Caracteristicile, compoziția, orbita, mișcarea, structura lui Jupiter (planeta)

1421
Basil Manning

Jupiter Este cea mai mare dintre planetele din sistemul solar și una dintre cele mai strălucitoare pe cerul nopții de-a lungul anului, motiv pentru care este numită după regele zeilor romani. În mitologia romană, zeul Jupiter este cel mai mare dintre zei, echivalent cu zeul Zeus al mitologiei grecești. 

Observându-și orbita față de Soare, Jupiter este a cincea planetă din sistemul solar și are cel puțin 79 de sateliți naturali. Diametrul său este de 11 ori diametrul Pământului și după Soare, este cel mai mare și mai greu obiect din sistemul solar..

Figura 1. Imagine a lui Jupiter realizată de telescopul spațial Hubble, în care pot fi observate benzile caracteristice, marea pată roșie și aurora joviană. (sursa: NASA, ESA).

Omenirea l-a contemplat pe Jupiter din cele mai vechi timpuri, dar Galileo Galilei a fost primul care a observat planeta cu un telescop și a descoperit patru dintre sateliții săi principali în 1610..

Galileo a observat benzile caracteristice ale lui Jupiter și ale celor patru sateliți galileeni numiți Io, Europa, Ganimedes și Callisto. Descoperirile lui Galileo au schimbat complet concepțiile despre locul Pământului și umanității în Univers, deoarece a fost prima dată când corpurile cerești au fost observate rotindu-se în jurul unei alte stele care nu era planeta noastră..

Observațiile sale au susținut mai multe idei revoluționare pentru timpul său: prima a fost că Pământul nu era centrul universului și a doua, și nu mai puțin importantă, că în afara ei existau „alte lumi”, așa cum Galileo numea sateliții lui Jupiter. ..

Indice articol

  • 1 Caracteristicile generale ale lui Jupiter
    • 1.1 Mărime și masă
    • 1.2 Mișcări
    • 1.3 Observare
    • 1.4 Culoare roșiatică, galbenă și maronie
    • 1.5 Compoziție
    • 1.6 Rezumatul caracteristicilor fizice ale lui Jupiter
  • 2 Structura lui Jupiter
  • 3 Când și cum să observi Jupiter
  • 4 Mișcare de translație
  • 5 Mișcarea de rotație
  • 6 Sateliți din Jupiter
    • 6.1 Sateliți galileeni
  • 7 Compoziție
  • 8 Structura internă
  • 9 Magnetosfera lui Jupiter
    • 9.1 Pionier 
    • 9.2 Voyager
    • 9.3 Galileo
    • 9.4 Cassini
    • 9.5 Orizonturi noi
    • 9.6 Juno
  • 10 fapte amuzante despre Jupiter
  • 11 Referințe

Caracteristicile generale ale lui Jupiter

Figura 2. Pământul, în comparație cu Jupiter, se potrivește ușor în Marea Pată Roșie. (Sursa: NASA / JPL-CALTECH)

Mărime și masă

Jupiter este a cincea planetă care ține cont de raza orbitală față de Soare. A patra planetă este Marte, dar între ele există o margine: centura de asteroizi.

Planetele cu o orbită mai mică decât cea a centurii de asteroizi sunt stâncoase, în timp ce cele cu o orbită mai mare sunt uriași de gaze sau de gheață. Jupiter este primul dintre ele și, de asemenea, cel cu cel mai mare volum și masă.

Masa lui Jupiter, echivalentă cu 300 de mase terestre, este atât de mare încât este de două ori mai mare decât suma masei planetelor rămase din sistemul solar. În ceea ce privește volumul său, este echivalentul a 1300 de Pământuri.

Mișcări

Jupiter se rotește în jurul propriei axe atât de repede încât face o revoluție completă în 9 ore 50 de minute. Aceasta este de 2,4 ori mai rapidă decât viteza de rotație a Pământului și nici o planetă din sistemul solar nu o depășește.. 

Perioada sa orbitală, adică timpul necesar pentru a face o revoluție completă în jurul Soarelui, este de 12 ani.

