Jupiter ♃
Jupiter je piata planéta v poradí od Slnka, najväčšia a najhmotnejšia planéta našej slnečnej sústavy. Je pomenovaný po rímskom bohovi Jupiterovi. Symbolom planéty je štylizované znázornenie Jupiterovho božského blesku .
Jupiter má chemické zloženie podobné Slnku a ďalším hviezdam. Líši sa od nich najmä nízkou hmotnosťou, ktorá nestačí na vytvorenie podmienok pre termojadrové reakcie prebiehajúce vo všetkých hviezdach. Neexistuje presná definícia odlišujúca veľké hmotné planéty ako Jupiter od hnedých trpaslíkov, v každom prípade by Jupiter potreboval byť aspoň 80× hmotnejší, aby sa mohol stať hviezdou. Planéty podobné hmotnosťou, rozmermi a zložením Jupiteru sa nazývajú joviálne.
Jupiter je prvou planétou od Slnka, ktorá nemá pevný povrch. Jeho búrlivá atmosféra plynule prechádza do plášťa a vo väčších hĺbkach do horúceho jadra. Rotácia planéty spôsobila, že sa v jej atmosfére utvorili gigantické, farebne jasne odlíšené štruktúry nazývané pásy a zóny. Okrem nich možno už malým ďalekohľadom pozorovať na Jupiteri ďalšie búrkové štruktúry, napríklad známu Veľkú červenú škvrnu, ktorá je z nich najväčšia.
Jupiter sa okolo svojej osi otočí najrýchlejšie zo všetkých planét slnečnej sústavy (otočenie netrvá ani 10 hodín). Planéta má doteraz najväčšiu sústavu mesiacov. Zo 65 jeho doteraz objavených družíc sú najznámejšie 4 najväčšie, nazývané tiež Galileove mesiace, pretože prvý písomný záznam o ich pozorovaní urobil Galileo Galilei v roku 1610. Najväčší Galileiho mesiac, Ganymedes, je zároveň najväčším mesiacom v slnečnej sústave. Ďalšie známe mesiace sú Európa, ktorá je pokrytá ľadovou kôrou a Io, ktorý prejavuje mohutnú sopečnú aktivitu.
Jupiter je na oblohe dobre viditeľný voľným okom, a preto bol známy ľuďom už v staroveku. Vďaka svojej obežnej dobe okolo Slnka, ktorá trvá necelých 12 rokov, prechádza Jupiter každým znamením zvieratníka približne rok. Veľa údajov o Jupiteri nám poskytli kozmické sondy, ktoré okolo neho prelietali, najmä sonda Galileo, ktorá sa v rokoch 1995 – 2003 stala zatiaľ jeho jedinou umelou družicou.
Charakteristika
Jupiter je obrovská plynová guľa s 318-krát väčšou hmotnosťou ako je hmotnosť Zeme. Jeho objem by pohltil 1 319 Zemí. So svojou hmotnosťou 1,9x1027 kg[1] je 2,5-násobne hmotnejší ako všetky ostatné planéty slnečnej sústavy dohromady. Je tak hmotný, že sa hmotný stred sústavy Jupiter - Slnko nachádza nad slnečným povrchom (vo vzdialenosti 1,068 slnečného polomeru od stredu Slnka). Rovníkový priemer Jupitera je 142 984 km. Rýchla rotácia Jupitera spôsobuje vydúvanie rovníkových vrstiev až o 9 276 km oproti polárnym.
Už prvé spektroskopické pozorovania Jupitera ukázali, že je zložený najmä z molekulárneho vodíka (H2). Sonda Galileo zistila, že ho tvorí vodík a hélium, ktoré sú zmiešané v pomere 5:1.[3] Tieto dva základné prvky tvoriace Jupiter sú najhojnejšie sa vyskytujúcimi prvkami vo vesmíre. Chemické zloženie Jupitera sa veľmi podobá chemickému zloženiu Slnka s tým rozdielom, že Jupiter obsahuje percentuálne viac ťažkých prvkov. Vo veľkom množstve sa tu nachádzajú napríklad vzácne plyny, ako sú argón, kryptón a xenón.
Jupiter vydáva asi o 60 % viac tepelnej energie, ako prijíma zo slnečného žiarenia. Predpokladá sa, že táto energia pochádza z troch zdrojov: teplo z doby vzniku Jupitera; energia, uvoľňovaná pomalým zmršťovaním planéty a energia veľmi slabo prebiehajúcich termonukleárnych reakcií.
Vznik a vývoj planéty
Jupiter sa sformoval spolu s inými planétami pred 4,6 až 4,7 miliardami rokov. Základom bol prachoplynový disk okolo formujúceho sa Slnka, protoplanetárny disk, v ktorom pravdepodobne postupným zliepaním (akréciou) vznikli zhluky hmoty - planétezimály. Z nich sa ďalším spájaním utvorili väčšie telesá zvané protoplanéty. Podľa najpodrobnejších výpočtov sa rádovo desiatky kilometrov veľké planétezimály počas 100 000 rokov spojili do planetárnych embryí s hmotnosťou rádovo 1024 kg. Tieto zárodky už mali natoľko veľkú gravitáciu, že začali priťahovať ľahké prvky, predovšetkým vodík, čím rýchlo rástol objem a hmotnosť budúceho Jupitera. Jeho rozsiahla plynná obálka zabrzdila ďalšie prelietajúce telesá, ktoré padali na jeho povrch a tým prudko zvyšovali jeho hmotnosť. Za 4 milióny rokov by mal Jupiter týmto spôsobom dosiahnuť hmotnosť rovnajúcu sa 21 hmotnostiam Zeme a jeho vznik bol dokončený ďalšou bleskovou akréciou materiálu.
