siitä lähtien, kun Galileo Galilei ensimmäisen kerran havaitsi Jupiterin tarkasti vuonna 1610 Oman suunnittelemansa teleskoopin avulla, tiedemiehet ja tähtitieteilijät ovat olleet suunnattoman ihastuneita Jovian planeettaan. Se ei ole ainoastaan aurinkokunnan suurin planeetta, vaan tässä maailmassa on edelleen asioita – huolimatta vuosisatojen tutkimuksesta ja lukuisista tutkimusmatkoista – jotka edelleen hämmentävät suurimpiakin mieliämme.
yksi pääsyy tähän on se, että Jupiter on niin räikeästi erilainen kuin mitä me maan asukkaat pidämme normaalina. Sen uskomattoman koon, massan, koostumuksen, sen magneetti-ja gravitaatiokenttien mysteerien ja sen vaikuttavan kuiden järjestelmän ansiosta sen olemassaolo on osoittanut meille, miten erilaisia planeetat voivat todella olla.
koko, massa ja tiheys:
maan keskimääräinen säde on 6,371 km (3,958, 8 mi) ja massa 5,97 × 1024 kg, kun taas Jupiterin keskimääräinen säde on 69,911 ± 6 km (43441 mi) ja massa 1,8986×1027 kg. Lyhyesti sanottuna Jupiter on lähes 11 kertaa Maan kokoinen ja vajaat 318 kertaa massiivisempi. Maan tiheys on kuitenkin huomattavasti suurempi, sillä se on maanpäällinen planeetta – 5,514 g/cm3 verrattuna 1,326 g/cm3.
tämän vuoksi Jupiterin ”pintagravitaatio” on huomattavasti korkeampi kuin maan normaali – eli 9,8 m/s2 eli 1 g. vaikka Kaasujättiläisenä Jupiterilla ei ole pintaa sinänsä, tähtitieteilijät uskovat, että Jupiterin kaasukehässä, jossa ilmanpaine on yhtä suuri kuin 1 bar (mikä on sama kuin maan merenpinnalla), Jupiterin gravitaatiovoima on 24,79 m/s2 (mikä vastaa 2,528 g).
koostumus ja rakenne:
maa on maanpäällinen planeetta, eli se koostuu silikaattimineraaleista ja metallista, jotka eriytyvät metalliytimen ja silikaattiytimen ja kuoren välillä. Myös itse ydin on erilaistunut, sisemmän ytimen ja ulomman ytimen välillä (joka pyörii maapallon pyörimissuuntaan vastakkaiseen suuntaan). Kun ihminen laskeutuu kuoresta sisämaahan, lämpötila ja paine kasvavat.
maan muoto likimain vastaa oblaattispheroidia, pallopintaa, joka on litistynyt akselia pitkin navalta navalle siten, että Päiväntasaajan ympärillä on pullistuma. Tämä pullistuma johtuu maan pyörimisliikkeestä ja aiheuttaa sen, että Päiväntasaajan halkaisija on 43 kilometriä suurempi kuin napojen välinen halkaisija.
sen sijaan Jupiter koostuu pääasiassa kaasumaisesta ja nestemäisestä aineesta, joka jakautuu kaasumaiseen ulkoilmakehään ja tiheämpään sisätilaan. Sen yläilmakehässä on noin 88-92% vetyä ja 8-12% heliumia kaasumolekyylien tilavuudesta, ja n. 75% vetyä ja 24% heliumia massasta, ja jäljelle jäävä prosentti koostuu muista alkuaineista.
ilmakehässä on pieniä määriä metaania, vesihöyryä, ammoniakkia ja piipohjaisia yhdisteitä sekä pieniä määriä bentseeniä ja muita hiilivetyjä. Siellä on myös jäämiä hiilestä, etaanista, rikkivedystä, neonista, hapesta, fosfiinista ja rikistä. Jäätyneen ammoniakin kiteitä on havaittu myös ilmakehän uloimmassa kerroksessa.
