268.057°
0,52 (geom. Albedo)
Der Planet ist den Menschen seit der Antike bekannt, spiegelt sich in der Mythologie und im religiösen Glauben vieler Kulturen wider.
Jupiter besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Höchstwahrscheinlich befindet sich im Zentrum des Planeten ein Steinkern aus schwereren Elementen unter hohem Druck. Aufgrund seiner schnellen Rotation ist Jupiters Form ein abgeflachtes Sphäroid (er hat eine deutliche Wölbung um den Äquator herum). Die äußere Atmosphäre des Planeten ist entlang der Breiten deutlich in mehrere langgestreckte Bänder unterteilt, was zu Stürmen und Stürmen entlang ihrer interagierenden Grenzen führt. Ein bemerkenswertes Ergebnis davon ist der Große Rote Fleck, ein riesiger Sturm, der seit dem 17. Jahrhundert bekannt ist. Laut dem Galileo-Lander steigen Druck und Temperatur rapide an, je tiefer wir in die Atmosphäre vordringen. Jupiter hat eine starke Magnetosphäre.
Jupiters Satellitensystem besteht aus mindestens 63 Satelliten, darunter 4 große Satelliten, auch „Galilean“ genannt, die 1610 von Galileo Galilei entdeckt wurden. Der Jupitermond Ganymed hat einen größeren Durchmesser als der Merkur. Unter der Oberfläche Europas wurde ein globaler Ozean entdeckt, und Io ist dafür bekannt, die stärksten Vulkane im Sonnensystem zu haben. Jupiter hat schwache Planetenringe.
Jupiter wurde von acht interplanetaren Stationen der NASA erforscht. Von größter Bedeutung waren Studien mit Hilfe der Apparate Pioneer und Voyager und später Galileo, das die Sonde in die Atmosphäre des Planeten abwarf. Die letzte Raumsonde, die Jupiter besuchte, war die Sonde New Horizons in Richtung Pluto.
Überwachung
Planetenparameter
Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem. Sein Äquatorradius beträgt 71,4 Tausend km, was dem 11,2-fachen des Erdradius entspricht.
Die Masse des Jupiter ist mehr als das Zweifache der Gesamtmasse aller anderen Planeten im Sonnensystem, das 318-fache der Masse der Erde und nur das 1000-fache der Masse der Sonne. Wenn Jupiter etwa 60-mal massereicher wäre, könnte er ein Stern werden. Die Dichte von Jupiter ist ungefähr gleich der Dichte der Sonne und deutlich geringer als die Dichte der Erde.
Die Äquatorebene des Planeten liegt nahe an der Ebene seiner Umlaufbahn, daher gibt es auf Jupiter keine Jahreszeiten.
Jupiter dreht sich um seine Achse und nicht wie ein fester Körper: Die Winkelgeschwindigkeit der Rotation nimmt vom Äquator zu den Polen ab. Am Äquator dauert ein Tag etwa 9 Stunden und 50 Minuten. Jupiter dreht sich schneller als jeder andere Planet im Sonnensystem. Aufgrund der schnellen Rotation ist die Polarkompression des Jupiter sehr auffällig: Der Polarradius ist um 4,6 Tausend km (dh um 6,5%) kleiner als der Äquatorialradius.
Alles, was wir auf Jupiter sehen können, sind Wolken in der oberen Atmosphäre. Der Riesenplanet besteht hauptsächlich aus Gas und hat nicht die feste Oberfläche, die wir gewohnt sind.
Jupiter gibt 2-3 Mal mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. Dies kann auf die allmähliche Kontraktion des Planeten, das Absinken von Helium und schwereren Elementen oder die Prozesse des radioaktiven Zerfalls im Inneren des Planeten zurückzuführen sein.
Die meisten der derzeit bekannten Exoplaneten sind in Masse und Größe mit Jupiter vergleichbar, ihre Masse ( MJ) und Radius ( RJ) werden häufig als bequeme Einheiten zur Angabe ihrer Parameter verwendet.
Interne Struktur
Jupiter besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Unter den Wolken befindet sich eine Schicht mit einer Tiefe von 7-25.000 km, in der Wasserstoff mit zunehmendem Druck und steigender Temperatur (bis zu 6000 ° C) allmählich seinen Zustand von gasförmig zu flüssig ändert. Offensichtlich gibt es keine klare Grenze, die gasförmigen Wasserstoff von flüssigem Wasserstoff trennt. Es sollte aussehen wie das kontinuierliche Sieden des globalen Wasserstoffozeans.
Modell von Jupiters innerer Struktur: ein felsiger Kern, umgeben von einer dicken Schicht aus metallischem Wasserstoff.
Unter flüssigem Wasserstoff befindet sich eine Schicht aus flüssigem metallischem Wasserstoff mit einer Dicke von etwa 30-50.000 km nach theoretischen Modellen. Flüssiger metallischer Wasserstoff entsteht bei einem Druck von mehreren Millionen Atmosphären. Protonen und Elektronen existieren darin getrennt, und es ist ein guter elektrischer Leiter. Starke elektrische Ströme, die in einer Schicht aus metallischem Wasserstoff entstehen, erzeugen ein riesiges Magnetfeld von Jupiter.
Wissenschaftler glauben, dass Jupiter einen festen felsigen Kern hat, der aus schweren Elementen besteht (schwerer als Helium). Seine Abmessungen betragen 15-30.000 km im Durchmesser, der Kern hat eine hohe Dichte. Nach theoretischen Berechnungen beträgt die Temperatur an der Grenze des Planetenkerns etwa 30.000 K und der Druck 30 bis 100 Millionen Atmosphären.
Sowohl von der Erde als auch von Sonden durchgeführte Messungen haben ergeben, dass die vom Jupiter abgegebene Energie, hauptsächlich in Form von Infrarotstrahlung, etwa 1,5-mal größer ist als die von der Sonne empfangene. Daher ist klar, dass Jupiter über eine beträchtliche Reserve an thermischer Energie verfügt, die durch den Prozess der Materiekompression während der Entstehung des Planeten gebildet wird. Im Allgemeinen wird angenommen, dass es in den Tiefen des Jupiters immer noch sehr heiß ist - etwa 30.000 K.
Atmosphäre
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, Phosphin, Schwefel. Die äußeren Schichten der Atmosphäre enthalten Kristalle von gefrorenem Ammoniak.
Wolken in unterschiedlichen Höhen haben ihre eigene Farbe. Die höchsten von ihnen sind rot, etwas niedrigere sind weiß, noch niedrigere sind braun und in der untersten Schicht sind sie bläulich.
Jupiters rötliche Farbvariationen können auf das Vorhandensein von Phosphor-, Schwefel- und Kohlenstoffverbindungen zurückzuführen sein. Da die Farbe stark variieren kann, ist also auch die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre an verschiedenen Orten unterschiedlich. So gibt es beispielsweise „trockene“ und „nasse“ Bereiche mit unterschiedlichem Wasserdampfgehalt.
Die Temperatur der äußeren Wolkenschicht beträgt etwa −130 °C, steigt aber mit zunehmender Tiefe schnell an. Laut dem Galileo-Abstiegsfahrzeug beträgt die Temperatur in einer Tiefe von 130 km +150 ° C und der Druck 24 Atmosphären. Der Druck an der oberen Grenze der Wolkenschicht beträgt etwa 1 atm, also wie an der Erdoberfläche. Galileo entdeckte „warme Flecken“ entlang des Äquators. Anscheinend ist an diesen Stellen die äußere Wolkenschicht dünn, und wärmere innere Regionen sind zu sehen.
Windgeschwindigkeiten auf Jupiter können 600 km/h überschreiten. Die Zirkulation der Atmosphäre wird durch zwei Hauptfaktoren bestimmt. Erstens ist die Rotation von Jupiter in den Äquatorial- und Polarregionen nicht gleich, sodass die atmosphärischen Strukturen in Bänder gestreckt werden, die den Planeten umgeben. Zweitens gibt es eine Temperaturzirkulation aufgrund der vom Darm abgegebenen Wärme. Anders als auf der Erde (wo die Zirkulation der Atmosphäre aufgrund der unterschiedlichen Sonnenerwärmung in den Äquator- und Polarregionen stattfindet), ist auf Jupiter die Auswirkung der Sonnenstrahlung auf die Temperaturzirkulation unbedeutend.
Konvektive Strömungen, die innere Wärme an die Oberfläche tragen, treten äußerlich in Form von hellen Zonen und dunklen Bändern auf. Im Bereich der Lichtzonen herrscht entsprechend aufsteigender Strömung ein erhöhter Druck. Die Wolken, die die Zonen bilden, befinden sich auf einer höheren Ebene (etwa 20 km), und ihre helle Farbe ist anscheinend auf eine erhöhte Konzentration hellweißer Ammoniakkristalle zurückzuführen. Es wird angenommen, dass die dunklen Gürtelwolken darunter rotbraune Ammoniumhydrogensulfidkristalle sind und eine höhere Temperatur haben. Diese Strukturen repräsentieren nachgelagerte Regionen. Zonen und Gürtel haben unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten in Rotationsrichtung des Jupiters. Die Umlaufzeit variiert je nach Breitengrad um mehrere Minuten. Dies führt zu stabilen Zonenströmungen oder Winden, die ständig parallel zum Äquator in eine Richtung wehen. Die Geschwindigkeiten in diesem globalen System reichen von 50 bis 150 m/s und mehr. An den Grenzen von Gürteln und Zonen werden starke Turbulenzen beobachtet, die zur Bildung zahlreicher Wirbelstrukturen führen. Die berühmteste derartige Formation ist der Große Rote Fleck, der in den letzten 300 Jahren auf der Oberfläche des Jupiter beobachtet wurde.
In der Atmosphäre des Jupiters werden Blitze beobachtet, deren Kraft drei Größenordnungen größer ist als die der Erde, sowie Polarlichter. Darüber hinaus hat das Chandra-Orbitalteleskop eine Quelle pulsierender Röntgenstrahlung entdeckt (genannt Great X-ray Spot), deren Ursachen noch immer ein Rätsel sind.
großer roter Fleck
Der Große Rote Fleck ist eine ovale Formation unterschiedlicher Größe in der südlichen tropischen Zone. Gegenwärtig hat es Abmessungen von 15 × 30.000 km (viel größer als die Größe der Erde), und vor 100 Jahren stellten Beobachter zwei Mal größere Abmessungen fest. Manchmal ist es nicht sehr deutlich sichtbar. Der Große Rote Fleck ist ein einzigartiger langlebiger riesiger Hurrikan (Antizyklon), dessen Substanz sich gegen den Uhrzeigersinn dreht und in 6 Erdentagen eine vollständige Umdrehung macht. Es ist durch Aufwärtsströmungen in der Atmosphäre gekennzeichnet. Die Wolken darin befinden sich höher und ihre Temperatur ist niedriger als in benachbarten Gebieten.
Magnetfeld und Magnetosphäre
Leben auf dem Jupiter
Gegenwärtig scheint die Existenz von Leben auf Jupiter aufgrund der geringen Wasserkonzentration in der Atmosphäre und des Fehlens einer festen Oberfläche unwahrscheinlich. In den 1970er Jahren kommentierte der amerikanische Astronom Carl Sagan die Möglichkeit von auf Ammoniak basierendem Leben in Jupiters oberer Atmosphäre. Es sei darauf hingewiesen, dass selbst in geringer Tiefe in der Jupiteratmosphäre die Temperatur und Dichte ziemlich hoch sind und die Möglichkeit zumindest einer chemischen Evolution nicht ausgeschlossen werden kann, da die Geschwindigkeit und Wahrscheinlichkeit chemischer Reaktionen dies begünstigen. Die Existenz von Wasser-Kohlenwasserstoff-Leben auf Jupiter ist jedoch auch möglich: In der Schicht der Atmosphäre, die Wolken aus Wasserdampf enthält, sind Temperatur und Druck ebenfalls sehr günstig.
Komet Shoemaker-Levy
Eine Spur von einem der Trümmer des Kometen.
Im Juli 1992 näherte sich ein Komet Jupiter. Es passierte in einer Entfernung von etwa 15.000 Kilometern die obere Grenze der Wolken und die starke Gravitationswirkung des Riesenplaneten riss seinen Kern in 17 große Teile. Dieser Kometenschwarm wurde am Mount Palomar Observatory von Caroline und Eugene Shoemaker und dem Amateurastronomen David Levy entdeckt. Bei der nächsten Annäherung an Jupiter im Jahr 1994 stürzten alle Fragmente des Kometen mit einer enormen Geschwindigkeit von etwa 64 Kilometern pro Sekunde in die Atmosphäre des Planeten. Diese grandiose kosmische Katastrophe wurde sowohl von der Erde als auch mit Hilfe von Weltraummitteln beobachtet, insbesondere mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops, des IUE-Infrarotsatelliten und der interplanetaren Raumstation Galileo. Der Fall der Kerne wurde von interessanten atmosphärischen Effekten begleitet, zum Beispiel Polarlichtern, schwarzen Flecken an den Orten, an denen Kometenkerne fielen, und klimatischen Veränderungen.
