Júpiter és un dels cinc planetes del sistema solar que es poden veure al cel nocturn sense cap instrument òptic. Encara no tenint ni idea de la seva mida, els antics astrònoms la van anomenar la deïtat romana suprema.
Coneix Júpiter
L'òrbita de Júpiter es troba a 778 milions de km del Sol. Un any allà dura 11,86 anys terrestres. El planeta fa una rotació completa al voltant del seu eix en només 9 hores i 55 minuts, i la velocitat de rotació és diferent a diferents latituds, i l'eix és gairebé perpendicular al pla orbital, per la qual cosa no s'observen canvis estacionals.
La temperatura de la superfície de Júpiter és de 133 graus centígrads (140 K). El radi és superior a 11, i la massa és 317 vegades el radi i la massa del nostre planeta. La densitat (1,3 g/cm3) és proporcional a la densitat del Sol i molt menys que la densitat de la Terra. La força de gravetat a Júpiter és 2,54 vegades i el camp magnètic és 12 vegades més gran que els paràmetres terrestres similars. La temperatura durant el dia a Júpiter no és diferent de la nit. Això es deu a una distància important del Sol i als poderosos processos que tenen lloc a les entranyes del planeta.
EruLa investigació òptica del cinquè planeta va ser descoberta l'any 1610 per G. Galileo. Va ser ell qui va descobrir els quatre satèl·lits més massius de Júpiter. Fins ara, se sap que 67 cossos còsmics formen part del sistema planetari del gegant.
Historial de recerca
Fins a la dècada de 1970, el planeta s'estudiava mitjançant mitjans terrestres i després orbitals en les bandes òptica, de ràdio i gamma. La temperatura de Júpiter va ser estimada per primera vegada l'any 1923 per un grup de científics de l'Observatori Lowell (Flagstaff, EUA). Utilitzant termoparells de buit, els investigadors van trobar que el planeta és "definitivament un cos fred". Les observacions fotoelèctriques de l'ocultació d'estrelles de Júpiter i l'anàlisi espectroscòpica van permetre treure una conclusió sobre la composició de la seva atmosfera.
Els vols posteriors de vehicles interplanetaris van perfeccionar i ampliar significativament la informació acumulada. Missions no tripulades "Pioneer-10; 11" el 1973-1974. per primera vegada van transmetre imatges del planeta des d'una distància propera (34 mil km), dades sobre l'estructura de l'atmosfera, la presència d'un cinturó magnètic i de radiació. Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) i New Horizons (2007) han fet mesures millorades de Júpiter i el seu sistema planetari, i Galileu (1995-2003) i Juno (2016) es van unir a les files de els satèl·lits artificials del gegant.
Estructura interna
El nucli del planeta amb un diàmetre d'uns 20 mil km, format peruna petita quantitat de roca i hidrogen metàl·lic, es troba sota una pressió de 30-100 milions d'atmosferes. La temperatura de Júpiter en aquesta zona és d'uns 30.000 ˚С. La massa del nucli és del 3 al 15% de la massa total del planeta. La generació d'energia tèrmica pel nucli de Júpiter s'explica pel mecanisme Kelvin-Helmholtz. L'essència del fenomen és que amb un refredament brusc de la capa exterior (la temperatura superficial del planeta Júpiter és de -140˚С), es produeix una caiguda de pressió que provoca compressió del cos i posterior escalfament del nucli.
La següent capa, de 30 a 50 mil km de profunditat, és una substància d'hidrogen metàl·lic i líquid barrejat amb heli. Amb la distància del nucli, la pressió en aquesta regió disminueix a 2 milions d'atmosferes, la temperatura de Júpiter baixa a 6000 ˚С.
L'estructura de l'atmosfera. Capes i composició
No hi ha cap límit clar entre la superfície del planeta i l'atmosfera. Per a la seva capa inferior, la troposfera, els científics van prendre una àrea condicional en què la pressió correspon a la de la terra. Més capes, a mesura que s'allunyaven de la "superfície", es van establir en l'ordre següent:
- Estratosfera (fins a 320 km).
