Die Zusammensetzung der Jupiteratmosphäre. Atmosphäre und innere Struktur des Jupiter

Jupiters Atmosphäre ist durch Hochgeschwindigkeitswinde gekennzeichnet, die in breiten Bändern parallel zum Äquator des Planeten wehen, wobei die Winde in benachbarten Bändern auf Jupiter in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind. Winde auf Jupiter erreichen Geschwindigkeiten von 500 km/h. Jupiters Atmosphäre erzeugt einen gigantischen Druck, der zunimmt, wenn man sich dem Zentrum des Planeten nähert. Die vom Kern am weitesten entfernte Schicht besteht hauptsächlich aus gewöhnlichem molekularem Wasserstoff und Helium, die sich innen in einem flüssigen Zustand befinden und außen allmählich in einen gasförmigen Zustand übergehen. Auf Jupiter gibt es Bänder mit begrenzter Breite, innerhalb derer Winde mit sehr hohen Geschwindigkeiten wehen, und ihre Richtungen sind in benachbarten Bändern entgegengesetzt. Der geringfügige Unterschied in der chemischen Zusammensetzung und Temperatur zwischen diesen Regionen reicht aus, damit sie als farbige Bänder erscheinen. Helle Streifen werden Zonen genannt, dunkle Gürtel. Jupiters Atmosphäre ist sehr turbulent. Die hellen Farben, die in Jupiters Wolken zu sehen sind, sind das Ergebnis verschiedener chemischer Reaktionen zwischen in der Atmosphäre vorhandenen Elementen, möglicherweise einschließlich Schwefel, der eine breite Palette von Farben erzeugen kann, aber Details sind noch nicht bekannt.

Monde des Jupiter

Zu Beginn des dritten Jahrtausends hat Jupiter 28 bekannte Satelliten. Vier davon sind groß und schwer. Sie bewegen sich auf fast kreisförmigen Bahnen in der Äquatorebene des Planeten. Die 20 äußeren Satelliten sind so weit vom Planeten entfernt, dass sie von seiner Oberfläche aus mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, und Jupiter am Himmel des am weitesten entfernten von ihnen sieht kleiner aus als der Mond. Viele kleine Satelliten bewegen sich auf fast identischen Bahnen. Sie alle sind die Überreste von Jupiters größeren Trabanten, die durch seine Schwerkraft zerstört wurden. Die äußeren Trabanten des Jupiters könnten durchaus vom Gravitationsfeld des Planeten erfasst werden: Sie kreisen alle in entgegengesetzter Richtung um Jupiter.

Satellit von Jupiter.io

Umlaufbahn = 422.000 km vom Jupiter Durchmesser = 3630 km Masse = 8,93*1022 kg

Io ist der drittgrößte und nächstgelegene Mond des Jupiters. Io ist etwas größer als der Mond Im Gegensatz zu den meisten Satelliten im äußeren Sonnensystem haben Io und Europa eine ähnliche Zusammensetzung wie terrestrische Planeten, hauptsächlich in Gegenwart von Silikatgestein. Io hat einen Eisenkern mit einem Radius von 900 km. Die Oberfläche von Io unterscheidet sich radikal von der Oberfläche jedes anderen Körpers im Sonnensystem. Auf Io wurden nur sehr wenige Krater gefunden, daher ist seine Oberfläche sehr jung. Das Material, das aus den Vulkanen von Io ausbricht, ist irgendeine Form von Schwefel oder Schwefeldioxid. Vulkanausbrüche ändern sich schnell. Die Energie für all diese Aktivitäten erhält Io wahrscheinlich aus Gezeitenwechselwirkungen mit Europa, Ganymed und Jupiter. Io kreuzt Jupiters Magnetfeldlinien und erzeugt einen elektrischen Strom. Io kann sein eigenes Magnetfeld haben, wie Ganymed. Io hat eine sehr verdünnte Atmosphäre, die aus Schwefeldioxid und einigen anderen Gasen besteht. Im Gegensatz zu anderen Jupitermonden hat Io sehr wenig oder kein Wasser. Io hat einen soliden Metallkern, der von einem felsigen Mantel umgeben ist, ähnlich dem der Erde. Die Form von Io unter dem Einfluss von Jupiter ist stark verzerrt. Io ist aufgrund von Jupiters Rotation und Gezeiteneinfluss dauerhaft oval.