Ort in der Nähe von Jupiters Südpol.
Anmerkungen
Verknüpfungen
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Satelliten Jupiter Auflistung in Gruppen in aufsteigender Reihenfolge der großen Halbachse der Umlaufbahn |
|
|---|---|
| Interne Satelliten | Metis Adrastea Amalthea Thebe |
| Galileische Satelliten | Io Europa Ganymed Callisto |
| Themisto-Gruppe | Themisto |
| Himalia-Gruppe | Leda Himalia Lysitea Elara S/2000 J 11 |
| Carpo-Gruppe | Carpo S/2003J12 |
| Ananke-Gruppe | Euporia S/2003 J 3 S/2003 J 18 Telxinoe Evante Helike Orthosia Jocasta S/2003 J 16 Praxidike Harpalike Mneme Hermippe Tione Ananke |
| Karme-Gruppe | Herse Ätna Calais Taygete S/2003 J 19 Halden S/2003 J 10 |
Jupiter ist der fünfte Planet von der Sonne und der größte im Sonnensystem. Zusammen mit Saturn, Uranus und Neptun wird Jupiter als Gasriese eingestuft.
Der Planet ist den Menschen seit der Antike bekannt, was sich in der Mythologie und im religiösen Glauben verschiedener Kulturen widerspiegelt: mesopotamisch, babylonisch, griechisch und andere. Der moderne Name Jupiter leitet sich vom Namen des antiken römischen obersten Donnergottes ab.
Eine Reihe atmosphärischer Phänomene auf Jupiter – wie Stürme, Blitze, Polarlichter – haben Größenordnungen, die um Größenordnungen größer sind als die auf der Erde. Eine bemerkenswerte Formation in der Atmosphäre ist der Große Rote Fleck – ein riesiger Sturm, der seit dem 17. Jahrhundert bekannt ist.
Jupiter hat mindestens 67 Monde, von denen die größten – Io, Europa, Ganymed und Callisto – 1610 von Galileo Galilei entdeckt wurden.
Jupiter wird mit Hilfe von Teleskopen auf der Erde und im Orbit untersucht; Seit den 1970er Jahren wurden 8 interplanetare NASA-Fahrzeuge auf den Planeten geschickt: Pioneers, Voyagers, Galileo und andere.
Während der großen Oppositionen (eine davon fand im September 2010 statt) ist Jupiter mit bloßem Auge als eines der hellsten Objekte am Nachthimmel nach Mond und Venus sichtbar. Jupiters Scheibe und Monde sind beliebte Beobachtungsobjekte für Amateurastronomen, die eine Reihe von Entdeckungen gemacht haben (z. B. die Kollision des Kometen Shoemaker-Levy mit Jupiter im Jahr 1994 oder das Verschwinden des südlichen Äquatorialgürtels des Jupiter im Jahr 2010).
Optische Reichweite
Im Infrarotbereich des Spektrums liegen die Linien der H2- und He-Moleküle sowie die Linien vieler anderer Elemente. Die Nummer der ersten beiden enthält Informationen über den Ursprung des Planeten und die quantitative und qualitative Zusammensetzung des Rests - über seine interne Entwicklung.
Wasserstoff- und Heliummoleküle haben jedoch kein Dipolmoment, was bedeutet, dass die Absorptionslinien dieser Elemente unsichtbar sind, bis die Absorption aufgrund von Stoßionisation zu dominieren beginnt. Dies einerseits, andererseits - diese Linien entstehen in den obersten Schichten der Atmosphäre und tragen keine Informationen über die tieferen Schichten. Daher wurden die zuverlässigsten Daten über die Häufigkeit von Helium und Wasserstoff auf Jupiter vom Galileo-Lander erhalten.
Auch bei den übrigen Elementen gibt es Schwierigkeiten bei ihrer Analyse und Interpretation. Welche Prozesse in der Atmosphäre des Jupiters ablaufen und wie stark sie die chemische Zusammensetzung beeinflussen – sowohl in den inneren Regionen als auch in den äußeren Schichten – lässt sich bisher nicht mit letzter Sicherheit sagen. Dies schafft gewisse Schwierigkeiten bei einer detaillierteren Interpretation des Spektrums. Es wird jedoch angenommen, dass alle Prozesse, die die Häufigkeit von Elementen auf die eine oder andere Weise beeinflussen können, lokal und stark begrenzt sind, sodass sie nicht in der Lage sind, die Verteilung der Materie global zu verändern.
Jupiter strahlt auch (hauptsächlich im Infrarotbereich des Spektrums) 60 % mehr Energie aus, als er von der Sonne empfängt. Aufgrund der Prozesse, die zur Erzeugung dieser Energie führen, nimmt Jupiter um etwa 2 cm pro Jahr ab.
Gamma-Bereich
Die Strahlung von Jupiter im Gammabereich ist sowohl mit der Aurora als auch mit der Strahlung der Scheibe verbunden. Erstmals 1979 vom Einstein Space Laboratory aufgezeichnet.
Auf der Erde fallen die Aurora-Regionen im Röntgen- und Ultraviolett praktisch zusammen, auf Jupiter ist dies jedoch nicht der Fall. Die Region der Röntgen-Auroren liegt viel näher am Pol als Ultraviolett. Frühe Beobachtungen zeigten eine Pulsation der Strahlung mit einer Periode von 40 Minuten, bei späteren Beobachtungen ist diese Abhängigkeit jedoch viel schlimmer.
Es wurde erwartet, dass das Röntgenspektrum von Nordlichtern auf Jupiter dem Röntgenspektrum von Kometen ähnlich ist, aber wie Beobachtungen auf Chandra zeigten, ist dies nicht der Fall. Das Spektrum besteht aus Emissionslinien mit Spitzenwerten bei Sauerstofflinien nahe 650 eV, bei OVIII-Linien bei 653 eV und 774 eV und bei OVII bei 561 eV und 666 eV. Es gibt auch Emissionslinien bei niedrigeren Energien im Spektralbereich von 250 bis 350 eV, möglicherweise von Schwefel oder Kohlenstoff.
Nicht-Auror-Gammastrahlung wurde erstmals 1997 bei ROSAT-Beobachtungen nachgewiesen. Das Spektrum ähnelt dem Spektrum von Polarlichtern, jedoch im Bereich von 0,7-0,8 keV. Die Merkmale des Spektrums werden durch das Modell des koronalen Plasmas mit einer Temperatur von 0,4–0,5 keV mit solarer Metallizität gut beschrieben, mit der Hinzufügung von Mg10+- und Si12+-Emissionslinien. Die Existenz des letzteren hängt möglicherweise mit der Sonnenaktivität im Oktober-November 2003 zusammen.
Beobachtungen des Weltraumobservatoriums XMM-Newton haben gezeigt, dass die Scheibenstrahlung im Gammaspektrum reflektierte solare Röntgenstrahlung ist. Im Gegensatz zu Polarlichtern wurde keine Periodizität in der Änderung der Emissionsintensität auf Skalen von 10 bis 100 min gefunden.
Funküberwachung
Jupiter ist die stärkste (nach der Sonne) Radioquelle im Sonnensystem im Dezimeter-Meter-Wellenlängenbereich. Die Funkemission ist sporadisch und erreicht im Burst-Maximum 10-6.
Bursts treten im Frequenzbereich von 5 bis 43 MHz (meistens um 18 MHz) mit einer durchschnittlichen Breite von etwa 1 MHz auf. Die Dauer des Bursts ist kurz: von 0,1 bis 1 s (manchmal bis zu 15 s). Die Strahlung ist stark polarisiert, insbesondere im Kreis erreicht der Polarisationsgrad 100 %. Es gibt eine Modulation der Strahlung durch Jupiters nahen Satelliten Io, der innerhalb der Magnetosphäre rotiert: Der Ausbruch tritt wahrscheinlicher auf, wenn Io in Bezug auf Jupiter nahe der Elongation ist. Die monochromatische Natur der Strahlung zeigt eine ausgewählte Frequenz an, höchstwahrscheinlich eine Kreiselfrequenz. Die hohe Helligkeitstemperatur (die manchmal 1015 K erreicht) erfordert die Einbeziehung kollektiver Effekte (wie Maser).
Jupiters Radioemission im Millimeter-kurz-Zentimeter-Bereich ist rein thermischer Natur, obwohl die Helligkeitstemperatur etwas höher als die Gleichgewichtstemperatur ist, was auf einen Wärmefluss aus der Tiefe hindeutet. Ab Wellen von ~9 cm steigt Tb (Helligkeitstemperatur) an - eine nichtthermische Komponente erscheint, verbunden mit Synchrotronstrahlung relativistischer Teilchen mit einer durchschnittlichen Energie von ~30 MeV im Magnetfeld des Jupiters; bei einer Wellenlänge von 70 cm erreicht Tb einen Wert von ~5·104 K. Die Strahlungsquelle befindet sich auf beiden Seiten des Planeten in Form von zwei verlängerten Flügeln, was auf den magnetosphärischen Ursprung der Strahlung hinweist.
Jupiter unter den Planeten des Sonnensystems
Die Masse des Jupiters beträgt das 2,47-fache der Masse der übrigen Planeten im Sonnensystem.
Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem, ein Gasriese. Sein Äquatorradius beträgt 71,4 Tausend km, was dem 11,2-fachen des Erdradius entspricht.
Jupiter ist der einzige Planet, dessen Massezentrum mit der Sonne außerhalb der Sonne liegt und etwa 7 % des Sonnenradius von ihr entfernt ist.
Die Masse des Jupiter beträgt das 2,47-fache der Gesamtmasse aller anderen Planeten des Sonnensystems zusammen, das 317,8-fache der Masse der Erde und etwa das 1000-fache der Masse der Sonne. Die Dichte (1326 kg/m2) entspricht ungefähr der Dichte der Sonne und ist 4,16-mal geringer als die Dichte der Erde (5515 kg/m2). Gleichzeitig ist die Schwerkraft auf ihrer Oberfläche, die normalerweise als obere Wolkenschicht angenommen wird, mehr als 2,4-mal größer als die der Erde: Ein Körper mit einer Masse von beispielsweise 100 kg wird es tun so viel wiegen wie ein 240 kg schwerer Körper auf der Erdoberfläche. Dies entspricht einer Gravitationsbeschleunigung von 24,79 m/s2 auf Jupiter gegenüber 9,80 m/s2 auf der Erde.
Jupiter als "gescheiterter Stern"
Vergleichsgrößen von Jupiter und Erde.
Theoretische Modelle zeigen, dass, wenn die Masse des Jupiter viel größer wäre als seine tatsächliche Masse, dies zur Kompression des Planeten führen würde. Kleine Massenänderungen würden keine signifikanten Radiusänderungen nach sich ziehen. Wenn jedoch die Masse des Jupiters seine tatsächliche Masse um das Vierfache übersteigen würde, würde die Dichte des Planeten so stark zunehmen, dass die Größe des Planeten unter dem Einfluss der erhöhten Schwerkraft stark abnehmen würde. Damit hat Jupiter offenbar den maximalen Durchmesser, den ein Planet mit ähnlicher Struktur und Geschichte haben könnte. Bei weiterer Massenzunahme würde sich die Kontraktion fortsetzen, bis aus Jupiter im Prozess der Sternentstehung ein Brauner Zwerg mit einer etwa 50-fach höheren Masse würde. Dies gibt Astronomen Grund, Jupiter als einen „gescheiterten Stern“ zu betrachten, obwohl nicht klar ist, ob die Entstehungsprozesse von Planeten wie Jupiter denen ähneln, die zur Bildung von Doppelsternsystemen führen. Obwohl Jupiter 75-mal so massereich sein müsste, um ein Stern zu werden, hat der kleinste bekannte Rote Zwerg nur 30 % mehr Durchmesser.
Umlaufbahn und Rotation
Bei Beobachtung von der Erde während der Opposition kann Jupiter eine scheinbare Helligkeit von -2,94 m erreichen, was ihn nach Mond und Venus zum dritthellsten Objekt am Nachthimmel macht. In der größten Entfernung sinkt die scheinbare Helligkeit auf 1,61 m. Die Entfernung zwischen Jupiter und der Erde variiert zwischen 588 und 967 Millionen km.
Jupiters Oppositionen treten alle 13 Monate auf. Im Jahr 2010 fiel die Konfrontation des Riesenplaneten auf den 21. September. Einmal alle 12 Jahre tritt die große Opposition von Jupiter auf, wenn sich der Planet in der Nähe des Perihels seiner Umlaufbahn befindet. Während dieses Zeitraums erreicht seine Winkelgröße für einen Beobachter von der Erde aus 50 Bogensekunden, und seine Helligkeit ist heller als -2,9 m.
Die durchschnittliche Entfernung zwischen Jupiter und der Sonne beträgt 778,57 Millionen km (5,2 AE), und die Umlaufzeit beträgt 11,86 Jahre. Da die Exzentrizität der Umlaufbahn des Jupiters 0,0488 beträgt, beträgt die Differenz zwischen der Entfernung zur Sonne bei Perihel und Aphel 76 Millionen km.
