Јупитер

Из Википедије, слободне енциклопедије
Disambig.svg
Друга значења су пописана у чланку Јупитер (вишезначна одредница).
Јупитер Астрономски симбол Јупитера

Јупитер
Јупитер

Откриће
Датум открића у антици
Орбиталне карактеристике
Афел 816,5208[1] × 106 км
Перихел 740,5736 × 106 км
Велика полуоса 778.547.200 км
5,204267 АЈ[1] × 106 км
Екцентрицитет 0,048775
Сидерички период 4.332,589 дана
11,8618 ЈГ
10.475,8 Јупитерових соларних дана дана
Синодички период 398,88 дана дана
Средња орбитална брзина 13,07 км/сек
Максимална орбитална брзина 13,72 км/сек
Минимална орбитална брзина 12,44 км/сек
Средња аномалија 18,818°
Инклинација 1,305° ка еклиптици
6,09° ка Сунчевом екватору
Лонгитуда узлазног чвора 100,492°
Аргумент перицентра 275,066°
Сидерички период ротације 9,925 сати
Природни сателит 67 (закључно са 2012)
Физичке карактеристике
Средњи полупречник 69.911 ± 6 км
Екваторијални полупречник 71.492 ± 4 км
Поларни полупречник 66.854 ± 10 км
Елиптицитет 0,06487 ± 0,00015
Маса 189,86 × 1024 кг
Запремина 1.431,3 × 1010 км3
Густина 1,326 гр/цм3
Површинска гравитација 24,79 м/сек2
Прва космичка брзина 13,07 км/сек
Друга космичка брзина 59,5 км/сек
Нагиб осе 3,13°
Албедо 0,343 (Бонд)
0,52 (геом.)
Привидна магнитуда -1,6 до -2,94
Момент инерције 0,254
Удаљеност 628,76 × 106 км
Максимална удаљеност 968,1 × 106 км
Минимална удаљеност 588,5 × 106 км
Ректасцензија Северног пола 17h52m14s
Деклинација Северног пола 64,496°
Атмосфера
Атмосферски притисак на површини од 20 до 200 kРа
Састав ваздуха 89,8±2,0% водоник
10,2±2,0% хелијум
~0,3% метан
0,026%амонијак
~0,003% водоник деутерид
~0,0006% етан
~0,0004% вода

Јупитер (лат. Iuppiter; грч. Δίας) представља једну од 8 планета Сунчевог система[a] и уједно најмасивније небеско тело у целом Сунчевом систему после Сунца. Са масом од око 1,8986×1027 кг и до 2,5 пута је масивнији од преосталих 7 планета заједно, односно његова маса чини нешто више од хиљадитог дела масе Сунца, или 317,8 маса планете Земље.

Пета је планета по удаљености од Сунца и припада групацији планета познатих као гасовити џинови (у литератури познате и као Планете Јупитеровог типа или Јовијанске планете), заједно са Сатурном, Ураном и Нептуном. Од Сунца је удаљен у просеку око 5,20 АЈ, односно око 778.330.000 км.

Са вредностима привидне магнитуде од −1,6 to −2,94 четврто је најсјајније небеско тело гледано са површине земље (после Сунца, Месеца и Венере). Његово постојање утврдили су још древни астрономи античког периода, а име планете потиче од врховног староримског божанства Јупитера (старогрчки еквивалент је бог Зевс).

Као гасовити џин Јупитер је највећим делом изграђен од гасова и мањим делом од текућих елемената, са доминантим уделом водоника (H2) и хелијума (He). У знатнијој мери у структури планете се налазе и метан (CH4), амонијак (NH3), водоник деутерид (HD), етан (C2H6) и вода (H2O). Могуће је да има каменито језгро сачињено од тежих елемената који се налазе под великим притиском. Због гасовите грађе површина Јупитера није јасно дефинисана и на планете не постоје облици рељефа карактеристични за терестричке планете, а самим тим и густина планетарне масе је знатно мања у поређењу са истом групацијом планета. Тако је просечна густина Јупитера 1,326 гр/цм3, што је и до 4 пута мање у односу на густину Венере (5,243 гр/цм3) и Меркура (5,427 гр/цм3).

Због велике брзине ротације планета има елипсоидан облик и доста је спљоштена на половима, а испупчена на екватору. Разлика између екваторијалног (71.492±4 км) и поларног полупречника (66.854±10 км) је око 4.638 километара.

Јупитер је планета са најдебљим слојем атмосфере међу свим планетама Сунчевог система, и његова атмосфера се пружа у висине до преко 5.000 километара. Како планета нема чврсту подлогу доњом границом атмосфере се сматра тачка на којој атмосферски притисак има вредност од 10 бара (1МРа). Цела атмосфера је веома активна и турбулентна и карактеришу је веома јаки ветрови брзина и до 500 км/час. Најкарактеристичнија појава везана за атмосферу Јупитера је Велика црвена пега, гигантска олуја овалног облика чије постојање је утврђено још у XVII веку.