tiheämpi sisus koostuu noin 71% vedystä, 24% heliumista ja 5% muista alkuaineista massasta. Uskotaan, että Jupiterin ydin on tiheä sekoitus alkuaineita: ympäröivä kerros nestemäistä metallista vetyä, jossa on jonkin verran heliumia, ja uloin kerros pääasiassa molekyylivetyä. Myös ytimen on päätelty olevan kivinen, mutta tämäkään ei ole tiedossa.
ja paljolti maan tavoin, lämpötilat ja paineet Jupiterin sisällä kasvavat dramaattisesti kohti ydintä. ”Pinnalla” paineen ja lämpötilan uskotaan olevan 10 baaria ja 340 K (67 °C, 152 °F). Alueella, jossa vedystä tulee metallista, lämpötilan uskotaan olevan 10 000 K (9 700 °C; 17 500 °F) ja paineen 200 GPa. Lämpötilan ytimen rajalla on arvioitu olevan 36 000 K (35 700 °C; 64 300 °F) ja sisäpaineen noin 3 000-4 500 GPa.
myös Jupiterin muoto on maan tavoin oblaattispheroidi. Itse asiassa Jupiterin napojen litistyminen on suurempi kuin maan-0,06487 ± 0,00015 verrattuna 0,00335: een. Tämä johtuu Jupiterin nopeasta pyörimisestä akselillaan, minkä vuoksi planeetan Päiväntasaajan säde on noin 4600 km suurempi kuin sen napasäde.
kiertoradan parametrit:
Maan kiertoradan eksentrisyys on hyvin pieni (n. 0,0167) ja etäisyydeltään 147 095 000 km (0,983 AU) auringosta perihelissä 151 930 000 km (1,015 AU) aphelionissa. Tämä toimii keskimääräiselle etäisyydelle (aka. semi-duuri-akseli) 149,598,261 km, joka on yhden tähtitieteellisen yksikön (AU) perusta.
maapallon kiertoaika on 365,25 päivää, mikä vastaa 1.000017 juliaanista vuotta. Tämä tarkoittaa sitä, että joka neljäs vuosi (niin sanottuna karkausvuonna) Maakalenteriin on sisällytettävä ylimääräinen päivä. Vaikka teknisesti koko päivän katsotaan olevan 24 tuntia pitkä, planeettamme kestää täsmälleen 23h 56m ja 4 s suorittaa yhden sideereal kierto (0,997 Maan päivää). Mutta yhdistettynä sen kiertoaika Auringon ympäri, aika välillä yhden auringonnousun ja toisen (aurinko päivä) on 24 tuntia.
taivaalliselta pohjoisnavalta katsottuna maan liike ja sen aksiaalinen pyöriminen näkyvät vastapäivään. Sekä auringon että maan pohjoisnavien yläpuolelta katsottuna Maa kiertää Aurinkoa vastapäivään. Maan akseli on kallellaan myös 23,4° auringon ekliptikaa kohti, mikä aiheuttaa vuodenaikojen vaihtelua planeetan pinnalla. Lämpötilan vaihtelun lisäksi tämä aiheuttaa vaihtelua myös siinä, kuinka paljon auringonvaloa pallonpuolisko saa vuoden aikana.
samaan aikaan Jupiter kiertää Aurinkoa keskimäärin 778 299 000 km: n (puoli-duuri-akselin) etäisyydellä (5,2 AU), joka vaihtelee 740 550 000 km: n (4.95 AU) perihelissä ja 816 040 000 km (5 455 AU) aphelionissa. Tällä etäisyydellä Jupiterilta kuluu 11,8618 Maan vuotta yhden auringon kiertoradan suorittamiseen. Toisin sanoen yksi Jovian vuosi kestää 4 332,59 Maan päivää.
