muista mittauksista saadut tiedot mahdollistivat Jupiterin ilmakehän prosessien dynamiikan yksityiskohtaisen tutkimisen sekä uusien löytöjen tekemisen sen satelliiteista. Vuonna 1994 Galileon avulla tutkijat pystyivät tarkkailemaan Shoemaker-Levy 9 -komeetan osien putoamista Jupiteriin [125] . Vaikka Galileon pääantenni ei avautunut (jonka seurauksena datavirta oli vain 1 % potentiaalista), kaikki operaation päätavoitteet saavutettiin.
Vuonna 2000 Cassini lensi Jupiterin ohi . Hän otti planeettasta sarjan valokuvia ennätysresoluutiolla (suuren mittakaavan kuville) ja sai uutta tietoa Ion plasmatoruksesta . Cassini-kuvista koottiin tähän mennessä yksityiskohtaisimmat Jupiterin väri "kartat", joissa pienimpien yksityiskohtien koko on 120 km. Samaan aikaan löydettiin joitain käsittämättömiä ilmiöitä, kuten esimerkiksi salaperäinen tumma täplä Jupiterin pohjoisilla napa-alueilla, joka näkyy vain ultraviolettivalossa [185] . Löydettiin myös valtava vulkaanisen kaasun pilvi, joka ulottui Iosta avaruuteen noin 1 AU:n etäisyydellä. (150 miljoonaa km) [185] . Lisäksi perustettiin ainutlaatuinen koe planeetan magneettikentän mittaamiseksi samanaikaisesti kahdesta pisteestä (Cassini ja Galileo).
Koetin | Saapumispäivä | Etäisyys |
---|---|---|
Pioneer-10 | 3. joulukuuta 1973 | 130 000 km |
Pioneer-11 | 4. joulukuuta 1974 | 34 000 km |
Voyager 1 | 5. maaliskuuta 1979 | 349 000 km |
Voyager 2 | 9. heinäkuuta 1979 | 570 000 km |
Odysseus | 8. helmikuuta 1992 | 409 000 km |
4. helmikuuta 2004 | 120 000 000 km | |
Cassini | 30. joulukuuta 2000 | 10 000 000 km |
Uusia näköaloja | 28. helmikuuta 2007 | 2 304 535 km |
28. helmikuuta 2007 New Horizons -avaruusalus suoritti painovoima-avustuksen matkalla Plutolle Jupiterin läheisyydessä [12] [186] . Planeetta ja satelliitit valokuvattiin [187] [188] , 33 gigatavun dataa siirrettiin Maahan, saatiin uutta tietoa [183] [189] .
Elokuussa 2011 laukaistiin Juno -avaruusalus , joka saapui Jupiterin naparadalle heinäkuussa 2016 [190] ja jonka on tarkoitus suorittaa planeetan yksityiskohtaisia tutkimuksia [191] [192] . Tällainen kiertorata - ei planeetan päiväntasaajaa pitkin, vaan napalta napaan - mahdollistaa, kuten tutkijat ehdottavat, Jupiterin revontulien luonteen paremman tutkimuksen [192] .
Koska planeetan satelliiteilla - Europa , Ganymede ja Callisto - on mahdollisia maanalaisia nestemäisiä valtameriä, kiinnostus tämän ilmiön tutkimiseen on suuri. Taloudelliset ongelmat ja tekniset vaikeudet johtivat kuitenkin 2000-luvun alussa niiden ensimmäisten tutkimusprojektien – amerikkalaisen Europa Orbiterin – peruuttamiseen (jossa kryobotit laskeutuivat Eurooppaan työskentelemään jään pinnalle ja hydrobotin laukaisu. maanalaisessa valtameressä) ja Jupiter Icy Moons Orbiter sekä eurooppalainen Jovian Europa Orbiter .
