JUPITER (PLANET): EGENSKAPER, SAMMANSÄTTNING, OMLOPPSBANA, RÖRELSE, STRUKTUR - ARTE - 2025

Jupiter är den största av planeterna i solsystemet och en av de ljusaste på natthimlen under året, varför den är uppkallad efter kung av de romerska gudarna. I romersk mytologi är guden Jupiter den största av gudarna, vilket motsvarar guden Zeus i grekisk mytologi.

Jupiter är den femte planeten i solsystemet och observerar sin omloppsbana med avseende på solen och har minst 79 naturliga satelliter. Dess diameter är 11 gånger jordens diameter och efter solen är det det största och tyngsta objektet i solsystemet.

Bild 1. Bild av Jupiter taget av Hubble Space Telescope, i vilket de karakteristiska banden, den stora röda fläcken och den joviska auroraen kan observeras. (källa: NASA, ESA).

Mänskligheten har sett Jupiter sedan forntiden, men Galileo Galilei var den första som observerade planeten med ett teleskop och upptäckte fyra av dess huvudsatelliter 1610.

Galileo observerade de karakteristiska banden av Jupiter och de fyra galileiska satelliterna vars namn är Io, Europa, Ganymede och Callisto. Galileos fynd förändrade fullständigt uppfattningarna om jordens och mänsklighetens plats i universum, eftersom det var första gången som himmelkroppar observerades kring en annan stjärna som inte var vår planet.

Hans observationer stödde flera revolutionerande idéer för hans tid: den första var att jorden inte var universumets centrum och den andra, och inte minst, att utanför det fanns ”andra världar”, som Galileo kallade satelliterna för Jupiter.

Allmänna egenskaper hos Jupiter

Figur 2. Jorden, jämfört med Jupiter, passar löst på den stora röda fläcken. (Källa: NASA / JPL-CALTECH)

Storlek och massa

Jupiter är den femte planeten som tar hänsyn till omloppsradie med avseende på solen. Den fjärde planeten är Mars, men mellan dem finns en gräns: asteroidbältet.

Planeter med en bana mindre än asteroidbältet är steniga, medan de med en större bana är gas- eller isiga jättar. Jupiter är den första av dem och även den med den största volymen och massan.

Massan av Jupiter, motsvarande 300 jordmassor, är så stor att den är dubbelt så stor som summan av massan för de återstående planeterna i solsystemet. När det gäller dess volym är det motsvarande 1.300 jordar.

rörelser

Jupiter snurrar runt sin egen axel så snabbt att den gör en fullständig revolution på 9 timmar och 50 minuter. Detta är 2,4 gånger snabbare än hastigheten för jordens rotation och ingen planet i solsystemet överskrider den.

Dess omloppsperiod, det vill säga tiden det tar att göra en fullständig revolution kring solen, är 12 år.

Observation

Trots att den är fem gånger längre från solen än vår planet, gör dess stora storlek och karakteristiska moln perfekt att solljus reflekterar perfekt på dess yta, varför det är en av de ljusaste stjärnorna på natthimlen.

När det observeras med ett teleskop märks bara dess högsta moln, som har några stationära områden och andra i rörelse, och bildar ett mönster av band längs dess ekvatoriala linje.

De mörkaste banden kallas bälten och de ljusare områdena. De är relativt stabila, även om de gradvis ändrar form och färg och cirklar planeten i motsatta riktningar.

Vita moln är resultatet av uppdateringar som svalnar och bildar ammoniumkristaller. Sedan böjs dessa strömmar i sidled och sjunker ner igen, i de mörkare bälten.

Rödaktig, gul och brun färg

Mångfalden av rödaktiga, gulaktiga och bruna färger som ses på Jupiter är resultatet av de olika molekylerna som finns i joviska moln. Mellan band och bälten bildas gigantiska stormar och virvlar som kan ses som punkter eller som fläckar.

Dessa stormar är praktiskt taget permanenta, och bland dem sticker den stora röda fläcken ut, först observerades på 1600-talet av Robert Hooke, en anmärkningsvärd samtida fysiker och rival av Isaac Newton.

Den stora röda fläcken är minst 300 år gammal, men observationer tyder på att dess kolossala storlek, större än jorden, har minskat under de senaste decennierna.

När det gäller den joviska atmosfären är den ganska tjock. Dess djup är inte känt exakt, men det beräknas till hundratals kilometer.