Saturn leistet den Hauptbeitrag zu den Störungen der Jupiterbewegung. Die erste Art von Störung ist säkular und wirkt auf einer Skala von ~70.000 Jahren, wobei sie die Exzentrizität der Jupiterbahn von 0,2 auf 0,06 und die Neigung der Umlaufbahn von ~1° - 2° ändert. Die Störung der zweiten Art ist resonant mit einem Verhältnis nahe 2:5 (mit einer Genauigkeit von 5 Dezimalstellen - 2:4,96666).
Die Äquatorialebene des Planeten liegt nahe an der Ebene seiner Umlaufbahn (die Neigung der Rotationsachse beträgt 3,13° gegenüber 23,45° bei der Erde), daher gibt es auf Jupiter keinen Wechsel der Jahreszeiten.
Jupiter dreht sich schneller um seine Achse als jeder andere Planet im Sonnensystem. Die Umlaufzeit am Äquator beträgt 9 Stunden 50 Minuten. 30 Sek. und in mittleren Breiten - 9 Std. 55 Min. 40 Sek. Aufgrund der schnellen Rotation ist der äquatoriale Radius von Jupiter (71492 km) um 6,49 % größer als der polare (66854 km); somit ist die Verdichtung des Planeten (1:51,4).
Hypothesen über die Existenz von Leben in der Atmosphäre des Jupiter
Gegenwärtig scheint die Existenz von Leben auf Jupiter unwahrscheinlich: die geringe Wasserkonzentration in der Atmosphäre, das Fehlen einer festen Oberfläche usw. Der amerikanische Astronom Carl Sagan sprach jedoch bereits in den 1970er Jahren über die Möglichkeit der Existenz von ammoniakbasiertes Leben in der oberen Atmosphäre des Jupiters. Es sollte beachtet werden, dass selbst in geringer Tiefe in der Jupiteratmosphäre die Temperatur und Dichte ziemlich hoch sind und die Möglichkeit zumindest einer chemischen Entwicklung nicht ausgeschlossen werden kann, da die Geschwindigkeit und Wahrscheinlichkeit chemischer Reaktionen dies begünstigen. Aber auch die Existenz von Wasser-Kohlenwasserstoff-Leben auf Jupiter ist möglich: In der atmosphärischen Schicht, die Wasserdampfwolken enthält, sind Temperatur und Druck ebenfalls sehr günstig. Carl Sagan beschrieb zusammen mit E. E. Salpeter nach Berechnungen im Rahmen der Gesetze der Chemie und Physik drei imaginäre Lebensformen, die in der Atmosphäre des Jupiter existieren können:
Chemische Zusammensetzung
Die chemische Zusammensetzung der inneren Schichten von Jupiter kann mit modernen Beobachtungsmethoden nicht bestimmt werden, aber die Elementhäufigkeit in den äußeren Schichten der Atmosphäre ist mit relativ hoher Genauigkeit bekannt, da die äußeren Schichten direkt von der Landefähre Galileo untersucht wurden, in die sie abgesenkt wurde die Atmosphäre am 7. Dezember 1995. Die beiden Hauptbestandteile der Jupiteratmosphäre sind molekularer Wasserstoff und Helium. Die Atmosphäre enthält auch viele einfache Verbindungen wie Wasser, Methan (CH4), Schwefelwasserstoff (H2S), Ammoniak (NH3) und Phosphin (PH3). Ihr Vorkommen in der tiefen (unter 10 bar) Troposphäre impliziert, dass Jupiters Atmosphäre im Verhältnis zur Sonne um den Faktor 2-4 reich an Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und möglicherweise Sauerstoff ist.
Andere chemische Verbindungen, Arsin (AsH3) und Deutsch (GeH4), sind vorhanden, jedoch in geringen Mengen.
Die Konzentration der Edelgase Argon, Krypton und Xenon übersteigt ihre Menge auf der Sonne (siehe Tabelle), während die Konzentration von Neon deutlich geringer ist. Es gibt eine kleine Menge einfacher Kohlenwasserstoffe - Ethan, Acetylen und Diacetylen - die unter dem Einfluss von ultravioletter Sonnenstrahlung und geladenen Teilchen aus der Magnetosphäre des Jupiters gebildet werden. Es wird angenommen, dass Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Wasser in der oberen Atmosphäre ihre Anwesenheit Kometenkollisionen mit Jupiters Atmosphäre verdanken, wie z. B. Komet Shoemaker-Levy 9. Wasser kann nicht aus der Troposphäre kommen, da die Tropopause effektiv als Kältefalle fungiert verhindert den Anstieg des Wassers auf das Niveau der Stratosphäre.
Jupiters rötliche Farbvariationen können auf Verbindungen von Phosphor, Schwefel und Kohlenstoff in der Atmosphäre zurückzuführen sein. Da die Farbe stark variieren kann, nimmt man an, dass auch die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre von Ort zu Ort unterschiedlich ist. So gibt es beispielsweise „trockene“ und „nasse“ Bereiche mit unterschiedlichem Wasserdampfgehalt.
Struktur
Modell der inneren Struktur des Jupiter: unter den Wolken - eine etwa 21.000 km dicke Schicht aus einer Mischung aus Wasserstoff und Helium mit einem sanften Übergang von der gasförmigen in die flüssige Phase, dann - eine Schicht aus flüssigem und metallischem Wasserstoff 30-50.000 km tief. Im Inneren kann sich ein fester Kern mit einem Durchmesser von etwa 20.000 km befinden.
Im Moment hat das folgende Modell der inneren Struktur von Jupiter die meiste Anerkennung gefunden:
1. Atmosphäre. Es ist in drei Schichten unterteilt:
A. eine aus Wasserstoff bestehende Außenschicht;
B. Mittelschicht bestehend aus Wasserstoff (90%) und Helium (10%);
C. die untere Schicht, bestehend aus Wasserstoff, Helium und Verunreinigungen aus Ammoniak, Ammoniumhydrosulfat und Wasser, die drei Wolkenschichten bildet:
A. oben - Wolken aus gefrorenem Ammoniak (NH3). Seine Temperatur beträgt etwa -145 °C, der Druck etwa 1 atm;
B. unten - Kristallwolken von Ammoniumhydrogensulfid (NH4HS);
C. ganz unten - Wassereis und möglicherweise flüssiges Wasser, was wahrscheinlich gemeint ist - in Form von winzigen Tropfen. Der Druck in dieser Schicht beträgt etwa 1 atm, die Temperatur etwa -130 °C (143 K). Unterhalb dieser Ebene ist der Planet undurchsichtig.
2. Schicht aus metallischem Wasserstoff. Die Temperatur dieser Schicht variiert von 6300 bis 21.000 K und der Druck von 200 bis 4000 GPa.
3. Steinkern.
Die Konstruktion dieses Modells basiert auf der Synthese von Beobachtungsdaten, der Anwendung der Gesetze der Thermodynamik und der Extrapolation von Labordaten auf eine Substanz unter hohem Druck und bei hoher Temperatur. Die wichtigsten Annahmen, die ihr zugrunde liegen, sind:
Wenn wir zu diesen Bestimmungen die Erhaltungssätze für Masse und Energie hinzufügen, erhalten wir ein System von Grundgleichungen.
Im Rahmen dieses einfachen Dreischichtmodells gibt es keine klare Grenze zwischen den Hauptschichten, jedoch sind auch die Bereiche der Phasenübergänge klein. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass nahezu alle Prozesse lokalisiert sind und somit jede Schicht separat betrachtet werden kann.
Atmosphäre
Die Temperatur in der Atmosphäre steigt nicht monoton. Darin kann man wie auf der Erde Exosphäre, Thermosphäre, Stratosphäre, Tropopause, Troposphäre unterscheiden. In den obersten Schichten ist die Temperatur hoch; Wenn Sie sich tiefer bewegen, steigt der Druck und die Temperatur fällt bis zur Tropopause. Ausgehend von der Tropopause steigen sowohl Temperatur als auch Druck, wenn man tiefer geht. Anders als die Erde hat Jupiter keine Mesosphäre und eine entsprechende Mesopause.
In Jupiters Thermosphäre finden viele interessante Prozesse statt: Hier verliert der Planet einen erheblichen Teil seiner Wärme durch Strahlung, hier entstehen die Polarlichter, hier entsteht die Ionosphäre. Als Obergrenze wird das Druckniveau von 1 nbar angenommen. Die beobachtete Temperatur der Thermosphäre beträgt 800-1000 K, und im Moment wurde dieses Tatsachenmaterial im Rahmen moderner Modelle noch nicht erklärt, da die Temperatur in ihnen nicht höher als etwa 400 K sein sollte. Die Abkühlung des Jupiter ist ebenfalls ein nicht trivialer Prozess: Ein dreiatomiges Wasserstoffion (H3 + ), außer Jupiter, das nur auf der Erde vorkommt, verursacht eine starke Emission im mittleren Infrarot bei Wellenlängen zwischen 3 und 5 µm.
Nach direkten Messungen des Abstiegsfahrzeugs war die obere Ebene der undurchsichtigen Wolken durch einen Druck von 1 Atmosphäre und eine Temperatur von -107 °C gekennzeichnet; in 146 km Tiefe - 22 Atmosphären, +153 °C. Galileo fand auch "warme Flecken" entlang des Äquators. Anscheinend ist an diesen Stellen die äußere Wolkenschicht dünn, und wärmere innere Regionen sind zu sehen.
Unter den Wolken befindet sich eine Schicht mit einer Tiefe von 7-25.000 km, in der Wasserstoff mit zunehmendem Druck und steigender Temperatur (bis zu 6000 ° C) allmählich seinen Zustand von gasförmig zu flüssig ändert. Offensichtlich gibt es keine klare Grenze, die gasförmigen Wasserstoff von flüssigem Wasserstoff trennt. Das kann so aussehen wie das kontinuierliche Sieden des globalen Wasserstoffozeans.
Schicht aus metallischem Wasserstoff
Metallischer Wasserstoff entsteht bei hohen Drücken (etwa eine Million Atmosphären) und hohen Temperaturen, wenn die kinetische Energie von Elektronen das Ionisationspotential von Wasserstoff übersteigt. Infolgedessen existieren darin Protonen und Elektronen getrennt, sodass metallischer Wasserstoff ein guter Stromleiter ist. Die geschätzte Dicke der metallischen Wasserstoffschicht beträgt 42-46.000 km.
Starke elektrische Ströme, die in dieser Schicht entstehen, erzeugen ein riesiges Magnetfeld des Jupiters. 2008 erstellten Raymond Dzhinloz von der University of California in Berkeley und Lars Stiksrud vom University College London ein Modell des Aufbaus von Jupiter und Saturn, wonach sich in ihren Eingeweiden auch metallisches Helium befindet, das mit metallischem eine Art Legierung bildet Wasserstoff.
Kern
Mit Hilfe der gemessenen Trägheitsmomente des Planeten lassen sich Größe und Masse seines Kerns abschätzen. Derzeit wird angenommen, dass die Masse des Kerns 10 Massen der Erde beträgt und die Größe 1,5 ihres Durchmessers beträgt.
Jupiter gibt deutlich mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. Die Forscher gehen davon aus, dass Jupiter über einen erheblichen Vorrat an thermischer Energie verfügt, die bei der Verdichtung von Materie während der Entstehung des Planeten entsteht. Frühere Modelle der inneren Struktur von Jupiter, die versuchten, die überschüssige Energie zu erklären, die der Planet freisetzt, ließen die Möglichkeit eines radioaktiven Zerfalls in seinen Eingeweiden oder die Freisetzung von Energie zu, wenn der Planet unter dem Einfluss von Gravitationskräften komprimiert wird.
Zwischenschichtprozesse
Es ist unmöglich, alle Prozesse in unabhängigen Schichten zu lokalisieren: Es ist notwendig, den Mangel an chemischen Elementen in der Atmosphäre, übermäßige Strahlung usw. zu erklären.
Der unterschiedliche Heliumgehalt in den äußeren und inneren Schichten erklärt sich dadurch, dass Helium in der Atmosphäre kondensiert und in Form von Tröpfchen in tiefere Regionen fällt. Dieses Phänomen ähnelt dem Regen der Erde, aber nicht aus Wasser, sondern aus Helium. Kürzlich wurde gezeigt, dass sich Neon in diesen Tropfen auflösen kann. Dies erklärt das Fehlen von Neon.
Atmosphärische Bewegung
Animation von Jupiters Rotation, erstellt aus Fotografien von Voyager 1, 1979.
Windgeschwindigkeiten auf Jupiter können 600 km/h überschreiten. Anders als auf der Erde, wo die Zirkulation der Atmosphäre aufgrund der unterschiedlichen Sonnenerwärmung in den Äquator- und Polarregionen stattfindet, ist auf Jupiter die Auswirkung der Sonnenstrahlung auf die Temperaturzirkulation unbedeutend; Die Hauptantriebskräfte sind die Wärmeströme, die aus dem Zentrum des Planeten kommen, und die Energie, die während der schnellen Bewegung des Jupiters um seine Achse freigesetzt wird.