Попут Сатурна, и око Јупитера кружи читав систем планетарних честица које формирају планетарни прстен, а његово постојање утврдила је Насина сонда Војаџер 1 1979. године. Познато је и да Јупитер има веома јаку магнетосферу (од 0,42 до 1,4 mT) која је и до 14 пута снажнија у поређењу са магнетосфером Земље.

Јупитер има 67 природних сателита (закључно са 2012. годином), а већина њих има димензије мање од 10 км у полупречнику и откривени су у главном после 1975. године. Четири највећа и најсјајнија месеца, позната и као „Галилејеви сателити“ (Ио, Европа, Ганимед и Калисто) видљиви су са Земље путем обичних телескопа, а открио их је Галилео Галилеј 1610. године. Највећи од њих, Ганимед има пречник већи од Меркура.

Јупитер је у неколико наврата истраживан од стране роботизованих свемирских летелица, почев од сонде Пионир 10 која је још 1972. прелетела крај Јупитера и послала прве податке о његовој магнетосфери, па до мисија Нови хоризонти и Јунона.

Физичке карактеристике[уреди]

Упоредни приказ гасовитих џинова у поређењу са Сунцем: Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун

Јупитер је пета планета по удаљености од Сунца и једна од 4 планете из групације гасовитих џинова.[b] Са екваторијалним пречником од 142.984 километра,[2] највећа је то планета у Сунчевом систему, за више од 11 пута већа од планете Земље и десетоструко мања у поређењу са Сунцем. Са просечном густином материје од око 1,326 г/цм³ на другом је месту међу гасовитим џиновима, иако су те вредности знатно мање у поређењу са било којом од терестричких планета.[2]

Планета је у основи изграђена од гасова и текуће материје и на основу спектроспкопских анализа по свом хемијском саставу најсличнија је Сатурну.[3] Јупитерова атмосфера је у основи грађена од водоника (75%) и хелијума (24%), док је унутрашња структура за нијансу другачија са уделом водоника од око 71%. У ободним деловима атмосфере приметно је постојање и ледених кристала амонијака.[4][5] На основу мерења инфрацрвеног и ултраљубичастог дела спектра уочено је постојање трагова органских бензена и угљоводоника.[6]

Својства унутрашњости планете[уреди]

Мерења гравитационог поља указују на постојање значајне концентрације стеновитог и леденог материјала у Јупитеровој унутрашњости, вероватно језгра масе 10 до 15 пута веће од Земље. Притисак у унутрашњости Јупитера достиже више десетина милиона бара.

На могућем камено-леденом језгру наставља се дебели слој металног водоника. Наиме, при притиску од око 2 × 1011 Pa, водоник прелази у метално текуће стање. То је стање при ком су молекули водоника тако густо сложени да поједине атоме суседног молекула привлачи једнако као и атом партнер у истом молекулу. Последица тога је разбијање молекула. Поред тога догађа се да и електроне у љускама привлаче суседна језгра, па долази до јонизације (одвајања електрона од језгра). Водоник постаје врло проводљив (слично металима), па се зато ово стање зове метални течни водоник. Овај слој вероватно садржи и примесе хелијума и разног леда. Постојање металног водоника је доказано у лабораторијима на Земљи 1996. године.

На слој металног водоника се у благом прелазу наставља слој водоника и хелијума у молекуларном облику који из течног стања (дубљи слојеви) прелази у гасовито (ближе површини). Атмосфера коју видимо је само спољашњи део овог слоја. Овај слој садржи и мање количине воде, угљен-диоксида, метана и других једноставних једињења.

Јупитер је по саставу 90% водоник и 10% хелијум (по масеном уделу), са траговима воде, метана и амонијака. Тај састав приближно одговара и саставу првобитног облака од којег је и настао Сунчев систем.

Јупитерова унутрашњост је врло врућа, температуре у средишту су чак 20.000 K, па Јупитер 1,5 пута више енергије зрачи у свемир него што прима од Сунца. Равнотежна температура (она коју би имао да га греје само Сунце) за Јупитер износи 140 K, али је стварна температура његових спољних делова око 160 K. То се објашњава Келвин-Хелмхолцовим механизмом (потенцијална енергија гравитацоног поља сажимањем прелази у унутрашњу енергију). За опажену количину енергије би било довољно да се Јупитер сажме за 1 mm годишње.

