იუპიტერი არის მეხუთე პლანეტა მზიდან და ყველაზე დიდი მზის სისტემაში. სატურნთან, ურანთან და ნეპტუნთან ერთად, იუპიტერი კლასიფიცირდება როგორც გაზის გიგანტი.
პლანეტა ხალხისთვის ცნობილია უძველესი დროიდან, რაც აისახება სხვადასხვა კულტურის მითოლოგიასა და რელიგიურ მრწამსში: მესოპოტამიური, ბაბილონური, ბერძნული და სხვა. იუპიტერის თანამედროვე სახელი მომდინარეობს ძველი რომაული ჭექა-ქუხილის უმაღლესი ღმერთის სახელიდან.
მთელ რიგ ატმოსფერულ ფენომენებს იუპიტერზე - როგორიცაა ქარიშხალი, ელვა, ავრორა - აქვს მასშტაბები, რომლებიც დედამიწაზე მყოფი მასშტაბების ბრძანებით აღემატება. ატმოსფეროში მნიშვნელოვანი წარმონაქმნია დიდი წითელი ლაქა - გიგანტური ქარიშხალი, რომელიც ცნობილია მე -17 საუკუნიდან.
იუპიტერს აქვს მინიმუმ 67 თანამგზავრი, რომელთაგან ყველაზე დიდი - იო, ევროპა, განიმედე და კალისტო - აღმოაჩინა გალილეო გალილეიმ 1610 წელს.
იუპიტერის შესწავლა მიმდინარეობს სახმელეთო და ორბიტაზე მომუშავე ტელესკოპების დახმარებით; 1970-იანი წლებიდან პლანეტაზე გაიგზავნა NASA-ს 8 პლანეტათაშორისი მანქანა: პიონერები, ვოიაჯერები, გალილეო და სხვა.
დიდი დაპირისპირების დროს (ერთ-ერთი მოხდა 2010 წლის სექტემბერში), იუპიტერი შეუიარაღებელი თვალით ჩანს, როგორც ღამის ცის ერთ-ერთი ყველაზე ნათელი ობიექტი მთვარისა და ვენერას შემდეგ. იუპიტერის დისკი და მთვარეები დაკვირვების პოპულარული ობიექტებია მოყვარული ასტრონომებისთვის, რომლებმაც არაერთი აღმოჩენა გააკეთეს (მაგალითად, შომეკერ-ლევის კომეტა, რომელიც შეეჯახა იუპიტერს 1994 წელს, ან იუპიტერის სამხრეთ ეკვატორული სარტყლის გაუჩინარება 2010 წელს).
ოპტიკური დიაპაზონი
სპექტრის ინფრაწითელ რეგიონში დევს H2 და He მოლეკულების ხაზები, ისევე როგორც მრავალი სხვა ელემენტის ხაზები. პირველი ორის რიცხვი შეიცავს ინფორმაციას პლანეტის წარმოშობის შესახებ, ხოლო დანარჩენის რაოდენობრივი და ხარისხობრივი შემადგენლობა - მისი შიდა ევოლუციის შესახებ.
ამასთან, წყალბადის და ჰელიუმის მოლეკულებს არ აქვთ დიპოლური მომენტი, რაც ნიშნავს, რომ ამ ელემენტების შთანთქმის ხაზები უხილავია, სანამ ზემოქმედების იონიზაციის შედეგად შეწოვა არ დაიწყებს დომინირებას. ეს არის ერთის მხრივ, მეორეს მხრივ - ეს ხაზები წარმოიქმნება ატმოსფეროს ზედა ფენებში და არ ატარებს ინფორმაციას ღრმა ფენების შესახებ. მაშასადამე, ყველაზე სანდო მონაცემები იუპიტერზე ჰელიუმისა და წყალბადის სიმრავლის შესახებ გალილეოს ლანდერიდან იქნა მიღებული.
რაც შეეხება დანარჩენ ელემენტებს, ასევე არის სირთულეები მათ ანალიზსა და ინტერპრეტაციაში. ჯერჯერობით სრული დარწმუნებით შეუძლებელია იმის თქმა, თუ რა პროცესები ხდება იუპიტერის ატმოსფეროში და რამდენად მოქმედებს ისინი ქიმიურ შემადგენლობაზე - როგორც შიდა რეგიონებში, ასევე გარე შრეებში. ეს ქმნის გარკვეულ სირთულეებს სპექტრის უფრო დეტალურ ინტერპრეტაციაში. თუმცა, მიჩნეულია, რომ ყველა პროცესი, რომელსაც შეუძლია ამა თუ იმ გზით გავლენა მოახდინოს ელემენტების სიმრავლეზე, ლოკალურია და ძალზე შეზღუდულია, ამიტომ მათ არ შეუძლიათ გლობალურად შეცვალონ მატერიის განაწილება.
იუპიტერი ასევე ასხივებს (ძირითადად სპექტრის ინფრაწითელ რეგიონში) 60%-ით მეტ ენერგიას, ვიდრე მზისგან იღებს. ამ ენერგიის გამომუშავებამდე მიმავალი პროცესების გამო იუპიტერი მცირდება წელიწადში დაახლოებით 2 სმ-ით.
გამა დიაპაზონი
იუპიტერის გამოსხივება გამა დიაპაზონში ასოცირდება ავრორასთან, ასევე დისკის გამოსხივებასთან. პირველად ჩაიწერა 1979 წელს აინშტაინის კოსმოსური ლაბორატორიის მიერ.
დედამიწაზე რენტგენისა და ულტრაიისფერი სხივების ავრორა პრაქტიკულად ემთხვევა ერთმანეთს, თუმცა იუპიტერზე ეს ასე არ არის. რენტგენის ავრორას რეგიონი პოლუსთან ბევრად უფრო ახლოს მდებარეობს, ვიდრე ულტრაიისფერი. ადრეულმა დაკვირვებებმა გამოავლინა რადიაციის პულსაცია 40 წუთიანი პერიოდის განმავლობაში, თუმცა მოგვიანებით დაკვირვებებში ეს დამოკიდებულება გაცილებით უარესია.
მოსალოდნელი იყო, რომ იუპიტერზე ავრორას რენტგენის სპექტრი კომეტების რენტგენის სპექტრის მსგავსია, თუმცა, როგორც ჩანდრაზე დაკვირვებამ აჩვენა, ეს ასე არ არის. სპექტრი შედგება ემისიის ხაზებისგან, რომლებიც პიკს აღწევს ჟანგბადის ხაზებზე 650 eV-თან ახლოს, OVIII ხაზებზე 653 eV და 774 eV-ზე და OVII-ზე 561 eV და 666 eV. ასევე არის ემისიის ხაზები ქვედა ენერგიებით სპექტრულ რეგიონში 250-დან 350 ევ-მდე, შესაძლოა გოგირდისგან ან ნახშირბადისგან.
არაავრალური გამა გამოსხივება პირველად აღმოაჩინეს ROSAT-ის დაკვირვებებში 1997 წელს. სპექტრი ჰგავს ავრორას სპექტრს, თუმცა, 0,7-0,8 კევ-ის რეგიონში. სპექტრის მახასიათებლები კარგად არის აღწერილი კორონალური პლაზმის მოდელით 0,4-0,5 კევ ტემპერატურით მზის მეტალურობით, Mg10+ და Si12+ ემისიის ხაზების დამატებით. ამ უკანასკნელის არსებობა შესაძლოა დაკავშირებული იყოს მზის აქტივობასთან 2003 წლის ოქტომბერ-ნოემბერში.
XMM-Newton კოსმოსური ობსერვატორიის დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ დისკის გამოსხივება გამა სპექტრში აისახება მზის რენტგენის გამოსხივება. ავრორასგან განსხვავებით, არ იქნა ნაპოვნი ემისიების ინტენსივობის ცვლილების პერიოდულობა 10-დან 100 წუთამდე მასშტაბებზე.
რადიო თვალთვალი
იუპიტერი არის ყველაზე მძლავრი (მზის შემდეგ) რადიო წყარო მზის სისტემაში დეციმეტრ-მეტრის ტალღის სიგრძის დიაპაზონში. რადიოს გამოსხივება სპორადულია და მაქსიმუმ 10-6-ს აღწევს.
აფეთქებები ხდება სიხშირის დიაპაზონში 5-დან 43 MHz-მდე (ყველაზე ხშირად დაახლოებით 18 MHz), საშუალო სიგანე დაახლოებით 1 MHz. აფეთქების ხანგრძლივობა ხანმოკლეა: 0,1-1 წმ-დან (ზოგჯერ 15 წმ-მდე). გამოსხივება ძლიერ პოლარიზებულია, განსაკუთრებით წრეში, პოლარიზაციის ხარისხი 100%-ს აღწევს. არსებობს გამოსხივების მოდულაცია იუპიტერის ახლო თანამგზავრ Io-ს მიერ, რომელიც ბრუნავს მაგნიტოსფეროს შიგნით: აფეთქება უფრო სავარაუდოა, რომ გამოჩნდეს, როდესაც იო იუპიტერთან მიმართებაში დრეკადობის მახლობლადაა. გამოსხივების მონოქრომატული ბუნება მიუთითებს შერჩეულ სიხშირეზე, სავარაუდოდ გიროსიხშირეზე. მაღალი სიკაშკაშის ტემპერატურა (ზოგჯერ აღწევს 1015 K) მოითხოვს კოლექტიური ეფექტების ჩართვას (როგორიცაა მასერები).
იუპიტერის რადიო გამოსხივება მილიმეტრ-მოკლე სანტიმეტრის დიაპაზონში წმინდა თერმული ხასიათისაა, თუმცა სიკაშკაშის ტემპერატურა ოდნავ აღემატება წონასწორობის ტემპერატურას, რაც მიუთითებს სიღრმიდან სითბოს ნაკადზე. ტალღებიდან დაწყებული ~9 სმ, Tb (სიკაშკაშის ტემპერატურა) იზრდება - ჩნდება არათერმული კომპონენტი, რომელიც დაკავშირებულია იუპიტერის მაგნიტურ ველში ~30 მევ საშუალო ენერგიის მქონე რელატივისტური ნაწილაკების სინქროტრონის გამოსხივებასთან; ტალღის სიგრძეზე 70 სმ Tb აღწევს ~5·104 K-ს. გამოსხივების წყარო მდებარეობს პლანეტის ორივე მხარეს ორი გაფართოებული დანის სახით, რაც მიუთითებს გამოსხივების მაგნიტოსფერულ წარმოშობაზე.
