Ci, którzy uważnie obserwowali gwiazdy co najmniej raz wieczorem, nie mogli nie dostrzec jasnego punktu, który swoim blaskiem i rozmiarem odróżniał się od reszty. To nie jest odległa gwiazda, której światło dociera do nas od milionów lat. Świeci Jowisz - największa planeta Układu Słonecznego. W chwili najbliższego zbliżenia się do Ziemi, to niebieskie ciało staje się najbardziej zauważalne, tracąc jasność w stosunku do naszych innych kosmicznych towarzyszy, Wenus i Księżyca.
Największa z planet naszego układu słonecznego stała się znana ludziom wiele tysięcy lat temu. Sama nazwa planety mówi o jej znaczeniu dla cywilizacji ludzkiej: z szacunku dla wielkości ciał niebieskich starożytni Rzymianie nadali mu imię ku czci głównego pradawnego bóstwa - Jowisza.
Gigantyczna planeta, jej główne cechy
Studiując układ słoneczny w strefie widoczności, osoba natychmiast zauważyła obecność na nocnym niebie ogromnego kosmicznego obiektu. Początkowo sądzono, że jednym z najjaśniejszych obiektów na nocnym niebie była wędrująca gwiazda, jednak z biegiem czasu inna natura tego ciała niebieskiego stała się jasna. Wysoką jasność Jowisza wyjaśnia jego kolosalny rozmiar i osiąga maksymalne wartości podczas zbliżania planety z Ziemią. Światło gigantycznej planety wynosi -2,94 mz jasności pozornej, tracąc jasność tylko do jasności Księżyca i Wenus.
Pierwszy opis Jowisza, największej planety Układu Słonecznego, pochodzi z VIII-VII wpne. e. Starożytni Babilończycy obserwowali jasną gwiazdę na niebie, uosabiając ją najwyższym bogiem Mardukiem, patronem Babilonu. W późniejszych czasach starożytni Grecy, a potem Rzymianie, uważali Jowisza i Wenus za jednego z głównych luminarzy sfery niebieskiej. Germańskie plemiona obdarowały gigantyczną planetę mistyczną boską mocą, nadając jej imię na cześć swojego głównego boga Donara. Co więcej, prawie wszyscy astrologowie, astronomowie i prognostycy starożytności zawsze w swoich przewidywaniach i raportach wzięli pod uwagę pozycję Jowisza, jasność jego światła. W późniejszych czasach, kiedy poziom wyposażenia technicznego umożliwił dokładniejsze prowadzenie obserwacji przestrzeni, okazało się, że Jowisz wyraźnie wyróżnia się na tle innych planet w Układzie Słonecznym.
Rzeczywisty rozmiar małego jasnego punktu naszej nocy ma ogromne wartości. Promień Jowisza w strefie równikowej wynosi 71490 km. W porównaniu z Ziemią średnica gazowego giganta jest nieco mniejsza niż 140 tysięcy km. To jest 11 razy większa od średnicy naszej planety. Tak wielki rozmiar odpowiada masie. Gigant ma masę 1,8986 x 1027 kg i waży 2,47 razy więcej niż całkowita masa pozostałych siedmiu planet, komet i asteroid należących do Układu Słonecznego.
Masa Ziemi wynosi 5,97219x1024 kg, czyli 315 razy mniej niż masa Jowisza.
Jednak "król planet" nie jest największą planetą pod każdym względem. Pomimo swojej wielkości i ogromnej masy, Jowisz ma gorszą gęstość do 4,16-krotności naszej planety, odpowiednio 1326 kg / m3 i 5515 kg / m3. Wynika to z faktu, że nasza planeta to kamienna kula z ciężkim rdzeniem wewnętrznym. Jowisz jest gęstą akumulacją gazów, których gęstość jest odpowiednio mniejsza niż gęstość dowolnego ciała stałego.
Kolejny interesujący fakt. Przy dość niskiej gęstości siła grawitacji na powierzchni gazowego giganta jest 2,4 razy większa niż parametry ziemskie. Przyspieszenie swobodnego spadania na Jowisza wyniesie 24,79 m / s2 (ta sama wartość na Ziemi to 9,8 m / s2). Wszystkie przedstawione parametry astrofizyczne planety są określone przez jej skład i strukturę. W przeciwieństwie do pierwszych czterech planet, Merkurego, Wenus, Ziemi i Marsa, należących do obiektów grupy Ziemi, Jowisz kieruje kohortą gazowych gigantów. Podobnie jak Saturn, Uran i Neptun, największa znana nam planeta nie ma na firmamencie ziemi.