Basierend auf bodengestützten Beobachtungen teilten Astronomen die Gürtel und Zonen in der Atmosphäre des Jupiters in äquatorial, tropisch, gemäßigt und polar ein. Die erhitzten Gasmassen, die aus den Tiefen der Atmosphäre in den Zonen aufsteigen, die unter dem Einfluss erheblicher Coriolis-Kräfte auf Jupiter stehen, werden entlang der Meridiane des Planeten gezogen, und die gegenüberliegenden Ränder der Zonen bewegen sich aufeinander zu. An den Grenzen von Zonen und Gürteln (Downflow-Regionen) kommt es zu starken Turbulenzen. Nördlich des Äquators werden Strömungen in nach Norden gerichteten Zonen durch Coriolis-Kräfte nach Osten und solche nach Süden abgelenkt - nach Westen. Auf der Südhalbkugel - bzw. im Gegenteil. Die Passatwinde haben auf der Erde eine ähnliche Struktur.
Streifen
Jupiterbänder in verschiedenen Jahren
Ein charakteristisches Merkmal des äußeren Erscheinungsbildes von Jupiter sind seine Streifen. Es gibt eine Reihe von Versionen, die ihre Herkunft erklären. Einer Version zufolge entstanden die Streifen also als Folge des Konvektionsphänomens in der Atmosphäre des Riesenplaneten - aufgrund der Erwärmung und infolgedessen des Anhebens einiger Schichten und des Abkühlens und Absenkens anderer. Im Frühjahr 2010 stellten Wissenschaftler eine Hypothese auf, wonach die Streifen auf Jupiter durch den Einfluss seiner Satelliten entstanden seien. Es wird angenommen, dass sich unter dem Einfluss der Anziehungskraft von Satelliten auf Jupiter eigenartige „Säulen“ aus Materie gebildet haben, die sich drehend Streifen bildeten.
Konvektive Strömungen, die innere Wärme an die Oberfläche tragen, treten äußerlich in Form von hellen Zonen und dunklen Bändern auf. Im Bereich der Lichtzonen herrscht entsprechend aufsteigender Strömung ein erhöhter Druck. Die Wolken, die die Zonen bilden, befinden sich auf einer höheren Ebene (etwa 20 km), und ihre helle Farbe ist anscheinend auf eine erhöhte Konzentration hellweißer Ammoniakkristalle zurückzuführen. Es wird angenommen, dass die dunklen Gürtelwolken darunter rotbraune Ammoniumhydrogensulfidkristalle sind und eine höhere Temperatur haben. Diese Strukturen repräsentieren nachgelagerte Regionen. Zonen und Gürtel haben unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten in Rotationsrichtung des Jupiters. Die Umlaufzeit variiert je nach Breitengrad um mehrere Minuten. Dies führt zu stabilen Zonenströmungen oder Winden, die ständig parallel zum Äquator in eine Richtung wehen. Die Geschwindigkeiten in diesem globalen System reichen von 50 bis 150 m/s und mehr. An den Grenzen von Gürteln und Zonen werden starke Turbulenzen beobachtet, die zur Bildung zahlreicher Wirbelstrukturen führen. Die bekannteste derartige Formation ist der Große Rote Fleck, der in den letzten 300 Jahren auf der Oberfläche des Jupiter beobachtet wurde.
Nach dem Entstehen hebt der Wirbel die erhitzten Gasmassen mit Dämpfen kleiner Komponenten an die Oberfläche der Wolken. Die resultierenden Kristalle aus Ammoniakschnee, Lösungen und Verbindungen von Ammoniak in Form von Schnee und Tropfen, gewöhnlichem Wasserschnee und Eis sinken allmählich in die Atmosphäre, bis sie ein Niveau erreichen, bei dem die Temperatur hoch genug ist, und verdampfen. Danach kehrt der Stoff im gasförmigen Zustand wieder in die Wolkenschicht zurück.
Im Sommer 2007 verzeichnete das Hubble-Teleskop dramatische Veränderungen in der Atmosphäre des Jupiters. Getrennte Zonen in der Atmosphäre nördlich und südlich des Äquators wurden zu Gürteln und die Gürtel zu Zonen. Gleichzeitig änderten sich nicht nur die Formen atmosphärischer Formationen, sondern auch ihre Farbe.
Am 9. Mai 2010 entdeckte der Amateurastronom Anthony Wesley (dt. Anthony Wesley, siehe auch unten), dass eine der sichtbarsten und stabilsten Formationen der Zeit, der Südäquatorialgürtel, plötzlich von der Oberfläche des Planeten verschwand. Auf der Breite des südlichen Äquatorgürtels befindet sich der Große Rote Fleck, der von ihm „gewaschen“ wird. Der Grund für das plötzliche Verschwinden des südlichen Äquatorialgürtels von Jupiter ist das Erscheinen einer Schicht hellerer Wolken darüber, unter der ein Streifen dunkler Wolken verborgen ist. Nach Studien des Hubble-Teleskops wurde der Schluss gezogen, dass der Gürtel nicht vollständig verschwand, sondern einfach unter einer Wolkenschicht aus Ammoniak verborgen zu sein schien.
großer roter Fleck
Der Große Rote Fleck ist eine ovale Formation unterschiedlicher Größe in der südlichen tropischen Zone. Es wurde 1664 von Robert Hooke entdeckt. Gegenwärtig hat es Abmessungen von 15 × 30.000 km (der Durchmesser der Erde beträgt ~12,7.000 km), und vor 100 Jahren stellten Beobachter zwei Mal größere Größen fest. Manchmal ist es nicht sehr deutlich sichtbar. Der Große Rote Fleck ist ein einzigartiger langlebiger riesiger Hurrikan, bei dem sich die Substanz gegen den Uhrzeigersinn dreht und in 6 Erdentagen eine vollständige Umdrehung macht.
Dank Untersuchungen, die Ende 2000 von der Cassini-Sonde durchgeführt wurden, wurde festgestellt, dass der Große Rote Fleck mit Abwinden (vertikale Zirkulation atmosphärischer Massen) verbunden ist; die Wolken sind hier höher und die Temperatur ist niedriger als in anderen Gebieten. Die Farbe der Wolken hängt von der Höhe ab: Die blauen Strukturen sind die oberen, die braunen liegen darunter, dann die weißen. Rote Strukturen sind die niedrigsten. Die Rotationsgeschwindigkeit des Großen Roten Flecks beträgt 360 km/h. Seine Durchschnittstemperatur beträgt -163 ° C, und zwischen dem Rand- und dem zentralen Teil des Flecks besteht ein Temperaturunterschied in der Größenordnung von 3-4 Grad. Dieser Unterschied soll dafür verantwortlich sein, dass atmosphärische Gase im Zentrum des Flecks im Uhrzeigersinn rotieren, während sie an den Rändern gegen den Uhrzeigersinn rotieren. Es wurde auch eine Vermutung über die Beziehung zwischen Temperatur, Druck, Bewegung und Farbe des Roten Flecks aufgestellt, obwohl es Wissenschaftlern immer noch schwer fällt, genau zu sagen, wie er ausgeführt wird.
Von Zeit zu Zeit werden auf Jupiter Kollisionen großer Zyklonsysteme beobachtet. Einer davon trat 1975 auf und ließ die rote Farbe des Flecks für mehrere Jahre verblassen. Ende Februar 2002 begann ein weiterer riesiger Wirbelsturm – das Weiße Oval – durch den Großen Roten Fleck gebremst zu werden, und die Kollision dauerte einen ganzen Monat. Es verursachte jedoch keinen ernsthaften Schaden an beiden Wirbeln, da es an einer Tangente geschah.
Die rote Farbe des Großen Roten Flecks ist ein Rätsel. Ein möglicher Grund könnten chemische Verbindungen sein, 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.
1938 wurde die Bildung und Entwicklung von drei großen weißen Ovalen in der Nähe von 30° südlicher Breite aufgezeichnet. Dieser Prozess wurde von der gleichzeitigen Bildung mehrerer kleiner weißer Ovale - Wirbel - begleitet. Dies bestätigt, dass der Große Rote Fleck der stärkste von Jupiters Wirbeln ist. Historische Aufzeichnungen zeigen solche langlebigen Systeme in den mittleren nördlichen Breiten des Planeten nicht. Große dunkle Ovale wurden in der Nähe von 15°N beobachtet, aber anscheinend existieren die notwendigen Bedingungen für die Entstehung von Wirbeln und ihre anschließende Umwandlung in stabile Systeme wie den Roten Fleck nur auf der Südhalbkugel.
kleiner roter Fleck
Der Große Rote Fleck und der Kleine Rote Fleck im Mai 2008 auf einem Foto des Hubble-Weltraumteleskops
Von den drei oben erwähnten weißen ovalen Wirbeln verschmolzen zwei von ihnen 1998, und im Jahr 2000 verschmolz ein neuer Wirbel mit dem verbleibenden dritten Oval. Ende 2005 begann der Wirbel (Oval BA, Englisch Oval BC) seine Farbe zu ändern und nahm schließlich eine rote Farbe an, für die er einen neuen Namen erhielt - der kleine rote Fleck. Im Juli 2006 kam der Kleine Rote Fleck in Kontakt mit seinem älteren „Bruder“ – dem Großen Roten Fleck. Dies hatte jedoch keinen signifikanten Einfluss auf beide Wirbel – die Kollision war tangential. Die Kollision wurde für die erste Hälfte des Jahres 2006 vorhergesagt.
Blitz
Im Zentrum des Wirbels ist der Druck höher als in der Umgebung, und die Wirbelstürme selbst sind von Tiefdruckstörungen umgeben. Nach Bildern der Raumsonden Voyager 1 und Voyager 2 wurde festgestellt, dass im Zentrum solcher Wirbel kolossale Blitze mit einer Länge von Tausenden von Kilometern beobachtet werden. Die Kraft des Blitzes ist drei Größenordnungen höher als die der Erde.
Magnetfeld und Magnetosphäre
Schema von Jupiters Magnetfeld
Das erste Anzeichen eines Magnetfelds sind Radioemissionen sowie Röntgenstrahlen. Durch den Bau von Modellen laufender Prozesse kann man die Struktur des Magnetfelds beurteilen. So wurde festgestellt, dass das Magnetfeld des Jupiter nicht nur eine Dipolkomponente hat, sondern auch einen Quadrupol, einen Oktupol und andere Oberschwingungen höherer Ordnung. Es wird angenommen, dass das Magnetfeld ähnlich wie bei der Erde von einem Dynamo erzeugt wird. Aber anders als auf der Erde ist der Stromleiter auf Jupiter eine Schicht aus metallischem Helium.
Die Magnetfeldachse ist zur Rotationsachse um 10,2 ± 0,6 ° geneigt, fast wie auf der Erde, jedoch befindet sich der magnetische Nordpol neben dem geografischen Südpol und der magnetische Südpol neben dem geografischen Nordpol ein. Die Feldstärke in Höhe der sichtbaren Wolkenoberfläche beträgt 14 Oe am Nordpol und 10,7 Oe am Südpol. Seine Polarität ist dem Magnetfeld der Erde entgegengesetzt.
Die Form des Jupiter-Magnetfeldes ist stark abgeflacht und ähnelt einer Scheibe (im Gegensatz zur tropfenförmigen der Erde). Die auf das mitrotierende Plasma wirkende Zentrifugalkraft auf der einen Seite und der thermische Druck des heißen Plasmas auf der anderen Seite strecken die Kraftlinien und bilden in einem Abstand von 20 RJ eine Struktur, die einem dünnen Pfannkuchen ähnelt, auch als Magnetscheibe bekannt . Es hat eine feine Stromstruktur in der Nähe des magnetischen Äquators.
Um Jupiter herum, wie auch um die meisten Planeten im Sonnensystem, gibt es eine Magnetosphäre – ein Bereich, in dem das Verhalten geladener Teilchen, Plasma, durch das Magnetfeld bestimmt wird. Für Jupiter sind die Quellen solcher Teilchen der Sonnenwind und Io. Vulkanasche, die von Ios Vulkanen ausgestoßen wird, wird durch ultraviolette Sonnenstrahlung ionisiert. So entstehen Schwefel- und Sauerstoffionen: S+, O+, S2+ und O2+. Diese Partikel verlassen die Atmosphäre des Satelliten, bleiben aber in der Umlaufbahn um ihn herum und bilden einen Torus. Dieser Torus wurde von Voyager 1 entdeckt; er liegt in der Äquatorebene des Jupiters und hat im Querschnitt einen Radius von 1 RJ und einen Radius vom Zentrum (in diesem Fall vom Zentrum des Jupiters) bis zur Erzeugenden von 5,9 RJ. Er ist es, der die Dynamik von Jupiters Magnetosphäre grundlegend verändert.
Jupiters Magnetosphäre. Magnetisch eingefangene Sonnenwindionen sind im Diagramm rot dargestellt, der neutrale vulkanische Gasgürtel von Io ist grün und der neutrale Gasgürtel von Europa ist blau dargestellt. ENA sind neutrale Atome. Laut der Cassini-Sonde, erhalten Anfang 2001.