იუპიტერი მზის სისტემის პლანეტებს შორის
იუპიტერის მასა 2,47-ჯერ აღემატება მზის სისტემის დანარჩენ პლანეტებს.
იუპიტერი მზის სისტემის უდიდესი პლანეტაა, გაზის გიგანტი. მისი ეკვატორული რადიუსია 71,4 ათასი კმ, რაც 11,2-ჯერ აღემატება დედამიწის რადიუსს.
იუპიტერი ერთადერთი პლანეტაა, რომლის მასის ცენტრი მზესთან არის მზის გარეთ და მისგან მზის რადიუსის დაახლოებით 7% არის დაშორებული.
იუპიტერის მასა 2,47-ჯერ აღემატება მზის სისტემის ყველა სხვა პლანეტის მთლიან მასას, 317,8-ჯერ აღემატება დედამიწის მასას და დაახლოებით 1000-ჯერ ნაკლები მზის მასაზე. სიმკვრივე (1326 კგ/მ2) დაახლოებით მზის სიმკვრივის ტოლია და 4,16-ჯერ ნაკლებია დედამიწის სიმკვრივეზე (5515 კგ/მ2). ამავდროულად, მის ზედაპირზე მიზიდულობის ძალა, რომელიც ჩვეულებრივ ღრუბლების ზედა ფენად აღიქმება, 2,4-ჯერ აღემატება დედამიწის ძალას: სხეული, რომელსაც აქვს მასა, მაგალითად, 100 კგ. იწონის ისევე, როგორც 240 კგ სხეულის წონა დედამიწის ზედაპირზე. ეს შეესაბამება იუპიტერზე 24,79 მ/წმ გრავიტაციულ აჩქარებას დედამიწის 9,80 მ/წმ-ის წინააღმდეგ.
იუპიტერი, როგორც "ჩავარდნილი ვარსკვლავი"
იუპიტერისა და დედამიწის შედარებითი ზომები.
თეორიული მოდელები აჩვენებს, რომ თუ იუპიტერის მასა ბევრად აღემატება მის რეალურ მასას, მაშინ ეს გამოიწვევს პლანეტის შეკუმშვას. მასის მცირე ცვლილებები არ გამოიწვევს რაიმე მნიშვნელოვან ცვლილებას რადიუსში. თუმცა, თუ იუპიტერის მასა თავის რეალურ მასას ოთხჯერ გადააჭარბებდა, პლანეტის სიმკვრივე ისე გაიზრდებოდა, რომ გაზრდილი გრავიტაციის გავლენით, პლანეტის ზომა მნიშვნელოვნად შემცირდებოდა. ამრიგად, როგორც ჩანს, იუპიტერს აქვს მაქსიმალური დიამეტრი, რაც შეიძლება ჰქონდეს მსგავსი სტრუქტურისა და ისტორიის მქონე პლანეტას. მასის შემდგომი მატებასთან ერთად შეკუმშვა გაგრძელდება მანამ, სანამ ვარსკვლავის ფორმირების პროცესში იუპიტერი არ გახდება ყავისფერი ჯუჯა, რომლის მასა 50-ჯერ აღემატება ახლანდელ მასას. ეს ასტრონომებს აძლევს საფუძველს, რომ იუპიტერი „ჩავარდნილ ვარსკვლავად“ განიხილონ, თუმცა გაუგებარია, მსგავსია თუ არა იუპიტერის მსგავსი პლანეტების ფორმირების პროცესები, რაც იწვევს ორობითი ვარსკვლავური სისტემების ფორმირებას. მიუხედავად იმისა, რომ იუპიტერი 75-ჯერ მასიური უნდა იყოს, რომ ვარსკვლავი გახდეს, ყველაზე პატარა ცნობილი წითელი ჯუჯა დიამეტრით მხოლოდ 30%-ით დიდია.
ორბიტა და როტაცია
ოპოზიციის დროს დედამიწიდან დაკვირვებისას, იუპიტერს შეუძლია მიაღწიოს აშკარა სიდიდეს -2,94 მ, რაც მას მთვარისა და ვენერას შემდეგ მესამე ყველაზე კაშკაშა ობიექტად აქცევს ღამის ცაზე. ყველაზე დიდ მანძილზე, აშკარა სიდიდე ეცემა 1,61 მ-მდე. იუპიტერსა და დედამიწას შორის მანძილი 588-დან 967 მილიონ კმ-მდე მერყეობს.
იუპიტერის ოპოზიცია ხდება ყოველ 13 თვეში ერთხელ. 2010 წელს გიგანტური პლანეტის დაპირისპირება 21 სექტემბერს დაეცა. ყოველ 12 წელიწადში ერთხელ, იუპიტერის დიდი წინააღმდეგობა ხდება მაშინ, როდესაც პლანეტა თავისი ორბიტის პერიჰელიონთან ახლოსაა. დროის ამ პერიოდის განმავლობაში, დედამიწიდან დამკვირვებლისთვის მისი კუთხოვანი ზომა აღწევს 50 რკალის წამს, ხოლო სიკაშკაშე -2,9 მ-ზე მეტი.
იუპიტერსა და მზეს შორის საშუალო მანძილი 778,57 მილიონი კმ (5,2 AU), ხოლო რევოლუციის პერიოდი 11,86 წელია. ვინაიდან იუპიტერის ორბიტის ექსცენტრიულობა არის 0,0488, მზემდე მანძილი პერიჰელიონსა და აფელიონს შორის არის 76 მილიონი კმ.
სატურნს უმთავრესი წვლილი მიუძღვის იუპიტერის მოძრაობის აშლილობაში. პირველი სახის არეულობა არის სეკულარული, მოქმედებს ~70 ათასი წლის მასშტაბით, ცვლის იუპიტერის ორბიტის ექსცენტრიულობას 0,2-დან 0,06-მდე, ხოლო ორბიტის დახრილობას ~1°-დან 2°-მდე. მეორე სახის აშლილობა რეზონანსულია 2:5-თან ახლოს თანაფარდობით (5 ათობითი ადგილის სიზუსტით - 2:4.96666).
პლანეტის ეკვატორული სიბრტყე ახლოსაა მისი ორბიტის სიბრტყესთან (ბრუნვის ღერძის დახრილობა არის 3,13° დედამიწის 23,45°-ის წინააღმდეგ), ამიტომ იუპიტერზე სეზონების ცვლილება არ ხდება.
იუპიტერი თავის ღერძზე უფრო სწრაფად ბრუნავს, ვიდრე მზის სისტემის ნებისმიერი სხვა პლანეტა. ბრუნვის პერიოდი ეკვატორზე არის 9 საათი 50 წუთი. 30 წმ, ხოლო შუა განედებზე - 9 სთ 55 წთ. 40 წმ. სწრაფი ბრუნვის გამო იუპიტერის ეკვატორული რადიუსი (71492 კმ) 6,49%-ით მეტია პოლარულიზე (66854 კმ); ამრიგად, პლანეტის შეკუმშვა არის (1:51.4).
ჰიპოთეზები იუპიტერის ატმოსფეროში სიცოცხლის არსებობის შესახებ
ამჟამად იუპიტერზე სიცოცხლის არსებობა ნაკლებად სავარაუდოა: წყლის დაბალი კონცენტრაცია ატმოსფეროში, მყარი ზედაპირის არარსებობა და ა.შ. თუმცა ჯერ კიდევ 1970-იან წლებში ამერიკელმა ასტრონომმა კარლ საგანმა ისაუბრა არსებობის შესაძლებლობაზე. ამიაკის დაფუძნებული სიცოცხლე იუპიტერის ზედა ატმოსფეროში. უნდა აღინიშნოს, რომ იოვიანის ატმოსფეროში არაღრმა სიღრმეზეც კი, ტემპერატურა და სიმკვრივე საკმაოდ მაღალია და მინიმუმ ქიმიური ევოლუციის შესაძლებლობა არ არის გამორიცხული, რადგან ქიმიური რეაქციების სიჩქარე და ალბათობა ამას ხელს უწყობს. თუმცა იუპიტერზე წყალ-ნახშირწყალბადის სიცოცხლის არსებობაც შესაძლებელია: წყლის ორთქლის ღრუბლების შემცველ ატმოსფერულ ფენაში ასევე ძალიან ხელსაყრელია ტემპერატურა და წნევა. კარლ სეიგანმა E.E. Salpeter-თან ერთად, რომელმაც გამოთვლები გააკეთა ქიმიისა და ფიზიკის კანონების ფარგლებში, აღწერა სამი წარმოსახვითი სიცოცხლის ფორმა, რომელიც შეიძლება არსებობდეს იუპიტერის ატმოსფეროში:
Ქიმიური შემადგენლობა
იუპიტერის შიდა ფენების ქიმიური შემადგენლობის დადგენა შეუძლებელია თანამედროვე დაკვირვების მეთოდებით, მაგრამ ატმოსფეროს გარე ფენებში ელემენტების სიმრავლე ცნობილია შედარებით მაღალი სიზუსტით, რადგან გარე ფენებს უშუალოდ სწავლობდა გალილეოს ლანდერი, რომელიც ჩავიდა ატმოსფერო 1995 წლის 7 დეკემბერს. იუპიტერის ატმოსფეროს ორი ძირითადი კომპონენტია მოლეკულური წყალბადი და ჰელიუმი. ატმოსფერო ასევე შეიცავს ბევრ მარტივ ნაერთს, როგორიცაა წყალი, მეთანი (CH4), წყალბადის სულფიდი (H2S), ამიაკი (NH3) და ფოსფინი (PH3). მათი სიმრავლე ღრმა (10 ბარზე ქვემოთ) ტროპოსფეროში გულისხმობს, რომ იუპიტერის ატმოსფერო მდიდარია ნახშირბადით, აზოტით, გოგირდით და შესაძლოა ჟანგბადით, მზესთან შედარებით 2-4 ფაქტორით.
