Jupiter (planeta)

Z Multimediaexpo.cz

Aktuální verze z 10. 4. 2023, 11:55

Jupiter

Jupiter z pohledu sondy Voyager 2 (1979)
Elementy dráhy (Ekvinokcium J2000,0)
Velká poloosa dráhy	778 412 027 km 5,203 363 01 AU
Obvod oběžné dráhy	4,888 Tm 32,675 AU
Excentricita	0,048 392 66
Perihel	740 742 598 km 4,951 558 43 AU
Afel	816 081 455 km 5,455 167 59 AU
Perioda (oběžná doba)	4335,3545 d (11,87 a)
Synodická perioda	398,86 d
Orbitální rychlost - maximální - průměrná - minimální	13,705 km/s 13,050 km/s 12,440 km/s
Sklon dráhy - k ekliptice - ke slunečnímu rovníku	1,305 30° 6,09°
Délka vzestupného uzlu	100,556 15°
Argument šířky perihelu	274,197 70°
Počet přirozených satelitů	63
Fyzikální charakteristiky
Rovníkový průměr	142 984 km (11,209 Zemí)
Polární průměr	133 709 km (10,517 Zemí)
Zploštění	0,064 87
Povrch	6,14×1010 km2 (120,5 Zemí)
Objem	1,431×1015 km3 [1] (1321,3 Zemí)
Hmotnost	1,899×1027 kg (317,8 Zemí)
Průměrná hustota	1,326 g/cm3
Gravitace na rovníku	23,12 m/s2 (2,358 G)
Úniková rychlost	59,54 km/s
Perioda rotace	0,413 51 d (9 h 55,5 min)
Rychlost rotace	45,262 km/h (na rovníku)
Sklon rotační osy	3,13°
Rektascenze severního pólu	268,05° (17 h 52 min 12 s)
Deklinace	64,49°
Albedo	0,52
Povrchová teplota - min - průměr - max	110 K 152 K ? K
Charakteristiky atmosféry
Atmosférický tlak	70 kPa
Vodík	~86%
Hélium	~14%
Methan	0.1%
Vodní páry	0.1%
Amoniak	0.02%
Ethan	0.0002%
Fosfin	0.0001%
Sulfan	<0.0001%

Jupiter je největší planeta sluneční soustavy, v pořadí pátá od Slunce. Sluneční soustava je někdy popisována jako dvojsystém skládající se ze Slunce a Jupiteru jako hlavních dvou členů a dalších menších těles. Jupiter, Saturn, Uran, a Neptun jsou označovány jako plynní obři, či planety jupiterského typu. Planeta je pojmenována po římském bohu Jovovi (v 1. pádě Jupiter). Symbolem planety je stylizované znázornění božského blesku.

Okolo planety se nacházejí slabé prstence, které jsou ze Země špatně viditelné. Současně ho obklopuje silné radiační pole. K roku 2008 je známo 63 jupiterských měsíců obíhajících kolem planety. Při pohledu z okolního vesmíru jsou viditelné horní vrstvy atmosféry s různě barevnými pruhy a skvrnami, které jsou atmosférickými bouřemi. Dosud není přesně známo, jaké vrstvy planetu tvoří, jelikož současné technické prostředky neumožňují její průzkum do větší hloubky. Předpokládá se, že Jupiter je složen převážně z vodíku, hélia a organických sloučenin.

Přehled

Jupiter je 2 a půl krát hmotnější než všechny ostatní planety sluneční soustavy dohromady. Je tak hmotný, že se hmotný střed soustavy Jupiter-Slunce nachází nad slunečním povrchem (ve vzdálenosti 1,068 slunečního poloměru od středu Slunce). Je 318× hmotnější než Země, poloměr má 11× větší a objem 1300× větší než Země. Často je označován za „nedokončenou hvězdu“, i když toto srovnání je značně nepřesné. To, že nalezené extrasolární planety jsou mnohem hmotnější než Jupiter, je způsobeno výběrovým efektem, protože hmotnější průvodci jiných hvězd se současnými prostředky snáze detekují. Naproti tomu velikost poloměru podobné planety už prakticky nezávisí na její hmotnosti, protože větší hmotnost způsobuje pouze další smršťování (dokud nedojde k nastartování termonukleárních reakcí). Neexistuje přesná definice odlišující velké hmotné planety jako Jupiter od hnědých trpaslíků, jadernou syntézu sice provázejí specifické spektrální čáry, nicméně v každém případě by potřeboval být alespoň 50× hmotnější, aby se mohl stát hvězdou.

Jupiter se vyznačuje nejrychlejší rotací mezi všemi planetami sluneční soustavy, což způsobuje jeho zplošťování viditelné i pomocí dalekohledu. Nejvýznačnějším rysem je pravděpodobně Velká rudá skvrna, bouře dvakrát větší než Země. Planeta je nepřetržitě zahalena vrstvou mraků.