Vyššie uvedená teória má však niekoľko nedostatkov. R. Durisen a iní poukázali na to, že Jupiter a Saturn sa nemohli utvoriť kondenzáciou hmoty na kamenné jadrá, pretože tento proces by musel trvať tak dlho, že zárodočný plyn slnečnej sústavy by sa za ten čas už rozptýlil do medzihviezdneho priestoru. Problém so vznikom joviálnych planét možno by sa dal obísť štúdiou, ktorá odmieta vznik joviálnych planét akréciou plynného materiálu na kamenné jadrá, ale vysvetľuje ich vznik ako produkt niekoľkých gravitačných kolapsov. Autorom tejto teórie je Alan Boss z Carnegie Institution of Washington. Podľa tejto teórie sa Jupiter sformoval z kozmologického hľadiska "bleskovo", len za 300 rokov.
Atmosféra
Priame informácie o chemickom zložení Jupiterovej atmosféry vedcom poskytlo zostupové puzdro sondy Galileo, tzv. Galileo JEP (Jupiter Entry Probe). Táto malá sonda v tvare kužeľa s najväčším priemerom 1,25 m sa od svojej materskej sondy oddelila 13. júla 1995. 7. decembra toho istého roku potom vstúpila do atmosféry, kde zostúpila do hĺbky asi 130, kým ju nezničila okolitá teplota a tlak.[11] Kompletné vyhodnotenie údajov získaných týmto atmosférickým puzdrom sondy trvalo niekoľko rokov.
Atmosféra Jupitera sa skladá z približne 86 % vodíka a 14 % hélia (podľa počtu atómov, podľa hmotnosti ide o percentuálny pomer približne 75/24; s 1 % hmotnosti pripisovaným iným zložkám – vnútro obsahuje hustejšie materiály, kde sa percentuálny pomer mení na približne 71/24/5). Obsahuje tiež stopové množstvo metánu, vodných pár, amoniaku a „kamenia“. Nachádzajú sa tu tiež nepatrné množstvá uhlíka, etánu, sírovodíka, neónu, kyslíka, fosfínu a síry. Prekvapivo malé množstvo kyslíka, ktoré zistila sonda Galileo JEP sa vysvetľuje tým, že sonda vstúpila do oblasti jednej z tzv. horúcich škvŕn, v ktorých väčšina vody (hlavná zlúčenina viažúca na Jupiteri kyslík) skondenzovala už v oveľa hlbších oblastiach. Oblaky v okolí týchto horúcich škvŕn obsahujú až 100-krát viac vody, ktorá obsahuje "chýbajúci" kyslík. Najvrchnejšie vrstvy atmosféry obsahujú kryštály zmrznutého amoniaku.
Vodík a hélium sú bezfarebné plyny, na sfarbení atmosféry sa preto podieľajú jej prímesi. Viditeľný povrch Jupitera, čiže horná vrstva oblačnosti, má charakteristický vzhľad. Už menším ďalekohľadom možno pozorovať, že sa na ňom striedajú svetlejšie a tmavšie pásy. Svetlejšie pásy sú prejavom väčšej oblačnosti a vertikálneho prúdenia, tmavé pásy sú miesta s menšou alebo chýbajúcou oblačnosťou. Pásová štruktúra sa utvorila pravdepodobne hlavne v dôsledku Jupiterovej rýchlej rotácie a vnútornej energie. Smerom k pólom planéty sa pásová štruktúra postupne stráca. Okrem toho sa v Jupiterovej atmosfére vyskytuje mnoho oválnych útvarov, z ktorých najznámejšia a najstabilnejšia je Veľká červená škvrna. Svojimi rozmermi presahuje Zem, pričom jej veľkosť, tvar aj farba sa v priebehu času menia. Vo vrcholcoch mrakov dochádza aj k početným elektrickým výbojom, ktoré zaznamenala aj sonda Galileo JEP.
Jednotlivé pásy Jupiterovej atmosféry rotujú rôznou rýchlosťou; tento efekt bol poprvýkrát pozorovaný Cassinim (1690). Rotácia Jupiterovej polárnej atmosféry je o 5 minút dlhšia ako rotácia jeho rovníkovej atmosféry. Navyše sa pásy mrakov rôznej šírky pohybujú proti sebe v smere stálych vetrov. Na hraniciach týchto konfliktných prúdov vznikajú búrky a turbulencie. Rýchlosť vetra podľa údajov sondy Galileo dosahuje až 650 km/h a vetry vyvolávajú aj kolísania teploty vo vrchnej Jupitrovej atmosfére. Pôvod vetrov, na rozdiel odpozemských, sa nepripisuje ohrievaniu atmosféry Slnkom, ale vnútornému teplu planéty.
