JUPITER (PLANETA): CARACTERISTICI, COMPOZIȚIE, ORBITĂ, MIȘCARE, STRUCTURĂ - ARTE - 2025

Jupiter este cea mai mare dintre planetele din sistemul solar și unul dintre cele mai strălucitoare pe cerul nopții de-a lungul anului, motiv pentru care este numit după regele zeilor romani. În mitologia romană, zeul Jupiter este cel mai mare dintre zei, echivalent cu zeul Zeus în mitologia greacă.

Observând orbita sa cu privire la Soare, Jupiter este a cincea planetă din sistemul solar și are cel puțin 79 de sateliți naturali. Diametrul său este de 11 ori mai mare decât diametrul Pământului și după Soare, este cel mai mare și cel mai greu obiect din sistemul solar.

Figura 1. Imagine a lui Jupiter, luată de Telescopul Spațial Hubble, în care pot fi observate benzile caracteristice, marea roșie și aurora Joviană. (sursa: NASA, ESA).

Umanitatea a urmărit-o pe Jupiter încă din cele mai vechi timpuri, dar Galileo Galilei a fost primul care a observat planeta cu un telescop și a descoperit patru dintre principalii săi sateliți în 1610.

Galileo a observat benzile caracteristice ale lui Jupiter și ale celor patru sateliți galileeni ale căror nume sunt Io, Europa, Ganymede 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 învârtindu-se în jurul altei stele care nu era planeta noastră.

Observațiile sale au susținut mai multe idei revoluționare pentru vremea sa: prima a fost că Pământul nu era centrul universului și a doua, și nu în ultimul rând, că în afara lui existau „alte lumi”, așa cum Galileo a numit sateliții lui Jupiter.

Caracteristici generale ale lui Jupiter

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

Mărimea și masa

Jupiter este a cincea planetă care ține cont de raza orbitală față de Soare. A patra planetă este Marte, dar între ele există o graniță: 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 giganți cu gaz sau gheață. Jupiter este primul dintre ei și, de asemenea, cel cu cel mai mare volum și masă.

Masa lui Jupiter, echivalentul a 300 de mase de pământ, 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 1.300 de Pământuri.

Mișcările

Jupiter se învârte în jurul axei sale atât de rapid încât face o revoluție completă în 9 ore 50 minute. Aceasta este de 2,4 ori mai rapidă decât viteza de rotație a Pământului și nicio 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 îndepărtat de Soare decât planeta noastră, dimensiunile sale mari și norii caracteristici fac ca lumina soarelui să 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 observă doar norii cei mai înalți, care au unele zone staționare și altele în mișcare, formând un model de benzi de-a lungul liniei sale ecuatoriale.

Benzile cele mai întunecate se numesc curele și zonele mai deschise. Sunt relativ stabile, deși își schimbă treptat forma și culoarea, înconjurând planeta în direcții opuse.

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

Culoare roșiatică, galbenă și maro

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

Aceste furtuni sunt practic permanente, iar printre ele iese în evidență Marea Pată Roșie, observată pentru prima dată în secolul al XVII-lea de Robert Hooke, un fizic fizic contemporan notabil și rivalul lui Isaac Newton.

Marea pată roșie are cel puțin 300 de ani, cu toate că 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 similară cu cea a unei stele: 80% hidrogen, 17% heliu și proporții mici de vapori de apă, metan și amoniac.

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

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

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

Rezumatul caracteristicilor fizice ale lui Jupiter

-Masa: 1,9 × 10 ²⁷ kg

-Rară ecuațională: 71.492 km, echivalent cu 11 ori mai mare decât raza Pământului.

- Raza polară : 66854 km.

-Forma: aplatizată la poli cu un factor de 0,065.

-Radio prin orbită: 7,78 × 10 ⁸ km, echivalent cu 5,2 UA

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

-Temperatura: -130ºC (nori)

-Gravitate: 24,8 m / s ²

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

-Atmosfera: atmosferă densă de hidrogen și heliu.