Постоји неоправдано мишљење да Јупитеру недостаје само мало масе да би постао звезда. Иако велик, Јупитер је по димензијама врло далеко од звезда или мрких патуљака. Требала би му 80 пута већа маса да у његову средишту започну нуклеарне реакције.Temperatura 150c

Атмосфера[уреди]

Јупитерова атмосфера састоји се од густих слојева облака чија висина сеже до 1 000 километара. Слојеви облака деле се у три главне групе који се међусобно разликују по боји. На врху атмосфере се налазе црвени облаци чији састав је мешавина леда и воде. Кристали амонијум-хидросулфида чине беле и смеђе облаке који су у средишњем делу атмосфере. Дно атмосфере покривају плавичасти облаци који своју боју захваљују кристалима амонијаковог леда. Уопштено се може рећи да је атмосфера овога дива међу планетама Сунчевог система састављена од 75 % водоника и 23 % хелијуума. Остатак отпада на водену пару, метан, амонијак и сличне хемијске спојеве.

Најзанимљивији феномен везан за јупитерову атмосферу је такозвана Велика црвена пега. То је подручје елиптичног облика у јупитеровој атмосфери чија је величина отприлике 12.000 x 25.000 km. Велика црвена пега је у ствари велика олуја која траје већ вековима. Ветрови који дувају унутра саме олује могу премашити 600 km/h.

Није само подручје Велике црвене пеге активно у Јупитеровој атмосфери. Цела атмосфера је врло турбулентна и активна. Просечна брзина ветра у горњим слојевима Јупитерове атмосфере је 500 km/h.

Орбита[уреди]

Јупитер своју путању око Сунца обиђе за 11.87 година. Због елиптичности путање удаљеност између Јупитера и Сунца варира од 4,95 до 5,5 АЈ.

Ротација[уреди]

Један Јупитеров дан траје 9 сати и 50 минута. Због те брзе ротације на Јупитеру настају снажна вртложења и турбуленције у атмосфери. Периоди ротације се разликују од слоја до слоја због различитих атмосферских кретања.

Магнетосфера[уреди]

1955. године откривена је радио-емисија са Јупитера, што је упућивало на јако магнетно поље. Јако магнетно поље Јупитера последица је дебелог слоја металног водоника и брзе ротације. Магнетна оса је приклоњена за 11° према оси ротације.

У атмосфери, оно износи око 10−3 Т (4000 пута јаче од Земљиног). Јупитерово магнетно поље је око 100 пута веће од Земљиног. Протеже се неколико милиона километара у смеру Сунца и чак око 650 милиона km у супротном правцу, па досеже и до Сатурнове путање. Магнетно поље ствара јаке струје високо-енергетских честица које су 10 пута јаче од оних у Ван Аленовим појасима.

Оно обухвата и путање Јупитерових сателита, па се тиме делимично објашњава велика вулканска активност на Иоу. Између Јупитера и Иоа измерена је електрична струја јачине 5 милиона ампера (5 МА). Наелектрисане честице убрзане до врло великих брзина ударају у Иову површину и избијају атоме с површине. Избијени атоми чине Иов торус, велики прстенасти облак наелектрисаних честица око Иове путање.

Јупитерово магнетно поље узрокује и поларну светлост.

Јупитерови прстени[уреди]

Године 1979. летелица Војаџер је открила Јупитерове прстене. Прстени се углавном састоје од микрометарских честица прашине, а простиру се све до површине планета. Најближи Јупитеру је Хало прстен, широк око 20.000 km, који има облик торуса. На Хало се наставља 7.000 km широки главни прстен. Унутар главног прстена се налазе и Јупитерови сателити Метида и Адрастеја. Сматра се да су ова два сателита извор материјала (удари метеорита избацују крхотине у свемир) за главни појас, док су друга два мала унутрашња сателита - Амалтеа и Тебе - извори материјала за врло ретке Амалтеа Госамер (унутар Амалтеине путање) и Теба Госамер (између путања Амалтеје и Тебе) прстене који се настављају на главни прстен.

Јупитер и галилејски сателити

Природни сателити[уреди]

Vista-xmag.png За више информација погледајте чланак Јупитерови природни сателити

Према досадашњим сазнањима око Јупитера круже 67 природна сателита (месеца). Због великог броја природних сателита, постоји подела по следећим групама:

Ово раздвајање по групама направљено је по својствима небеских тела као и по својствима њихових орбита. На пример Галилејеви сателити су велики и налик су малим планетима, док су сателити из групе Ананке или из групе Амалтеа мала тела неправилног облика и астероидног порекла.

Историја истраживања[уреди]

Јупитер и Ганимед (доле лево) фото: Војаџер 1, извор: НАСА/ЈПЛ)

Због своје видљивости голом оку на ноћном небу Јупитер је био познат у античким временима. Године 1610. Галилео Галилеј помоћу телескопа открива четири природна сателита који су прозвани: Ио, Европа, Ганимед и Калисто. Ову групу приpодних сателита називамо галилејским сателитима. Са Земље је до сада послано 5 сонди, које су биле успешне у свом циљу.