Cloud-Stufen: Wenn der Druck der Jupiteratmosphäre den Druck der Erdatmosphäre erreicht, werden wir anhalten und uns umsehen. Oben sieht man den gewohnt blauen Himmel, dicke weiße Wolken aus kondensiertem Ammoniak wirbeln herum. Sein Geruch ist für Menschen unangenehm, daher lohnt es sich nicht, unseren Beobachtungspunkt zu lüften; Außerdem ist es draußen frostig: - 100 ° C.

Die rötliche Farbe eines Teils der Jupiterwolken weist darauf hin, dass es viele komplexe chemische Verbindungen gibt. Eine Vielzahl chemischer Reaktionen in der Atmosphäre werden durch ultraviolette Sonnenstrahlung, starke Blitzentladungen (ein Gewitter auf Jupiter muss ein beeindruckender Anblick sein!) sowie durch Wärme aus dem Inneren des Planeten ausgelöst. Die Atmosphäre des Jupiter enthält neben Wasserstoff (81 %) und einem kleinen Anteil Helium (18 %) geringe Mengen an Methan, Ammoniak und Wasserdampf. Die Wissenschaftler fanden auch Spuren von Acetylen, Ethan, Kohlenmonoxid, Blausäure, Germaniumhydrid, Phosphin und Propan. Aus diesem chemischen "Brei" ist es schwierig, die Hauptkonkurrenten für die Rolle des orangefarbenen Farbstoffs der Atmosphäre auszuwählen: Dies können Phosphor, Schwefel oder organische Verbindungen sein.

Die nächste Wolkenschicht besteht aus rotbraunen Kristallen von Ammoniumhydrogensulfid bei einer Temperatur von - 10 ° C. Wasserdampf und Wasserkristalle bilden bei einer Temperatur von 20 ° C und einem Druck von mehreren Atmosphären - fast darüber - eine untere Wolkenschicht die Oberfläche von Jupiters Ozean. (Obwohl einige Modelle das Vorhandensein einer vierten Wolkenschicht zulassen - aus flüssigem Ammoniak.)

Die Dicke der atmosphärischen Schicht, in der all diese erstaunlichen Wolkenstrukturen entstehen, beträgt 1000 km. Dunkle Streifen und helle Zonen parallel zum Äquator entsprechen atmosphärischen Strömungen verschiedener Richtungen (einige bleiben hinter der Rotation des Planeten zurück, andere sind ihr voraus). Die Geschwindigkeiten dieser Strömungen betragen bis zu 100 m/s. An der Grenze von multidirektionalen Strömungen bilden sich riesige Wirbel. Besonders beeindruckend ist der Große Rote Fleck – ein kolossaler atmosphärischer Wirbel. Es ist nicht bekannt, wann es entstanden ist, aber es wird seit 300 Jahren in Teleskopen beobachtet.

Neuere Studien zeigen: Je weiter ein Planet von der Sonne entfernt ist, desto weniger turbulent ist seine Atmosphäre, desto weniger intensiv ist der Wärmeaustausch zwischen benachbarten Gebieten und desto weniger Energie wird dissipiert. In der Atmosphäre großer Planeten laufen physikalische Prozesse so ab, dass Energie aus einzelnen kleinen Bereichen auf größere übertragen wird und sich dann in globalen Luftstrukturen – zonalen Strömungen – ansammelt. Diese Ströme sind Wolkengürtel, die sogar mit einem kleinen Teleskop gesehen werden können. Benachbarte Flüsse bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen. Ihre Farbe kann je nach chemischer Zusammensetzung leicht variieren. Farbige Wolken befinden sich in den höchsten Schichten des Jupiter (ihre Tiefe beträgt etwa 0,1-0,3% des Planetenradius). Der Ursprung ihrer Färbung bleibt ein Rätsel, obwohl anscheinend argumentiert werden kann, dass sie mit Spurenbestandteilen der Atmosphäre in Verbindung gebracht wird und auf komplexe chemische Prozesse hinweist, die darin ablaufen. Basierend auf einer Studie Ende 2000 durch die Cassini-Sonde wurde festgestellt, dass Lichtbänder und der Große Rote Fleck (ein riesiger Sturm mit einer Hauptachsengröße von etwa 35.000 km und einer Nebenachse von 14.000 km) sind verbunden mit Abwinden (vertikale Zirkulation atmosphärischer Massen); die Wolken sind hier höher und die Temperatur ist niedriger als in anderen Gebieten. Die Farbe der Wolken korreliert mit der Höhe: Die blauen Strukturen sind die oberen, die braunen liegen darunter, dann die weißen. Rote Strukturen sind die niedrigsten. Der rötliche Farbton des Planeten wird hauptsächlich auf das Vorhandensein von rotem Phosphor in der Atmosphäre und möglicherweise auf organisches Material zurückgeführt, das durch elektrische Entladungen entsteht. In dem Bereich, in dem der Druck etwa 100 kPa beträgt, beträgt die Temperatur etwa 160 K. In Jupiters Atmosphäre wurden Gewitter beobachtet. Die Temperatur der oberen Wolken beträgt -130°C. Jupiter gibt 60 % mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. Die Atmosphäre reflektiert 45 % des einfallenden Sonnenlichts. Es wurde auch das Vorhandensein einer Ionosphäre festgestellt, deren Länge in der Höhe etwa 3000 km beträgt.