Sammansättning

Den kemiska sammansättningen av atmosfären är mycket lik den för en stjärna: 80% väte, 17% helium och små andelar vattenånga, metan och ammoniak.

Atmosfäriskt tryck ökar med djupet, i sådan utsträckning att vätgas bildar ett vatten av flytande väte vid så högt tryck att det uppträder som en metall. Detta skulle vara den nedre gränsen för den joviska atmosfären.

Jupiters hav av metalliskt flytande väte är varmare än solytan, i storleksordningen 10.000 ° C, och ganska ljus.

Det är mycket troligt att Jupiter har en mycket tät kärna som består av tunga metallelement, men mer information krävs för att bekräfta detta påstående.

Sammanfattning av de fysiska egenskaperna hos Jupiter

-Mass: 1,9 × 10 ²⁷ kg

-Ekvatorradie: 71 492 km, motsvarande 11 gånger jordens radie.

- Polar radie: 66.854 km.

-Form: platta vid polerna med en faktor 0,065.

-Radio via omloppsbana: 7,78 × 10 ⁸ km, motsvarande 5,2 AU

- Lutning av rotationsaxeln : 3º12 med avseende på omloppsplanet.

-Temperatur: -130ºC (moln)

-Gravitet: 24,8 m / s ²

-Eget magnetfält: Ja, 428 μT vid ekvatorn.

-Atmosfär: tät atmosfär av väte och helium.

-Densitet: 1336 kg / m ³

-Satelliter: 79 kända.

-Ringar: Ja, svag och sammansatt av damm.

Jupiter struktur

Jupiters yttersta lager består av moln och är 50 km tjockt. Under detta molnskikt finns ett annat lager, huvudsakligen väte och helium, med en tjocklek av 20 000 km.

Övergången mellan gasfasen och vätskefasen är gradvis, eftersom trycket ökar med djupet.

Under detta vätskeskikt och som ett resultat av extremt tryck lossnar elektronerna av väte och heliumatomer från sina kärnor och blir fria elektroner som rör sig i ett hav av flytande metalliskt väte.

På ett djupare djup kan det finnas en solid kärna som är 1,5 gånger jordens diameter, men 30 gånger tyngre än vår planet. Och eftersom det är en planet som består av gas och vätska, på grund av dess enorma rotationshastighet, antar planeten en platt form på sina poler.

När och hur man observerar Jupiter

Jupiter ser ljusvit ut och är lätt synlig vid skymningen. För att inte förväxla med Venus, som också är väldigt ljus.

Teleskopvy av Jupiter

Vid första anblicken lyser Jupiter ljusare på natthimlen än Sirius, den ljusaste stjärnan, och är alltid nära någon zodiakonstellation, som kan variera beroende på år, i en miljö på 30 grader.

Bild 3. Nattvy av Jupiter och de fyra galileiska satelliterna med ett litet teleskop. Källa: @Asismet_IF.

Med bra kikare med fast montering eller ett litet teleskop framträder Jupiter som en vit skiva med släta band.

De fyra galileiska satelliterna är lätt synliga med ett litet teleskop: Ganymede, Io, Europa och Callisto. Satelliternas positioner varierar från en dag till en annan, och ibland ses bara tre, eftersom några av dem är bakom eller framför planeten.

Det finns flera mobilapplikationer som låter dig identifiera och söka efter planeter och stjärnor på himlen. Bland dem framstår Sky Maps som en av de första. På detta sätt ligger Jupiters position när som helst.

Bild 4. Jupiter och andra planeter på himlen sett med Sky Maps 02/20/20 kl. 23-14 från Caracas, Venezuela.

Översättning rörelse

Jupiters bana är elliptisk och har sitt fokus utanför solens centrum på grund av dess enorma massa. Det tar 11,86 år att resa med en hastighet på 13,07 km / s.

Nu hävdas det alltid att planeterna kretsar kring solens centrum, vilket är ganska exakt för nästan alla utom Jupiter.

Översättning av Jupiter. Källa: Todd K. Timberlake författare till Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Det beror på att Jupiter är så massiv att centrum för gyration, masscentrum eller masscentrum för Sun-Jupiter-systemet rör sig mot Jupiter, utanför solkroppen.

Enligt beräkningarna är tyngdpunkten för Sun-Jupiter-systemet 1,07 gånger solradien, det vill säga utanför solen.