- Termosfera (fins a 1000 km).
- Exosfera.
No hi ha una resposta única a la pregunta de quina temperatura hi ha a Júpiter. A l'atmosfera es produeixen processos de convecció violents, causats per la calor interna del planeta. El disc observat té una estructura de ratlles pronunciada. A les franges blanques (zones) les masses d'aire s'acumulen, a les fosques (cinturons) baixen,formant cicles convectius. A les capes superiors de la termosfera, la temperatura arriba als 1000 ˚С, i a mesura que s'aprofundeix i augmenta la pressió, baixa gradualment a valors negatius. Quan Júpiter arriba a la troposfera, la temperatura de Júpiter comença a augmentar de nou.
Les capes superiors de l'atmosfera són una barreja d'hidrogen (90%) i heli. La composició dels inferiors, on es produeix la principal formació de núvols, també inclou metà, amoníac, hidrosulfat d'amoni i aigua. L'anàlisi espectral mostra traces d'è, propà i acetilè, àcid cianhídric i monòxid de carboni, fòsfor i compostos de sofre.
Nivells de núvol
Els diferents colors dels núvols de Júpiter indiquen la presència de compostos químics complexos en la seva composició. Tres nivells són clarament visibles a l'estructura del núvol:
- Amunt - saturat de cristalls d'amoníac congelat.
- El contingut d'hidrosulfur d'amoni augmenta significativament de mitjana.
- Al fons: aigua gelada i possiblement petites gotes d'aigua.
Alguns models atmosfèrics desenvolupats per científics i investigadors no exclouen la presència d'una altra capa de núvols formada per amoníac líquid. La radiació ultraviolada del Sol i el poderós potencial energètic de Júpiter inicien el flux de nombrosos processos químics i físics a l'atmosfera del planeta.
Fenòmens atmosfèrics
Els límits de zones i cinturons de Júpiter es caracteritzen per vents forts (fins a 200 m/s). De l'equador als pols de la direccióels corrents s' alternen periòdicament. La velocitat del vent disminueix amb l'augment de la latitud i és pràcticament absent als pols. L'escala dels fenòmens atmosfèrics al planeta (tempestes, descàrregues de llamps, aurores boreals) és un ordre de magnitud més gran que a la Terra. La famosa Gran Taca Vermella no és més que una tempesta gegant, més gran que dos discos de la Terra a l'àrea. El punt es desplaça lentament d'un costat a l' altre. Més de cent anys d'observació, la seva mida aparent s'ha reduït a la meitat.
La missió Voyager també va trobar que els centres de les formacions de vòrtex atmosfèrics estan plens de llamps, les dimensions lineals dels quals superen els milers de quilòmetres.
Hi ha vida a Júpiter?
La pregunta causarà desconcert per a molts. Júpiter, un planeta la temperatura superficial del qual (així com l'existència de la mateixa superfície) té una interpretació ambigua, difícilment pot ser el "bressol de la ment". Però l'existència d'organismes biològics a l'atmosfera d'un gegant als anys 70 del segle passat, els científics no van excloure. El cas és que a les capes superiors, la pressió i la temperatura són molt favorables per a l'aparició i el curs de reaccions químiques amb amoníac o hidrocarburs. L'astrònom K. Sagan i l'astrofísic E. Salpeter (EUA), guiats per lleis físiques i químiques, van fer una suposició atrevida sobre les formes de vida, l'existència de les quals no s'exclou en aquestes condicions:
- Els ploms són microorganismes que es poden multiplicar ràpidament i en gran nombre, cosa que permet a les poblacions sobreviure en entorns canviants.condicions dels corrents convectius.
- Els flotadors són criatures gegants semblants a globus. Alliberant heli pesat, a la deriva a les capes superiors.
De totes maneres, ni Galileu ni Juno van trobar res d'aquest tipus.
