lige siden Galileo Galilei først observerede Jupiter tæt i 1610 ved hjælp af et teleskop af sit eget design, har forskere og astronomer været enormt fascineret af den joviske planet. Ikke kun er det Solsystemets største planet, men der er stadig ting ved denne verden – på trods af århundreder med forskning og adskillige efterforskningsmissioner – der fortsætter med at mystificere selv vores største sind.
en af hovedårsagerne til dette er, at Jupiter er så markant forskellig fra, hvad vi jordboere anser for at være normale. Mellem dens utrolige størrelse, masse, sammensætning, mysterierne i dens magnetiske og tyngdefelter og dets imponerende månesystem har dets eksistens vist os, hvor forskellige planeter virkelig kan være.
Størrelse, masse og densitet:
Jordens har en gennemsnitlig radius på 6.371 km (3.958, 8 mi) og en masse på 5,97 liter 1024 kg, mens Jupiter har en gennemsnitlig radius på 69.911 liter 6 km (43441 mi) og en masse på 1,8986 liter 1027 kg. Kort sagt er Jupiter næsten 11 gange Jordens størrelse og lige under 318 gange så massiv. Jordens tæthed er imidlertid betydeligt højere, da det er en jordbaseret planet – 5.514 g/cm3 sammenlignet med 1.326 g/cm3.
på grund af dette er Jupiters “overflade” – tyngdekraft markant højere end jordens normale-dvs. 9,8 m/s2 eller 1 g.mens Jupiter som gasgigant ikke har nogen overflade i sig selv, mener astronomer, at Jupiter inden for Jupiters atmosfære, hvor atmosfæretrykket er lig med 1 bar (hvilket er lig med jordens ved havets overflade) oplever en tyngdekraft på 24,79 m/s2 (hvilket svarer til 2,528 g).
sammensætning og struktur:
jorden er en jordbaseret planet, hvilket betyder, at den er sammensat af silikatmineraler og metal, der er differentieret mellem en metalkerne og en silikatmantel og skorpe. Kernen selv er også differentieret mellem en indre kerne og ydre kerne (som spinder i modsat retning af Jordens rotation). Når man stiger ned fra skorpen til det indre, stiger temperaturer og tryk.
jordens form tilnærmer sig en oblate sfæroid, en kugle fladt langs aksen fra pol til pol, således at der er en bule omkring ækvator. Denne udbulning skyldes Jordens rotation og får diameteren ved ækvator til at være 43 kilometer (27 mi) større end pol-til-pol-diameteren.
i modsætning hertil består Jupiter primært af gasformigt og flydende stof, der er delt mellem en gasformig ydre atmosfære og et tættere indre. Den øvre atmosfære består af omkring 88-92% hydrogen og 8-12% helium i volumen af gasmolekyler og ca. 75% hydrogen og 24% helium efter masse, hvor den resterende procent består af andre grundstoffer.
atmosfæren indeholder spormængder af metan, vanddamp, ammoniak og siliciumbaserede forbindelser samt spormængder af metan og andre carbonhydrider. Der er også spor af kulstof, Ethan, hydrogensulfid, neon, ilt, fosfin og svovl. Krystaller af frosset ammoniak er også blevet observeret i det yderste lag af atmosfæren.
det tættere indre består af omkring 71% brint, 24% helium og 5% andre grundstoffer efter masse. Det antages, at Jupiters kerne er en tæt blanding af elementer – et omgivende lag af flydende metallisk hydrogen med noget helium og et ydre lag overvejende molekylært hydrogen. Kernen er også blevet udledt som værende stenet, men dette forbliver også ukendt.
og ligesom jorden stiger temperaturer og tryk inde i Jupiter dramatisk mod kernen. Ved” overfladen ” antages trykket og temperaturen at være 10 bar og 340 K (67 liter C, 152 liter F). I det område, hvor brint bliver metallisk, antages det, at temperaturerne når 10.000 K (9.700 liter C; 17.500 liter F) og tryk 200 GPa. Temperaturen ved kernegrænsen anslås til at være 36.000 K (35.700 liter C; 64.300 liter F) og det indvendige tryk ved omtrent 3.000–4.500 GPa.
ligesom Jorden er Jupiters form den af en oblate sfæroid. Faktisk er Jupiters polære udfladning større end Jordens – 0.06487 liter 0.00015 sammenlignet med 0.00335. Dette skyldes Jupiters hurtige rotation på sin akse, og derfor er planetens ækvatoriale radius cirka 4600 km større end dens polære radius.
orbitale parametre:
Jorden har en meget mindre orbital ekscentricitet (ca. 0,0167) og varierer i afstand fra 147.095.000 km (0,983 AU) fra solen ved perihelion til 151.930.000 km (1.015 AU) ved aphelion. Dette fungerer til en gennemsnitlig afstand (aka. semi-hovedakse) på 149.598.261 km, som er grundlaget for en enkelt astronomisk enhed (AU).