სხვა ქიმიური ნაერთები, არსინი (AsH3) და გერმანული (GeH4), არსებობს, მაგრამ მცირე რაოდენობით.
ინერტული აირების, არგონის, კრიპტონისა და ქსენონის კონცენტრაცია აღემატება მათ რაოდენობას მზეზე (იხ. ცხრილი), ხოლო ნეონის კონცენტრაცია აშკარად ნაკლებია. არსებობს მცირე რაოდენობით მარტივი ნახშირწყალბადები - ეთანი, აცეტილენი და დიაცეტილენი - რომლებიც წარმოიქმნება მზის ულტრაიისფერი გამოსხივების და იუპიტერის მაგნიტოსფეროდან ჩამოსული დამუხტული ნაწილაკების გავლენის ქვეშ. ნახშირორჟანგი, ნახშირორჟანგი და წყალი ზედა ატმოსფეროში, მიჩნეულია, რომ მათი არსებობა გამოწვეულია იუპიტერის ატმოსფეროს კომეტასთან შეჯახებით, როგორიცაა კომეტა Shoemaker-Levy 9. წყალი არ შეიძლება მოვიდეს ტროპოსფეროდან, რადგან ტროპოპაუზა, რომელიც მოქმედებს როგორც ცივი მახე, ეფექტურად. ხელს უშლის წყლის ამოსვლას სტრატოსფეროს დონეზე.
იუპიტერის მოწითალო ფერის ვარიაციები შეიძლება გამოწვეული იყოს ატმოსფეროში ფოსფორის, გოგირდის და ნახშირბადის ნაერთებით. ვინაიდან ფერი შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს, ვარაუდობენ, რომ ატმოსფეროს ქიმიური შემადგენლობა ასევე განსხვავდება ადგილიდან ადგილზე. მაგალითად, არის „მშრალი“ და „სველი“ ადგილები წყლის ორთქლის განსხვავებული შემცველობით.
სტრუქტურა
იუპიტერის შიდა სტრუქტურის მოდელი: ღრუბლების ქვეშ - წყალბადისა და ჰელიუმის ნარევის ფენა დაახლოებით 21 ათასი კმ სისქით, გლუვი გადასვლით აირისებრი ფაზადან თხევადში, შემდეგ - თხევადი და მეტალის წყალბადის ფენა 30-50 ათასი. კმ სიღრმეზე. შიგნით შეიძლება იყოს მყარი ბირთვი, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 20 ათასი კილომეტრია.
ამ დროისთვის ყველაზე მეტი აღიარება იუპიტერის შიდა სტრუქტურის შემდეგ მოდელმა მიიღო:
1. ატმოსფერო. იგი დაყოფილია სამ ფენად:
ა. გარე ფენა, რომელიც შედგება წყალბადისგან;
ბ. შუა ფენა, რომელიც შედგება წყალბადისგან (90%) და ჰელიუმისგან (10%);
გ. ქვედა ფენა, რომელიც შედგება წყალბადის, ჰელიუმის და ამიაკის, ამონიუმის ჰიდროსულფატის და წყლის მინარევებისაგან, რომელიც ქმნის ღრუბლების სამ ფენას:
ა. ზემოთ - გაყინული ამიაკის ღრუბლები (NH3). მისი ტემპერატურა დაახლოებით -145 °C, წნევა დაახლოებით 1 ატმ;
ბ. ქვემოთ - ამონიუმის ჰიდროსულფიდის კრისტალების ღრუბლები (NH4HS);
გ. ბოლოში - წყლის ყინული და, შესაძლოა, თხევადი წყალი, რაც ალბათ იგულისხმება - პაწაწინა წვეთების სახით. წნევა ამ ფენაში არის დაახლოებით 1 ატმ, ტემპერატურა დაახლოებით -130 °C (143 K). ამ დონის ქვემოთ პლანეტა გაუმჭვირვალეა.
2. მეტალის წყალბადის ფენა. ამ ფენის ტემპერატურა მერყეობს 6300-დან 21000 K-მდე, ხოლო წნევა 200-დან 4000 GPa-მდე.
3. ქვის ბირთვი.
ამ მოდელის კონსტრუქცია ეფუძნება დაკვირვების მონაცემების სინთეზს, თერმოდინამიკის კანონების გამოყენებას და ლაბორატორიული მონაცემების ექსტრაპოლაციას ნივთიერებაზე მაღალი წნევის ქვეშ და მაღალ ტემპერატურაზე. ძირითადი ვარაუდები, რომლებიც ემყარება მას:
თუ ამ დებულებებს დავუმატებთ მასისა და ენერგიის შენარჩუნების კანონებს, მივიღებთ ძირითადი განტოლებათა სისტემას.
ამ მარტივი სამშრიანი მოდელის ფარგლებში არ არსებობს მკაფიო საზღვარი მთავარ ფენებს შორის, თუმცა ფაზური გადასვლების რეგიონებიც მცირეა. აქედან გამომდინარე, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ თითქმის ყველა პროცესი ლოკალიზებულია და ეს საშუალებას აძლევს თითოეულ ფენას ცალკე განიხილოს.
ატმოსფერო
ატმოსფეროში ტემპერატურა მონოტონურად არ იზრდება. მასში, როგორც დედამიწაზე, შეიძლება განვასხვავოთ ეგზოსფერო, თერმოსფერო, სტრატოსფერო, ტროპოპაუზა, ტროპოსფერო. ზედა ფენებში ტემპერატურა მაღალია; რაც უფრო ღრმად მოძრაობთ, წნევა იზრდება და ტემპერატურა ეცემა ტროპოპაუზისკენ; ტროპოპაუზიდან დაწყებული, ტემპერატურაც და წნევაც იზრდება, რაც უფრო ღრმავდება. დედამიწისგან განსხვავებით, იუპიტერს არ გააჩნია მეზოსფერო და შესაბამისი მეზოპაუზა.
იუპიტერის თერმოსფეროში საკმაოდ ბევრი საინტერესო პროცესი ხდება: სწორედ აქ კარგავს პლანეტა სითბოს მნიშვნელოვან ნაწილს რადიაციის შედეგად, აქ ყალიბდება ავრორები, აქ ყალიბდება იონოსფერო. წნევის დონე 1 ნბარი აღებულია, როგორც მისი ზედა ზღვარი. თერმოსფეროს დაკვირვებული ტემპერატურაა 800-1000 K და ამ დროისთვის ეს ფაქტობრივი მასალა ჯერ კიდევ არ არის ახსნილი თანამედროვე მოდელების ფარგლებში, რადგან მათში ტემპერატურა არ უნდა იყოს დაახლოებით 400 K-ზე მაღალი. იუპიტერის გაგრილება არის ასევე არატრივიალური პროცესი: წყალბადის ტრიატომური იონი (H3+), გარდა იუპიტერისა, რომელიც მხოლოდ დედამიწაზეა ნაპოვნი, იწვევს ძლიერ გამოსხივებას შუა ინფრაწითელში 3-დან 5 მკმ-მდე ტალღის სიგრძეზე.
დაღმართის სატრანსპორტო საშუალების პირდაპირი გაზომვების მიხედვით, გაუმჭვირვალე ღრუბლების ზედა დონეს ახასიათებდა 1 ატმოსფეროს წნევა და -107 °C ტემპერატურა; 146 კმ სიღრმეზე - 22 ატმოსფერო, +153 °C. გალილეომ ასევე აღმოაჩინა "თბილი ლაქები" ეკვატორის გასწვრივ. როგორც ჩანს, ამ ადგილებში გარე ღრუბლების ფენა თხელია და უფრო თბილი შიდა რეგიონები ჩანს.
ღრუბლების ქვეშ არის ფენა 7-25 ათასი კმ სიღრმით, რომელშიც წყალბადი თანდათან ცვლის თავის მდგომარეობას გაზიდან თხევადში წნევისა და ტემპერატურის გაზრდით (6000 ° C-მდე). როგორც ჩანს, არ არსებობს მკაფიო საზღვარი, რომელიც აშორებს აირისებრ წყალბადს თხევადი წყალბადისგან. ეს შეიძლება გამოიყურებოდეს გლობალური წყალბადის ოკეანის უწყვეტი დუღილის მსგავსი.
მეტალის წყალბადის ფენა
ლითონის წყალბადი წარმოიქმნება მაღალ წნევაზე (დაახლოებით მილიონი ატმოსფერო) და მაღალ ტემპერატურაზე, როდესაც ელექტრონების კინეტიკური ენერგია აჭარბებს წყალბადის იონიზაციის პოტენციალს. შედეგად, პროტონები და ელექტრონები მასში ცალ-ცალკე არსებობენ, ამიტომ მეტალური წყალბადი ელექტროენერგიის კარგი გამტარია. მეტალის წყალბადის ფენის სავარაუდო სისქე 42-46 ათასი კმ-ია.
ამ შრეში წარმოქმნილი ძლიერი ელექტრული დენები წარმოქმნის იუპიტერის გიგანტურ მაგნიტურ ველს. 2008 წელს რაიმონდ ჟინლოზმა ბერკლის კალიფორნიის უნივერსიტეტიდან და ლარს სტიქსრუდმა ლონდონის საუნივერსიტეტო კოლეჯიდან შექმნეს იუპიტერისა და სატურნის სტრუქტურის მოდელი, რომლის მიხედვითაც მათ ნაწლავებში არის მეტალის ჰელიუმი, რომელიც ქმნის ერთგვარ შენადნობას მეტალთან. წყალბადის.
ბირთვი
პლანეტის ინერციის გაზომილი მომენტების დახმარებით შესაძლებელია მისი ბირთვის ზომისა და მასის დადგენა. ამ დროისთვის ითვლება, რომ ბირთვის მასა დედამიწის 10 მასაა, ზომა კი მისი დიამეტრის 1,5-ია.