NASA ja ESA suunnittelevat 2020-luvulle planeettojen välisen tehtävän tutkiakseen Galilean satelliitteja Europa Jupiter System Mission (EJSM). Helmikuussa 2009 ESA ilmoitti, että Jupiterin tutkimusprojekti on etusijalla toiseen projektiin verrattuna - Saturnuksen kuun Titanin tutkimiseen ( Titan Saturn System Mission ) [193] [194] [195] . EJSM-tehtävää ei kuitenkaan ole peruttu. Sen puitteissa NASA suunnittelee rakentavansa laitteen, joka on suunniteltu tutkimaan jättiläisplaneettaa ja sen satelliitteja Europa ja Io - Jupiter Europa Orbiter. ESA aikoo lähettää Jupiteriin toisen aseman tutkimaan satelliittejaan Ganymede ja Callisto - Jupiter Ganymede Orbiter. Molempien avaruusrobottien laukaisu suunniteltiin vuonna 2020, ja ne saavuttaisivat Jupiterin vuonna 2026 ja toimivat kolme vuotta [195] [196] . Molemmat ajoneuvot lanseerataan osana Europa Jupiter System Mission [197] . Lisäksi Japani voi osallistua EJSM-operaatioon Jupiter Magnetospheric Orbiterin (JMO) kanssa tutkiakseen Jupiterin magnetosfääriä. Lisäksi osana EJSM-tehtävää Venäjä ja ESA suunnittelevat toisen ajoneuvon ( Laplace - Europe P ) laskeutuvan Eurooppaan.
Toukokuussa 2012 ilmoitettiin, että ESA toteuttaa kattavan eurooppalais-venäläisen Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) -operaation tutkiakseen Jupiteria ja sen satelliitteja ehdotetun valtameren kanssa pinnan alla (Ganymede, Callisto, Europa) ja laukaisu vuonna 2022. ja saapuminen Jupiter-järjestelmään vuonna 2030, jolloin venäläinen avaruusalus laskeutuu Ganymedeen [198] [199] .
Etenkin Hubble-teleskoopin avulla saatiin ensimmäiset valokuvat Jupiterin ultraviolettialueen revontuhoista [200] , otettiin valokuvia Shoemaker-Levy 9 -komeetan jätteen törmäyksestä planeetan kanssa ( katso myös yllä ), tehtiin havaintoja Jupiterian pyörteistä [201] , useita muita tutkimuksia on tehty.
Jupiteria kutsutaan "amatöörien planeettaksi", koska pienelläkin kaukoputkella siitä voidaan erottaa melko paljon yksityiskohtia [202] . Näin ollen 80 mm:n kaukoputkella (suotuisissa ilmasto-olosuhteissa) tarkasteltaessa voidaan erottaa useita yksityiskohtia: epätasaisia rajoja, pitkulaisia leveyssuunnassa, tummia ja vaaleita täpliä [203] . Teleskooppi, jonka aukko on 150 mm , näyttää suuren punaisen pisteen ja yksityiskohdat Jupiterin vyöstä. Pieni punainen täplä näkyy kaukoputkessa 250 mm :n etäisyydeltä CCD-kameralla . Planeetta tekee yhden täydellisen kierroksen 9 tunnin 50 minuutin (planeetan päiväntasaajalla) ja 9 tunnin 55,5 minuutin (navoilla) välisenä aikana. Tämän pyörimisen ansiosta tarkkailija voi nähdä koko planeetan yhdessä yössä.
Teleskoopin läpi visuaalisesti tarkasteltaessa ei voi luottaa siihen, että Jupiter näkyy yhtä hyvin ja selvästi kuin alla olevassa valokuvassa. Tällaiset valokuvat saadaan suuren määrän kuvia tietokonekäsittelyllä. Amatööritähtitieteilijä voi suhteellisen helposti havaita seuraavat Jupiterin piirteet [202] :
Päiväntasaajan vyöhykkeiden rosoisia reunoja, suurta punaista täplää ja Jupiterin pyörimistä on vaikeampi havaita . Vaikeimpia havaita ovat seuraavat ominaisuudet [202] :
Myös amatööritähtitieteilijät voivat tarkkailla Jupiterin Galilean satelliitteja sekä niiden varjoja, kun ne kulkevat planeetan kiekon edestä. Itse satelliitteja on vaikea havaita kulkuhetkellä, koska niiden kontrasti Jupiterin pinnan kanssa on vähäistä. Helpoin havaita tässä paikassa on pimein satelliitti Callisto [202] .