Jupiter je obvykle čtvrtým nejjasnějším objektem na obloze (po Slunci, Měsíci a Venuši; ačkoliv v některých chvílích se Mars jeví jako jasnější než Jupiter a v jiných zase Jupiter jasnější než Venuše), což je známé již od starověku.

Jupiter má nejméně 63 měsíců. První z nich objevil v roce 1610 Galileo Galilei a nezávisle na něm pravděpodobně i Simon Marius. Jde o čtyři velké měsíce Io, Europu, Ganymed a Callisto (nyní známé jako galileovské měsíce), u jejichž nebeského pohybu bylo zřetelné, že jeho centrem není Země. Tato skutečnost byla hlavním bodem obhajoby Koperníkovy heliocentrické teorie o pohybu planet; Galileiho vyhlášení podpory Koperníkově teorii jej dostalo do problémů s inkvizicí.

Fyzikální charakteristiky

Stavba planety

Jupiter je složen z relativně malého kamenného jádra, obklopeného kovovým vodíkem, posléze kapalným vodíkem, až nakonec plynným vodíkem. Neexistují přesné hranice přechodu mezi různými fázemi vodíku; podmínky se pozvolna plynule mění z plynu na kapalinu.

Atmosféra

Atmosféra Jupiteru se skládá z přibližně 86% vodíku a 14% hélia (podle počtu atomů, podle hmotnosti jde o procentuální poměr přibližně 75/24; s 1% hmotnosti připisovaným jiným složkám – vnitřek obsahuje hustší materiály, kde se procentuální poměr mění na přibližně 71/24/5). Atmosféra obsahuje stopové množství methanu, vodních par, amoniaku a "kamení". Nalézají se zde také nepatrná množství uhlíku, ethanu, sulfanu, neonu, kyslíku, fosfinu a síry. Složení atmosféry se velmi podobá složení sluneční mlhoviny. Saturn má podobné složení, ale Uran a Neptun mají mnohem méně vodíku a hélia.

Jednotlivé pásy Jupiterovy atmosféry rotují různou rychlostí; tento efekt byl poprvé pozorován Cassinim (1690). Rotace Jupiterovy polární atmosféry je o 5 minut delší než rotace jeho rovníkové atmosféry. Navíc se pásy mraků různé šíře pohybují proti sobě ve směru stálých větrů. Na hranicích těchto konfliktních proudů vznikají bouře a turbulence. Rychlost větru 600 km/h zde není neobvyklá.

Nejsvrchnější vrstvy atmosféry obsahují krystaly zmrzlého amoniaku.

Planetární prstence

Související informace můžete najít také v článku: Jupiterovy prstence

Jupiter má nezřetelný systém planetárních prstenců složený z částic podobných kouři, jež byly po dopadech meteoritů vymrštěny z jeho měsíců. Hlavní prstenec je tvořen prachem ze satelitů Adrastea a Metis. Dva široké jemné prstence, které obklopují hlavní, pocházejí z Thebe a Amalthea. Existuje také velmi řídký a vzdálený vnější prstenec, který krouží kolem Jupiteru opačným směrem. Jeho původ je nejistý, snad je tvořen zachyceným meziplanetárním prachem.

Magnetosféra

Související informace můžete najít také v článku: Magnetické pole Jupiteru

Jupiter má velmi rozsáhlou a silnou magnetosféru. Jeho magnetické pole lze vidět i ze Země, může se jevit až 5× větší než Měsíc v úplňku, přestože je mnohem vzdálenější. Toto magnetické pole vytváří mohutné výrony urychlených částic v Jupiterových radiačních pásech, interaguje s měsícem Io a vytváří vodivou trubici a plazmový prstenec okolo něj. Jupiterova magnetosféra je největší strukturou sluneční soustavy (je větší než magnetosféra Slunce).

Sonda Pioneer potvrdila existenci Jupiterova mohutného magnetického pole, které je 10× silnější než zemské a obsahuje 20 000× více energie. Citlivé přístroje na palubě odhalily, že jupiterovský „severní“ magnetický pól je na jižním geografickém pólu planety s odchylkou 11 stupňů od jupiterovské osy rotace a se středem pole posunutým mimo střed Jupitera podobně jako je tomu u magnetického pole Země. Pioneer zaznamenal rázovou vlnu jupiterovské magnetosféry ještě ve vzdálenosti 26 miliónů kilometrů a magnetický ohon dosahující až za Saturnovu oběžnou dráhu.