იუპიტერი ათავისუფლებს ბევრად მეტ ენერგიას, ვიდრე მზისგან იღებს. მკვლევარები ვარაუდობენ, რომ იუპიტერს აქვს თერმული ენერგიის მნიშვნელოვანი მარაგი, რომელიც წარმოიქმნება პლანეტის ფორმირებისას მატერიის შეკუმშვის პროცესში. იუპიტერის შიდა სტრუქტურის წინა მოდელები, რომლებიც ცდილობდნენ აეხსნათ პლანეტის მიერ გამოთავისუფლებული ჭარბი ენერგია, საშუალებას აძლევდნენ მის ნაწლავებში რადიოაქტიური დაშლის შესაძლებლობას ან ენერგიის განთავისუფლებას, როდესაც პლანეტა შეკუმშულია გრავიტაციული ძალების გავლენის ქვეშ.
შუალედური პროცესები
შეუძლებელია ყველა პროცესის ლოკალიზაცია დამოუკიდებელ ფენებში: აუცილებელია ახსნას ატმოსფეროში ქიმიური ელემენტების ნაკლებობა, ჭარბი რადიაცია და ა.შ.
გარე და შიდა შრეებში ჰელიუმის შემცველობის განსხვავება აიხსნება იმით, რომ ჰელიუმი ატმოსფეროში კონდენსირდება და წვეთების სახით ღრმა რეგიონებში შედის. ეს ფენომენი დედამიწის წვიმას წააგავს, მაგრამ არა წყლისგან, არამედ ჰელიუმისგან. ახლახან დადასტურდა, რომ ნეონი ამ წვეთებში დაიშლება. ეს ხსნის ნეონის ნაკლებობას.
ატმოსფერული მოძრაობა
იუპიტერის ბრუნვის ანიმაცია, შექმნილი 1979 წლის Voyager 1-ის ფოტოებიდან.
იუპიტერზე ქარის სიჩქარე შეიძლება 600 კმ/სთ-ს აღემატებოდეს. დედამიწისგან განსხვავებით, სადაც ატმოსფეროს ცირკულაცია ხდება ეკვატორულ და პოლარულ რეგიონებში მზის გათბობის სხვაობის გამო, იუპიტერზე მზის გამოსხივების გავლენა ტემპერატურის ცირკულაციაზე უმნიშვნელოა; მთავარი მამოძრავებელი ძალაა პლანეტის ცენტრიდან მომდინარე სითბოს ნაკადები და მისი ღერძის გარშემო იუპიტერის სწრაფი მოძრაობის დროს გამოთავისუფლებული ენერგია.
მიწისზედა დაკვირვების საფუძველზე, ასტრონომებმა იუპიტერის ატმოსფეროში არსებული სარტყლები და ზონები დაყვეს ეკვატორულ, ტროპიკულ, ზომიერ და პოლარებად. ატმოსფეროს სიღრმიდან ამომავალი გაზების გაცხელებული მასები იუპიტერზე მნიშვნელოვანი კორიოლისის ძალების გავლენის ქვეშ მყოფ ზონებში, დახატულია პლანეტის მერიდიანების გასწვრივ, ხოლო ზონების საპირისპირო კიდეები მოძრაობენ ერთმანეთისკენ. ძლიერი ტურბულენტობაა ზონებისა და სარტყლების საზღვრებში (ჩამოსვლის რაიონები). ეკვატორის ჩრდილოეთით, ჩრდილოეთისკენ მიმართულ ზონებში ნაკადები გადახრილია კორიოლისის ძალებით აღმოსავლეთით, ხოლო სამხრეთისაკენ მიმართული ნაკადები - დასავლეთისკენ. სამხრეთ ნახევარსფეროში - შესაბამისად, პირიქით. ვაჭრობის ქარებს მსგავსი სტრუქტურა აქვთ დედამიწაზე.
ზოლები
იუპიტერის ბენდები სხვადასხვა წლებში
იუპიტერის გარეგნობის დამახასიათებელი თვისებაა მისი ზოლები. არსებობს მრავალი ვერსია, რომელიც ხსნის მათ წარმოშობას. ასე რომ, ერთი ვერსიით, ზოლები წარმოიშვა გიგანტური პლანეტის ატმოსფეროში კონვექციის ფენომენის შედეგად - გათბობის გამო და, შედეგად, ზოგიერთი ფენის აწევა, ხოლო სხვების გაგრილება და დაწევა. 2010 წლის გაზაფხულზე მეცნიერებმა წამოაყენეს ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც იუპიტერზე ზოლები წარმოიშვა მისი თანამგზავრების გავლენის შედეგად. ვარაუდობენ, რომ იუპიტერზე თანამგზავრების მიზიდულობის გავლენის ქვეშ წარმოიქმნა მატერიის თავისებური „სვეტები“, რომლებიც, ბრუნვით, ქმნიდნენ ზოლებს.
კონვექციური დენები, რომლებიც ატარებენ შიდა სითბოს ზედაპირზე, გარეგნულად ჩნდება მსუბუქი ზონებისა და მუქი ქამრების სახით. მსუბუქი ზონების მიდამოში აღინიშნება აღმავალი დინების შესაბამისი გაზრდილი წნევა. ღრუბლები, რომლებიც ქმნიან ზონებს, განლაგებულია უფრო მაღალ დონეზე (დაახლოებით 20 კმ) და მათი ღია ფერი, როგორც ჩანს, განპირობებულია კაშკაშა თეთრი ამიაკის კრისტალების კონცენტრაციით. ქვემოთ მოყვანილი მუქი სარტყლის ღრუბლები, სავარაუდოდ, წითელ-ყავისფერი ამონიუმის ჰიდროსულფიდის კრისტალებია და უფრო მაღალი ტემპერატურა აქვთ. ეს სტრუქტურები წარმოადგენს ქვედა დინების რეგიონებს. ზონებსა და სარტყლებს აქვთ მოძრაობის სხვადასხვა სიჩქარე იუპიტერის ბრუნვის მიმართულებით. ორბიტალური პერიოდი მერყეობს რამდენიმე წუთით, განედიდან გამომდინარე. ეს იწვევს სტაბილური ზონალური დინების ან ქარების არსებობას, რომლებიც მუდმივად უბერავს ეკვატორის პარალელურად ერთი მიმართულებით. ამ გლობალურ სისტემაში სიჩქარე 50-დან 150 მ/წმ-მდე და უფრო მაღალია. სარტყლებისა და ზონების საზღვრებში შეიმჩნევა ძლიერი ტურბულენტობა, რაც იწვევს მრავალი მორევის სტრუქტურის წარმოქმნას. ყველაზე ცნობილი ასეთი წარმონაქმნია დიდი წითელი ლაქა, რომელიც იუპიტერის ზედაპირზე დაფიქსირდა ბოლო 300 წლის განმავლობაში.
წარმოქმნის შემდეგ, მორევი ამაღლებს გაზის გაცხელებულ მასებს მცირე კომპონენტების ორთქლით ღრუბლების ზედაპირზე. შედეგად წარმოქმნილი ამიაკის თოვლის კრისტალები, ამიაკის ხსნარები და ნაერთები თოვლისა და წვეთების სახით, ჩვეულებრივი წყლის თოვლი და ყინული თანდათან იძირება ატმოსფეროში, სანამ არ მიაღწევენ იმ დონეებს, რომლებზეც ტემპერატურა საკმარისად მაღალია და აორთქლდება. ამის შემდეგ, აირისებრ მდგომარეობაში მყოფი ნივთიერება კვლავ უბრუნდება ღრუბლის ფენას.
2007 წლის ზაფხულში ჰაბლის ტელესკოპმა იუპიტერის ატმოსფეროში დრამატული ცვლილებები დააფიქსირა. ატმოსფეროში ცალკეული ზონები ეკვატორის ჩრდილოეთით და სამხრეთით გადაიქცა სარტყლად, ხოლო სარტყლები ზონებად. ამავე დროს, შეიცვალა არა მხოლოდ ატმოსფერული წარმონაქმნების ფორმები, არამედ მათი ფერი.
2010 წლის 9 მაისს მოყვარულმა ასტრონომმა ენტონი უესლიმ (ინგლ. ენტონი უესლი, ასევე იხილეთ ქვემოთ) აღმოაჩინა, რომ ერთ-ერთი ყველაზე თვალსაჩინო და ყველაზე სტაბილური წარმონაქმნი დროში, სამხრეთ ეკვატორული სარტყელი, მოულოდნელად გაქრა პლანეტის სახიდან. სწორედ სამხრეთ ეკვატორული სარტყლის განედზე მდებარეობს მის მიერ "გარეცხილი" დიდი წითელი ლაქა. იუპიტერის სამხრეთ ეკვატორული სარტყლის უეცარი გაქრობის მიზეზი მის ზემოთ უფრო მსუბუქი ღრუბლების ფენის გამოჩენაა, რომლის ქვეშაც მუქი ღრუბლების ზოლი იმალება. ჰაბლის ტელესკოპის მიერ ჩატარებული კვლევების მიხედვით, დაასკვნეს, რომ ქამარი მთლიანად არ გაქრა, უბრალოდ თითქოს ამიაკისგან შემდგარი ღრუბლების ფენის ქვეშ იყო დამალული.
დიდი წითელი ლაქა
დიდი წითელი ლაქა არის ცვლადი ზომის ოვალური წარმონაქმნი, რომელიც მდებარეობს სამხრეთ ტროპიკულ ზონაში. იგი აღმოაჩინა რობერტ ჰუკმა 1664 წელს. ამჟამად მას აქვს ზომები 15 × 30 ათასი კმ (დედამიწის დიამეტრი ~ 12,7 ათასი კმ), ხოლო 100 წლის წინ დამკვირვებლებმა აღნიშნეს 2-ჯერ უფრო დიდი ზომები. ზოგჯერ ის არც თუ ისე მკაფიოდ ჩანს. დიდი წითელი ლაქა უნიკალური ხანგრძლივობის გიგანტური ქარიშხალია, რომელშიც ნივთიერება ბრუნავს საათის ისრის საწინააღმდეგოდ და სრულ ბრუნვას ახდენს დედამიწის 6 დღეში.