Der entgegenkommende Sonnenwind wird durch den Druck des Magnetfelds in Entfernungen von 50-100 Planetenradien ausgeglichen, ohne den Einfluss von Io würde diese Entfernung nicht mehr als 42 RJ betragen. Auf der Nachtseite erstreckt er sich über die Umlaufbahn des Saturn hinaus und erreicht eine Länge von 650 Millionen km oder mehr. Elektronen, die in Jupiters Magnetosphäre beschleunigt werden, erreichen die Erde. Wenn Jupiters Magnetosphäre von der Erdoberfläche aus gesehen werden könnte, dann würden ihre Winkelabmessungen die Abmessungen des Mondes übersteigen.
Strahlungsgürtel
Jupiter hat starke Strahlungsgürtel. Bei der Annäherung an Jupiter erhielt Galileo eine Strahlendosis, die das 25-fache der für Menschen tödlichen Dosis beträgt. Radioemission von Jupiters Strahlungsgürtel wurde erstmals 1955 entdeckt. Die Radioemission hat Synchrotroncharakter. Elektronen in den Strahlungsgürteln haben eine enorme Energie von etwa 20 MeV, während die Cassini-Sonde herausfand, dass die Elektronendichte in Jupiters Strahlungsgürtel geringer ist als erwartet. Der Elektronenfluss in den Strahlungsgürteln des Jupiter kann aufgrund des hohen Risikos von Geräteschäden durch Strahlung eine ernsthafte Gefahr für Raumfahrzeuge darstellen. Im Allgemeinen ist die Radioemission von Jupiter nicht streng gleichförmig und konstant – sowohl in der Zeit als auch in der Frequenz. Die durchschnittliche Frequenz einer solchen Strahlung beträgt laut Forschung etwa 20 MHz, und der gesamte Frequenzbereich reicht von 5-10 bis 39,5 MHz.
Jupiter ist von einer Ionosphäre mit einer Länge von 3000 km umgeben.
Polarlichter auf Jupiter
Jupiters Polarlichtmuster, das den Hauptring, Polarlichter und Sonnenflecken zeigt, die aus Wechselwirkungen mit Jupiters natürlichen Monden resultieren.
Jupiter zeigt helle, stetige Polarlichter um beide Pole. Im Gegensatz zu denen auf der Erde, die in Zeiten erhöhter Sonnenaktivität auftreten, sind Jupiters Polarlichter konstant, obwohl ihre Intensität von Tag zu Tag variiert. Sie bestehen aus drei Hauptkomponenten: Die wichtigste und hellste Region ist relativ klein (weniger als 1000 km breit) und liegt etwa 16 ° von den Magnetpolen entfernt; Hot Spots - Spuren von Magnetfeldlinien, die die Ionosphären von Satelliten mit der Ionosphäre von Jupiter verbinden, und Bereiche mit kurzfristigen Emissionen innerhalb des Hauptrings. Aurora-Emissionen wurden in fast allen Teilen des elektromagnetischen Spektrums von Radiowellen bis zu Röntgenstrahlen (bis zu 3 keV) nachgewiesen, aber sie sind am hellsten im mittleren Infrarot (Wellenlänge 3-4 µm und 7-14 µm) und tief ultravioletter Bereich des Spektrums (Wellenlänge 80-180 nm).
Die Position der Hauptringe der Polarlichter ist stabil, ebenso wie ihre Form. Allerdings wird ihre Strahlung durch den Druck des Sonnenwindes stark moduliert – je stärker der Wind, desto schwächer die Polarlichter. Die Aurora-Stabilität wird durch einen großen Zustrom von Elektronen aufrechterhalten, der aufgrund der Potentialdifferenz zwischen der Ionosphäre und der Magnetscheibe beschleunigt wird. Diese Elektronen erzeugen einen Strom, der den Rotationssynchronismus in der Magnetscheibe aufrechterhält. Die Energie dieser Elektronen beträgt 10 - 100 keV; Sie dringen tief in die Atmosphäre ein, ionisieren und regen molekularen Wasserstoff an und verursachen ultraviolette Strahlung. Außerdem heizen sie die Ionosphäre auf, was die starke Infrarotstrahlung der Polarlichter und teilweise die Erwärmung der Thermosphäre erklärt.
Hot Spots sind mit drei galiläischen Monden verbunden: Io, Europa und Ganymed. Sie entstehen dadurch, dass das rotierende Plasma in der Nähe von Satelliten langsamer wird. Die hellsten Flecken gehören zu Io, da dieser Satellit der Hauptlieferant von Plasma ist, sind die Flecken von Europa und Ganymed viel schwächer. Es wird angenommen, dass helle Flecken innerhalb der Hauptringe, die von Zeit zu Zeit erscheinen, mit der Wechselwirkung der Magnetosphäre und des Sonnenwinds zusammenhängen.
großer Röntgenfleck
Kombiniertes Bild von Jupiter vom Hubble-Teleskop und vom Chandra-Röntgenteleskop - Februar 2007
Im Dezember 2000 entdeckte das Chandra Orbital Telescope eine Quelle pulsierender Röntgenstrahlung an den Polen des Jupiters (hauptsächlich am Nordpol), den so genannten Großen Röntgenfleck. Die Gründe für diese Strahlung sind noch immer ein Rätsel.
Modelle der Formation und Evolution
Einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Entstehung und Entwicklung von Sternen leisten Beobachtungen von Exoplaneten. Mit ihrer Hilfe wurden also Merkmale festgestellt, die allen Planeten wie Jupiter gemeinsam sind:
Sie werden noch vor dem Moment der Streuung der protoplanetaren Scheibe gebildet.
Akkretion spielt eine bedeutende Rolle bei der Bildung.
Anreicherung schwerer chemischer Elemente durch Planetesimale.
Es gibt zwei Haupthypothesen, die die Prozesse der Entstehung und Bildung von Jupiter erklären.
Gemäß der ersten Hypothese, die als "Kontraktions" -Hypothese bezeichnet wird, erklärt sich die relative Ähnlichkeit der chemischen Zusammensetzung von Jupiter und der Sonne (ein großer Anteil an Wasserstoff und Helium) durch die Tatsache, dass während der Bildung von Planeten in den frühen Stadien von Während der Entwicklung des Sonnensystems bildeten sich in der Gas- und Staubscheibe massive „Klumpen“, aus denen Planeten entstanden, d.h. die Sonne und die Planeten sind auf ähnliche Weise entstanden. Allerdings erklärt diese Hypothese noch nicht die bestehenden Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der Planeten: Saturn beispielsweise enthält mehr schwere chemische Elemente als Jupiter, der wiederum größer ist als die Sonne. Die terrestrischen Planeten unterscheiden sich in ihrer chemischen Zusammensetzung im Allgemeinen auffallend von den Riesenplaneten.
Die zweite Hypothese (die „Akkretions“-Hypothese) besagt, dass der Entstehungsprozess von Jupiter und Saturn in zwei Phasen stattfand. Erstens dauerte der Prozess der Bildung fester dichter Körper wie der Planeten der Erdgruppe mehrere zehn Millionen Jahre lang. Dann begann die zweite Stufe, als mehrere hunderttausend Jahre lang der Prozess der Gasakkretion von der primären protoplanetaren Wolke zu diesen Körpern dauerte, die zu diesem Zeitpunkt eine Masse von mehreren Erdmassen erreicht hatten.
Bereits in der ersten Phase wurde ein Teil des Gases aus der Region von Jupiter und Saturn abgeführt, was zu einigen Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung dieser Planeten und der Sonne führte. In der zweiten Stufe erreichte die Temperatur der äußeren Schichten von Jupiter und Saturn 5000 °C bzw. 2000 °C. Uranus und Neptun erreichten viel später die kritische Masse, die für den Start der Akkretion erforderlich war, was sich sowohl auf ihre Masse als auch auf ihre chemische Zusammensetzung auswirkte.
Im Jahr 2004 stellte Katharina Lodders von der University of Washington die Hypothese auf, dass Jupiters Kern hauptsächlich aus einer Art organischer Materie mit Haftfähigkeiten besteht, was wiederum in hohem Maße das Einfangen von Materie aus der umgebenden Region des Weltraums durch den Kern beeinflusste. Der resultierende Stein-Teer-Kern "fing" durch seine Schwerkraft Gas aus dem Sonnennebel ein und bildete den modernen Jupiter. Diese Idee passt in die zweite Hypothese über die Entstehung von Jupiter durch Akkretion.
Satelliten und Ringe
Große Jupitermonde: Io, Europa, Ganymed und Callisto und ihre Oberflächen.
Jupitermonde: Io, Europa, Ganymed und Callisto
Ab Januar 2012 hat Jupiter 67 bekannte Monde, die meisten im Sonnensystem. Es wird geschätzt, dass es mindestens hundert Satelliten geben kann. Die Satelliten erhalten hauptsächlich die Namen verschiedener mythischer Charaktere, die auf die eine oder andere Weise mit Zeus-Jupiter verbunden sind. Satelliten werden in zwei große Gruppen unterteilt - interne (8 Satelliten, Galileische und nicht-galileische interne Satelliten) und externe (55 Satelliten, ebenfalls in zwei Gruppen unterteilt) - somit werden insgesamt 4 "Varietäten" erhalten. Die vier größten Satelliten – Io, Europa, Ganymed und Callisto – wurden bereits 1610 von Galileo Galilei entdeckt]. Die Entdeckung der Jupitertrabanten diente als erstes ernsthaftes Faktenargument zugunsten des kopernikanischen heliozentrischen Systems.
Europa
Von größtem Interesse ist Europa, das über einen globalen Ozean verfügt, in dem das Vorhandensein von Leben nicht ausgeschlossen ist. Spezielle Studien haben gezeigt, dass sich der Ozean 90 km tief erstreckt und sein Volumen das Volumen der Ozeane der Erde übersteigt. Die Oberfläche von Europa ist übersät mit Verwerfungen und Rissen, die in der Eishülle des Satelliten entstanden sind. Es wurde vermutet, dass der Ozean selbst und nicht der Kern des Satelliten die Wärmequelle für Europa ist. Auch auf Kallisto und Ganymed wird die Existenz eines Untereisozeans vermutet. Basierend auf der Annahme, dass Sauerstoff in 1-2 Milliarden Jahren in den subglazialen Ozean eindringen könnte, gehen Wissenschaftler theoretisch von der Existenz von Leben auf dem Satelliten aus. Der Sauerstoffgehalt in den Ozeanen Europas reicht aus, um nicht nur die Existenz einzelliger, sondern auch größerer Lebensformen zu unterstützen. Dieser Satellit steht nach Enceladus an zweiter Stelle in Bezug auf die Möglichkeit des Lebens.
Und über
Io ist interessant für das Vorhandensein mächtiger aktiver Vulkane; Die Oberfläche des Satelliten ist mit Produkten vulkanischer Aktivität überflutet. Von Raumsonden aufgenommene Fotos zeigen, dass die Oberfläche von Io hellgelb mit braunen, roten und dunkelgelben Flecken ist. Diese Flecken sind das Produkt der Vulkanausbrüche von Io, die hauptsächlich aus Schwefel und seinen Verbindungen bestehen; Die Farbe der Eruptionen hängt von ihrer Temperatur ab.
[Bearbeiten] Ganymed
Ganymed ist nicht nur der größte Satellit des Jupiter, sondern im Allgemeinen im Sonnensystem unter allen Satelliten der Planeten. Ganymed und Callisto sind mit zahlreichen Kratern bedeckt, auf Callisto sind viele von ihnen von Rissen umgeben.
Kallisto
Callisto soll auch einen Ozean unter der Mondoberfläche haben; Dies wird indirekt durch das Magnetfeld von Callisto angezeigt, das durch das Vorhandensein elektrischer Ströme in Salzwasser im Inneren des Satelliten erzeugt werden kann. Für diese Hypothese spricht auch die Tatsache, dass das Magnetfeld von Callisto in Abhängigkeit von seiner Ausrichtung zum Magnetfeld von Jupiter variiert, dh dass sich unter der Oberfläche dieses Satelliten eine hochleitfähige Flüssigkeit befindet.
Vergleich der Größen der Galileischen Satelliten mit der Erde und dem Mond
Merkmale der Galileischen Satelliten
Alle großen Satelliten des Jupiter rotieren synchron und stehen ihm durch den Einfluss der mächtigen Gezeitenkräfte des Riesenplaneten immer mit der gleichen Seite gegenüber. Gleichzeitig befinden sich Ganymed, Europa und Io in Orbitalresonanz miteinander. Darüber hinaus gibt es ein Muster unter den Satelliten des Jupiter: Je weiter der Satellit vom Planeten entfernt ist, desto geringer ist seine Dichte (für Io - 3,53 g / cm2, Europa - 2,99 g / cm2, Ganymed - 1,94 g / cm2, Callisto - 1,83 g/cm2). Es hängt von der Wassermenge auf dem Satelliten ab: Auf Io fehlt es praktisch, auf Europa - 8%, auf Ganymed und Callisto - bis zur Hälfte ihrer Masse.