Großer roter Fleck: Die Oberfläche des Jupiters kann wegen der dichten Wolkenschicht, die ein Muster aus abwechselnd dunklen Bändern und hellen Zonen ist, nicht direkt beobachtet werden. Unterschiede in der Farbe der Bänder sind auf kleine chemische und Temperaturunterschiede zurückzuführen. Die Positionen und Größen von Bändern und Zonen ändern sich allmählich mit der Zeit. Die hellen Farben, die in Jupiters Wolken zu sehen sind, sind wahrscheinlich das Ergebnis cleverer chemischer Reaktionen elementarer Verunreinigungen in seiner Atmosphäre, möglicherweise einschließlich Schwefel, dessen Verbindungen eine Vielzahl von Farben erzeugen. Die dunklen Streifen und hellen Zonen von Jupiters Wolkenstruktur, deren Geschwindigkeit manchmal 500 km / h erreicht, verdanken sowohl ihre Existenz als auch ihre Form orkanartigen Winden, die den Planeten in meridionaler Richtung umkreisen. Auf der Erde entstehen Winde durch einen großen Temperaturunterschied – mehr als 40° Celsius zwischen Pol und Äquator. Aber sowohl der Pol als auch der Äquator des Jupiter haben ungefähr die gleiche Temperatur (-130 ° C), zumindest an der Basis der Wolken. Offensichtlich werden Jupiters Winde hauptsächlich von seiner inneren Wärme angetrieben und nicht von der Sonnenwärme, wie auf der Erde.

Im Allgemeinen unterscheidet sich die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre des gesamten Planeten nicht wesentlich von der Sonnenatmosphäre und ähnelt einem kleinen Stern.

Der Große Rote Fleck ist ein Oval von 14.000 x 35.000 km (das sind zwei Erdscheiben). Die Materie im Großen Roten Fleck bewegt sich gegen den Uhrzeigersinn und macht in 7 Erdentagen eine vollständige Umdrehung. Der Fleck verschiebt sich relativ zur Durchschnittsposition in die eine oder andere Richtung. Studien zeigen, dass er vor 100 Jahren doppelt so groß war. 1938 wurde die Bildung und Entwicklung von drei großen weißen Ovalen in der Nähe von 30° südlicher Breite aufgezeichnet. Beobachter bemerkten auch eine Reihe kleiner weißer Ovale, die ebenfalls Wirbel darstellen. Daher ist davon auszugehen, dass der Rote Fleck keine einzigartige Formation ist, sondern das mächtigste Mitglied der Sturmfamilie. Historische Aufzeichnungen zeigen solche langlebigen Systeme in den mittleren nördlichen Breiten nicht. Es gibt große dunkle Ovale in der Nähe von 15°N, aber irgendwie existieren die Bedingungen, die für die Entstehung von Wirbeln und ihre anschließende Umwandlung in stabile Systeme wie den Roten Fleck notwendig sind, nur auf der Südhalbkugel.