Jorden har en omløbstid på 365,25 dage, hvilket svarer til 1.000017 Julianske år. Dette betyder, at Jordkalenderen hvert fjerde år (i det, der kaldes et skudår), skal indeholde en ekstra dag. Selvom teknisk set en hel dag anses for at være 24 timer lang, tager vores planet netop 23h 56m og 4 s for at fuldføre en enkelt siderisk rotation (0,997 jorddage). Men kombineret med sin omløbstid omkring Solen er tiden mellem en solopgang og en anden (en soldag) 24 timer.
set fra den himmelske nordpol vises Jordens bevægelse og dens aksiale rotation mod uret. Fra Udsigtspunktet over både Solens og Jordens nordpoler kredser jorden om solen mod uret. Jordens akse vippes også 23,4 liter mod solens ekliptik, som er ansvarlig for at producere sæsonvariationer på planetens overflade. Ud over at producere variationer i temperatur resulterer dette også i variationer i mængden af sollys, som en halvkugle modtager i løbet af et år.
i mellemtiden kredser Jupiter om Solen i en gennemsnitlig afstand (semi-hovedakse) på 778.299.000 km (5,2 AU), der spænder fra 740.550.000 km (4.95 AU) ved perihelion og 816.040.000 km (5.455 AU) ved aphelion. På denne afstand tager Jupiter 11.8618 jordår for at fuldføre en enkelt bane af solen. Med andre ord varer et enkelt Jovisk år svarende til 4.332, 59 jorddage.
Jupiters rotation er dog den hurtigste af alle solsystemets planeter og afslutter en enkelt rotation på sin akse på lidt mindre end ti timer (9 timer, 55 minutter og 30 sekunder). Derfor varer et enkelt Jovisk år 10.475, 8 joviske soldage.
atmosfærer:
Jordens atmosfære består af fem hovedlag – troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og eksosfæren. Som regel falder lufttryk og densitet, jo højere man går ind i atmosfæren, og jo længere er man fra overfladen. Forholdet mellem temperatur og højde er imidlertid mere kompliceret og kan endda stige med højden i nogle tilfælde.
troposfæren indeholder omkring 80% af massen af Jordens atmosfære, med omkring 50% placeret i de nedre 5,6 km (3,48 mi), hvilket gør den tættere end alle dens overliggende atmosfæriske lag. Det består primært af nitrogen (78%) og ilt (21%) med sporkoncentrationer af vanddamp, kulsyre og andre gasformige molekyler.
næsten al atmosfærisk vanddamp eller fugt findes i troposfæren, så det er det lag, hvor de fleste af Jordens meteorologiske fænomener (skyer, regn, sne, lynstorme) finder sted. Den ene undtagelse er Termoposfæren, hvor fænomenerne kendt som Aurora Borealis og Aurara Australis (aka. Nord-og sydlys) er kendt for at finde sted.
som allerede nævnt består Jupiters atmosfære primært af hydrogen og helium med spormængder af andre elementer. Ligesom Jorden oplever Jupiter auroras nær sine nordlige og sydlige poler. Men på Jupiter er den aurorale aktivitet meget mere intens og stopper sjældent nogensinde. Den intense stråling, Jupiters magnetfelt og overflod af materiale fra iOS vulkaner, der reagerer med Jupiters ionosfære, skaber et lysudstilling, der virkelig er spektakulært.
Jupiter oplever også voldelige vejrmønstre. Vindhastigheder på 100 m/s (360 km / t) er almindelige i områdestråler og kan nå så højt som 620 km / t (385 mph). Storme dannes inden for få timer og kan blive tusinder af km i diameter natten over. En storm, den store røde plet, har raset siden i det mindste slutningen af 1600-tallet. Stormen har krympet og udvidet gennem hele sin historie; men i 2012 blev det foreslået, at den gigantiske røde plet til sidst kunne forsvinde.