Observare

În ciuda faptului că este de cinci ori mai departe de Soare decât planeta noastră, dimensiunile sale mari și norii caracteristici fac ca lumina soarelui să se reflecte perfect pe suprafața sa, motiv pentru care este una dintre cele mai strălucitoare stele din cerul nopții..

Când este observat cu un telescop, se văd doar norii săi cei mai înalți, care au unele zone staționare și altele în mișcare, formând un model de benzi de-a lungul liniei sale ecuatoriale..

Se numesc cele mai întunecate benzi curele și cel mai clar zone. Sunt relativ stabile, deși își schimbă treptat forma și culoarea, înconjurând planeta în direcții opuse..

Norii albi sunt rezultatul curenților ascendenți care se răcesc, formând cristale de amoniu. Apoi acești curenți se curbează lateral pentru a coborî din nou, în centurile mai întunecate.

Culoare roșiatică, galbenă și maronie

Diversitatea culorilor roșiatice, gălbui și maro observate pe Jupiter sunt rezultatul diferitelor molecule prezente în norii jovieni. Între benzi și centuri, se formează furtuni gigantice și vârtejuri, care pot fi văzute ca puncte sau ca pete.

Aceste furtuni sunt practic permanente și printre ele se remarcă Marea Pată Roșie, observată pentru prima dată în secolul al XVII-lea de Robert Hooke, un fizician contemporan notabil și rival al lui Isaac Newton..

Marea Petă Roșie are o vechime de cel puțin 300 de ani, totuși observațiile indică faptul că dimensiunea sa colosală, mai mare decât Pământul, a scăzut în ultimele decenii..

În ceea ce privește atmosfera joviană, este destul de groasă. Adâncimea sa nu este cunoscută exact, dar este estimată la sute de kilometri.

Compoziţie

Compoziția chimică a atmosferei sale este foarte asemănătoare cu cea a unei stele: 80% hidrogen, 17% heliu și proporții mici de vapori de apă, metan și amoniac. 

Presiunea atmosferică crește odată cu adâncimea, până la punctul în care hidrogenul gaz se lichefiază, formând un ocean de hidrogen lichid, la o presiune atât de mare încât se comportă ca un metal. Aceasta ar fi granița inferioară a atmosferei joviene.

Oceanul Jupiter de hidrogen lichid metalic este mai fierbinte decât suprafața solară, de ordinul a 10.000 ° C, și destul de luminos.

Este foarte probabil ca Jupiter să aibă un nucleu foarte dens format din elemente metalice grele, dar sunt necesare mai multe date pentru a confirma această afirmație..

Rezumatul caracteristicilor fizice ale lui Jupiter

-Masa: 1,9 × 1027 kg

-Raza ecuatorială: 71 492 km, echivalent cu raza de 11 ori a Pamântului.

-Radio polar: 66854 km.

-Formă: aplatizat la poli cu un factor de 0,065.

-Raza medie a orbitei: 7,78 x 108 km, echivalent cu 5,2 U.A.

-Înclinarea axei de rotație: 3º12 în raport cu planul orbital.

-Temperatura: -130ºC (nori)

-Gravitatie: 24,8 m / sDouă

-Câmp magnetic auto: Da, 428 μT la ecuator.

-Atmosfera: Atmosferă densă de hidrogen și heliu.

-Densitate: 1336 kg / m3

-Sateliți: 79 de cunoștințe.

-Inele: Da, ciudat și prăfuit.

Structura lui Jupiter

Stratul exterior al lui Jupiter este format din nori și are o grosime de 50 km. Sub acest strat de nori există un alt strat, în principal hidrogen și heliu, cu o grosime de 20.000 km.

Tranziția dintre faza gazoasă și faza lichidă este treptată, deoarece presiunea crește cu adâncimea.

Sub acest strat lichid și ca urmare a presiunilor extreme, electronii atomilor de hidrogen și heliu se detașează de nucleele lor și devin electroni liberi care se mișcă într-o mare de hidrogen metalic lichid..

La o adâncime mai mare, ar putea exista un miez solid de 1,5 ori diametrul Pământului, dar de 30 de ori mai greu decât planeta noastră. Și întrucât este o planetă formată din gaz și lichid, datorită vitezei sale extraordinare de rotație, planeta adoptă o formă aplatizată la polii săi..