Kollisionen solch großer Zyklonsysteme treten manchmal auf Jupiter auf. Einer von ihnen fand 1975 statt und ließ die rote Farbe des Spots für mehrere Jahre verblassen. 2002 gab es eine ähnliche Kollision zwischen dem Großen Roten Fleck und dem Großen Weißen Oval. Das Weiße Oval ist Teil eines Wolkengürtels mit einer Umlaufzeit, die kürzer ist als die des Großen Roten Flecks. Das Oval wurde Ende Februar 2002 vom Großen Roten Fleck gebremst, und die Kollision dauerte einen ganzen Monat. Die rote Farbe des Großen Roten Flecks ist Wissenschaftlern ein Rätsel, möglicherweise verursacht durch Chemikalien, die Phosphor enthalten. Tatsächlich sind die Farben und Mechanismen, die das Aussehen der gesamten Jupiter-Atmosphäre ausmachen, immer noch kaum verstanden und können nur durch direkte Messungen ihrer Parameter erklärt werden.

Verbindung: Die obere Wolkenschicht ist etwa 50 km dick. In dieser Region ist der Druck in der Atmosphäre vergleichbar mit dem auf der Erde, nimmt aber mit der Tiefe schnell zu. Unter den Wolken befindet sich eine etwa 21.000 km dicke Schicht, bestehend aus einem Gemisch aus Wasserstoff und Helium, Wasserstoff ändert mit zunehmendem Druck und steigender Temperatur (bis 6000 °C) allmählich seinen Zustand von gasförmig zu flüssig. Unter der flüssigen Wasserstoffschicht befindet sich ein 40.000 km tiefes Meer aus flüssigem metallischem Wasserstoff. Bei einem Druck von 3 Millionen Atmosphären entsteht flüssiger metallischer Wasserstoff, der auf der Erde unbekannt ist. Es besteht aus Protonen und Elektronen und ist ein ausgezeichneter elektrischer Leiter. Jüngste Experimente haben gezeigt, dass Wasserstoff seine Phase nicht plötzlich ändert, daher hat das Innere des Jupiter keine klaren Grenzen zwischen den Schichten. Wissenschaftler glauben, dass Jupiter einen festen Kern hat, der eineinhalb Mal so groß ist wie der Durchmesser der Erde, aber 10-30 Mal dichter. Selbst wenn es auf Jupiter eine feste Oberfläche gibt, kann man nicht darauf stehen, ohne Angst zu haben, vom Gewicht über der darunter liegenden Atmosphäre erdrückt zu werden. Nach theoretischen Berechnungen beträgt die Temperatur des Planetenkerns etwa 30.000 °C und der Druck 30 bis 100 Millionen Atmosphären. Solche Bedingungen sind für thermonukleare Reaktionen unzureichend, aber Jupiter strahlt etwa 2-mal mehr Energie in den Weltraum, als er von der Sonne erhält. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die übermäßige Wärmestrahlung des Planeten das Ergebnis der Gravitationskontraktion des Planeten ist, die bis heute andauert. Wärme wandert durch die Atmosphäre und sickert durch wolkenfreie Regionen, passenderweise „Hot Spots“ genannt. Jupiter dreht sich schnell um seine eigene Achse (2,5-mal schneller als die Erde), und die Wirkung einer enormen Zentrifugalkraft hat dazu geführt, dass der Planet merklich abgeflacht ist. Der Polarradius von Jupiter ist 4400 km kleiner als der äquatoriale. Wie bei der Sonne hat ihre Rotationsgeschwindigkeit am Äquator einen Maximalwert und nimmt mit zunehmendem Breitengrad ab. Der Grund für diesen Unterschied ist bisher unklar.

Jupiter erkunden

Atmosphäre des Jupiter

BKP und weißes Oval

äquatoriale Zone

Jupiters Atmosphäre besteht hauptsächlich aus molekularem Wasserstoff (76,1 Massen-%) und Helium (23,8 Massen-%). Methan (0,21 %), Ammoniak, Inertgase sowie Wassereiskristalle sind in geringen Mengen vorhanden. Auf der Oberfläche des Jupiter wehen ständig starke Winde. Auf der Erde würden wir Winde mit einer Geschwindigkeit von 150 m/s Hurrikans nennen, aber für Jupiter sind solche Winde normal. Es wurde festgestellt, dass auf der Nordhalbkugel des Jupiter atmosphärische Windströmungen 600 km/h (das sind 166 m/s) erreichen.