Jupiter er vedvarende dækket af skyer sammensat af ammoniakkrystaller og muligvis ammoniumhydrosulfid. Disse skyer er placeret i tropopausen og er arrangeret i bånd af forskellige breddegrader, kendt som “tropiske regioner”. 50 km (31 mi) dybt og består af mindst to dæk med skyer: et tykt nedre dæk og et tyndt klarere område.
der kan også være et tyndt lag vandskyer, der ligger til grund for ammoniaklaget, som det fremgår af lynnedslag, der opdages i Jupiters atmosfære, hvilket ville være forårsaget af vandets polaritet, der skaber den ladningsseparation, der er nødvendig for lynnedslag. Observationer af disse elektriske udladninger indikerer, at de kan være op til tusind gange så kraftige som dem, der observeres her på jorden.
måner:
Jorden har kun en kredsende satellit, Månen. Dets eksistens har været kendt siden forhistorisk tid, og det har spillet en vigtig rolle i de mytologiske og astronomiske traditioner i alle menneskelige kulturer og har en betydelig effekt på jordens tidevand. I den moderne æra har Månen fortsat fungeret som et omdrejningspunkt for astronomisk og videnskabelig forskning samt rumforskning.
faktisk er månen den eneste himmellegeme uden for jorden, som mennesker faktisk har gået på. Den første månelanding fandt sted den 20.juli 1969, og Neil Armstrong var den første person, der satte foden på overfladen. Siden den tid har i alt 13 astronauter været på Månen, og den forskning, de udførte, har været medvirkende til at hjælpe os med at lære om dens sammensætning og dannelse.
takket være undersøgelser af Måneklipper, der blev bragt tilbage til Jorden, siger den dominerende teori, at Månen blev skabt for omkring 4,5 milliarder år siden fra en kollision mellem Jorden og et Mars-stort objekt (kendt som Theia). Denne kollision skabte en massiv sky af affald, der begyndte at cirkulere vores planet, som til sidst smeltede sammen for at danne den måne, vi ser i dag.
månen er en af de største naturlige satellitter i solsystemet og er den næst tætteste satellit af dem, hvis tætheder er kendt (efter Jupiters satellit Io). Det er også tidligt låst med jorden, hvilket betyder, at den ene side konstant vender mod os, mens den anden vender væk. Den anden side, kendt som den” mørke Side”, forblev ukendt for mennesker, indtil Sonder blev sendt for at fotografere den.
det joviske system har derimod 67 kendte måner. De fire største er kendt som de Galileiske måner, der er opkaldt efter deres opdager, Galileo Galilei. De omfatter: Io, den mest vulkansk aktive krop i vores solsystem; Europa, som mistænkes for at have et massivt undergrundshav; Ganymedes, den største måne i vores solsystem; og Callisto, som også menes at have et undergrundshav og har noget af det ældste overflademateriale i solsystemet.
så er der den indre gruppe (eller Amalthea-gruppen), som består af fire små måner, der har diametre på mindre end 200 km, kredsløb ved radier mindre end 200.000 km og har orbitale hældninger på mindre end en halv grad. Denne gruppe omfatter måner Metis, Adrastea, Amaltheaog Thebe. Sammen med et antal endnu usete indre måneskin, disse måner genopfylder og vedligeholder Jupiters svage ringsystem.
Jupiter har også en række uregelmæssige satellitter, som er væsentligt mindre og har fjernere og ekscentriske baner end de andre. Disse måner er opdelt i familier, der har ligheder i kredsløb og sammensætning, og menes at være stort set resultatet af kollisioner fra store genstande, der blev fanget af Jupiters tyngdekraft.
på næsten alle tænkelige måder kunne Jorden og Jupiter ikke være mere forskellige. Og der er stadig mange ting ved den joviske planet, som vi endnu ikke fuldt ud forstår. Når vi taler om det, skal du sørge for at holde øje med universet i dag for de seneste opdateringer fra NASAs Juno-mission.
vi har skrevet mange interessante artikler om solsystemets planeter her på Universe Today. Her er jorden sammenlignet med Merkur, jorden sammenlignet med Venus, Månen sammenlignet med jorden, jorden sammenlignet med Mars, Saturn sammenlignet med jorden og Neptun sammenlignet med jorden.
vil du have mere information om Jupiter? Her er et link til Hubblesite ‘ s pressemeddelelser om Jupiter, og her er NASAs solsystem udforskning Guide.
vi har indspillet en podcast just about Jupiter for Astronomy Cast. Klik her og lyt til afsnit 56: Jupiter.