-Densitate: 1336 kg / m ³

-Sateliți: 79 cunoscuți.

-Inele: Da, slab și compus din praf.

Structura jupiterului

Stratul cel mai exterior al lui Jupiter este format din nori și are 50 km grosime. Sub acest strat de nori se află 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 desprind de nucleele lor și devin electroni liberi care se mișcă într-o mare de hidrogen metalic lichid.

La o adâncime mai adâncă, ar putea exista un nucleu solid de 1,5 ori mai mare decât 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 poli.

Când și cum să observi Jupiter

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

Vedere telescopică a Jupiter

La prima vedere, Jupiter strălucește mai luminos 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 nocturnă a lui Jupiter și a celor patru sateliți galileeni, cu un telescop mic. Sursa: @Asismet_IF.

Cu binocluri bune fixate 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: Ganymede, Io, Europa și Callisto. Pozițiile sateliților variază de la o zi la alta și, uneori, se văd doar trei, deoarece unele dintre ele 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, Sky Maps se remarcă pentru faptul că este una dintre primele. În acest fel, poziția lui Jupiter este situată în orice moment.

Figura 4. Poziția lui Jupiter și a altor planete pe cer, văzută cu Sky Maps Sky 02/20/20 la 11:14 PM de Caracas, Venezuela.

Mișcare de traducere

Orbita lui Jupiter este eliptică și își are accentul 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 afirmă întotdeauna că planetele se învârt în jurul centrului Soarelui, care este destul de precis pentru aproape toată lumea, cu excepția lui Jupiter.

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

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

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

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

Perihelion este cea mai scurtă distanță dintre orbita lui Jupiter și focalizarea elipsei, situată în centrul de greutate al sistemului Sun-Jupiter. Valoarea sa este de 816,62 milioane de kilometri.

Dimpotrivă, afelia este cea mai mare distanță între 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 focar la lungimea axei semi-majore a elipsei.

Mișcare rotativă

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

Pentru că este atât de voluminoasă, Jupiter are cea mai scurtă perioadă de rotație a tuturor planetelor din sistemul solar.

Sateliti Jupiter

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

-IO, este ⅓ diametrul Pământului

-Europa, cu ¼ din diametrul pământului

-Ganymede, diameter diametrul Pământului

-Callisto, chiar sub ⅖ părți din diametrul pământului

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

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

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

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

1. Sateliți interni (4) cu orbite cuprinse între 128.000 și 222.000 km.
2. Sateliții galileeni (4) orbitele lor sunt cuprinse între 422.000 km pentru Io până la 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. Sateliti retrogradi (61) de la 17.582.000 km la 28.575.000 km.

Jupiter are și inele. Sunt pe orbită mai mică decât sateliții galileieni și între orbitele sateliților interiori. Se crede că aceste inele au apărut ca urmare a impactului unui satelit interior cu un meteoroid.

Sateliti galileieni

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

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

Io

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

Energia de încălzire a lui Io provine în principal din forța intensă a mareei 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 mică 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 a stelelor din sistemul solar, având doar câțiva cratere.

Sub creasta de gheață a Europei se crede că este un ocean a cărui mișcare, condusă de forțele de maree de la uriașul Jupiter, provoacă activitate tectonică pe suprafața glaciară a satelitului. În acest fel, pe suprafața sa netedă apar crăpături 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 stancoasa si de gheata cu un 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 calcul posibilitatea de a o vizita pentru anul 2030.

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

Figura 7. Rezonanța orbitală a sateliților galileieni din Jupiter. (Sursa: wikons 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 mereu aceeași față cu planeta.

Suprafața are abundente cratere antice și este compusă în principal din rocă și gheață. Probabil are un ocean interior, gros de cel puțin 100 de kilometri.