Eine klare Grenze zwischen der Oberfläche und der Atmosphäre auf Jupiter sowie auf anderen Gasplaneten existiert nicht. Um eine solche Grenze zu bestimmen, führten Astronomen das Konzept einer bedingten „Nullhöhe“ ein, bei der sich der Temperaturgradient umkehrt, d.h. Der Temperatur-Countdown beginnt. Um die Nullhöhe auf Jupiter genau zu bestimmen, ist seine Atmosphäre noch nicht ausreichend untersucht. Als obere Grenze der Erdatmosphäre wird das Druckniveau von 1 nbar angenommen. Bei der Messung der physikalischen Eigenschaften der Atmosphäre mit der Galileo-Sonde wurde ein Referenzpunkt mit einem Druck von 1 Atmosphäre verwendet.

Nach Angaben der Galileo-Sonde nimmt die Windgeschwindigkeit zunächst mit der Tiefe zu und wird dann konstant. Bei einem Druckniveau von 0,5 atm. Windgeschwindigkeit war 90 m/sec, erreichte 170 m / s auf dem Niveau von 4 atm. und dann fast nicht geändert.

Geschwindigkeit/Richtung von zonalen Winden auf Jupiter als Funktion des Breitengrades

In der Äquatorialregion von Jupiter wehen die Winde in Vorwärtsrichtung, d.h. in Rotationsrichtung des Planeten mit einer Geschwindigkeit von ca. 70-140 m/Sek. Aber bereits bei 15-18 Grad nördlicher und südlicher Breite ändert sich die Richtung der Gasströmung in die entgegengesetzte Richtung, wo sie eine Geschwindigkeit von 50-60 m / s erreicht. In Zukunft ersetzen sich atmosphärische Vorwärts- und Rückwärtsströmungen mehrmals, und die Windgeschwindigkeit in ihnen nimmt mit zunehmendem Breitengrad ab. In subpolaren Breiten ist die zonale Windgeschwindigkeit nahe Null.

Es wurde festgestellt, dass in Jupiters Atmosphäre drei Wolkenschichten vorhanden sind. Oben befinden sich Wolken aus gefrorenem Ammoniak, darunter Kristalle von Ammoniumhydrogensulfid und Methan und in der untersten Schicht Wassereis und möglicherweise flüssiges Wasser.

Jupiters Atmosphäre ist hochgradig elektrisch aktiv. Dort grollen ununterbrochen Gewitter. Blitze erreichen eine Länge von 1000 km und mehr. In der Erdatmosphäre sind 50 km lange Blitze eine Seltenheit.

Blitze in der Atmosphäre des Jupiter. Ein Schnappschuss von der Nachtseite des Planeten.

Nach modernen Vorstellungen ist die äußere Schicht des Jupiters 0,15 des Planetenradius dick, d.h. etwa 10.000 km besteht aus Gas (einem Gemisch aus Wasserstoff und Helium). Hinter dieser Schicht befindet sich eine Schicht flüssigen molekularen Wasserstoffs (eine Mischung aus flüssigem Wasserstoff und Helium). Die Dicke dieser Schicht beträgt etwa 0,75 des Planetenradius, d.h. etwa 54 Tausend km. die Temperatur des flüssigen Wasserstoffs in dieser Schicht erreicht 2000°C. Darüber hinaus befindet sich Wasserstoff in einer Tiefe von bis zu 0,9 des Planetenradius (etwa 65.000 km) in einem festen metallischen Zustand mit einer Dichte von 11 (g / cm³) und einer Temperatur von 20.000 ° C. Der Druck in dieser Zone erreicht 5 Millionen Erdatmosphären.

Jupiters Kern ist eine feste Formation aus Eisensilikat und steinigen Felsen. Der Radius des Kerns kann 0,1 bis 0,15 des Planetenradius betragen, und seine Masse beträgt etwa 4% der Gesamtmasse des Jupiter.

Unter metallischem Wasserstoff versteht man seinen Aggregatzustand, in dem die Elektronen von Wasserstoffatomen unter dem Druck mehrerer Millionen Erdatmosphären ihre Verbindung zu Protonen verlieren und sich frei in der umgebenden Materie bewegen. Elektronen verhalten sich in Metallen ähnlich.