Údaje ukazují, že velikost tohoto magnetické pole na straně obrácené ke Slunci rychle kolísá, v důsledku změn tlaku slunečního větru, tento jev byl blíže zkoumán při dvou misích Voyager. Bylo objeveno, že proudy vysokoenergetických částic jsou vyvrhovány až k oběžné dráze Země. V jupiterovských radiačních pásech byly nalezeny a naměřeny vysokoenergetické protony, ukázalo se, že mezi Jupiterem a některými jeho měsíci (zvláště Io) protékají elektrické proudy.

Výzkum Jupiteru

Jupiter je znám už odpradávna, protože je na noční obloze viditelný pouhým okem. V roce 1610 objevil Galileo Galilei svým teleskopem čtyři největší Jupiterovy měsíce — šlo o první pozorování mimozemských měsíců.

Do dnešní doby navštívilo Jupiter už několik výzkumných sond.

Průlety sond Pioneer

Pioneer 10, který byl vypuštěn 2. března 1972 proletěl kolem Jupiteru v prosinci 1973, následován Pioneerem 11 (start 6. dubna 1973) přesně o rok později. Sondy poskytly nová důležitá data o Jupiterově magnetosféře a získaly několik fotografií planety s nízkým rozlišením.

Průlety sond Voyager

Voyager 1 získal tento obrázek Jupiteru 24. ledna, ze vzdálenosti 40 miliónů kilometrů

Voyager 1 (start 5. září 1977) prolétl v březnu 1979 následován Voyagerem 2 (start 20. srpna 1977) v červenci téhož roku. Voyagery nesmírně zlepšily naše znalosti o galileovských měsících a zaznamenaly Jupiterovy prstence. Získaly také detailnější záběry atmosféry planety.

Oběžná sonda Galileo

Sonda Galileo, vynesená 18. října 1989, byla navedena na oběžnou dráhu kolem Jupiteru v roce 1995. Předtím vypustila do atmosféry Jupiteru sondu pro přímé měření jejích fyzikálních vlastností a chemického složení. V průběhu mnohokrát prodlužované mise uskutečnila mnoho blízkých průletů kolem všech galileovských měsíců. Sonda Galileo se stala také svědkem dopadu komety Shoemaker-Levy 9 na Jupiter, která zasáhla planetu v roce 1994, dávaje vynikající pozorovací bod pro tuto velkolepou událost. V září 2003 její mise skončila záměrným navedením do vyšších vrstev Jupiterovy atmosféry, kde shořela.

Průlet sondy Cassini

Dne 30. prosince 2000 prolétla sonda Cassini (start 15. října 1997) po cestě k Saturnu kolem Jupiteru a využila toho k jeho dalšímu průzkumu; mj. pořídila řadu snímků zatím největší úrovně rozlišení.

Průlet sondy New Horizons

Související informace můžete najít také v článku: New Horizons

Sonda New Horizons, vypuštěná 19. ledna 2006 prolétla dne 28. února 2007 kolem Jupiteru na cestě k Plutu; průletu bylo opět využito k průzkumu planety a jejího okolí.

Plánované mise

Po prozkoumání kapalných oceánů na Jupiterových měsících, zejména na měsíci Europa, plánuje NASA výpravu věnovanou ledovým měsícům. Očekává se, že sonda JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter) bude vypuštěna někdy po roce 2012; v současné době (2005) je však tento projekt pozastaven.

Jupiterovy měsíce

Související informace můžete najít také v článku: Měsíce Jupiteru

4 galileovské měsíce ve srovnání s Jupiterem a jeho Velkou rudou skvrnou. Odshora vidíme: Io, Europu, Ganymeda a Callisto

Největší měsíce Sluneční soustavy:
Io, Europa, Ganymed a Callisto

Jupiter má přinejmenším 63 měsíců. Pro časovou osu jejich objevů viz Časová osa objevů těles sluneční soustavy.

Čtyři největší měsíce, známé jako „galileovské měsíce“ jsou Io, Europa, Ganymed a Callisto.

Galileovské měsíce

Oběžné dráhy Io, Europy a Ganymeda vykazují dráhovou rezonanci (tzv. Laplaceova rezonance); na každé čtyři oběhy Io kolem Jupiteru uskuteční Europa přesně dva oběhy a Ganymed přesně jeden. Tato rezonance způsobuje gravitační efekt deformující dráhy těchto tří měsíců do eliptických křivek, poněvadž každý z těchto měsíců obdrží vždy na stejném místě oběžné dráhy od svých sousedů tah navíc.

Na druhou stranu slapové síly Jupiteru mají tendenci držet měsíce v kruhových drahách. Tato přetahovaná způsobuje pravidelné změny tvarů těchto tří měsíců, Jupiterova gravitace napíná měsíce mnohem silněji v jemu bližší části oběžné dráhy a dovoluje opětovné smrštění do kulovitějšího tvaru ve vzdálenější části dráhy. Tyto změny tvaru způsobují slapové ohřívání jader měsíců. Nejdramatičtěji se to projevuje neobyčejnou vulkanickou aktivitou Io a o něco méně dramaticky geologicky mladým povrchem Europy značícím nedávné zalití povrchu tekutou hmotou z nitra.