Nu există nicio dovadă de activitate tectonică, astfel craterele sale au fost probabil cauzate de impactul meteoritelor. 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 hidrogen la 87% urmată de heliu de ordinul 13%. Alte gaze prezente în proporții mai mici de 0,1% sunt hidrogenul sulfurat, vaporii de apă și amoniacul.

Norii planetei conțin cristale de amoniac, iar culoarea lor roșiatică provine probabil din molecule care conțin sulf sau fosfor. Norii inferiori, care nu sunt vizibili, contin hidrosulfura 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 în formă lichidă, datorită presiunilor ridicate cauzate de forța sa imensă de gravitație și atmosfera sa groasă.

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

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

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

În această teorie, planetele sunt formate din nuclee de particule solide, dând naștere la obiecte solide grele mai mari, care ar acționa ca nuclei de condensare gravitațională, care de-a lungul 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 invizibil, 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 la vântul solar sunt prinse în liniile câmpului magnetic și se rotesc în jurul lor, dar au o derivă sau mișcare de-a lungul liniilor de câmp.

Pe măsură ce liniile magnetice ies dintr-un pol și se alătură celuilalt, 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 la Jupiter

Din 1973, Jupiter a fost vizitat de diverse misiuni ale NASA, agenția spațială americană responsabilă cu 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 planuri 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, s-a lansat sonda Pioneer 11, ajungând pe orbita Jovian în decembrie 1974.

În aceste misiuni au fost făcute primele fotografii ale lui Jupiter și ale sateliților galileeni. Au fost, de asemenea, măsurate câmpul magnetic și centurile de radiații.

voiajor

De asemenea, lansate în 1973, misiunile Voyager 1 și Voyager 2 au vizitat din nou 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 satelitul Io a fost, de asemenea, cunoscut că are o activitate vulcanică intensă.

Galileo

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

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

Misiunea a descoperit oceanele subterane în Europa și a oferit mai multe informații despre vulcanii activi ai Io.

Galileo s-a încheiat când sonda de explorare a căzut pe Jupiter, pentru a evita coliziunea și contaminarea consecință a suprafeței glaciare a Europei.

Cassini

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

Noi orizonturi

În drum spre Pluto, sonda spațială New Horizons a vizitat planeta Jupiter în 2007.

Juno

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

Se preconizează că această misiune va furniza datele necesare pentru a determina care modele de bază sunt compatibile cu datele Jupiter existente și, prin urmare, să se compare cu modelele care susțin că un astfel de nucleu nu există.

Fapte amuzante despre Jupiter

-Este cel mai mare diametru dintre cele patru planete uriașe: 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 miezul său solid a fost format la doar un milion de ani după discul primordial de gaz și praf care a dat naștere sistemului solar, acum 4,5 miliarde de ani.

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

-Este cea mai radioactivă planetă din sistemul solar, în afară de lumina solară reflectată de atmosfera sa, contribuie, de asemenea, cu radiații proprii, în principal în raza infraroșu.

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

-80% din atmosfera sa este compusă din hidrogen, urmată de heliu, care contribuie cu 17%. Restul sunt alte gaze precum vaporii de apă, metanul, amoniacul și etanul.

-Norii lui Iupiter sunt alcătuiți din cristale de amoniu care formează un strat subțire de aproximativ 50 km grosime. 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 vortex anticiclonic cunoscut din sistemul solar: Marea Pată Roșie. Cu mai mult de 300 de ani de existență, dimensiunea sa este mai mare decât 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 gravitațională, care este estimată de 2,5 ori mai mare decât gravitația Pământului la marginea atmosferei sale.

-Investigații foarte recente indică abundența de apă în zona ecuatorială, bazată pe analiza datelor din misiunea spațială Juno. Într-un raport NASA din 10 februarie 2020 din jurnalul Nature Astronomy, este indicat că 0,25% din atmosfera ecuatorială a planetei este formată din molecule de apă.

Referințe

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