Da Jupiter weit von der Sonne entfernt ist, erhält er 27-mal weniger Sonnenwärme als die Erde. Messungen von der Erde und automatische Sonden zeigten, dass die Infrarotstrahlungsenergie von Jupiter etwa das 1,5-fache der Wärmeenergie beträgt, die der Planet von der fernen Sonne erhält. Jupiter hat also innere Wärmereserven. Es wird angenommen, dass diese Reserven an thermischer Energie seit der Entstehung des Planeten vorhanden sind. Es macht keinen Sinn zu erraten, welche Werte die Temperatur in den Eingeweiden von Jupiter erreichen kann, obwohl einige Autoren ein mögliches Niveau von 23.000 ° C bis 100.000 ° C nennen.

Die Oberfläche des Jupiter erwärmt sich aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit der Substanzen, aus denen die inneren Schichten des Planeten bestehen, nur schwach. Daher herrscht auf der Oberfläche des Jupiter eine schreckliche Kälte - bis zu minus 150 ° C. Gleichzeitig manifestiert sich die Wirkung einer internen Wärmequelle auf Jupiter darin, dass in seiner Atmosphäre ständig Wirbelstürme und Antizyklone toben, starke Winde ständig von West nach Ost und dann von Ost nach West wehen. Für solche Manifestationen atmosphärischer Aktivität wäre die von Jupiter von der Sonne empfangene Wärmeenergie völlig unzureichend. Dies wird durch meteorologische Berechnungen bestätigt.

Jupiters Magnetfeld

Bis 1979 hatten Wissenschaftler keine Daten über das Vorhandensein oder Fehlen eines Magnetfelds in Jupiter. Aus wissenschaftlichen Informationen, die im März 1979 von einer automatischen interplanetaren Station erhalten wurden Reisender 1, und später von AMS "Odysseus" wurde deutlich, dass Jupiter ein starkes Magnetfeld hat. Einigen Schätzungen zufolge ist die Magnetfeldstärke auf Jupiter fast 50-mal höher als auf der Erde. Die magnetische Achse ist gegenüber der Rotationsachse des Jupiters um 10,2 ± 0,6° geneigt. Die Magnetpole von Jupiter sind in Bezug auf die Pole des Planeten umgekehrt. Daher hätte die Kompassnadel auf Jupiter mit ihrem Nordende nach Süden gezeigt. Es wird angenommen, dass das Magnetfeld auf Jupiter aufgrund der schnellen Rotation des Planeten hochleitfähigen metallischen Wasserstoff erzeugt.

Die Kühnheit dieser Annahme liegt darin, dass Niemand auf der Erde hat jemals metallischen Wasserstoff gesehen und dementsprechend hat niemand die Eigenschaften dieser im Allgemeinen hypothetischen Substanz untersucht. Aber in diesem Fall stimmt die Fantasie der Wissenschaftler mit der Realität überein: Schließlich existiert das Magnetfeld des Jupiter wirklich.

Jupiters Magnetfeld erstreckt sich über eine große Entfernung vom Planeten, mindestens hundert Jupiterradien, d.h. Saturn erreicht. Wenn Jupiters Magnetosphäre von der Erdoberfläche aus gesehen werden könnte, dann würden ihre Winkelabmessungen die Abmessungen des Vollmonds von der Erde aus übersteigen.

Jupiters Magnetfeld erzeugt mächtige Strahlungsgürtel um den Planeten, d.h. Bereiche, die mit geladenen Teilchen gefüllt sind. Jupiters Strahlungsgürtel sind 40.000 Mal intensiver als die Strahlungsgürtel der Erde.

Jupiter-Magnetosphärenmodell

Das Vorhandensein geladener Teilchen in Jupiters Magnetosphäre verursacht Polarlichter, die in der Atmosphäre hoher Breiten in beiden Hemisphären des Planeten auftreten. Die Polarlichter auf Jupiter sind sehr intensiv und können sogar von der Erde aus beobachtet werden.