Bild 5. Tyngdpunkten för Sun-Jupitersystemet ligger utanför solen. Jupiters omloppsbana är en ellips med en av dess fokuser i tyngdpunkten. (Källa: spaceplace.nasa.gov)

Perihelion är det kortaste avståndet mellan Jupiters bana och ellipsens fokus, som ligger i tyngdpunkten för Sun-Jupitersystemet. Dess värde är 816,62 miljoner kilometer.

Tvärtom, aphelionen är det största avståndet mellan fokus och bana, som för Jupiter är 740,52 miljoner kilometer.

Banaens excentricitet indikerar hur långt det är från cirkelformen. Jupiters omloppsbana har en excentricitet av 0,048775 och beräknas genom att dela avståndet från ellipsens centrum till fokus med längden på ellipsens halv-huvudaxel.

Rotationsrörelse

Den siderala rotationsperioden för Jupiter runt sin egen axel är 9 timmar 55 minuter och 27,3 sekunder. Rotationsaxeln har en lutning av 3,13 ° med avseende på rotationsaxeln.

För att vara så skrymmande har Jupiter den kortaste rotationsperioden för alla planeter i solsystemet.

Jupitersatelliter

Jätteplaneter kännetecknas av att ha ett stort antal satelliter eller månar. Hittills har 79 Jupiter-satelliter räknats, men de största och mest kända är de fyra satelliter som upptäcktes av Galileo Galilei 1610, som i ordningsföljd är:

-IO, det är ⅓ diametern på jorden

-Europa, med ¼ av jordens diameter

-Ganymede, ⅖ jordens diameter

-Callisto, strax under ⅖ delar av jordens diameter

Dessa fyra satelliter har tillsammans 99,99% av massan av alla joviska satelliter och ringar.

Mellan Jupiter och de galileiska satelliterna finns fyra små inre satelliter upptäckta relativt nyligen (1979).

Mot utsidan av de galileiska satelliterna finns gruppen av vanliga satelliter, totalt 10, plus gruppen av retrogradssatelliter, av vilka sextio är kända hittills (61).

För orbitalradie definieras fyra grupper av satelliter:

1. Inre satelliter (4) med banor mellan 128 000 till 222 000 km.
2. Galileiska satelliter (4) deras banor är mellan 422 000 km för Io till 1 883 000 km för Callisto. Tillsammans har de 99,99% av massan av alla joviska satelliter.
3. Vanliga satelliter (10) mellan 7 284 000 km till 18 928 000 km.
4. Retrograderade satelliter (61) från 17.582.000 km till 28.575.000 km.

Jupiter har också ringar. De är i en lägre bana än de galileiska satelliterna och mellan de inre satelliternas bana. Dessa ringar tros ha uppstått till följd av inverkan av någon inre satellit med en meteoroid.

Galileiska satelliter

Bild 6. Jupiter och de fyra galileiska satelliterna: Io, Europa, Ganymede och Callisto. (Källa: wikimedia commons).

De fyra galileiska satelliterna utgör en mycket intressant grupp, eftersom experter tror att de uppfyller villkoren för eventuell kolonisering i framtiden.

Io

Den har intensiv vulkanisk aktivitet, ytan förnyas permanent med smält lava som kommer från dess inre.

Ios värmeenergi kommer främst från den intensiva tidvattenkraften som produceras av Jupiters enorma tyngdkraft.

Europa

Det är den andra av de galileiska satelliterna i ordning för avstånd, men den sjätte av Jupitersatelliterna. Namnet kommer från grekisk mytologi, där Europa är älskaren av Zeus (Jupiter i romersk mytologi).

Den är bara något mindre än månen och har en solid skorpa med fryst vatten. Den har en inte särskilt tät atmosfär av syre och andra gaser. Dess jämnt striade yta är den jämnaste av stjärnorna i solsystemet, med bara några få kratrar.

Under Europas isskorpa tros det vara ett hav vars rörelse, drivet av tidvattenkrafter från jätten Jupiter, orsakar tektonisk aktivitet på den iskalla ytan av satelliten. På detta sätt visas sprickor och spår på dess släta yta.

Många experter tror att Europa har förutsättningarna för att vara värd för ett slags liv.

Ganymede

Det är den största satelliten i solsystemet, den har en stenig och ismantel med en järnkärna. Dess storlek är något större än planeten Merkurius, med nästan hälften av sin massa.

Det finns bevis för att ett hav av saltvatten kan existera under dess yta. ESA (Europeiska rymdorganisationen) har övervägt möjligheten att besöka den för år 2030.