Kleine Monde des Jupiter
Der Rest der Trabanten ist viel kleiner und besteht aus unregelmäßig geformten Gesteinskörpern. Unter ihnen sind diejenigen, die in die entgegengesetzte Richtung drehen. Von den kleinen Satelliten des Jupiter ist Amalthea für Wissenschaftler von großem Interesse: Es wird angenommen, dass sich darin ein System von Hohlräumen befindet, das infolge einer Katastrophe in ferner Vergangenheit entstanden ist - aufgrund eines Meteoritenbeschusses, Amalthea zerbrach in Teile, die sich dann unter dem Einfluss der gegenseitigen Schwerkraft wieder vereinten, aber nie zu einem einzigen monolithischen Körper wurden.
Metis und Adrastea sind die Jupiter-nächsten Monde mit Durchmessern von etwa 40 bzw. 20 km. Sie bewegen sich am Rand des Hauptrings des Jupiters in einer Umlaufbahn mit einem Radius von 128.000 km, machen eine Umdrehung um Jupiter in 7 Stunden und sind die schnellsten Satelliten des Jupiters.
Der Gesamtdurchmesser des gesamten Satellitensystems von Jupiter beträgt 24 Millionen km. Außerdem wird angenommen, dass Jupiter in der Vergangenheit noch mehr Satelliten hatte, aber einige von ihnen fielen unter dem Einfluss seiner starken Schwerkraft auf den Planeten.
Satelliten mit umgekehrter Rotation um Jupiter
Jupiters Satelliten, deren Namen auf „e“ enden – Karma, Sinop, Ananke, Pasiphe und andere (siehe Ananke-Gruppe, Karme-Gruppe, Pasiphe-Gruppe) – umkreisen den Planeten in entgegengesetzter Richtung (retrograde Bewegung) und laut Wissenschaftlern nicht zusammen mit Jupiter gebildet, sondern später von ihm erobert wurden. Neptuns Satellit Triton hat eine ähnliche Eigenschaft.
Zwischenmonde des Jupiter
Einige Kometen sind temporäre Jupitermonde. Also insbesondere der Komet Kushida - Muramatsu (Englisch) Russisch. in der Zeit von 1949 bis 1961. war ein Satellit des Jupiter, der in dieser Zeit zwei Umdrehungen um den Planeten gemacht hatte. Neben diesem Objekt sind auch mindestens 4 temporäre Monde des Riesenplaneten bekannt.
Ringe des Jupiters
Ringe des Jupiter (Diagramm).
Jupiter hat schwache Ringe, die während des Transits von Voyager 1 über Jupiter im Jahr 1979 entdeckt wurden. Das Vorhandensein von Ringen wurde bereits 1960 vom sowjetischen Astronomen Sergei Vsekhsvyatsky angenommen. Basierend auf einer Untersuchung der fernen Punkte der Umlaufbahnen einiger Kometen kam Vsekhsvyatsky zu dem Schluss, dass diese Kometen vom Jupiterring stammen könnten, und schlug vor, dass der Ring gebildet wurde infolge der vulkanischen Aktivität der Jupitertrabanten (Vulkane auf Io wurden zwei Jahrzehnte später entdeckt).
Die Ringe sind optisch dünn, ihre optische Dicke beträgt ~10-6 und die Partikel-Albedo beträgt nur 1,5 %. Dennoch ist es möglich, sie zu beobachten: Bei Phasenwinkeln nahe 180 Grad (Blick „gegen das Licht“) nimmt die Helligkeit der Ringe um etwa das 100-fache zu, und die dunkle Nachtseite des Jupiter lässt kein Licht zurück. Es gibt insgesamt drei Ringe: einen Hauptring, "Spinne" und einen Heiligenschein.
Foto von Jupiters Ringen, aufgenommen von Galileo in direktem, diffusem Licht.
Der Hauptring erstreckt sich von 122.500 bis 129.230 km vom Zentrum des Jupiters entfernt. Innen geht der Hauptring in einen ringförmigen Halo über und berührt außen die Arachnoidea. Die beobachtete Vorwärtsstreuung von Strahlung im optischen Bereich ist charakteristisch für mikrometergroße Staubpartikel. Der Staub in der Nähe von Jupiter ist jedoch starken nichtgravitativen Störungen ausgesetzt, weshalb die Lebensdauer von Staubpartikeln 103 ± 1 Jahre beträgt. Das bedeutet, dass es eine Quelle dieser Staubpartikel geben muss. Zwei kleine Satelliten, Metis und Adrastea, die innerhalb des Hauptrings liegen, eignen sich für die Rolle solcher Quellen. Wenn sie mit Meteoroiden kollidieren, erzeugen sie einen Schwarm von Mikropartikeln, die sich anschließend im Orbit um Jupiter ausbreiten. Gossamer-Ring-Beobachtungen zeigten zwei getrennte Materiegürtel, die ihren Ursprung in den Umlaufbahnen von Theben und Amalthea haben. Die Struktur dieser Gürtel ähnelt der Struktur von Tierkreisstaubkomplexen.
Trojanische Asteroiden
Trojanische Asteroiden - eine Gruppe von Asteroiden, die sich in der Region der Lagrange-Punkte L4 und L5 des Jupiters befinden. Asteroiden stehen in 1:1-Resonanz mit Jupiter und bewegen sich mit ihm im Orbit um die Sonne. Gleichzeitig gibt es die Tradition, Objekte in der Nähe des L4-Punktes mit den Namen griechischer Helden und in der Nähe von L5 mit trojanischen zu bezeichnen. Insgesamt wurden bis Juni 2010 1583 solcher Einrichtungen eröffnet.
Es gibt zwei Theorien, die den Ursprung der Trojaner erklären. Die erste behauptet, dass sie im Endstadium der Jupiterbildung entstanden sind (die akkretierende Variante wird in Betracht gezogen). Zusammen mit der Materie wurden Planetozimale eingefangen, auf denen auch Akkretion stattfand, und da der Mechanismus funktionierte, landete die Hälfte von ihnen in einer Gravitationsfalle. Die Nachteile dieser Theorie sind, dass die Zahl der auf diese Weise entstandenen Objekte um vier Größenordnungen größer ist als die beobachtete, und dass sie eine viel größere Bahnneigung haben.
Die zweite Theorie ist dynamisch. 300-500 Millionen Jahre nach der Entstehung des Sonnensystems durchliefen Jupiter und Saturn eine 1:2-Resonanz. Dies führte zu einer Umstrukturierung der Umlaufbahnen: Neptun, Pluto und Saturn vergrößerten den Radius der Umlaufbahn, Jupiter verkleinerte sich. Dies beeinträchtigte die Gravitationsstabilität des Kuipergürtels, und einige der Asteroiden, die ihn bewohnten, bewegten sich in die Umlaufbahn des Jupiter. Gleichzeitig wurden alle ursprünglichen Trojaner, falls vorhanden, zerstört.
Das weitere Schicksal der Trojaner ist unbekannt. Eine Reihe schwacher Resonanzen von Jupiter und Saturn werden sie dazu bringen, sich chaotisch zu bewegen, aber was diese Kraft der chaotischen Bewegung sein wird und ob sie aus ihrer derzeitigen Umlaufbahn geworfen werden, ist schwer zu sagen. Außerdem reduzieren Kollisionen untereinander langsam aber sicher die Zahl der Trojaner. Einige Fragmente können Satelliten werden und einige Kometen.
Kollisionen von Himmelskörpern mit Jupiter
Komet Shoemaker-Levy
Eine Spur von einem der Trümmer des Kometen Shoemaker-Levy, Bild vom Hubble-Teleskop, Juli 1994.
Hauptartikel: Komet Shoemaker-Levy 9
Im Juli 1992 näherte sich ein Komet Jupiter. Es passierte in einer Entfernung von etwa 15.000 Kilometern von der oberen Wolkengrenze, und die starke Gravitationswirkung des Riesenplaneten riss seinen Kern in 17 große Teile. Dieser Kometenschwarm wurde am Mount Palomar Observatory von Carolyn und Eugene Shoemaker und dem Amateurastronomen David Levy entdeckt. Bei der nächsten Annäherung an Jupiter im Jahr 1994 stürzten alle Fragmente des Kometen mit einer enormen Geschwindigkeit von etwa 64 Kilometern pro Sekunde in die Atmosphäre des Planeten. Diese grandiose kosmische Katastrophe wurde sowohl von der Erde als auch mit Hilfe von Weltraummitteln beobachtet, insbesondere mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops, des IUE-Satelliten und der interplanetaren Raumstation Galileo. Der Fall der Kerne wurde von Strahlungsblitzen in einem breiten Spektralbereich, der Erzeugung von Gasemissionen und der Bildung langlebiger Wirbel, einer Veränderung der Strahlungsgürtel des Jupiters und dem Auftreten von Polarlichtern sowie einer Abnahme der Helligkeit begleitet Plasmatorus von Io im extremen Ultraviolettbereich.
Andere Stürze
Am 19. Juli 2009 entdeckte der bereits erwähnte Amateurastronom Anthony Wesley einen dunklen Fleck in der Nähe von Jupiters Südpol. Später wurde dieser Fund am Keck-Observatorium auf Hawaii bestätigt. Eine Analyse der erhaltenen Daten ergab, dass der wahrscheinlichste Körper, der in die Atmosphäre des Jupiter fiel, ein Steinasteroid war.
Am 3. Juni 2010 um 20:31 UT filmten zwei unabhängige Beobachter – Anthony Wesley (Eng. Anthony Wesley, Australien) und Christopher Go (Eng. Christopher Go, Philippinen) – einen Blitz über der Atmosphäre des Jupiter, was sehr wahrscheinlich ist ein neuer, bisher unbekannter Körper für Jupiter. Einen Tag nach diesem Ereignis wurden keine neuen dunklen Flecken in Jupiters Atmosphäre gefunden. Beobachtungen wurden bereits mit den größten hawaiianischen Instrumenten (Gemini, Keck und IRTF) durchgeführt und Beobachtungen mit dem Hubble-Weltraumteleskop sind geplant. Am 16. Juni 2010 veröffentlichte die NASA eine Pressemitteilung, aus der hervorgeht, dass die vom Hubble-Weltraumteleskop am 7. Juni 2010 (4 Tage nach Entdeckung des Ausbruchs) aufgenommenen Bilder keine Anzeichen eines Einsturzes in die obere Atmosphäre des Jupiter zeigten.
Am 20. August 2010 um 18:21:56 IST ereignete sich über der Wolkendecke des Jupiters ein Ausbruch, der vom japanischen Amateurastronomen Masayuki Tachikawa aus der Präfektur Kumamoto in einem von ihm erstellten Video entdeckt wurde. Am Tag nach der Ankündigung dieses Ereignisses wurde die Bestätigung von einem unabhängigen Beobachter Aoki Kazuo (Aoki Kazuo) - einem Amateurastronomen aus Tokio - gefunden. Vermutlich könnte es der Einsturz eines Asteroiden oder Kometen in die Atmosphäre eines Riesenplaneten sein.
Jeden Sommerabend, wenn Sie den Himmel im südlichen Teil betrachten, können Sie einen sehr hellen Stern mit einem rötlichen oder orangefarbenen Farbton sehen. Der Planet Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem.
Jupiter ist der König aller Planeten. Es befindet sich in der fünften Umlaufbahn, wenn wir von der Sonne aus zählen, und in vielerlei Hinsicht verdanken wir ihm unsere ruhige Existenz. Jupiter gehört zu den Gasriesenplaneten und sein Radius ist 11,2-mal größer als der der Erde. Massenmäßig ist er fast 2,5-mal schwerer als alle anderen Planeten zusammen. Jupiter hat 67 bekannte Monde, sowohl sehr kleine als auch sehr große.
Jupiter ist also der größte Planet mit der größten Masse, dem stärksten Gravitationsfeld und dem größten Einfluss im Sonnensystem. Darüber hinaus ist es eines der einfachsten und schönsten Beobachtungsobjekte.
Natürlich ist es falsch, über die Entdeckung dieses Planeten zu sprechen, denn der Planet Jupiter am Himmel sieht aus wie der hellste Stern. Deshalb ist es seit der Antike bekannt, und es gibt hier einfach keinen Entdecker und kann es auch nicht sein.
Eine andere Sache ist, dass Galileo Galilei 1610 in seinem primitiven Teleskop die vier größten Satelliten des Jupiter betrachten konnte, und dies war eine Entdeckung. Aber das ist eine andere Geschichte, die auf Satelliten zutrifft. In Zukunft wurden mehr als ein Dutzend von ihnen entdeckt, sowohl in Teleskopen als auch mit Hilfe von Raumsonden.
Der größte Planet im Sonnensystem hat zweifellos herausragende Eigenschaften. Tatsächlich ist dieser Planet unserer winzigen Erde so unähnlich, dass es einige interessante Fakten über Jupiter gibt. Hier sind einige davon:
- Der Planet Jupiter ist sehr massereich. Seine Masse beträgt 318 Erde. Selbst wenn wir alle anderen Planeten nehmen und sie zu einem Klumpen formen, wird Jupiter 2,5-mal schwerer sein als er.
- Das Volumen des Jupiter würde wie die Erde auf 1300 Planeten passen.
- Die Schwerkraft auf Jupiter ist 2,5-mal größer als die der Erde.