Obecny trójwarstwowy model planety daje pojęcie o tym, czym naprawdę jest Jowisz. Za zewnętrzną gazową powłoką, która stanowi atmosferę gazowego giganta, kryje się warstwa lodu wodnego. Na tym przezroczystym i widocznym dla urządzeń optycznych przezroczystej części planety kończy się. Określ, jaki kolor powierzchnia planety jest technicznie niemożliwa. Nawet przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble'a naukowcy byli w stanie zobaczyć tylko górną atmosferę ogromnej kuli gazowej.
Ponadto, jeśli przejdziemy na powierzchnię, pojawia się ponury i gorący świat, na który składają się kryształy amoniaku i gęsty metaliczny wodór. Dominują tu wysokie temperatury (6000-21000 K) i ogromne ciśnienie przekraczające 4000 GPa. Jedynym stałym elementem w strukturze planety jest kamienny rdzeń. Obecność kamiennego rdzenia, który w porównaniu do wielkości planety ma niewielką średnicę, daje planetę równowagę hydrodynamiczną. To dzięki niemu prawa zachowania masy i energii działają na Jowisza, utrzymując giganta na orbicie i zmuszając go do obracania się wokół własnej osi. Ten olbrzym nie ma wyraźnej granicy między atmosferą a centralną resztą planety. W środowisku naukowym uważa się ją za warunkową powierzchnię planety, gdzie ciśnienie wynosi 1 bar.
Ciśnienie w górnej atmosferze Jowisza jest niskie i wynosi tylko 1 atm. Ale tutaj króluje królestwo zimna, ponieważ temperatura nie spada poniżej znaku - 130 ° C.
Atmosfera Jowisza zawiera ogromną ilość wodoru, który jest lekko rozcieńczony helem i zanieczyszczeniami amoniaku i metanu. To wyjaśnia kolorowe chmury gęsto pokrywające planetę. Naukowcy uważają, że nagromadzenie wodoru nastąpiło podczas formowania się układu słonecznego. Cięższa kosmiczna materia pod wpływem sił odśrodkowych poszła w kierunku formowania się planet ziemskich, podczas gdy lżejsze cząsteczki gazu pod wpływem tych samych praw fizyki zaczęły gromadzić się w pękach. Te cząstki gazu i stali stały się materiałem budowlanym, z którego składają się wszystkie cztery planety - olbrzymy.
Obecność wodoru na planecie w takiej ilości, która jest głównym elementem wody, sugeruje istnienie ogromnych ilości zasobów wodnych na Jowiszu. W praktyce okazuje się, że nagłe zmiany temperatury i warunków fizycznych na planecie nie pozwalają przesuwać cząsteczek wody ze stanu gazowego i stałego do cieczy.
Parametry astrofizyczne Jowisza
Piąta planeta jest również interesująca ze względu na parametry astrofizyczne. Będąc za pasiem asteroid, Jowisz warunkowo dzieli układ słoneczny na dwie części, wywierając najsilniejszy wpływ na wszystkie obiekty kosmiczne znajdujące się w jego strefie wpływów. Najbliższą planetą dla Jowisza jest Mars, który nieustannie znajduje się w strefie oddziaływania pola magnetycznego i siły grawitacji ogromnej planety. Orbita Jowisza ma kształt regularnej elipsy i niewielkiej ekscentryczności, tylko 0,0488. Pod tym względem Jowisz prawie cały czas przebywa z naszej gwiazdy w tej samej odległości. Na jej peryhelium planeta znajduje się w centrum układu słonecznego w odległości 740,5 miliona km., A w aphelium Jowisz znajduje się w odległości 816,5 milionów km od Słońca.
Wokół Słońca gigant porusza się dość wolno. Jego prędkość wynosi tylko 13 km / s, podczas gdy na Ziemi parametr ten jest prawie trzy razy większy (29,78 km / s). Jowisz od 12 lat podróżuje wokół naszych centralnych opraw. Prędkość planety wokół własnej osi i prędkość planety na orbicie są silnie zależne od sąsiada Jowisza - olbrzymiego Saturna.
Niesamowite pod względem astrofizycznym i położenia osi planety. Płaszczyzna równikowa Jowisza jest odchylona tylko o 3,13 ° od osi orbitalnej. Na naszej Ziemi odchylenie osiowe od płaszczyzny orbitalnej wynosi 23.45 °. Planeta leży na boku. Mimo to obrót Jowisza wokół własnej osi następuje z dużą prędkością, co prowadzi do naturalnej kompresji planety. Według tego wskaźnika gazowy gigant jest najszybszy w naszym systemie gwiezdnym. Jowisz obraca się nieco mniej niż 10 godzin wokół własnej osi. Aby być bardziej precyzyjnym, kosmiczny dzień na powierzchni gazowego giganta wynosi 9 godzin i 55 minut, podczas gdy rok Jowisza trwa 10 475 ziemskich dni. Ze względu na te cechy położenia osi obrotu, nie ma sezonów na Jowiszu.