Som vanligt i solsystemet är Ganymedes bana i resonans med banorna i Europa och Io: när Ganymede avslutar en revolution fullbordar Europa två, medan Io gör fyra fullständiga varv.

Bild 7. Orbital resonans av de galileiska satelliterna i Jupiter. (Källa: wikimedia commons)

Callisto

Det är den fjärde galileiska satelliten med en storlek som är praktiskt lika stor som kvicksilver, men med en tredjedel av sin vikt. Den har inte orbital resonans med de andra satelliterna, men den är i synkron rotation med Jupiter, som alltid visar samma ansikte mot planeten.

Ytan har många gamla kratrar och består huvudsakligen av sten och is. Det har antagligen ett inlandshav, minst 100 kilometer tjockt.

Det finns inga bevis på tektonisk aktivitet, så dess kratrar orsakades förmodligen av meteoritpåverkan. Atmosfären är tunn, sammansatt av molekylärt syre och koldioxid, med en ganska intensiv jonosfär.

Sammansättning

Jupiter har en tjock atmosfär bestående huvudsakligen av väte vid 87% följt av helium i storleksordningen 13%. Andra gaser som är närvarande i andelar mindre än 0,1% är vätesulfid, vattenånga och ammoniak.

Planetens moln innehåller ammoniakkristaller och deras rödaktiga färg kommer antagligen från molekyler som innehåller svavel eller fosfor. De lägre, icke synliga molnen innehåller ammoniumhydrosulfid.

På grund av förekomsten av åskväder i de djupare lagren är det mycket troligt att dessa lager innehåller moln som består av vattenånga.

Inre struktur

Inuti Jupiter finns väte och helium i flytande form på grund av de höga trycket som orsakas av dess enorma tyngdkraft och dess tjocka atmosfär.

På djup mer än 15 000 kilometer under vätskeytan är väteatomerna så komprimerade och deras kärnor så nära varandra att elektronerna lossnar från atomerna och passerar in i ledningsbandet och bildar flytande metalliskt väte.

Fysiska modeller antyder att djupare finns en stenig kärna som består av tunga atomer. Till en början uppskattade de en kärna med 7 jordmassor, men i nyare modeller betraktas en kärna med en massa mellan 14 och 18 jordmassor.

Det är viktigt att vara säker på om en sådan kärna finns, eftersom det beror på svaret att planetesimala bildningsteorin för planeter är sant.

I denna teori bildas planeter från kärnor av fasta partiklar, vilket ger upphov till tyngre fasta föremål av större storlek, som skulle fungera som kärnor i gravitationskondensation, som under miljoner år skulle bilda planeter.

Jupiters magnetosfär

På grund av Jupiters intensiva magnetfält har planeten en omfattande magnetosfär, i en sådan utsträckning att om den inte var osynlig skulle den ses på den jordiska himlen med en storlek som liknar månens.

Ingen planet i solsystemet överträffar Jupiter i magnetfältets intensitet och omfattning.

De laddade partiklarna från solvinden fångas i magnetfältlinjerna och roterar runt dem, men har en drift eller rörelse längs fältlinjerna.

När magnetlinjerna kommer ut från den ena polen och sammanfogas med den andra, får de laddade partiklarna kinetisk energi och koncentreras vid polerna, joniserar och spänner gaserna i Jupiters polära atmosfär, med den följaktligen utstrålningen av ljusstrålning.

Uppdrag till Jupiter

Sedan 1973 har Jupiter besökts av olika uppdrag från NASA, den amerikanska rymdbyrån som ansvarar för rymdutforskningsprogram.

Uppdrag som Pioneer 10 och 11, Galileo och Cassini har studerat Jupiters satelliter. Preliminära uppgifter tyder på att vissa av dem har gynnsamma livsvillkor och även för att etablera baser med människor.

Den nordamerikanska rymdbyrån NASA och den europeiska rymdbyrån ESA har bland sina planer nya uppdrag till Jupiter, främst för att studera Europa-satelliten mer detaljerat.

Pionjär

Pioneer 10 var den första rymdsonden som flyger över Jupiter i december 1973. Samma år, i april, lanserades Pioneer 11-sonden och nådde den joviska banan i december 1974.

På dessa uppdrag togs de första närbilderna av Jupiter och de galileiska satelliterna. Planetens magnetfält och strålningsbälten mättes också.