Gleichzeitig wurde das Vorhandensein eines Plasmarings um Jupiter festgestellt; Bereiche, in denen keine geladenen Teilchen vorhanden sind. Die Existenz von Plasma erklärt sich aus der möglichen Ionisierung unter dem Einfluss der Sonnenstrahlung der Auswürfe von Vulkanen, die auf dem Mond Io aktiv sind.

Ringe des Jupiters

1979 die Sonden Reisender 1 und Reisender 2 entdeckte die Ringe um Jupiter. Das System dieser Ringe besteht aus zwei äußeren und einem inneren. Die Ringe befinden sich in der Äquatorialebene des Jupiters und befinden sich in einer Entfernung von 55.000 km von der oberen Atmosphäre. Ringe sind kleine Felsbrocken, Staub und Eisstücke, die den Planeten umkreisen. Das Reflexionsvermögen des Großteils der Substanz der Ringe ist gering, daher ist es äußerst schwierig, die Ringe von der Erde aus zu erkennen. Dies ist der Unterschied zwischen den Ringen des Jupiter und den Ringen eines anderen gasförmigen Riesen - Saturn, die das Sonnenlicht gut reflektieren und zur Beobachtung verfügbar sind. Der hellste und am besten sichtbare Teil von Jupiters Ringen ist etwa 6.400 km breit (genauer gesagt tief) und bis zu 30 km dick. Aus himmelsmechanischer Sicht sind die Ringe des Jupiter Hunderttausende kleiner und kleinster Trabanten, die diesen Planeten umkreisen. Aber die astronomische Wissenschaft betrachtet natürlich keine kleinen Steinstücke, Eisstücke und anderen Weltraumschrott, die um jeden Planeten kreisen, als Satelliten.

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Jupiter trat von der Raumsonde Galileo in die Sonde ein. Die Sonde gewann wichtige Daten über die Struktur der Wolkenschicht des Jupiters und die chemische Zusammensetzung seiner Atmosphäre. Jupiters Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Außerdem stellte sich heraus, dass Helium merklich weniger war als in der primären Zusammensetzung der Sonne. Dies erklärt sich dadurch, dass sich das schwerere Helium in den unteren Schichten der Atmosphäre ablagert. Vom Anteil der restlichen Elemente bleibt nur noch 1 Massen-% übrig. Es stellte sich heraus, dass Kohlenstoff und Schwefel 2-3 mal mehr waren als in der Zusammensetzung der Sonne. Die Galileo-Ergebnisse zeigen, dass Jupiters Kerntemperatur mindestens 20.000 K zu betragen scheint.

Streifen

Europa

Schon die ersten Bilder der Voyager lenkten die Aufmerksamkeit auf Europa, den Mond des Jupiters. Auf Europa wurde ein dichtes Netz sich kreuzender Linien gefunden. Eine detailliertere Untersuchung der Oberfläche von Europa, die insbesondere von AMS Galileo durchgeführt wurde, zeigte, dass die Oberfläche von Europa eine riesige Eisdecke ist, die von zahlreichen Rissen durchbrochen ist. Die Dicke des Deckels ist noch unbekannt. Nach verschiedenen Schätzungen reicht sie von 10 bis 20 km. Zwar glaubt man in letzter Zeit, dass die Dicke der Eisdecke deutlich geringer ist.

Vor einigen Jahren wurde entdeckt, dass sich riesige Eisblöcke in den Rissen bewegten, was als Zeichen für das Vorhandensein von flüssigem Wasser auf Europa gedeutet wurde. Das Vorhandensein von flüssigem Wasser ist eine notwendige Bedingung für die Existenz von Leben. Allerdings sind derzeit keine Studien möglich, die diese Annahme bestätigen oder widerlegen könnten.

Wenn der Druck der Jupiteratmosphäre den Druck der Erdatmosphäre erreicht, halten wir an und schauen uns um. Oben sieht man den gewohnt blauen Himmel, dicke weiße Wolken aus kondensiertem Ammoniak wirbeln herum. Außerdem ist es draußen frostig: - 100 ° C. Die rötliche Farbe eines Teils der Jupiterwolken weist darauf hin, dass es viele komplexe chemische Verbindungen gibt. Eine Vielzahl chemischer Reaktionen in der Atmosphäre werden durch ultraviolette Sonnenstrahlung, starke Blitzentladungen (ein Gewitter auf Jupiter sollte ein beeindruckender Anblick sein!), Deren Kraft drei Größenordnungen größer ist als die der Erde, sowie durch starke Blitzentladungen ausgelöst Polarlichter sowie Wärme aus den Eingeweiden des Planeten.