Când și cum să observi Jupiter

Jupiter arată alb strălucitor și este ușor de observat la amurg. Nu trebuie confundat cu Venus, care este, de asemenea, foarte luminos.

Vedere a lui Jupiter printr-un telescop

La prima vedere, Jupiter strălucește mai tare pe cerul nopții decât Sirius, cea mai strălucitoare stea și este întotdeauna aproape de o constelație zodiacală, care poate varia în funcție de an, într-un mediu de 30 de grade..

Figura 3. Vedere de noapte a lui Jupiter și a celor patru sateliți galileeni, cu un mic telescop. Sursa: @Asismet_IF.

Cu binocluri fixe bune sau cu un telescop mic, Jupiter apare ca un disc alb cu benzi netede.

Cei patru sateliți galileeni sunt ușor vizibili cu un telescop mic: Ganimedes, Io, Europa și Callisto. Pozițiile sateliților variază de la o zi la alta și uneori se văd doar trei, deoarece unii dintre ei se află în spatele sau în fața planetei.

Există mai multe aplicații mobile care vă permit să identificați și să căutați planete și stele pe cer. Printre ele iese în evidență Sky Maps pentru că a fost unul dintre primii. În acest fel poziția lui Jupiter este localizată în orice moment.

Figura 4. Poziția lui Jupiter și a altor planete pe cer văzută cu Sky Maps 20/02/20 la 23:14 din Caracas, Venezuela.

Mișcare de traducere

Orbita lui Jupiter este eliptică și se concentrează în afara centrului Soarelui datorită masei sale enorme. Este nevoie de 11,86 ani pentru a o parcurge cu o viteză de 13,07 km / s.

Acum, se susține întotdeauna că planetele se învârt în jurul centrului Soarelui, ceea ce este destul de precis pentru aproape toată lumea, cu excepția lui Jupiter..

Traducere Jupiter. Sursa: Todd K. Timberlake autorul Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Acest lucru se datorează faptului că Jupiter este atât de masiv încât centrul de girație, centrul de masă sau centrul de masă al sistemului Soare-Jupiter se deplasează spre Jupiter, fiind în afara corpului solar.

Conform calculelor, centrul de greutate al sistemului Soare-Jupiter este de 1,07 ori raza solară, adică în afara Soarelui..

Figura 5. Centrul de greutate al sistemului Soare-Jupiter se află în afara Soarelui. Orbita lui Jupiter este o elipsă cu unul dintre focarele sale la centrul de greutate. (Sursa: spaceplace.nasa.gov)

periheliu este cea mai mică distanță dintre orbita lui Jupiter și focalizarea elipsei, situată la centrul de greutate al sistemului Soare-Jupiter. Valoarea sa este de 816,62 milioane de kilometri.

Dimpotrivă, afeliu este cea mai mare distanță dintre focalizare și orbită, care în cazul lui Jupiter este de 740,52 milioane de kilometri.

Excentricitatea orbitei indică cât de departe este de forma circulară. Orbita lui Jupiter are o excentricitate de 0,048775 și se calculează prin împărțirea distanței de la centrul elipsei la focalizare la lungimea axei semi-majore a elipsei. 

Mișcare rotativă

Perioada siderală de rotație a lui Jupiter în jurul propriei axe este de 9 ore 55 minute și 27,3 secunde. Axa de rotație are o înclinație de 3,13º față de axa de rotație orbitală..

Pentru că este atât de voluminoasă, Jupiter are cea mai scurtă perioadă de rotație dintre toate planetele din sistemul solar..

Sateliții Jupiter

Planetele uriașe se caracterizează prin faptul că au un număr mare de sateliți sau luni. Până în prezent s-au numărat 79 de sateliți Jupiter, dar cei mai mari și mai cunoscuți sunt cei patru sateliți descoperiți de Galileo Galilei în 1610, care în ordinea proximității sunt:

-Io, este diameter diametrul Pământului

-Europa, cu ¼ din diametrul pământului

-Ganymede, diameter diametrul Pământului

-Callisto, chiar sub ⅖ părți din diametrul Pământului

Acești patru sateliți împreună au 99,99% din masa tuturor sateliților și inelelor joviene..

Între Jupiter și sateliții galileeni există patru mici sateliți interiori descoperiți relativ recent (1979).