2000 წლის ბოლოს კასინის ზონდის მიერ ჩატარებული კვლევის წყალობით აღმოჩნდა, რომ დიდი წითელი ლაქა ასოცირდება დაღმავალ ნაკადებთან (ატმოსფერული მასების ვერტიკალური ცირკულაცია); ღრუბლები აქ უფრო მაღალია და ტემპერატურა უფრო დაბალია, ვიდრე სხვა რაიონებში. ღრუბლების ფერი დამოკიდებულია სიმაღლეზე: ცისფერი სტრუქტურები ზედაა, ყავისფერი დევს მათ ქვემოთ, შემდეგ თეთრი. წითელი სტრუქტურები ყველაზე დაბალია. დიდი წითელი ლაქის ბრუნვის სიჩქარეა 360 კმ/სთ. მისი საშუალო ტემპერატურაა -163°C, ხოლო ლაქის ზღვრულ და ცენტრალურ ნაწილებს შორის ტემპერატურის სხვაობა 3-4 გრადუსია. ეს განსხვავება უნდა იყოს პასუხისმგებელი იმ ფაქტზე, რომ ატმოსფერული აირები ლაქის ცენტრში ბრუნავენ საათის ისრის მიმართულებით, ხოლო კიდეებზე ისინი საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. ასევე გაკეთდა ვარაუდი ტემპერატურის, წნევის, მოძრაობასა და წითელი ლაქის ფერს შორის კავშირის შესახებ, თუმცა მეცნიერებს ჯერ კიდევ უჭირთ იმის თქმა, თუ როგორ ხორციელდება ეს.
დროდადრო იუპიტერზე შეინიშნება დიდი ციკლონური სისტემების შეჯახება. ერთ-ერთი მათგანი 1975 წელს მოხდა, რამაც გამოიწვია ლაქის წითელი ფერი რამდენიმე წლის განმავლობაში. 2002 წლის თებერვლის ბოლოს, კიდევ ერთი გიგანტური ქარიშხალი - თეთრი ოვალი - დაიწყო დიდი წითელი ლაქის შენელება და შეჯახება გაგრძელდა მთელი თვის განმავლობაში. თუმცა ორივე მორევს სერიოზული ზიანი არ მიუყენებია, როგორც ეს ტანგენტზე მოხდა.
დიდი წითელი ლაქის წითელი ფერი საიდუმლოა. ერთ-ერთი შესაძლო მიზეზი შეიძლება იყოს ფოსფორის შემცველი ქიმიური ნაერთები. ფაქტობრივად, ფერები და მექანიზმები, რომლებიც წარმოადგენენ მთელი იოვიანის ატმოსფეროს, ჯერ კიდევ ცუდად არის გაგებული და მათი ახსნა შესაძლებელია მხოლოდ მისი პარამეტრების პირდაპირი გაზომვით.
1938 წელს დაფიქსირდა სამი დიდი თეთრი ოვალის ფორმირება და განვითარება 30° სამხრეთ განედთან ახლოს. ამ პროცესს თან ახლდა კიდევ რამდენიმე პატარა თეთრი ოვალის – მორევის ერთდროული წარმოქმნა. ეს ადასტურებს, რომ დიდი წითელი ლაქა ყველაზე ძლიერია იუპიტერის მორევებს შორის. ისტორიული ჩანაწერები არ ავლენენ ასეთ ხანგრძლივ სისტემებს პლანეტის შუა ჩრდილოეთ განედებში. დიდი მუქი ოვალები დაფიქსირდა 15°N-ის მახლობლად, მაგრამ, როგორც ჩანს, მორევების გაჩენისა და მათი შემდგომი ტრანსფორმაციისთვის სტაბილურ სისტემებად, როგორიცაა წითელი ლაქა, მხოლოდ სამხრეთ ნახევარსფეროში არსებობს.
პატარა წითელი ლაქა
დიდი წითელი ლაქა და პატარა წითელი ლაქა 2008 წლის მაისში ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მიერ გადაღებულ ფოტოში
რაც შეეხება სამ ზემოხსენებულ თეთრ ოვალურ მორევს, ორი მათგანი გაერთიანდა 1998 წელს, ხოლო 2000 წელს ახალი მორევი შეერწყა დარჩენილ მესამე ოვალურს. 2005 წლის ბოლოს მორევმა (Oval BA, ინგლისური Oval BC) დაიწყო ფერის შეცვლა, საბოლოოდ მიიღო წითელი ფერი, რისთვისაც მიიღო ახალი სახელი - პატარა წითელი ლაქა. 2006 წლის ივლისში, მცირე წითელი ლაქა დაუკავშირდა თავის უფროს "ძმას" - დიდ წითელ ლაქას. თუმცა ამას არც ერთი მნიშვნელოვანი გავლენა არ მოუხდენია ორივე მორევზე - შეჯახება ტანგენციალური იყო. შეჯახება იწინასწარმეტყველეს 2006 წლის პირველ ნახევარში.
ელვა
მორევის ცენტრში წნევა უფრო მაღალია, ვიდრე მიმდებარე ტერიტორიაზე, ხოლო თავად ქარიშხალი გარშემორტყმულია დაბალი წნევის აშლილობით. Voyager 1-ისა და Voyager 2-ის კოსმოსური ზონდების მიერ გადაღებული სურათების მიხედვით, აღმოჩნდა, რომ ასეთი მორევების ცენტრში ათასობით კილომეტრის სიგრძის კოლოსალური ელვა შეიმჩნევა. ელვის ძალა სამი რიგით მაღალია, ვიდრე დედამიწაზე.
მაგნიტური ველი და მაგნიტოსფერო
იუპიტერის მაგნიტური ველის სქემა
ნებისმიერი მაგნიტური ველის პირველი ნიშანი არის რადიო გამოსხივება, ისევე როგორც რენტგენის სხივები. მიმდინარე პროცესების მოდელების აგებით, შეიძლება ვიმსჯელოთ მაგნიტური ველის სტრუქტურაზე. ასე რომ, აღმოჩნდა, რომ იუპიტერის მაგნიტურ ველს აქვს არა მხოლოდ დიპოლური კომპონენტი, არამედ ოთხპოლუსი, რვაპოლუსი და უმაღლესი რიგის სხვა ჰარმონიები. ვარაუდობენ, რომ მაგნიტურ ველს დედამიწის მსგავსი დინამო ქმნის. მაგრამ დედამიწისგან განსხვავებით, იუპიტერზე დინების გამტარი მეტალის ჰელიუმის ფენაა.
მაგნიტური ველის ღერძი დახრილია ბრუნვის ღერძზე 10,2 ± 0,6 °, თითქმის დედამიწის მსგავსად, თუმცა, ჩრდილოეთის მაგნიტური პოლუსი მდებარეობს სამხრეთ გეოგრაფიის გვერდით, ხოლო სამხრეთის მაგნიტური პოლუსი მდებარეობს ჩრდილოეთ გეოგრაფიის გვერდით. ერთი. ველის სიძლიერე ღრუბლების ხილული ზედაპირის დონეზე არის 14 Oe ჩრდილოეთ პოლუსზე და 10.7 Oe სამხრეთით. მისი პოლარობა დედამიწის მაგნიტური ველის საპირისპიროა.
იუპიტერის მაგნიტური ველის ფორმა ძლიერ გაბრტყელებულია და წააგავს დისკს (დედამიწის წვეთი ფორმისგან განსხვავებით). ცენტრიდანული ძალა, რომელიც მოქმედებს ერთ მხარეს თანაბრუნავ პლაზმაზე და ცხელი პლაზმის თერმული წნევა მეორე მხარეს, ჭიმავს ძალის ხაზებს, 20 RJ მანძილზე ქმნის სტრუქტურას, რომელიც ჰგავს თხელი ბლინის სტრუქტურას, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც მაგნიტოდისკი. . მას აქვს კარგი დენის სტრუქტურა მაგნიტურ ეკვატორთან ახლოს.
იუპიტერის ირგვლივ, ისევე როგორც მზის სისტემის პლანეტების უმეტესობის ირგვლივ, არის მაგნიტოსფერო - რეგიონი, რომელშიც დამუხტული ნაწილაკების, პლაზმის ქცევა განისაზღვრება მაგნიტური ველით. იუპიტერისთვის ასეთი ნაწილაკების წყაროა მზის ქარი და იო. იო-ს ვულკანების მიერ გამოდევნილი ვულკანური ფერფლი იონიზებულია მზის ულტრაიისფერი გამოსხივებით. ასე წარმოიქმნება გოგირდის და ჟანგბადის იონები: S+, O+, S2+ და O2+. ეს ნაწილაკები ტოვებენ თანამგზავრის ატმოსფეროს, მაგრამ რჩებიან მის გარშემო ორბიტაზე და ქმნიან ტორუსს. ეს ტორუსი აღმოაჩინა ვოიაჯერ 1-მა; ის მდებარეობს იუპიტერის ეკვატორის სიბრტყეში და აქვს 1 RJ რადიუსი ჯვარედინი განყოფილებაში და რადიუსი ცენტრიდან (ამ შემთხვევაში იუპიტერის ცენტრიდან) გენერატრიქსამდე 5,9 RJ. სწორედ ის ძირეულად ცვლის იუპიტერის მაგნიტოსფეროს დინამიკას.
იუპიტერის მაგნიტოსფერო. დიაგრამაზე წითლად გამოსახულია მზის ქარის მაგნიტურად დაჭერილი იონები, მწვანეში ნაჩვენებია იოს ნეიტრალური ვულკანური გაზის სარტყელი, ხოლო ევროპის ნეიტრალური გაზის სარტყელი ლურჯად. ENA არის ნეიტრალური ატომები. 2001 წლის დასაწყისში მოპოვებული კასინის გამოძიების მიხედვით.