Прва сонда која је успела стићи до Јупитера била је међупланетарна сонда Пионир 10. Послала је прве слике ниске резолуције. Пионир 10 је такође вратила и телеметријске податке о магнетосфери и атмосфери Јупитера.

Сонде из породице Војаџер (Војаџер 1 и Војаџер 2) својим прелетом покрај Јупитера опремљене бољим камерама и инструментима него сонде Пионир, послале су слике и телеметријске податке на Земљу 1979. године, што је придонело проширењу знања о Јупитеру, откривши следеће:

  • орбитално прстење које опасују планету сличне онима око Сатурна, али мање изражене
  • нове сателите које нису биле опажени пре, на пример групу сателита у породици Амалтеа који су у ниској орбити изнад Јупитера и који имају пречник мањи од 200 km.


Међупланетарне сонде
Држава Име сонде Датум лансирања Датум доласка Крај мисије
(за Јупитер)
Коментар
Сједињене Америчке Државе Пионир 10 3. март 1972. децембар 1973. Прелет покрај Јупитера. Прве слике, подаци о магнотосфери.
Сједињене Америчке Државе Пионир 11 6. април 1973. децембар 1974. Прелет покрај Јупитера, слике, подаци о магнотосфери.
Сједињене Америчке Државе Војаџер 1 5. септембар 1977 март 1979. Открио планетарне прстенове и нове сателите.
Сједињене Америчке Државе Војаџер 2 20. август 1977 јун 1979. Слике галилејских сателита и атмосфере.
Сједињене Америчке Државе Галилео Орбитер 18. октобар 1989. 7. децембра 1995. Спустио сонду на Јупитерову атмосферу. Велики број слика Јупитера и сателита.
Сједињене Америчке Државе
Flag of Europe    
Касини-Хајгенс 15. октобар 1997 30. децембар 2000. Прелет покрај Јупитера.
Сједињене Америчке Државе Нови хоризонти 19. јануар 2006. 28. фебруар 2007. Прелет покрај Јупитера на путу за Плутон.
Сједињене Америчке Државе Јунона (сонда) 5. август 2011. 3. август 2016. Циљ јој је 33 ротације око Јупитера.

Јупитер у романима и филмовима[уреди]

  • У филму Одисеја 2001 (1968) Стенли Кјубрика, Јупитер је средиште радње, док у наставку у филму Одисеја 2010 (1984) Јупитер се претвара у звезду уз помоћ фиктивне технологије која успева повећати густину језгре Јупитера.

Види још[уреди]

Напомене[уреди]

  1. ^ Плутон је откривен 1930. и сматран је једном од планета Сунчевог система (најмањим и најудаљенијим планетом). Након 2006. Плутон је означен као патуљаста планета.
  2. ^ Гасовити џин или планета Јупитеровог типа је врста планете која, за разлику од камених или терестричких планета, нема јасно дефинисану површину. Због тога није могуће на једноставан начин дефинисати обим, површину, запремину и површинску температуру, па се за обим узима онај који је видљив са Земље или се дефинише као обим планете на којој влада одређени атмосферски притисак (нпр. једнак оном на површини Земље).

Референце[уреди]

  1. ^ а б „Jupiter Fact Sheet“. NASA Приступљено 28. 11. 2012.. 
  2. ^ а б „Solar System Exploration: Jupiter: Facts & Figures“. NASA. May 7, 2008. 
  3. ^ Ingersoll, A. P.; Hammel, H. B.; Spilker, T. R.; Young, R. E. (June 1, 2005). „Outer Planets: The Ice Giants“ (PDF). Lunar & Planetary Institute Приступљено February 1, 2007. 
  4. ^ Gautier, D.; Conrath, B.; Flasar, M.; Hanel, R.; Kunde, V.; Chedin, A.; Scott N. (1981). „The helium abundance of Jupiter from Voyager“. Journal of Geophysical Research 86 (A10): 8713–8720. Bibcode 1981JGR....86.8713G. DOI:10.1029/JA086iA10p08713. 
  5. ^ Kunde, V. G. et al. (September 10, 2004). „Jupiter's Atmospheric Composition from the Cassini Thermal Infrared Spectroscopy Experiment“. Science 305 (5690): 1582–86. Bibcode 2004Sci...305.1582K. DOI:10.1126/science.1100240. PMID 15319491 Приступљено April 4, 2007. 
  6. ^ Kim, S. J.; Caldwell, J.; Rivolo, A. R.; Wagner, R. (1985). „Infrared Polar Brightening on Jupiter III. Spectrometry from the Voyager 1 IRIS Experiment“. Icarus 64 (2): 233–48. Bibcode 1985Icar...64..233K. DOI:10.1016/0019-1035(85)90201-5. 

Спољашње везе[уреди]