Spre exteriorul sateliților galileeni se află grupul de sateliți obișnuiți, 10 în total, plus grupul de sateliți retrograd, dintre care șaizeci și unu sunt cunoscuți până acum (61).

În ordinea razei orbitale, sunt definite patru grupuri de sateliți:

  1. Sateliți interiori (4) cu orbite între 128.000 și 222.000 km.
  2. Sateliții galileeni (4) orbitele lor sunt cuprinse între 422.000 km pentru Io și 1.883.000 km pentru Callisto. Împreună au 99,99% din masa tuturor sateliților jovieni.
  3. Sateliți obișnuiți (10) între 7.284.000 km și 18.928.000 km.
  4. Sateliți retrograd (61) de la 17.582.000 km la 28.575.000 km.

Jupiter are și inele. Acestea se află pe orbită mai mică decât cea a sateliților galileeni și între orbitele sateliților interiori. Se crede că aceste inele au apărut ca urmare a impactului unui satelit interior cu un meteoroid..

Sateliții galileeni

Figura 6. Jupiter și cei patru sateliți galileeni: Io, Europa, Ganimedes și Callisto. (Sursa: wikimedia commons).

Cei patru sateliți galileeni alcătuiesc un grup foarte interesant, deoarece experții cred că îndeplinesc condițiile pentru o eventuală colonizare în viitor..

Io

Are o activitate vulcanică intensă, suprafața este reînnoită permanent cu lavă topită care vine din interiorul ei.

Energia de încălzire a lui Io provine în principal din forța mareică intensă produsă de gravitatea enormă a lui Jupiter..

Europa

Este al doilea dintre sateliții galileeni în ordinea distanței, dar al șaselea dintre sateliții Jupiter. Numele său provine din mitologia greacă, în care Europa este iubitul lui Zeus (Jupiter în mitologia romană).

Este doar puțin mai mic decât Luna și are o crustă solidă de apă înghețată. Are o atmosferă nu foarte densă de oxigen și alte gaze. Suprafața sa ușor striată este cea mai netedă dintre stelele din sistemul solar, cu doar câteva cratere..

Sub coaja de gheață a Europei se crede că este un ocean a cărui mișcare, condusă de forțele mareelor ​​de la gigantul Jupiter, provoacă activitate tectonică pe suprafața înghețată a satelitului. În acest fel, pe suprafața sa netedă apar fisuri și caneluri..

Mulți experți cred că Europa are condițiile pentru a găzdui un fel de viață.

Ganymede

Este cel mai mare satelit din sistemul solar, are o manta stâncoasă și de gheață cu miez de fier. Dimensiunea sa este puțin mai mare decât cea a planetei Mercur, cu aproape jumătate din masa sa.

Există dovezi că un ocean de apă sărată poate exista sub suprafața sa. ESA (Agenția Spațială Europeană) a luat în considerare posibilitatea de a o vizita pentru anul 2030.

Așa cum este obișnuit în sistemul solar, orbita lui Ganymede este în rezonanță cu orbitele Europa și Io: atunci când Ganymede finalizează o revoluție, Europa realizează două, în timp ce Io face patru revoluții..

Figura 7. Rezonanța orbitală a sateliților galileeni din Jupiter. (Sursa: wikimedia commons)

Callisto

Este al patrulea satelit galilean cu o dimensiune practic egală cu cea a lui Mercur, dar cu o treime din greutatea sa. Nu are rezonanță orbitală cu ceilalți sateliți, dar este în rotație sincronă cu Jupiter, arătând întotdeauna aceeași față către planetă..

Suprafața are abundente cratere antice și este compusă în principal din stâncă și gheață. Probabil are un ocean interior, cu o grosime de cel puțin 100 de kilometri.

Nu există dovezi ale activității tectonice, astfel încât craterele sale au fost probabil cauzate de impactul cu meteoriții. Atmosfera sa este subțire, compusă din oxigen molecular și dioxid de carbon, cu o ionosferă destul de intensă.. 

Compoziţie

Jupiter are o atmosferă groasă formată în principal din 87% hidrogen urmat de heliu în ordinea a 13%. Alte gaze prezente în proporții mai mici de 0,1% sunt hidrogen sulfurat, vapori de apă și amoniac..