შემომავალი მზის ქარი დაბალანსებულია მაგნიტური ველის წნევით 50-100 პლანეტარული რადიუსის მანძილზე, Io-ს გავლენის გარეშე ეს მანძილი იქნებოდა არაუმეტეს 42 RJ. ღამის მხრივ, ის ვრცელდება სატურნის ორბიტის მიღმა, აღწევს სიგრძე 650 მილიონ კილომეტრს ან მეტს. იუპიტერის მაგნიტოსფეროში აჩქარებული ელექტრონები დედამიწამდე აღწევს. თუ იუპიტერის მაგნიტოსფერო დედამიწის ზედაპირიდან ჩანს, მაშინ მისი კუთხოვანი ზომები მთვარის ზომებს გადააჭარბებს.
რადიაციული ქამრები
იუპიტერს აქვს ძლიერი რადიაციული სარტყლები. იუპიტერთან მიახლოებისას გალილეომ მიიღო რადიაციის დოზა 25-ჯერ მეტი ადამიანისათვის სასიკვდილო დოზაზე. იუპიტერის რადიაციული სარტყლის რადიო გამოსხივება პირველად 1955 წელს აღმოაჩინეს. რადიოს ემისიას აქვს სინქროტრონის ხასიათი. რადიაციულ სარტყელებში ელექტრონებს აქვთ უზარმაზარი ენერგია დაახლოებით 20 მევ, ხოლო კასინის ზონდმა დაადგინა, რომ ელექტრონების სიმკვრივე იუპიტერის რადიაციულ სარტყლებში მოსალოდნელზე დაბალია. იუპიტერის რადიაციულ სარტყლებში ელექტრონების ნაკადმა შეიძლება სერიოზული საფრთხე შეუქმნას კოსმოსურ ხომალდს, გამოსხივების მიერ აღჭურვილობის დაზიანების მაღალი რისკის გამო. ზოგადად, იუპიტერის რადიოემისია არ არის მკაცრად ერთგვაროვანი და მუდმივი - როგორც დროში, ასევე სიხშირით. ასეთი გამოსხივების საშუალო სიხშირე, კვლევის მიხედვით, არის დაახლოებით 20 MHz, ხოლო სიხშირის მთელი დიაპაზონი 5-10-დან 39,5 MHz-მდეა.
იუპიტერს გარს აკრავს იონოსფერო 3000 კმ სიგრძით.
ავრორა იუპიტერზე
იუპიტერის ავრორას ნიმუში, რომელიც აჩვენებს მთავარ რგოლს, აურორას და მზის ლაქებს, რომლებიც წარმოიქმნება იუპიტერის ბუნებრივ მთვარეებთან ურთიერთქმედების შედეგად.
იუპიტერი გვიჩვენებს კაშკაშა, სტაბილურ ავრორას ორივე პოლუსის გარშემო. დედამიწაზე არსებულისგან განსხვავებით, რომლებიც მზის აქტივობის გაზრდის პერიოდში ჩნდება, იუპიტერის ავრორა მუდმივია, თუმცა მათი ინტენსივობა ყოველდღიურად იცვლება. ისინი შედგება სამი ძირითადი კომპონენტისგან: მთავარი და ყველაზე კაშკაშა რეგიონი შედარებით მცირეა (1000 კმ-ზე ნაკლები სიგანე), რომელიც მდებარეობს მაგნიტური პოლუსებიდან დაახლოებით 16 ° დაშორებით; ცხელი წერტილები - მაგნიტური ველის ხაზების კვალი, რომელიც აკავშირებს თანამგზავრების იონოსფეროს იუპიტერის იონოსფეროსა და მოკლევადიანი ემისიების უბნებს, რომლებიც მდებარეობს მთავარი რგოლის შიგნით. ავრორას ემისიები აღმოჩენილია ელექტრომაგნიტური სპექტრის თითქმის ყველა ნაწილში რადიოტალღებიდან რენტგენის სხივებამდე (3 კევ-მდე), მაგრამ ისინი ყველაზე კაშკაშაა შუა ინფრაწითელში (ტალღის სიგრძე 3-4 μm და 7-14 μm) და ღრმა. სპექტრის ულტრაიისფერი რეგიონი (ტალღების სიგრძე 80-180 ნმ).
მთავარი ავრალური რგოლების პოზიცია სტაბილურია, ისევე როგორც მათი ფორმა. თუმცა, მათი გამოსხივება ძლიერ მოდულირებულია მზის ქარის წნევით – რაც უფრო ძლიერია ქარი, მით უფრო სუსტია ავრორა. ავრორას სტაბილურობა შენარჩუნებულია ელექტრონების დიდი ნაკადით, რომელიც აჩქარებულია იონოსფეროსა და მაგნიტოდისკს შორის პოტენციური სხვაობის გამო. ეს ელექტრონები წარმოქმნიან დენს, რომელიც ინარჩუნებს ბრუნვის სინქრონიზმს მაგნიტოდისკში. ამ ელექტრონების ენერგია არის 10 - 100 კევ; ატმოსფეროში ღრმად შეღწევით, ისინი იონიზებენ და ახდენენ მოლეკულურ წყალბადს, რაც იწვევს ულტრაიისფერ გამოსხივებას. გარდა ამისა, ისინი ათბობენ იონოსფეროს, რაც ხსნის ავრორას ძლიერ ინფრაწითელ გამოსხივებას და ნაწილობრივ თერმოსფეროს გათბობას.
ცხელი წერტილები დაკავშირებულია გალილეის სამ მთვარესთან: იო, ევროპა და განიმედე. ისინი წარმოიქმნება იმის გამო, რომ მბრუნავი პლაზმა ანელებს თანამგზავრებთან ახლოს. ყველაზე ნათელი ლაქები იოს ეკუთვნის, ვინაიდან ეს თანამგზავრი არის პლაზმის მთავარი მიმწოდებელი, ევროპისა და განიმედის ლაქები გაცილებით მკრთალია. კაშკაშა ლაქები მთავარ რგოლებში, რომლებიც დროდადრო ჩნდება, მიჩნეულია, რომ დაკავშირებულია მაგნიტოსფეროსა და მზის ქარის ურთიერთქმედებით.
დიდი რენტგენის ლაქა
იუპიტერის კომბინირებული გამოსახულება ჰაბლის ტელესკოპიდან და ჩანდრას რენტგენის ტელესკოპიდან - 2007 წლის თებერვალი
2000 წლის დეკემბერში ჩანდრას ორბიტალურმა ტელესკოპმა აღმოაჩინა პულსირებული რენტგენის გამოსხივების წყარო იუპიტერის პოლუსებზე (ძირითადად ჩრდილოეთ პოლუსზე), რომელსაც ეწოდება დიდი რენტგენის ლაქა. ამ გამოსხივების მიზეზები ჯერ კიდევ საიდუმლოა.
ფორმირებისა და ევოლუციის მოდელები
ვარსკვლავების წარმოქმნისა და ევოლუციის ჩვენს გაგებაში მნიშვნელოვანი წვლილი შეიტანა ეგზოპლანეტებზე დაკვირვებებმა. ასე რომ, მათი დახმარებით შეიქმნა იუპიტერის მსგავსი ყველა პლანეტისთვის საერთო მახასიათებლები:
ისინი წარმოიქმნება ჯერ კიდევ პროტოპლანეტარული დისკის გაფანტვის მომენტამდე.
აკრეცია მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ფორმირებაში.
მძიმე ქიმიური ელემენტებით გამდიდრება პლანეტების გამო.
არსებობს ორი ძირითადი ჰიპოთეზა, რომელიც ხსნის იუპიტერის წარმოშობისა და ფორმირების პროცესებს.
პირველი ჰიპოთეზის თანახმად, რომელსაც ეწოდება "შეკუმშვის" ჰიპოთეზა, იუპიტერისა და მზის ქიმიური შემადგენლობის შედარებითი მსგავსება (წყალბადისა და ჰელიუმის დიდი ნაწილი) აიხსნება იმით, რომ პლანეტების წარმოქმნის დროს, ადრეულ ეტაპებზე. მზის სისტემის განვითარებამ აირისა და მტვრის დისკში წარმოიქმნა მასიური „დაგროვება“, რამაც წარმოქმნა პლანეტები, ანუ მზე და პლანეტები ანალოგიურად ჩამოყალიბდნენ. მართალია, ეს ჰიპოთეზა ჯერ კიდევ არ ხსნის პლანეტების ქიმიურ შემადგენლობაში არსებულ განსხვავებებს: მაგალითად, სატურნი შეიცავს იუპიტერზე უფრო მძიმე ქიმიურ ელემენტებს და ის, თავის მხრივ, მზეზე დიდია. ხმელეთის პლანეტები ზოგადად საოცრად განსხვავდება მათი ქიმიური შემადგენლობით გიგანტური პლანეტებისგან.
მეორე ჰიპოთეზა („აკრეციის“ ჰიპოთეზა) ამბობს, რომ იუპიტერის, ისევე როგორც სატურნის ფორმირების პროცესი ორ ეტაპად მიმდინარეობდა. ჯერ ერთი, რამდენიმე ათეული მილიონი წლის განმავლობაში მიმდინარეობდა მყარი მკვრივი სხეულების ფორმირების პროცესი, როგორიცაა ხმელეთის ჯგუფის პლანეტები. შემდეგ დაიწყო მეორე ეტაპი, როდესაც რამდენიმე ასეული ათასი წლის განმავლობაში გაგრძელდა გაზის აკრეციის პროცესი პირველადი პროტოპლანეტარული ღრუბლიდან ამ სხეულებზე, რომელიც იმ დროისთვის მიაღწია დედამიწის რამდენიმე მასის მასას.
ჯერ კიდევ პირველ ეტაპზე, გაზის ნაწილი გაიფანტა იუპიტერისა და სატურნის რეგიონიდან, რამაც გამოიწვია გარკვეული განსხვავებები ამ პლანეტებისა და მზის ქიმიურ შემადგენლობაში. მეორე ეტაპზე იუპიტერისა და სატურნის გარე ფენების ტემპერატურამ შესაბამისად 5000 °C და 2000 °C-ს მიაღწია. ურანმა და ნეპტუნმა მიაღწიეს კრიტიკულ მასას, რომელიც საჭირო იყო აკრეციის დასაწყებად გაცილებით გვიან, რამაც გავლენა მოახდინა მათ მასებზეც და ქიმიურ შემადგენლობაზეც.