- Jupiters Metallkern wird auf 20.000 Grad erhitzt.
- Jupiter gibt mehr Wärme ab, als er von der Sonne erhält.
- Jupiter wird niemals ein Stern sein, dafür hat er nicht genug Masse. Damit eine thermonukleare Reaktion in seiner Tiefe beginnen kann, muss Jupiter seine Masse um das 80-fache erhöhen. Diese Menge an Materie im Sonnensystem wird nicht typisiert, selbst wenn Sie alle Planeten, ihre Satelliten, Asteroiden, Kometen und all die kleinen Trümmer zusammenstellen.
- Jupiter ist der am schnellsten rotierende Planet im Sonnensystem. Trotz seiner enormen Größe macht es eine komplette Revolution in weniger als 10 Stunden. Aufgrund seiner schnellen Rotation ist Jupiter an den Polen merklich abgeflacht.
- Die Wolkendicke auf Jupiter beträgt nur etwa 50 km. Die Wolkenschicht sieht sehr mächtig aus. All diese riesigen Stürme und farbigen Streifen mit einer Größe von Tausenden von Kilometern befinden sich tatsächlich in einer kleinen Dickenlücke. Sie bestehen hauptsächlich aus Ammoniakkristallen - hellere befinden sich unten, und diejenigen, die nach oben steigen, werden durch Sonneneinstrahlung dunkler. Unter der Wolkenschicht befindet sich ein Gemisch aus Wasserstoff und Helium bis zu unterschiedlichen Dichten bis hin zum metallischen Zustand.
- Der Große Rote Fleck wurde erstmals 1665 von Giovanni Cassini entdeckt. Dieser riesige Sturm existierte schon damals, das heißt, er ist bereits mindestens 350-400 Jahre alt. Zwar hat er sich in den letzten 100 Jahren halbiert, aber dies ist der größte und langlebigste Sturm im Sonnensystem. Andere Stürme dauern nur wenige Tage.
- Jupiter hat Ringe, sie wurden nach den bekannten Ringen des Saturn und den viel kleineren Ringen des Uranus entdeckt. Jupiters Ringe sind sehr schwach. Vielleicht sind sie aus der Substanz entstanden, die bei Meteoriteneinschlägen von Satelliten ausgeschleudert wurde.
- Jupiter hat das stärkste Magnetfeld aller Planeten, 14-mal stärker als das der Erde. Es gibt eine Theorie, dass es von einem riesigen Metallkern erzeugt wird, der sich im Zentrum des Planeten dreht. Dieses Magnetfeld beschleunigt Sonnenwindteilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit. Daher gibt es in der Nähe von Jupiter sehr starke Strahlungsgürtel, die die Elektronik von Raumfahrzeugen deaktivieren können, weshalb es gefährlich ist, sich ihm zu nähern.
- Jupiter hat eine Rekordzahl von Satelliten – 79 davon waren im Jahr 2018 bekannt. Wissenschaftler glauben, dass es noch viel mehr geben könnte und noch nicht alle entdeckt wurden. Einige sind so groß wie der Mond, andere sind nur Felsbrocken mit einem Durchmesser von einigen Kilometern.
- Der Jupitermond Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem. Sein Durchmesser beträgt 5260 km, was 8 % größer ist als der von Merkur und 51 % größer als der Mond. Es ist also praktisch ein Planet.
- Jupiter schützt uns durch seine Schwerkraft vor vielen Gefahren in Form von Kometen und Asteroiden, die ihre Bahnen ablenken. Er hat den inneren Teil des Sonnensystems praktisch ausgeräumt und uns so genügend Freiraum verschafft. Kometen und Asteroiden, die in uns eindringen, ändern früher oder später ihre Umlaufbahn unter dem Einfluss von Jupiter, um sie runder und sicherer für die Erde zu machen.
- Jupiter kann leicht beobachtet werden. Er ist nach Venus und Mond der hellste Stern am Himmel der Erde. Schon im 8-10x Fernglas sieht man 4 seiner Galileischen Trabanten. Und in einem kleinen Teleskop ist Jupiter als Scheibe sichtbar, und Sie können sogar die Gürtel darauf sehen.
Wie Sie sehen können, ist der Planet Jupiter keine gewöhnliche Gaskugel. Dies ist eine ganze Welt, die viele Geheimnisse und Mysterien birgt, die Wissenschaftler nach und nach enträtseln. Tatsächlich ist dieser Planet mit seinen Satelliten ein Miniatur-Sonnensystem, in dem Dutzende ihrer eigenen einzigartigen Welten existieren. Bei Interesse können Sie auch in einem kurzen Video viel Interessantes über Jupiter erfahren:
Entfernung von Jupiter zur Sonne
Die Umlaufbahn des Planeten Jupiter ist viel weiter von der Sonne entfernt als die Erde. Wenn von der Erde zur Sonne etwa 150 Millionen Kilometer oder 1 astronomische Einheit sind, dann sind es zum Jupiter durchschnittlich 778 Millionen Kilometer oder 5,2 AE. Jupiters Umlaufbahn unterscheidet sich nicht wesentlich von einer Kreisbahn, der Abstandsunterschied von der Sonne am nächsten und am weitesten entfernten Punkt beträgt 76 Millionen Kilometer.
Ein Jahr auf dem Jupiter dauert 11,86 Erdenjahre, so lange braucht dieser Planet für eine Umdrehung um die Sonne. Gleichzeitig befindet sich Jupiter alle 13 Monate auf derselben Linie mit der Erde, und der Abstand zwischen ihnen ist minimal - dies wird als Opposition bezeichnet. Dies ist die beste Zeit, um Jupiter zu beobachten.
Alle 13 Jahre kommt es zur Großen Opposition des Jupiter, wenn dieser Planet zudem nicht nur der Erde gegenübersteht, sondern auch am nächsten Punkt seiner Umlaufbahn. Dies ist die beste Zeit, in der jeder Astronom, ob Profi oder Amateur, sein Teleskop auf diesen Planeten richtet.
Der Planet Jupiter hat eine sehr leichte Neigung, nur etwa 3 Grad, und die Jahreszeiten ändern sich dort nicht.
Eigenschaften des Planeten Jupiter
Jupiter ist ein sehr merkwürdiger Planet, der wenig mit den Dingen zu tun hat, an die wir gewöhnt sind.
Radius- ungefähr 70.000 Kilometer, was 11,2-mal größer ist als der Erdradius. Tatsächlich hat dieser Gasball aufgrund seiner schnellen Rotation eine eher abgeflachte Form, da der Radius entlang der Pole etwa 66.000 Kilometer und entlang des Äquators 71.000 Kilometer beträgt.
Gewicht- 318-fache Masse der Erde. Wenn Sie alle Planeten, Kometen, Asteroiden und andere Körper des Sonnensystems auf einem Haufen sammeln, ist sogar Jupiter 2,5-mal schwerer als dieser Haufen.
Rotationszeit am Äquator - 9 Stunden 50 Minuten 30 Sekunden. Ja, diese riesige Kugel dreht sich in weniger als 10 Stunden einmal vollständig um ihre eigene Achse, was dort genau der Tageslänge entspricht. Aber es ist ein Gasball, kein Feststoff, und es dreht sich wie eine Flüssigkeit. Daher ist in den mittleren Breiten die Rotationsgeschwindigkeit anders, die Rotation findet dort in 9 Stunden 55 Minuten 40 Sekunden statt. Die Länge des Tages hängt also vom Standort ab. Darüber hinaus können wir die Rotation des Planeten nur anhand von Wolken in der oberen Atmosphäre verfolgen und nicht anhand von Oberflächenmarkierungen, die nicht dort sind, ebenso wie es keine Oberfläche selbst gibt.
Oberfläche- 122-mal größer als die Erde, nur ist diese Oberfläche nicht fest, und es gibt absolut keinen Ort, an dem man dort landen kann. Ja, und es gibt keine klare Grenze. Beim Abstieg zum Jupiter verdickt sich das Gas einfach unter Druck - zuerst ist es nur eine gasförmige Atmosphäre, dann so etwas wie ein sehr gesättigter Nebel, der reibungslos in ein vollständig flüssiges Medium fließt.
Ein Magnetfeld Der Planet Jupiter im System ist der stärkste, er ist 14-mal stärker als die Erde. Die Strahlung davon ist so groß, dass selbst Raumsonden ihr nicht lange ohne Geräteausfälle standhalten können.
Atmosphäre Jupiter besteht zumindest in seinen oberen Schichten hauptsächlich aus Wasserstoff (90 %) und Helium (10 %). Es enthält auch Methan, Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Wasser und andere Verunreinigungen. Tiefe Schichten sind noch nicht ausreichend zuverlässig untersucht. Roter Phosphor und seine Verbindungen sind vorherrschend und verleihen Jupiter sein rotes Aussehen. Bewundern Sie virtuell unheimlich schöne Ansichten der Atmosphäre des Planeten Jupiter:
Kern Jupiter hat eine Temperatur von etwa 3000 K und besteht aus geschmolzenem Metall, insbesondere metallischem Wasserstoff. Der Kern ist größer als die Erde.
Erdbeschleunigung auf dem Planeten Jupiter wird etwa 2,5 g betragen.
Was würde einen Beobachter erwarten, der es wagte, sich Jupiter zu nähern? Am Anfang wäre es wunderbare Ansichten des Planeten, Satelliten, vielleicht sogar die Ringe des Planeten zu sehen. Dann würde unser Draufgänger bei der Annäherung an den Planeten durch Strahlung getötet werden. Wenn sein sterblicher Körper nicht im ewigen Orbit verbleibt und in die Atmosphäre eintritt, dann erwarten ihn dort Feuer, enormer Druck und ein langer Fall dessen, was übrig bleibt. Und vielleicht wird es kein Sturz sein, sondern das Tragen der Überreste auf Geheiß eines Hurrikans, bis die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre sie in einzelne Moleküle zerlegt.
Jupiters großer roter Fleck
Eines der merkwürdigsten Phänomene von Jupiter, das bereits in einem durchschnittlichen Teleskop beobachtet werden kann, ist der Große Rote Fleck, der auf der Oberfläche des Planeten sichtbar ist und sich mit ihm dreht. Seine Abmessungen (sie sind nicht konstant) - etwa 40.000 Kilometer lang und 13.000 Kilometer breit - die ganze Erde würde in diesen riesigen Hurrikan passen!
Vergleichsgrößen des Großen Roten Flecks auf Jupiter.
Dieses Phänomen wird seit 350 Jahren beobachtet, und seitdem ist der Fleck nicht verschwunden. Lange Zeit dachte man, dass dies etwas Festes auf der Oberfläche des Planeten sei, aber Voyager 1 machte 1979 detaillierte Aufnahmen von Jupiter und klärte diese Frage auf. Es stellte sich heraus, dass der Große Rote Fleck nichts anderes als ein atmosphärischer Wirbel ist! Und dies ist der größte Hurrikan im Sonnensystem, den die Menschen seit 350 Jahren sehen, und niemand weiß, wie lange er überhaupt existiert. Obwohl in den letzten 100 Jahren die Spotgröße halb so groß geworden ist.
Die Rotation des Flecks um seine Achse beträgt 6 Stunden und dreht sich gleichzeitig mit dem Planeten.
Die Winde, die in diesem Hurrikan wehen, erreichen Geschwindigkeiten von 500-600 km/h (etwa 170 m/s). Im Vergleich dazu sind unsere stärksten terrestrischen Hurrikane nichts weiter als eine leichte, angenehme Brise. In der Mitte des Spots ist das Wetter jedoch, wie bei terrestrischen Wirbelstürmen dieser Art, ziemlich ruhig. Der Wind ist übrigens viel stärker.
Neben dem Großen Roten Fleck auf dem Planeten Jupiter gibt es noch andere ähnliche Formationen - Hurrikane. Sie bilden sich in verschiedenen Bereichen und können jahrzehntelang bestehen und allmählich verschwinden. Manchmal kollidieren sie miteinander oder sogar mit dem Großen Roten Fleck, und dann können sich seine Helligkeit und Größe ändern. Die langlebigsten Wirbel werden auf der Südhalbkugel gebildet, aber warum das so ist, ist nicht klar.
Monde des Jupiter
Der Riese Jupiter hat ein sehr großes Gefolge, wie es sich für einen echten Gott gehört. Bis heute sind 79 Satelliten in verschiedenen Größen und Formen bekannt – von riesigen, wie der Mond, bis zu mehreren Kilometer langen Steinbrocken, wie Asteroiden. Alle von ihnen haben Namen, die in der Mythologie mit dem Gott Zeus-Jupiter verbunden sind. Wissenschaftler glauben, dass es noch mehr Satelliten geben könnte, obwohl dies bereits eine Rekordzahl unter allen Planeten im Sonnensystem ist.
Seit der Entdeckung der ersten und größten Jupitermonde Ganymed und Callisto im Jahr 1610 durch Galileo Galilei sind sie die einzigen bekannten. Sie sind sogar mit einem Fernglas zu sehen, und in einem kleinen Teleskop sind sie ziemlich deutlich zu sehen.