Jupiterin kiertoaika on kuitenkin kaikista aurinkokunnan planeetoista nopein, sillä se suorittaa yhden pyörähdyksen akselinsa ympäri hieman alle kymmenessä tunnissa (9 tuntia, 55 minuuttia ja 30 sekuntia). Näin ollen yksi Jovian vuosi kestää 10 475,8 Jovian aurinko päivää.
ilmakehä:
maan ilmakehä koostuu viidestä pääkerroksesta: Troposfääristä, stratosfääristä, Mesosfääristä, Termosfääristä ja Eksosfääristä. Pääsääntöisesti ilmanpaine ja tiheys laskevat, mitä korkeammalla mennään ilmakehään ja mitä kauempana ollaan pinnasta. Lämpötilan ja korkeuden suhde on kuitenkin monimutkaisempi, ja se voi joissakin tapauksissa jopa nousta korkeuden mukana.
troposfääri sisältää noin 80% maan ilmakehän massasta ja noin 50% sijaitsee alemmalla 5,6 km: n (3,48 mi) alueella, mikä tekee siitä tiheämmän kuin kaikki sen yläpuoliset ilmakehän kerrokset. Se koostuu pääasiassa typestä (78%) ja hapesta (21%), jossa on pieniä pitoisuuksia vesihöyryä, hiilidioksidia ja muita kaasumaisia molekyylejä.
lähes kaikki ilmakehän vesihöyry tai kosteus on troposfäärissä, joten se on se kerros, jossa suurin osa maan sääilmiöistä (pilvet, sade, lumi, ukkosmyrskyt) tapahtuu. Yksi poikkeus on Termoposfääri, jossa ilmiöt tunnetaan nimellä revontulet ja Aurara Australis (aka. Pohjoinen ja eteläinen valo) tiedetään tapahtuvan.
kuten jo todettiin, Jupiterin kaasukehä koostuu pääasiassa vedystä ja heliumista, ja siinä on pieniä määriä muita alkuaineita. Jupiter kokee revontulet aivan kuten maa, lähellä sen pohjois-ja etelänapaa. Jupiterilla revontulet ovat voimakkaampia ja lakkaavat harvoin. Voimakas säteily, Jupiterin magneettikenttä ja Jupiterin ionosfäärin kanssa reagoivista Io: n tulivuorista peräisin olevan materiaalin runsaus luovat valoshow ’ n, joka on todella näyttävä.
Jupiter kokee myös rajuja sääilmiöitä. Tuulennopeus 100 m/s (360 km/h) on yleinen vyöhykkeisissä suihkukoneissa, ja se voi nousta jopa 620 km / S (385 mph). Myrskyt muodostuvat muutamassa tunnissa ja voivat muuttua hetkessä tuhansien kilometrien läpimittaisiksi. Yksi myrsky, Suuri Punatäplä, on riehunut ainakin 1600-luvun lopulta lähtien. Myrsky on kutistunut ja laajentunut koko historiansa ajan, mutta vuonna 2012 arveltiin, että Jättiläispunatäplä saattaa lopulta kadota.
Jupiteria peittävät jatkuvasti pilvet, jotka koostuvat ammoniakkikiteistä ja mahdollisesti ammoniumhydrosulfidista. Nämä pilvet sijaitsevat tropopaussissa ja ovat järjestäytyneet eri leveysasteiden kaistoiksi, joita kutsutaan”trooppisiksi alueiksi”. Pilvikerros on vain noin 50 km (31 mi) syvä, ja se koostuu vähintään kahdesta pilvikerroksesta: paksusta alakerroksesta ja ohuesta selkeämmästä alueesta.
ammoniakkikerroksen alla voi olla myös ohut vesipilvikerros, mistä ovat osoituksena Jupiterin kaasukehässä havaitut salamaniskut, jotka johtuisivat veden napaisuudesta, joka synnyttäisi salamointiin tarvittavan varauserotuksen. Havainnot näistä sähköpurkauksista osoittavat, että ne voivat olla jopa tuhat kertaa voimakkaampia kuin täällä maan päällä havaitut.
kuita:
maalla on vain yksi Maata kiertävä satelliitti, kuu. Sen olemassaolosta on tiedetty esihistoriallisista ajoista lähtien, ja sillä on ollut merkittävä rooli kaikkien ihmiskulttuurien mytologisissa ja tähtitieteellisissä perinteissä ja sillä on merkittävä vaikutus maapallon vuorovesiin. Nykyaikana Kuu on toiminut edelleen tähtitieteellisen ja tieteellisen tutkimuksen sekä avaruustutkimuksen keskipisteenä.