Rozdělení měsíců Jupiteru

Dříve se mělo za to, že Jupiterovy měsíce lze elegantně rozdělit do čtyř skupin po čtyřech, ale protože poslední objevy mnoha nových malých vzdálených měsíců zkomplikovaly toto rozdělení, nyní převládá členění na šest hlavních skupin, i když některé jsou různorodější než jiné.

1. Vnitřní skupina čtyř malých měsíců o průměrech menších než 200 km s oběžnými drahami o poloměru menším než 200 000 km a se sklonem dráhy menším než půl stupně.
2. Skupina čtyř galileovských měsíců objevených Galileo Galileim s oběžnými drahami 400 000–2 000 000 km od Jupiteru, která obsahuje největší měsíce ve sluneční soustavě.
3. Themisto je skupinou sám o sobě, obíhá na půl cesty mezi galileovskými měsíci a další skupinou.
4. Himalia je těsně svázanou skupinou měsíců s oběžnými drahami o poloměrech 11-12 miliónů kilometrů.
5. Carme je výraznou skupinou průměrně 23 404 000 km od Jupiteru s průměrným sklonem dráhy 165 stupňů.
6. Skupina Ananke má dost nejasné hranice s průměrnými poloměry oběžných drah 21 276 000 km a průměrným sklonem dráhy 149 stupňů.
7. Pasiphaë je rozptýlená a neurčitá skupina obsahující všechny nejvzdálenější měsíce.

Rozdělení do skupin může mít hlubší význam, protože některé skupiny mohly vzniknout ze společného základu — většího měsíce nebo zachyceného tělesa, které se rozpadlo na více kusů.

Dopad komety

V období 16. července – 22. července 1994 dopadlo na jižní polokouli Jupiteru více než 20 částí rozpadlého jádra komety Shoemaker-Levy 9, což dalo příležitost k prvnímu přímému pozorování srážky dvou těles ve sluneční soustavě. Velká hmotnost Jupiteru a jeho umístění blízko vnitřní části sluneční soustavy způsobuje jeho časté srážky s jádry komet.

Možnost života

V roce 1953 Millerův-Ureyův experiment ukázal, že kombinací blesků a chemických sloučenin existujících v atmosféře primitivní Země je možné vytvořit z organických sloučenin obsahujících aminokyseliny složitější organické sloučeniny, které mohou sloužit jako základní stavební kameny života. Simulovaná atmosféra obsahovala vodu, methan, čpavek a molekulární vodík, všechny sloučeniny, které je možné pozorovat v atmosféře Jupiteru. Nicméně atmosféra Jupiteru má silnou vertikální cirkulaci, která by mohla tyto komponenty zanášet do spodních vrstev atmosféry, kde by vysoká teplota způsobila jejich rozpad a tak i bránila vzniku podobného života, jaký existuje na Zemi.^[1]

Je vysoce nepravděpodobné, že by se na Jupiteru nacházel život podobný tomu pozemskému, jelikož se zde vyskytuje jen malé množství vody v atmosféře a případný pevný povrch planety by byl vystaven extrémnímu tlaku. Nicméně před průlety sond Voyager v roce 1976 se objevily hypotetické spekulace naznačující možnost existence života založeného na vodě či čpavku, který by se vyvíjel ve svrchních vrstvách atmosféry. Tato hypotéza je založena na životě v pozemských mořích, kde se jednoduché organismy v podobě planktonu vyskytují ve svrchních vrstvách a pod nimi se pak nacházejí ryby konzumující právě plankton a predátoři lovící ryby.^[2][3]

YouTube

Související články

• Sluneční soustava
• Saturn
• Uran
• Neptun

Reference

1. ↑ HEPPENHEIMER, T. A.. Colonies in Space, Chapter 1: Other Life in Space [online]. National Space Society, 2007, [cit. 2007-02-26]. Dostupné online.  
2. ↑ Life on Jupiter [online]. Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy & Spaceflight, [cit. 2006-03-09]. Dostupné online.  
3. ↑ SAGAN, C.; SALPETER, E. E.. Particles, environments, and possible ecologies in the Jovian atmosphere. The Astrophysical Journal Supplement Series, 1976, čís. 32, s. 633–637. DOI:10.1086/190414.  

Externí odkazy

• Seznam údajů o Jupiteru od NASA (anglicky)
• Článek na serveru planety.astro.cz.
• Článek na serveru sdružení propagujícího astrofyziku a fyziku plazmatu
• Další informace o Jupiteru