Voyager

Också sjösattes 1973 besökte Voyager 1 och Voyager 2 uppdragen igen planeten kung i solsystemet.

Uppgifterna som samlats in av dessa uppdrag gav extraordinär och hittills okänd information om planeten och dess satelliter. Till exempel upptäcktes Jupiters ringsystem först, och Io-satelliten var också känd för att ha intensiv vulkanisk aktivitet.

Galileo

Den lanserades 1995 för en sjuårsutforskning, men sonden hade allvarliga problem med huvudantennen. Trots detta kunde den skicka värdefull information om Jupiters satelliter.

Bild 9. Galileosonden runt Jupiter. Källa: Wikimedia Commons. jihemD / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/),

Uppdraget upptäckte hav under jord i Europa och gav mer information om de aktiva vulkanerna i Io.

Galileo slutade när undersökningssonden föll på Jupiter för att undvika kollision och därmed förorening av den iskalla ytan i Europa.

Cassini

I december 2000 erhöll det Saturnusbundna Cassini / Huygens-uppdraget data jämförbara i intresse med Voyager-uppdragen, men på grund av tekniska förbättringar var de av mycket bättre kvalitet.

Nya horisonter

På väg till Pluto besökte rymdsonden New Horizons planeten Jupiter 2007.

Juno

Det senaste av uppdragen till Jupiter är rymdsonden Juno, som gick in i omloppsbana med planeten den 5 juli 2016. Junos uppdrag är att studera den joviska atmosfären, liksom dess magnetosfär och aurororna.

Detta uppdrag förväntas tillhandahålla de data som är nödvändiga för att bestämma vilka kärnmodeller som är kompatibla med befintliga Jupiter-data, och därmed jämföra med de modeller som hävdar att en sådan kärna inte finns.

Roliga fakta om Jupiter

-Det är den största i diameter för de fyra jätteplaneterna: Jupiter, Saturn, Uranus och Neptun.

-I volymen som upptas av Jupiter passar 1300 jordstorlekar.

-Jupiter har en enorm massa, den är två och en halv gånger större än summan av massorna av de sju kvarvarande planeterna i solsystemet.

- Det tros att dess fasta kärna bildades bara en miljon år efter den ursprungliga skivan med gas och damm som gav upphov till solsystemet för 4,5 miljarder år sedan.

-Jupiter är planeten i solsystemet som har den kortaste dagen: dess rotationsperiod är bara 9 timmar och 55 minuter.

-Det är den mest radioaktiva planeten i solsystemet, förutom solskenet som reflekteras av dess atmosfär, bidrar den också med sin egen strålning, främst inom det infraröda området.

-Jupiter har solens största satellit: Ganymede, med en radie 1,5 gånger månens och 0,4 gånger jordens radie.

-80% av atmosfären består av väte, följt av helium, som bidrar med 17%. Resten är andra gaser som vattenånga, metan, ammoniak och etan.

-Jupiters moln består av ammoniumkristaller som bildar ett tunt lager cirka 50 km tjockt. Men helheten i dess atmosfär är i storleksordningen 20 000 km och är den tjockaste av alla planeter i solsystemet.

-Det är planeten som har den största och längsta kända anticykloniska virveln i solsystemet: The Great Red Spot. Med mer än 300 års existens är dess storlek större än två jorddiametrar.

-Den har en extremt tät kärna av järn, nickel och flytande metallväte.

-Det har ett intensivt magnetfält som kan producera permanenta auroror.

-Det är solplaneten med den högsta gravitationsaccelerationen, som uppskattas till 2,5 gånger jordens tyngdkraft vid kanten av dess atmosfär.

-Mycket nyligen genomförda undersökningar indikerar överflödet av vatten i ekvatorialzonen, baserat på analysen av data från rymdmissionen Juno. I en NASA-rapport av den 10 februari 2020 i tidskriften Nature Astronomy indikeras att 0,25% av planetens ekvatorialatmosfär består av vattenmolekyler.

referenser

1. Astrofysik och fysik. Återställd från: astrofisicayfisica.com
2. Seeds, M. 2011. Solsystemet. Sjunde upplagan. Cengage Learning.
3. Plats. Vårt solsystem är den största planeten. Återställd från: space.com
4. Wikipedia. Jupitersatelliter. Återställd från: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Jupiter (planet). Återställd från: es.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Jupiter (planet). Återställd från: en.wikipedia.org.