W punkcie najbliższego podejścia, Jowisz znajduje się w odległości 740 milionów km od naszej planety. Ta droga nowoczesnej sondy kosmicznej lata w kosmosie z prędkością 40 000 kilometrów na godzinę, pokonując ją na różne sposoby. Pierwszy statek kosmiczny w kierunku Jowisza "Pioneer 10" wystartował w marcu 1972 roku. Ostatnim z pojazdów, wystrzelonym w kierunku Jowisza, była automatyczna sonda "Juno". Sonda kosmiczna została uruchomiona 5 sierpnia 2011 r., A zaledwie pięć lat później, w lecie 2018 r., Dotarła do orbity "planeta-król". Podczas lotu aparat Yunona wykonał trasę o długości 2,8 miliarda km.
Satelity planety Jowisz: dlaczego jest ich tak wielu?
Nie trudno zgadnąć, że tak imponujące wymiary planety determinują obecność dużej świty. Według liczby naturalnych satelitów Jowisz nie ma sobie równych. Jest ich 69. W tym zestawie znajdują się również prawdziwe olbrzymy, porównywalne wielkościowo z pełnoprawną planetą i bardzo małe, ledwo widoczne za pomocą teleskopów. Jowisz ma własne pierścienie, podobne do układu pierścieni Saturna. Najmniejsze elementy cząstek, uchwycone przez pole magnetyczne planety bezpośrednio z kosmosu podczas formowania się planety, stały się pierścieniami Jowisza.
Tak duża liczba satelitów wynika z faktu, że Jowisz ma najsilniejsze pole magnetyczne, które ma ogromny wpływ na wszystkie sąsiednie obiekty. Siła przyciągania gazowego giganta jest tak wielka, że pozwala Jupiterowi trzymać się tak szerokiej rodziny satelitów. Ponadto działanie pola magnetycznego planety wystarcza, aby przyciągnąć wszystkie wędrujące obiekty kosmiczne. Jowisz pełni funkcję tarczy kosmicznej w Układzie Słonecznym, łapiąc komety i duże asteroidy z kosmosu. Relatywnie spokojne istnienie wewnętrznych planet jest dokładnie wyjaśnione przez ten czynnik. Magnetosfera ogromnej planety jest potężniejsza niż pole magnetyczne Ziemi kilka razy.
Po raz pierwszy Galileo Galilei spotkał się z satelitami gazowego giganta w 1610 roku. W swoim teleskopie naukowiec zobaczył czterech satelitów poruszających się jednocześnie po ogromnej planecie. Fakt ten potwierdził ideę heliocentrycznego modelu układu słonecznego.
Rozmiar tych satelitów, które mogą nawet konkurować z niektórymi planetami Układu Słonecznego, jest niesamowity. Na przykład satelita Ganymede ma większy rozmiar niż Merkury, najmniejsza planeta w Układzie Słonecznym. Niewielu Merkurów jest gorszych, a inny gigantyczny satelita - Callisto. Charakterystyczną cechą systemu satelitarnego Jowisza jest to, że wszystkie planety obracające się wokół giganta gazowego mają solidną strukturę.
Rozmiary najbardziej znanych satelitów Jowisza są następujące:
- Ganimedes ma średnicę 5260 km (średnica Merkurego wynosi 4879 km);
- Callisto ma średnicę 4820 km;
- Średnica Io jest równa 3642 km;
- Europa ma średnicę 3122 km.
Niektóre satelity są bliżej macierzystej planety, inne - dalej. Historia pojawienia się tak dużych naturalnych satelitów nie została jeszcze ujawniona. Prawdopodobnie mamy do czynienia z małymi planetami, które kiedyś obracały się z Jowiszem w sąsiedztwie. Małe satelity to fragmenty zniszczonych komet docierających do Układu Słonecznego z chmury Oorta. Przykładem jest upadek na Jowiszu komety Shoemaker-Levy, zaobserwowany w 1994 roku.
To satelity Jowisza reprezentują obiekty interesujące naukowców, ponieważ są one bardziej dostępne i mają podobną strukturę do planet grupy Ziemi. Sam gazowy gigant reprezentuje środowisko wrogie ludzkości, w którym nie można zasugerować istnienia jakichkolwiek znanych form życia.