Norii planetei conțin cristale de amoniac, iar culoarea lor roșiatică provine probabil din molecule care conțin sulf sau fosfor. Norii inferiori, nevizibili, conțin hidrosulfură de amoniu.

Datorită prezenței furtunilor în straturile mai adânci, este foarte probabil ca aceste straturi să conțină nori compuși din vapori de apă.

Structura interna

În interiorul lui Jupiter, hidrogenul și heliul sunt sub formă lichidă, datorită presiunilor ridicate cauzate de forța sa gravitativă imensă și atmosfera sa groasă..

La adâncimi mai mari de 15.000 de kilometri sub suprafața lichidului, atomii de hidrogen sunt atât de comprimați și nucleii lor atât de apropiați unul de celălalt încât electronii se detașează de atomi și trec în banda de conducere, formând hidrogen metalic lichid.

Modelele fizice sugerează că mai adânc există un nucleu stâncos format din atomi grei. La început au estimat un nucleu de 7 mase terestre, dar modelele mai recente consideră un nucleu cu masa cuprinsă între 14 și 18 mase terestre..

Este important să fim siguri dacă există un astfel de nucleu, deoarece răspunsul depinde dacă teoria formării planetesimale a planetelor este adevărată..

În această teorie, planetele sunt formate din nuclee de particule solide, dând naștere unor obiecte solide grele mai mari, care ar acționa ca nuclee de condensare gravitațională, care pe parcursul a milioane de ani ar forma planete.

Magnetosfera lui Jupiter

Datorită câmpului magnetic intens al lui Jupiter, planeta are o magnetosferă extinsă, într-o asemenea măsură încât, dacă nu ar fi invizibilă, ar fi văzută pe cerul terestru cu o dimensiune similară cu cea a Lunii.. 

Nici o planetă din sistemul solar nu depășește Jupiter în intensitatea și întinderea câmpului magnetic.

Particulele încărcate de vântul solar sunt prinse în liniile câmpului magnetic și se rotesc în jurul lor, dar au o derivație sau mișcare de-a lungul liniilor de câmp.

Pe măsură ce liniile magnetice apar dintr-un pol și se unesc în celălalt, particulele încărcate câștigă energie cinetică și sunt concentrate la poli, ionizând și excitând gazele din atmosfera polară a lui Jupiter, cu consecința emisiei de radiații luminoase..

Misiuni către Jupiter

Din 1973, Jupiter a fost vizitat de diferite misiuni ale NASA, agenția spațială americană responsabilă de programele de explorare spațială..

Misiuni precum Pioneer 10 și 11, Galileo și Cassini au studiat sateliții lui Jupiter. Datele preliminare sugerează că unele dintre ele au condiții favorabile pentru viață și, de asemenea, pentru stabilirea bazelor cu oamenii.

Agenția spațială nord-americană NASA și agenția spațială europeană ESA au printre planurile lor noi misiuni în Jupiter, în principal pentru a studia mai detaliat satelitul Europa..

Pionier 

Pioneer 10 a fost prima sondă spațială care a zburat peste Jupiter în decembrie 1973. În același an, în aprilie, sonda Pioneer 11 a fost trimisă, ajungând pe orbita Joviană în decembrie 1974..

Primele fotografii din prim plan ale lui Jupiter și ale sateliților galileeni au fost realizate în aceste misiuni. Au fost măsurate și câmpul magnetic al planetei și centurile de radiații..

Voyager

De asemenea, lansate în 1973, misiunile Voyager 1 și Voyager 2 l-au vizitat din nou pe regele planetelor din sistemul solar..

Datele colectate de aceste misiuni au furnizat informații extraordinare și până acum necunoscute despre planetă și sateliții săi. De exemplu, sistemul inelar al lui Jupiter a fost detectat pentru prima dată și se știa, de asemenea, că satelitul Io are o activitate vulcanică intensă.

Galileo

A fost lansată în 1995 pentru o explorare de șapte ani, dar sonda a avut probleme grave cu antena principală. În ciuda acestui fapt, a reușit să trimită informații valoroase despre sateliții lui Jupiter.