Jupiterin ja Galilean satelliittien havainnointi kiikareilla , 22. kesäkuuta 2009
Amatöörikuva Jupiterista,
14. maaliskuuta 2004
Kuu, Venus ja Jupiter (ylhäällä vasemmalla). 1. joulukuuta 2008, Guangzhou, Kiina
Kirkkaana taivaankappaleena Jupiter kiinnitti tarkkailijoiden huomion antiikista lähtien ja siitä tuli näin ollen palvonnan kohde. Siihen liittyy esimerkiksi seemiläisen jumalan Gadan kultti , intialainen uskonnollinen juhla Kumbh Mela , kiinalainen jumaluus Tai Sui (katso myös Kolmen tähden vanhimmat ). Planeetta on kantanut nykyaikaista nimeään muinaisesta Roomasta lähtien, jonka asukkaat kutsuivat korkeinta jumalaansa sillä tavalla .
Jupiterilla on yksi astrologian avainrooleista , ja se symboloi voimaa, vaurautta ja onnea. Symboli on ♃ (U+2643 Unicodessa ). Astrologien käsityksen mukaan Jupiter on planeettojen kuningas [204] . Kiinalaisessa filosofiassa , viiden elementin opin puitteissa , planeettaa kutsutaan "puutähdeksi" [205] . Muinaiset turkkilaiset ja mongolit uskoivat tämän planeetan pystyvän vaikuttamaan luonnollisiin ja sosiaalisiin prosesseihin [206] .
Planeetta on myös laajalti esillä useissa nykyaikaisissa fiktioissa, kirjoissa, elokuvissa, sarjakuvissa ja muissa [207] [208]
Ja tämän alapuolella, lähempänä Maata, liikkuu Jupiterin tähti, jota kutsutaan nimellä Φαέθων, se ohittaa saman horoskoopin kahdestatoista tähtikuvioiden kehän kahdessatoista vuodessa ja muuttaa matkallaan liikettään samalla tavalla kuin eläinradan tähti. Saturnus.
PLANEETAT 42. 1. Meidän on vielä kerrottava viidestä tähdestä, joita monet kutsuvat "vaeltelemaan", kreikkalaiset - planeetoiksi. Yksi heistä on Jupiterin tähti, nimeltään Phynon. Pontoslaisen Heraklideen mukaan Prometheus loi ihmisiä aikaan, jolloin hän antoi hänelle ruumiillisen kauneuden, jota ei voi verrata muihin. Kun hän päätti piilottaa hänet eikä päästää irti, kuten kaikki muutkin, Cupid ilmoitti Jupiterille tästä. Sitten Fainoniin lähetetty Mercury vakuutti hänet tulemaan Jupiteriin ja saavuttamaan kuolemattomuuden. Siksi hänet sijoitettiin tähtien joukkoon.
Temaattiset sivustot | ||||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
|
Jupiter | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Ominaisuudet | |||||||
satelliitteja |
| ||||||
Tutkimus | |||||||
muu | |||||||
Katso myös Luokka: Jupiter aurinkokunta |
Jupiterin tutkimus avaruusaluksilla | |
---|---|
Lentoradalta |
|
kiertoradalta | |
Laskeutumisluotaimet | |
Tulevat tehtävät | |
Peruutetut tehtävät | |
Katso myös |
Jupiterin kuut | |||||
---|---|---|---|---|---|
Sisäiset satelliitit | |||||
Galilean satelliitit | |||||
Himalia ryhmä | |||||
Ananke ryhmä | |||||
Karme Group | |||||
Pasife Group |
| ||||
eristettyjä satelliitteja |
| ||||
Listaus ryhmissä kiertoradan puolipääakselin nousevassa järjestyksessä |
aurinkokunta | |
---|---|
Keskitähti ja planeetat _ | |
kääpiöplaneetat | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Sedna Orc Quaoar Ase-ase 2002 MS 4 |
Suuret satelliitit | |
Satelliitit / renkaat | Maa / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturnus / ∅ Uranus / ∅ Neptunus / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Orca quawara |
Ensimmäiset löydetyt asteroidit | |
Pienet ruumiit | |
keinotekoisia esineitä | |
Hypoteettiset esineet |
|