Jeder dieser Satelliten des Jupiters ist sehr interessant und repräsentiert eine einzigartige Welt. Bei einigen gehen Wissenschaftler von der Existenz von Bedingungen für die Entwicklung des Lebens aus, und es werden sogar Sondenprojekte für ihre detailliertere Untersuchung entwickelt.
In den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts kannten Astronomen bereits 13 Satelliten und entdeckten drei weitere, als sie am Jupiter vorbeiflogen. In den 1990er Jahren erschienen leistungsstarke neue Teleskope, darunter das Hubble-Weltraumteleskop. Seitdem wurden Dutzende kleinerer Jupitertrabanten entdeckt, von denen viele nur wenige Kilometer groß sind. Natürlich ist es unmöglich, sie mit einem Amateurteleskop zu entdecken.
Zukunft des Jupiter
Jetzt ist der Planet Jupiter nicht in der bewohnbaren Zone enthalten, da er zu weit von der Sonne entfernt ist und flüssiges Wasser auf der Oberfläche seiner Satelliten nicht existieren kann. Obwohl angenommen wird, dass es sich unter der Oberflächenschicht befindet, können die sogenannten unterirdischen Ozeane auf Ganymed, Europa und Callisto existieren.
Mit der Zeit wird die Sonne größer und nähert sich Jupiter. Allmählich werden sich die Satelliten des Jupiter erwärmen und einige von ihnen werden recht angenehme Bedingungen für die Entstehung und Aufrechterhaltung des Lebens haben.
Doch schon in 7,5 Milliarden Jahren wird sich die Sonne in einen riesigen Roten Riesen verwandeln, dessen Oberfläche nur 500 Millionen Kilometer vom Jupiter entfernt sein wird – dreimal näher als heute von der Erde zur Sonne. Die Erde, und selbst bis dahin, wird schon vor langer Zeit von unserem angeschwollenen Gestirn verschlungen sein. Und Jupiter selbst wird sich in einen Planeten wie "heißen Jupiter" verwandeln - eine auf 1000 Grad erhitzte Gaskugel, die selbst glühen wird. Seine steinernen Satelliten werden verbrannte Steinstücke sein, und die eisigen werden vollständig verschwinden.
Aber bis dahin werden sich günstigere Bedingungen auf den Satelliten ergeben, von denen einer eine ganze organische Fabrik mit einer dicken Atmosphäre ist und jetzt ist. Vielleicht kommt dort dann die Wende zur Entstehung neuer Lebensformen.
Jupiterbeobachtung
Dieser Planet ist sehr praktisch für Anfänger-Amateurastronomen. Es ist im südlichen Teil des Himmels zu sehen, außerdem erhebt es sich ziemlich hoch über den Horizont. Abgesehen davon ist Jupiter in Bezug auf die Helligkeit unterlegen. Die bequemsten Momente für Beobachtungen sind Oppositionen, wenn der Planet der Erde am nächsten ist.
Jupiter-Opposition:
Es ist interessant, den Planeten Jupiter sogar mit einem Fernglas zu beobachten. Eine 8- bis 10-fache Vergrößerung in einer dunklen Nacht ermöglicht es Ihnen, 4 galiläische Satelliten zu sehen - Io, Europa, Ganymed und Callisto. Gleichzeitig macht sich die Scheibe des Planeten bemerkbar und sieht nicht nur wie ein Punkt aus, wie andere Sterne. Details sind bei solchen Vergrößerungen natürlich nicht durch ein Fernglas sichtbar.
Wenn Sie sich mit einem Teleskop bewaffnen, können Sie viel mehr sehen. Mit dem 90-mm-Refraktor Sky Watcher 909 können Sie beispielsweise bereits mit einem kompletten 25-mm-Okular (36-fache Vergrößerung) mehrere Bänder auf der Jupiterscheibe sehen. Mit dem 10-mm-Okular (90x) können Sie einige weitere Details sehen, darunter den Großen Roten Fleck, die Schatten von Satelliten auf der Scheibe des Planeten.
Größere Teleskope werden es uns natürlich ermöglichen, die Details von Jupiter detaillierter zu betrachten. Details in den Gürteln des Planeten werden sichtbar und schwächere Satelliten sind zu sehen. Mit einem leistungsstarken Tool können Sie gute Bilder erhalten. Es ist sinnlos, ein Teleskop mit einem Durchmesser von mehr als 300 mm zu verwenden - der atmosphärische Einfluss lässt Sie nicht mehr Details sehen. Die meisten Amateurastronomen verwenden zur Beobachtung von Jupiter einen Durchmesser von 150 mm oder mehr.
Für mehr Komfort können Sie hellblaue oder blaue Filter verwenden. Mit ihnen sind der Große Rote Fleck und die Gürtel deutlicher sichtbar. Leichte Rotfilter helfen, Details des Blaustichs besser zu sehen, und mit Gelbfiltern sind die Polarregionen besser zu sehen. Mit grünen Filtern sehen die Wolkengürtel und der Große Rote Fleck kontrastreicher aus.
Der Planet Jupiter ist sehr aktiv, die Atmosphäre ändert sich ständig. Es macht eine komplette Revolution in weniger als 10 Stunden, wodurch Sie viele sich ändernde Details darauf sehen können. Daher ist es ein sehr praktisches Objekt für die ersten Beobachtungen, selbst für diejenigen, die ein eher bescheidenes Instrument haben.
Planeten des Sonnensystems
Jupiter der größte Planet in unserem Sonnensystem, mit vier großen Monden und vielen kleineren Monden, die eine Art Miniatur-Sonnensystem bilden. Jupiter ist etwa so groß wie ein Stern, wenn er etwa 80-mal massereicher wäre, würde er ein Stern werden, kein Planet.
Am 7. Januar 1610 sah der Astronom Galileo Galilei mit seinem primitiven Teleskop vier kleine "Sterne" in der Nähe von Jupiter. So entdeckte er die vier größten Trabanten des Jupiter, die Io, Europa, Ganymed und Callisto heißen. Diese vier Satelliten sind heute als Galileische Satelliten bekannt.
Derzeit sind 50 Jupitermonde beschrieben.
Io ist der vulkanisch aktivste Körper unseres Planeten.
Ganymed ist der größte Planetenmond und der einzige im Sonnensystem, der über ein eigenes Magnetfeld verfügt.
Flüssige Ozeane können unter der Oberfläche von Europa liegen, und eisige Ozeane können auch unter der Oberfläche von Callisto und Ganymed liegen.
Bei der Beobachtung dieses Planeten können wir nur die Oberfläche seiner Atmosphäre sehen. Die sichtbarsten Wolken bestehen aus Ammoniak.
Der Wasserdampf befindet sich darunter und kann manchmal als deutliche Flecken in den Wolken gesehen werden.
"Streaks", dunkle Gürtel und helle Zonen erzeugen starke West-Ost-Winde in Jupiters oberer Atmosphäre.
Selbst durch ein Teleskop sichtbar ist der Große Rote Fleck, ein riesiger rotierender Wirbelsturm, der seit dem 18. Jahrhundert beobachtet wird. In den letzten Jahren haben sich drei Wirbelstürme zum Kleinen Roten Fleck zusammengeschlossen, der halb so groß ist wie der Große Rote Fleck.
Die Zusammensetzung von Jupiters Atmosphäre ähnelt hauptsächlich der von Wasserstoff und Helium. In den Tiefen der Atmosphäre, hoher Druck, steigende Temperatur, die Umwandlung von Wasserstoff in eine Flüssigkeit.
In einer Tiefe von etwa einem Drittel bis zum Zentrum des Planeten wird Wasserstoff elektrisch leitfähig. In dieser Schicht erzeugt Jupiters starkes Magnetfeld einen elektrischen Strom, der durch Jupiters schnelle Rotation angetrieben wird. Im Zentrum des Planeten kann ein fester Kern durch enormen Druck getragen werden, ungefähr so groß wie die Erde.
Jupiters stärkstes Magnetfeld ist fast 20.000 Mal stärker als das Magnetfeld der Erde. In Jupiters Magnetosphäre (der Region, in der die magnetischen Feldlinien den Planeten von Pol zu Pol umgeben) befinden sich Ströme geladener Teilchen.
Die Ringe des Jupiters und der Satelliten befinden sich innerhalb des Strahlungsgürtels aus Elektronen und Ionen, die vom Magnetfeld eingefangen werden.
1979 entdeckte Voyager 1 drei Ringe um Jupiter. Zwei Ringe bestehen aus kleinen dunklen Partikeln. Der dritte Ring besteht jeweils aus 3 weiteren Ringen, die mikroskopisch kleine Trümmer und drei Satelliten von Amalthea, Thebe und Adrastea enthalten.
Im Dezember 1995 ließ die Raumsonde Galileo eine Sonde in Jupiters Atmosphäre fallen, die die ersten direkten Messungen der Atmosphäre des Planeten durchführte.
Monde des Jupiter
Der Planet Jupiter hat vier große Monde, die Galileischen Monde genannt werden, weil sie 1610 vom italienischen Astronomen Galileo Galilei entdeckt wurden.
Der deutsche Astronom Simon Marius behauptete, ungefähr zur gleichen Zeit Monde gesehen zu haben, veröffentlichte seine Beobachtungen jedoch nicht und somit gilt Galileo Galilei als Entdecker.
Diese großen Satelliten heißen: Io, Europa, Ganymed, Callisto.
Jupitermond - Io
Oberfläche Und über mit Grau in verschiedenen bunten Formen bedeckt.
Io bewegt sich auf einer leicht elliptischen Umlaufbahn, Jupiters enorme Schwerkraft verursacht „Gezeiten“ auf der festen Oberfläche des Mondes, bis zu 100 m hoch, und erzeugt genug Energie für vulkanische Aktivität. Die Vulkane von Io stoßen heißes Silikatmagma aus.
Oberflächen Europa besteht hauptsächlich aus Wassereis.
Europa soll doppelt so viel Wasser haben wie die Erde. Astrobiologen stellen die Theorie auf, dass Leben auf dem Planeten in primitiver Form möglich ist - in Form von Bakterien, Mikroben.
Lebensformen wurden in der Nähe von unterirdischen Vulkanen auf der Erde und an anderen extremen Orten gefunden, die mit denen auf Europa vergleichbar sein könnten.
Ganymed ist der größte Mond im Sonnensystem (größer als der Planet Merkur), er ist auch der einzige Mond mit einem Magnetfeld.
Oberfläche Kallisto sehr stark mit Kratern übersät, als Beweis für die frühe Geschichte des Sonnensystems. Mehrere kleine Krater, möglicherweise aktiv.
Die Planeten Io, Europa und Ganymed haben eine geschichtete Struktur (wie die Erde).
Io hat einen Kern, einen Mantel, teilweise geschmolzenes Gestein, das mit Steinen und Schwefelverbindungen bedeckt ist.
Europa und Ganymed haben einen Kern; Schale um den Kern; eine dicke, weiche Eisschicht und eine dünne Kruste aus Eiswasser.
Entfernung zum Orbit: 778.340.821 km (5,2028870 AE)
Zum Vergleich: 5.203 Entfernungen von der Sonne zur Erde
Perihel (sonnennächster Punkt der Umlaufbahn): 740.679.835 km (4.951 AE)
Zum Vergleich: 5.035 Entfernungen von der Sonne zur Erde
Apohelion (der am weitesten von der Sonne entfernte Punkt der Umlaufbahn): 816.001.807 km (5.455 AE)
Zum Vergleich: 5.365 Entfernungen von der Sonne zur Erde
Sternzeit der Umlaufbahn (Jahreslänge): 11,862615 Erdjahre, 4332,82 Erdtage
Umfang der Umlaufbahn: 4887595931 km
Zum Vergleich: 5.200 Erdumrundungen
Durchschnittliche Umlaufgeschwindigkeit: 47.002 km/h
Zum Vergleich: 0,438 der Bewegungsgeschwindigkeit in der Erdumlaufbahn
Orbitale Exzentrizität: 0.04838624
Zum Vergleich: 2.895 Exzentrizitäten der Erdumlaufbahn
Bahnneigung: 1.304 Grad
Mittlerer Jupiterradius: 69911 km
Zum Vergleich: 10,9733 Erdradien
Äquatorlänge: 439.263,8 km
Zum Vergleich: 10,9733 Längen des Äquators
Volumen: 1 431 281 810 739 360 km3
Zum Vergleich: 1321.337 Volumen der Erde
Gewicht: 1.898.130.000.000.000.000.000.000.000 kg
Zum Vergleich: 317.828 Erdmassen
Dichte: 1,326 g/cm3
Zum Vergleich: 0,241 Erddichte
Bereich, mehr: 61.418.738.571 km2
Zum Vergleich: 120.414 Gebiete der Erde
Oberflächengravitation: 24,79 m/s2
Zweite Raumgeschwindigkeit: 216.720 km/h
Zum Vergleich: 5.380 Raumgeschwindigkeit der Erde
Sternumlaufperiode (Tageslänge): 0,41354 Tage der Erde
Zum Vergleich: 0,41467 die Periode der Erdrotation
Durchschnittstemperatur: -148°C