Figura 9. Sonda Galileo din jurul lui Jupiter. Sursa: Wikimedia Commons. jihemD / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/),

Misiunea a descoperit oceanele subterane din Europa și a furnizat mai multe informații despre vulcanii activi din Io.

Galileo s-a încheiat când sonda de explorare a căzut pe Jupiter, pentru a evita coliziunea și contaminarea consecutivă a suprafeței de gheață din Europa.

Cassini

În decembrie 2000, misiunea Cassini / Huygens la Saturn a obținut date comparabile în interes cu cele ale misiunilor Voyager, dar datorită îmbunătățirilor tehnologice, acestea au fost de o calitate mult mai bună..

Noi orizonturi

În drumul său către Pluto, sonda spațială New Horizons a vizitat planeta Jupiter în 2007.

Juno

Cea mai recentă misiune la Jupiter este sonda spațială Juno, care a intrat pe orbită cu planeta în 5 iulie 2016. Misiunea lui Juno este de a studia atmosfera joviană, precum și magnetosfera și aurorele acesteia..

Se așteaptă ca această misiune să furnizeze datele necesare pentru a determina ce modele de bază sunt compatibile cu datele Jupiter existente și, astfel, să se compare cu modelele care susțin că un astfel de nucleu nu există..

Fapte amuzante despre Jupiter

-Este cel mai mare diametru al celor patru planete gigantice: Jupiter, Saturn, Uranus și Neptun..

-În volumul ocupat de Jupiter, se potrivesc 1300 de planete de dimensiunea Pământului.

-Jupiter are o masă enormă, este de două ori și jumătate mai mare decât suma maselor celor șapte planete rămase în sistemul solar..

-Se crede că nucleul său solid s-a format la doar un milion de ani după discul primordial de gaz și praf care a dat naștere sistemului solar format acum 4,5 miliarde de ani..  

-Jupiter este planeta din sistemul solar care are cea mai scurtă zi: perioada de rotație este de doar 9 ore și 55 de minute.

-Este cea mai radioactivă planetă din sistemul solar, în afară de lumina soarelui reflectată de atmosfera sa, contribuie și cu propria sa radiație, în principal în domeniul infraroșu..

-Jupiter are cel mai mare satelit din sistemul solar: Ganymede, cu o rază de 1,5 ori mai mare decât a Lunii și de 0,4 ori raza Pământului..

-80% din atmosfera sa este alcătuită din hidrogen, urmat de heliu, care contribuie cu 17%. Restul sunt alte gaze precum vapori de apă, metan, amoniac și etan..

-Norii lui Jupiter sunt compuși din cristale de amoniu care formează un strat subțire gros de aproximativ 50 km. Dar totalitatea atmosferei sale este de ordinul a 20.000 km, fiind cea mai groasă dintre toate planetele din sistemul solar..

-Este planeta care are cel mai mare și mai lung vârtej anticiclonic cunoscut din sistemul solar: Marea Pată Roșie. Cu peste 300 de ani de existență, dimensiunea sa este mai mare de două diametre ale Pământului.

-Are un miez extrem de dens de fier, nichel și hidrogen metalic lichid.

-Are un câmp magnetic intens capabil să producă aurore permanente.

-Este planeta solară cu cea mai mare accelerație a gravitației, despre care se estimează că este de 2,5 ori gravitația Pământului la marginea atmosferei sale..

-Cercetări foarte recente indică abundența apei în zona ecuatorială, pe baza analizei datelor din misiunea spațială Juno. Într-un 10 februarie 2020, raportul NASA în revistă Natura Astronomie se indică faptul că 0,25% din atmosfera ecuatorială a planetei este alcătuită din molecule de apă.

Referințe

  1. Astrofizică și fizică. Recuperat de pe: astrofisicayfisica.com
  2. Semințe, M. 2011. Sistemul solar. Ediția a șaptea. Cengage Learning.
  3. Spaţiu. Cea mai mare planetă a sistemului nostru solar. Recuperat de pe: space.com
  4. Wikipedia. Sateliții Jupiter. Recuperat de pe: es.wikipedia.org.
  5. Wikipedia. Jupiter (planeta). Recuperat de pe: es.wikipedia.org.
  6. Wikipedia. Jupiter (planeta). Recuperat de pe: en.wikipedia.org.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.