itse asiassa Kuu on ainoa maan ulkopuolinen taivaankappale, jolla ihmiset ovat todellisuudessa kävelleet. Ensimmäinen Kuuhun laskeutuminen tapahtui 20. heinäkuuta 1969, ja Neil Armstrong oli ensimmäinen ihminen, joka astui pinnalle. Sen jälkeen kuussa on käynyt yhteensä 13 astronauttia, ja heidän tekemänsä tutkimus on auttanut meitä saamaan tietoa sen koostumuksesta ja muodostumisesta.
maahan tuotujen Kuukivien tutkimusten ansiosta vallitsevan teorian mukaan Kuu syntyi noin 4,5 miljardia vuotta sitten maan ja Marsin kokoisen kappaleen (Theia) törmäyksestä. Tämä törmäys loi massiivisen romupilven, joka alkoi kiertää planeettaamme ja joka lopulta yhdistyi muodostaen Kuun, jonka näemme tänään.
Kuu on Aurinkokunnan suurimpia luonnollisia satelliitteja ja toiseksi tihein satelliitti niistä, joiden tiheydet tunnetaan (Jupiterin Io-satelliitin jälkeen). Se on myös tidally lukittu maa, mikä tarkoittaa, että yksi puoli on jatkuvasti päin meitä, kun taas toinen on suunnattu pois. ”Pimeänä puolena” tunnettu kaukainen puoli pysyi ihmisille tuntemattomana, kunnes luotaimet lähetettiin kuvaamaan sitä.
Jovian järjestelmässä puolestaan on 67 tunnettua kuuta. Neljä suurinta tunnetaan Galilean Kuina, jotka on nimetty löytäjänsä Galileo Galilein mukaan. Niihin kuuluvat: Io, aurinkokuntamme vulkaanisesti aktiivisin kappale; Europa, jolla epäillään olevan massiivinen maanalainen valtameri; Ganymedes, aurinkokuntamme suurin kuu; ja Callisto, jolla myös uskotaan olevan maanalainen valtameri ja jossa on aurinkokunnan vanhimpia pintamateriaaleja.
sitten on sisempi ryhmä (tai Amalthea-ryhmä), joka koostuu neljästä pienestä Kusta, joiden läpimitta on alle 200 km, kiertorata säteillä alle 200 000 km ja joiden kiertoradan inklinaatiot ovat alle puoli astetta. Tähän ryhmään kuuluvat Metiksen, Adrastean, Amalthean ja Theben kuut. Nämä kuut täydentävät ja ylläpitävät Jupiterin heikkoa rengasjärjestelmää.
Jupiterilla on myös joukko epäsäännöllisiä satelliitteja, jotka ovat huomattavasti pienempiä ja joilla on etäisemmät ja eksentrisemmät radat kuin muilla. Nämä kuut on jaettu perheisiin, joilla on yhtäläisyyksiä kiertoradalla ja koostumuksessa, ja niiden uskotaan olevan suurelta osin seurausta Jupiterin painovoiman vangitsemien suurten kappaleiden törmäyksistä.
lähes kaikilla kuviteltavissa olevilla tavoilla maa ja Jupiter eivät voisi olla erilaisempia. Jovian planeetalla on vielä monia asioita, joita emme vielä täysin ymmärrä. Siitä puheen ollen, pysykää kuulolla universumiin tänään-ja kuulkaa uusimmat päivitykset Nasan Juno-lennolta.
olemme kirjoittaneet monia mielenkiintoisia artikkeleita aurinkokunnan planeetoista täällä universumissa tänään. Tässä on maa verrattuna Merkuriukseen, maa verrattuna Venukseen, Kuu verrattuna maahan, maa verrattuna Marsiin, Saturnus verrattuna maahan ja Neptunus verrattuna maahan.
Haluatko lisätietoja Jupiterista? Tässä linkki Hubblesiitin Jupiteria koskeviin tiedotteisiin ja tässä Nasan aurinkokunnan Tutkimusopas.
olemme nauhoittaneet podcastin juuri Jupiterista tähtitieteen Näyttelijäkaartille. Klikkaa tästä ja kuuntele jakso 56: Jupiter.