Jupiters Atmosphäre besteht aus Wasserstoff (81 % der Atomzahl und 75 % der Masse) und Helium (18 % der Atomzahl und 24 % der Masse). Der Anteil anderer Stoffe beträgt maximal 1 %. Die Atmosphäre enthält Methan, Wasserdampf, Ammoniak; es gibt auch Spuren von organischen Verbindungen, Ethan, Schwefelwasserstoff, Neon, Sauerstoff, Phosphen, Schwefel. Die äußeren Schichten der Atmosphäre enthalten Kristalle von gefrorenem Ammoniak. Aus diesem chemischen "Brei" ist es schwierig, die Hauptkonkurrenten für die Rolle des orangefarbenen Farbstoffs der Atmosphäre auszuwählen: Dies können Phosphor, Schwefel oder organische Verbindungen sein.

Die nächste Wolkenschicht besteht aus rotbraunen Kristallen von Ammoniumhydrogensulfid bei einer Temperatur von -10°C.

Wasserdampf und Wasserkristalle bilden bei einer Temperatur von 20 ° C und einem Druck von mehreren Atmosphären eine untere Wolkenschicht - fast über der Oberfläche von Jupiters Ozean. (Obwohl einige Modelle das Vorhandensein einer vierten Wolkenschicht zulassen - aus flüssigem Ammoniak.)

An der Grenze von multidirektionalen Strömungen bilden sich riesige Wirbel. Besonders beeindruckend ist der Große Rote Fleck – ein kolossaler atmosphärischer Wirbel. Es ist nicht bekannt, wann es entstanden ist, aber es wird seit 300 Jahren in Teleskopen beobachtet.

großer roter Fleck

Planet Jupiter Weltraumsatellit

Der Große Rote Fleck (GRS) ist eine atmosphärische Formation auf Jupiter, das auffälligste Merkmal auf der Scheibe des Planeten, das seit fast 350 Jahren beobachtet wird. Die BKP wurde 1665 von Giovanni Cassini entdeckt. Ein Detail, das in den Notizen von Robert Hooke aus dem Jahr 1664 vermerkt ist, kann ebenfalls als BKP identifiziert werden. Vor den Voyagern glaubten viele Astronomen, der Sonnenfleck sei fest.

Der BKP ist ein riesiger Antizyklon-Hurrikan mit einer Länge von 24-40.000 km und einer Breite von 12.000-14.000 km (deutlich größer als die Erde). Die Größe des Flecks ändert sich ständig, die allgemeine Tendenz ist abnehmend; Vor 100 Jahren war die BKP etwa 2 mal so groß. Auf seiner Länge konnten 3 erdgroße Planeten untergebracht werden.

Der Fleck befindet sich auf etwa 22° südlicher Breite und bewegt sich parallel zum Äquator des Planeten. Außerdem dreht sich das Gas im BKP mit einer Rotationsdauer von etwa 6 Erdtagen gegen den Uhrzeigersinn. Die Windgeschwindigkeit innerhalb des Spots übersteigt 500 km/h.

Die obere Schicht der BKP-Wolken liegt etwa 8 km über der Oberkante der umgebenden Wolken. Die Punkttemperatur ist etwas niedriger als in den angrenzenden Bereichen.

Die rote Farbe der BKP hat noch keine eindeutige Erklärung gefunden. Vielleicht wird diese Farbe dem Fleck durch chemische Verbindungen, einschließlich Phosphor, verliehen. Neben dem BKP gibt es auf Jupiter noch weitere „Hurrikan-Spots“, die kleiner sind. Sie können weiß, braun und rot sein und Jahrzehnte (vielleicht länger) halten. Flecken in Jupiters Atmosphäre wurden sowohl auf der Süd- als auch auf der Nordhalbkugel aufgezeichnet, aber aus irgendeinem Grund gibt es seit langem stabile Flecken nur auf der Südhalbkugel. Aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Strömungen in der Atmosphäre des Jupiters kommt es manchmal zu Kollisionen von Hurrikanen.

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