2004 წელს კატრინა ლოდერსმა ვაშინგტონის უნივერსიტეტიდან წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომ იუპიტერის ბირთვი ძირითადად შედგება რაიმე სახის ორგანული ნივთიერებისგან, წებოვანი უნარით, რამაც, თავის მხრივ, დიდწილად გავლენა მოახდინა მატერიის დაჭერაზე ბირთვის მიერ სივრცის მიმდებარე რეგიონიდან. შედეგად წარმოქმნილმა ქვა-ტარის ბირთვმა მზის ნისლეულიდან გაზი "დაიპყრო" მისი გრავიტაციით და შექმნა თანამედროვე იუპიტერი. ეს იდეა ჯდება მეორე ჰიპოთეზაში იუპიტერის წარმოშობის შესახებ აკრეციით.
სატელიტები და რგოლები
იუპიტერის დიდი თანამგზავრები: იო, ევროპა, განიმედე და კალისტო და მათი ზედაპირები.
იუპიტერის მთვარეები: იო, ევროპა, განიმედე და კალისტო
2012 წლის იანვრის მონაცემებით, იუპიტერს აქვს 67 ცნობილი თანამგზავრი, ყველაზე მეტი მზის სისტემაში. ვარაუდობენ, რომ შეიძლება იყოს მინიმუმ ასი თანამგზავრი. თანამგზავრებს ეძლევათ ძირითადად სხვადასხვა მითიური პერსონაჟების სახელები, რომლებიც ასე თუ ისე დაკავშირებულია ზევს-იუპიტერთან. თანამგზავრები იყოფა ორ დიდ ჯგუფად - შიდა (8 თანამგზავრი, გალილეის და არაგალილეის შიდა თანამგზავრები) და გარე (55 თანამგზავრი, ასევე იყოფა ორ ჯგუფად) - ამგვარად, ჯამში მიიღება 4 "ჯიში". ოთხი უდიდესი თანამგზავრი - იო, ევროპა, განიმედე და კალისტო - აღმოაჩინა ჯერ კიდევ 1610 წელს გალილეო გალილეიმ]. იუპიტერის თანამგზავრების აღმოჩენა იყო პირველი სერიოზული ფაქტობრივი არგუმენტი კოპერნიკის ჰელიოცენტრული სისტემის სასარგებლოდ.
ევროპა
ყველაზე დიდ ინტერესს იწვევს ევროპა, რომელსაც აქვს გლობალური ოკეანე, რომელშიც არ არის გამორიცხული სიცოცხლის არსებობა. სპეციალურმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ოკეანე ვრცელდება 90 კმ სიღრმეზე, მისი მოცულობა აღემატება დედამიწის ოკეანეების მოცულობას. ევროპის ზედაპირი სავსეა ხარვეზებითა და ბზარებით, რომლებიც წარმოიშვა თანამგზავრის ყინულის გარსში. ვარაუდობენ, რომ ევროპისთვის სითბოს წყარო თავად ოკეანეა და არა თანამგზავრის ბირთვი. ყინულის ქვეშ ოკეანის არსებობა ასევე ვარაუდობენ კალისტოსა და განიმედზე. იმ ვარაუდზე დაყრდნობით, რომ ჟანგბადს შეუძლია შეაღწიოს სუბყინულოვან ოკეანეში 1-2 მილიარდ წელიწადში, მეცნიერები თეორიულად ვარაუდობენ სიცოცხლის არსებობას თანამგზავრზე. ევროპის ოკეანეებში ჟანგბადის შემცველობა საკმარისია არა მხოლოდ ერთუჯრედიანი სიცოცხლის ფორმების არსებობისთვის, არამედ უფრო დიდიც. ეს თანამგზავრი სიცოცხლის შესაძლებლობის მიხედვით მეორე ადგილზეა ენცელადუსის შემდეგ.
და დაახლოებით
იო საინტერესოა ძლიერი აქტიური ვულკანების არსებობით; თანამგზავრის ზედაპირი დატბორილია ვულკანური აქტივობის პროდუქტებით. კოსმოსური ზონდების მიერ გადაღებული ფოტოები აჩვენებს, რომ იოს ზედაპირი ღია ყვითელია ყავისფერი, წითელი და მუქი ყვითელი ფერის ლაქებით. ეს ლაქები იოს ვულკანური ამოფრქვევის შედეგია, რომელიც ძირითადად შედგება გოგირდისა და მისი ნაერთებისგან; ამოფრქვევის ფერი დამოკიდებულია მათ ტემპერატურაზე.
[რედაქტირება] განიმედე
განიმედი არის არა მხოლოდ იუპიტერის, არამედ ზოგადად მზის სისტემის უდიდესი თანამგზავრი პლანეტების ყველა თანამგზავრს შორის. განიმედე და კალისტო დაფარულია მრავალი კრატერებით, კალისტოზე ბევრი მათგანი გარშემორტყმულია ბზარებით.
კალისტო
ითვლება, რომ კალისტოს ასევე აქვს ოკეანე მთვარის ზედაპირის ქვემოთ; ეს ირიბად მიუთითებს კალისტოს მაგნიტური ველით, რომელიც შეიძლება წარმოიქმნას სატელიტის შიგნით მარილიან წყალში ელექტრული დენების არსებობით. ასევე ამ ჰიპოთეზის სასარგებლოდ არის ის ფაქტი, რომ კალისტოს მაგნიტური ველი იცვლება იუპიტერის მაგნიტურ ველზე მისი ორიენტაციის მიხედვით, ანუ ამ თანამგზავრის ზედაპირის ქვეშ არის უაღრესად გამტარ სითხე.
გალილეის თანამგზავრების ზომების შედარება დედამიწასთან და მთვარესთან
გალილეის თანამგზავრების მახასიათებლები
იუპიტერის ყველა დიდი თანამგზავრი ბრუნავს სინქრონულად და ყოველთვის ერთი და იგივე გვერდით უყურებს იუპიტერს გიგანტური პლანეტის ძლიერი მოქცევის ძალების გავლენის გამო. ამავდროულად, განიმედე, ევროპა და იო ერთმანეთთან ორბიტალურ რეზონანსში არიან. გარდა ამისა, იუპიტერის თანამგზავრებს შორის არსებობს ნიმუში: რაც უფრო შორს არის თანამგზავრი პლანეტისგან, მით უფრო დაბალია მისი სიმკვრივე (იო აქვს 3,53 გ/სმ2, ევროპას აქვს 2,99 გ/სმ2, განიმედს აქვს 1,94 გ/სმ2, კალისტოს აქვს. 1,83 გ/სმ2). ეს დამოკიდებულია თანამგზავრზე წყლის რაოდენობაზე: იოზე ის პრაქტიკულად არ არის, ევროპაზე - 8%, განიმედზე და კალისტოზე - მათი მასის ნახევარამდე.
იუპიტერის მცირე მთვარეები
დანარჩენი თანამგზავრები გაცილებით პატარაა და არარეგულარული ფორმის კლდოვანი სხეულებია. მათ შორის არიან ისეთებიც, რომლებიც საპირისპირო მიმართულებით უხვევენ. იუპიტერის პატარა თანამგზავრებიდან, ამალთეა მეცნიერთათვის მნიშვნელოვან ინტერესს იწვევს: ვარაუდობენ, რომ მის შიგნით არის სიცარიელეების სისტემა, რომელიც წარმოიშვა შორეულ წარსულში მომხდარი კატასტროფის შედეგად - მეტეორიტის დაბომბვის გამო, ამალთეა. დაიშალა ნაწილებად, რომლებიც შემდეგ კვლავ გაერთიანდა ორმხრივი სიმძიმის გავლენის ქვეშ, მაგრამ არასოდეს გახდა ერთიანი მონოლითური სხეული.
მეტისი და ადრასტეა იუპიტერთან ყველაზე ახლოს მყოფი მთვარეებია, რომელთა დიამეტრი, შესაბამისად, დაახლოებით 40 და 20 კმ-ია. ისინი მოძრაობენ იუპიტერის მთავარი რგოლის კიდეზე 128 ათასი კმ რადიუსის ორბიტაზე, იუპიტერის გარშემო რევოლუციას აკეთებენ 7 საათში და არიან იუპიტერის უსწრაფესი თანამგზავრები.
იუპიტერის მთელი სატელიტური სისტემის საერთო დიამეტრი 24 მილიონი კმ-ია. უფრო მეტიც, ვარაუდობენ, რომ იუპიტერს წარსულში კიდევ უფრო მეტი თანამგზავრი ჰყავდა, მაგრამ ზოგიერთი მათგანი პლანეტაზე მისი ძლიერი გრავიტაციის გავლენით ჩავარდა.
თანამგზავრები იუპიტერის გარშემო საპირისპირო ბრუნვით
იუპიტერის თანამგზავრები, რომელთა სახელები ბოლოვდება „ე“-ზე - კარმა, სინოპი, ანანკე, პასიფე და სხვა (იხ. ანანკე ჯგუფი, კარმე ჯგუფი, პასიფე ჯგუფი) - პლანეტის გარშემო ბრუნავენ საპირისპირო მიმართულებით (რეტროგრადული მოძრაობა) და მეცნიერთა აზრით, ჩამოყალიბდა არა იუპიტერთან ერთად, მაგრამ მოგვიანებით დაიპყრო. მსგავსი თვისება აქვს ნეპტუნის თანამგზავრ ტრიტონს.
იუპიტერის შუალედური მთვარეები
ზოგიერთი კომეტა იუპიტერის დროებითი მთვარეა. ასე რომ, კერძოდ, კომეტა კუშიდა - მურამაცუ (ინგლისური) რუსული. 1949 წლიდან 1961 წლამდე პერიოდში. იყო იუპიტერის თანამგზავრი, რომელმაც ამ ხნის განმავლობაში პლანეტის გარშემო ორი რევოლუცია მოახდინა. ამ ობიექტის გარდა ცნობილია გიგანტური პლანეტის სულ მცირე 4 დროებითი მთვარეც.
იუპიტერის რგოლები
იუპიტერის რგოლები (დიაგრამა).