Prstence
Jupiter má (podobne ako Saturn, Urán a Neptún) sústavu prstencov. Na rozdiel od známych prstencov Saturna, Jupiterove prstence sú zo Zeme pozorované len veľmi obtiažne. Preto ich objavila až sonda Voyager 1 a nezávisle na nej observatórium na Mauna Kea v roku 1979.
Prstence sú hrubé asi 30 km, široké len 8 000 km a ležia vo vzdialenosti asi 1,8 polomeru planéty od jej stredu. Hustota hmoty v Jupiterovych prstencoch je veľmi nízka a jasnosť dosahuje len 12 magnitúd. Tvorené sú drobnučkými časticami s priemerom rádovo mikróny. Častice sú pravdepodobne dopĺňané z vnútorných mesiacov, z ktorých ich vymršťujú nárazy mikrometeoritov. Smerom od planéty jasnosť prstencov klesá veľmi rýchlo, smerom dovnútra pomalšie. Vnútorný halový prstenec siaha až k oblačnej prikrývke planéty. Sondy zistili i pomerne vysoký počet častíc v priestore nad prstencami, a tiež pod nimi. Je možné, že pri vytváraní prstencov sa uplatňuje i žiarenie z radiačných pásov a magnetické pole planéty.
Mesiace
Jupiter bolo prvé teleso okrem Zeme, u ktorého boli objavené prirodzené družice. Objavili ich v roku 1610 Galileo Galilei a nezávisle na ňom pravdepodobne aj Simon Marius. Tieto prvé štyri objavené mesiace sú zároveň najväčšími Jupiterovými mesiacmi: Io, Európu, Ganymedes a Kallisto (dnes známe ako Galileove mesiace). Pri pozorovaní ich pohybu bolo zrejmé, že neobiehajú Zem. Táto skutočnosť bola hlavným bodom obhajoby Kopernikovej heliocentrickej teórie o pohybe planét; Galileiho vyhlásenie podpory Koperníkovej teórie ho dostalo do problémov s inkvizíciou. Neskôr pribudli objavy ďalších mesiacov. Niektoré z nich objavili prelietajúce sondy, ďalšie sa podarilo objaviť na fotografických snímkach zo Zeme (piaty najväčší Jupiterov mesiac Amaltheu dokonca priamym pozorovaním). V roku 2011 bolo známych 65 mesiacov Jupitera ale je možné, že toto číslo ešte nie je konečné. Iba Galileiho mesiace majú guľatý tvar. Spolu so štyrmi malými vnútornými mesiacmi majú ich dráhy sklony blízke nule. Ostatné mesiace sú nepravidelného tvaru podobného tvaru asteroidov, ich dráhy mávajú väčšinou veľký sklon k Jupiterovmu rovníku a najvzdialenejšie z nich obiehajú v protismere rotácie planéty (v retrográdnom smere).
Ganymedes je najväčším Jupiterovym mesiacom a zároveň aj najväčším mesiacom v slnečnej sústave. So svojím priemerom 5 262 kilometrov je väčší ako planéty Merkúr alebo trpasličia planéta Pluto. Jeho jadro z tvrdých hornín pokrýva hrubá vrstva ľadu a hornín. Zábery sond ukázali, že na jeho povrchu sú rozsiahle svetlé a tmavé plochy a impaktné krátery. O niečo menší Kallisto, tretí najväčší mesiac slnečnej sústavy, je taktiež pokrytý mnohými krátermi. Oba mesiace majú napriek svojim hmotnostiam iba veľmi riedke atmosféry. Najsvetlejším satelitom Jupitera je Európa. Jej 100 km hrubý ľadový obal pokrytý množstvom brázd mimoriadne dobre odráža slnečný svit. Pod vrchnou vrstvou ľadu sa pravdepodobne nachádza tekutý oceán vody. Mesiac Io je jedno z nemnohých telies v slnečnej sústave, ktoré má aktívne vulkány. Tento mesiac prejavuje najväčšiu sopečnú aktivitu zo všetkých známych telies v slnečnej sústave. Sopky však nevyvrhujú roztavené horniny, ako je to na Zemi, ale roztavenú síru. To objasňuje i čierno-červenožlté zafarbenie mesiaca. Vyvrhovaná ionizovaná síra vytvára okolo Jupitera tzv. plazmový torus. V ňom sa uzatvára časť Birkelandových prúdov tečúcich pozdĺž magnetických siločiar planéty a spätne ohrieva mesiac Io. Vulkanická činnosť na mesiaci Io je spôsobená kombinovaným ohrevom gravitačnými slapovými silami materskej planéty a elektromagnetickým ohrevom Birkelandovými prúdmi.
V rokoch 1999-2003 bolo 3,6 metrovým ďalekohľadom na Havajských ostrovoch (CCD 12000×12000 pixelov, David Jewitt ad.) objavených niekoľko desiatok nových mesiacov. Ide o kilometrové skaliská.
Zdroj : wikipedia, google