იუპიტერს აქვს მკრთალი რგოლები, რომლებიც აღმოჩენილი იქნა ვოიაჯერ 1-ის იუპიტერზე ტრანზიტის დროს 1979 წელს. რგოლების არსებობა ჯერ კიდევ 1960 წელს ივარაუდა საბჭოთა ასტრონომმა სერგეი ვსეხსვიაცკიმ, ზოგიერთი კომეტის ორბიტის შორეული წერტილების შესწავლის საფუძველზე, ვსეხსვიატსკიმ დაასკვნა, რომ ეს კომეტები შეიძლება მოდიოდნენ იუპიტერის რგოლიდან და ვარაუდობდა, რომ ბეჭედი ჩამოყალიბდა. იუპიტერის თანამგზავრების ვულკანური აქტივობის შედეგად (ვულკანები იოზე აღმოაჩინეს ორი ათეული წლის შემდეგ).
რგოლები ოპტიკურად თხელია, მათი ოპტიკური სისქე არის ~ 10-6, ხოლო ნაწილაკების ალბედო მხოლოდ 1,5%. თუმცა მათზე დაკვირვება ჯერ კიდევ შესაძლებელია: 180 გრადუსთან ახლოს ფაზის კუთხით (გამოყურება „შუქის საწინააღმდეგოდ“), რგოლების სიკაშკაშე იზრდება დაახლოებით 100-ჯერ, ხოლო იუპიტერის ბნელი ღამის მხარე არ ტოვებს სინათლეს. სულ სამი რგოლია: ერთი მთავარი, „ობობა“ და ჰალო.
გალილეოს მიერ გადაღებული იუპიტერის რგოლების ფოტო პირდაპირ დიფუზურ შუქზე.
მთავარი რგოლი იუპიტერის ცენტრიდან 122500-დან 129230 კმ-მდე ვრცელდება. შიგნით, მთავარი რგოლი გადადის ტოროიდულ ჰალოში და მის გარეთ კონტაქტშია არაქნოიდთან. ოპტიკურ დიაპაზონში დაკვირვებული გამოსხივების წინ გაფანტვა დამახასიათებელია მიკრონის ზომის მტვრის ნაწილაკებისთვის. თუმცა, იუპიტერის სიახლოვეს მტვერი ექვემდებარება ძლიერ არაგრავიტაციულ აშლილობას, ამის გამო მტვრის ნაწილაკების სიცოცხლე 103 ± 1 წელია. ეს ნიშნავს, რომ ამ მტვრის ნაწილაკების წყარო უნდა იყოს. ორი პატარა თანამგზავრი, რომლებიც მდებარეობს მთავარ რგოლში, მეტისი და ადრასტეა, შესაფერისია ასეთი წყაროების როლისთვის. მეტეოროიდებთან შეჯახებისას ისინი წარმოქმნიან მიკრონაწილაკების გროვას, რომელიც შემდგომში იუპიტერის ორბიტაზე გავრცელდა. გოსამერის რგოლზე დაკვირვებებმა გამოავლინა მატერიის ორი ცალკეული სარტყელი, რომელიც წარმოიშვა თებესა და ამალთეის ორბიტებში. ამ ქამრების სტრუქტურა წააგავს ზოდიაქოს მტვრის კომპლექსების სტრუქტურას.
ტროას ასტეროიდები
ტროას ასტეროიდები - ასტეროიდების ჯგუფი, რომელიც მდებარეობს იუპიტერის ლაგრანგის წერტილების L4 და L5 რეგიონში. ასტეროიდები იუპიტერთან 1:1 რეზონანსში არიან და მასთან ერთად მოძრაობენ მზის გარშემო ორბიტაზე. ამავდროულად, არსებობს ტრადიცია, რომ L4 წერტილის მახლობლად მდებარე ობიექტებს ბერძნული გმირების სახელები ვუწოდოთ, ხოლო L5-თან ახლოს - ტროას. საერთო ჯამში, 2010 წლის ივნისის მდგომარეობით, 1583 ასეთი ობიექტი გაიხსნა.
არსებობს ორი თეორია, რომელიც ხსნის ტროას წარმოშობას. პირველი ამტკიცებს, რომ ისინი წარმოიშვნენ იუპიტერის ფორმირების ბოლო ეტაპზე (განიხილება აკრეტული ვარიანტი). მატერიასთან ერთად დაიჭირეს პლანეტოზიმალები, რომლებზეც აკრეციაც ხდებოდა და რადგან მექანიზმი ეფექტური იყო, მათი ნახევარი გრავიტაციულ ხაფანგში აღმოჩნდა. ამ თეორიის უარყოფითი მხარე ის არის, რომ ამ გზით წარმოქმნილი ობიექტების რაოდენობა ოთხი რიგით აღემატება დაკვირვებულს და მათ აქვთ გაცილებით დიდი ორბიტალური დახრილობა.
მეორე თეორია დინამიურია. მზის სისტემის ჩამოყალიბებიდან 300-500 მილიონი წლის შემდეგ იუპიტერმა და სატურნმა გაიარეს 1:2 რეზონანსი. ამან გამოიწვია ორბიტების რესტრუქტურიზაცია: ნეპტუნმა, პლუტონმა და სატურნმა გაზარდეს ორბიტის რადიუსი, ხოლო იუპიტერი შემცირდა. ამან გავლენა მოახდინა კოიპერის სარტყლის გრავიტაციულ სტაბილურობაზე და ზოგიერთი ასტეროიდი, რომლებიც მასში ბინადრობდნენ, იუპიტერის ორბიტაზე გადავიდა. ამავდროულად, განადგურდა ყველა ორიგინალური ტროა, ასეთის არსებობის შემთხვევაში.
ტროელების შემდგომი ბედი უცნობია. იუპიტერისა და სატურნის სუსტი რეზონანსების სერია მათ ქაოტურ მოძრაობას გამოიწვევს, მაგრამ როგორი იქნება ქაოტური მოძრაობის ეს ძალა და გადააგდებენ თუ არა ისინი ამჟამინდელი ორბიტიდან, ძნელი სათქმელია. გარდა ამისა, ერთმანეთს შორის შეჯახებები ნელა, მაგრამ აუცილებლად ამცირებს ტროიანების რაოდენობას. ზოგიერთი ფრაგმენტი შეიძლება გახდეს თანამგზავრი, ზოგი კი კომეტი.
ციური სხეულების შეჯახება იუპიტერთან
კომეტა შომეიკერ-ლევი
კომეტა შუმეიკერ-ლევის ერთ-ერთი ნამსხვრევის კვალი, სურათი ჰაბლის ტელესკოპიდან, 1994 წლის ივლისი.
მთავარი სტატია: კომეტა შუმეიკერ-ლევი 9
1992 წლის ივლისში კომეტა იუპიტერს მიუახლოვდა. ის ღრუბლების ზედა საზღვრიდან დაახლოებით 15 ათასი კილომეტრის მანძილზე გაიარა და გიგანტური პლანეტის ძლიერმა გრავიტაციულმა ეფექტმა მისი ბირთვი 17 დიდ ნაწილად დაშალა. კომეტების ეს გროვა აღმოაჩინა პალომარის ობსერვატორიაში კაროლინ და ევგენი შუმეკერებმა და მოყვარულმა ასტრონომმა დევიდ ლევიმ. 1994 წელს, იუპიტერთან მორიგი მიახლოებისას, კომეტის ყველა ფრაგმენტი პლანეტის ატმოსფეროში შევარდა უზარმაზარი სიჩქარით - დაახლოებით 64 კილომეტრი წამში. ეს გრანდიოზული კოსმოსური კატაკლიზმი დაფიქსირდა როგორც დედამიწიდან, ასევე კოსმოსური საშუალებების დახმარებით, კერძოდ, ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის, IUE თანამგზავრისა და გალილეოს პლანეტათაშორისი კოსმოსური სადგურის დახმარებით. ბირთვების დაცემას თან ახლდა რადიაციის ციმციმები ფართო სპექტრულ დიაპაზონში, გაზის გამონაბოლქვის წარმოქმნა და ხანგრძლივი მორევების წარმოქმნა, იუპიტერის რადიაციული სარტყლების ცვლილება და ავრორას გამოჩენა და სიკაშკაშის შემცირება. Io-ს პლაზმური ტორუსი უკიდურეს ულტრაიისფერ დიაპაზონში.
სხვა ვარდნა
2009 წლის 19 ივლისს ზემოხსენებულმა მოყვარულმა ასტრონომმა ენტონი უესლიმ აღმოაჩინა ბნელი ლაქა იუპიტერის სამხრეთ პოლუსთან. მოგვიანებით ეს აღმოჩენა ჰავაის კეკის ობსერვატორიაში დადასტურდა. მიღებული მონაცემების ანალიზმა აჩვენა, რომ ყველაზე სავარაუდო სხეული, რომელიც იუპიტერის ატმოსფეროში ჩავარდა, ქვის ასტეროიდი იყო.
2010 წლის 3 ივნისს, 20:31 UT, ორმა დამოუკიდებელმა დამკვირვებელმა - ენტონი უესლიმ (ინგლ. ენტონი უესლი, ავსტრალია) და კრისტოფერ გომ (ინგლ. კრისტოფერ გო, ფილიპინები) - გადაიღეს ციმციმი იუპიტერის ატმოსფეროზე, რაც, დიდი ალბათობით. იუპიტერისთვის ახალი, აქამდე უცნობი სხეული დაეცა. ამ მოვლენიდან ერთი დღის შემდეგ იუპიტერის ატმოსფეროში ახალი ბნელი ლაქები არ აღმოჩნდა. დაკვირვებები უკვე განხორციელდა ყველაზე დიდი ჰავაის ინსტრუმენტებით (Gemini, Keck და IRTF) და დაკვირვება იგეგმება ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპით. 2010 წლის 16 ივნისს, NASA-მ გამოაქვეყნა პრესრელიზი, რომელშიც ნათქვამია, რომ 2010 წლის 7 ივნისს ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპის მიერ გადაღებულ სურათებზე (აფეთქების გამოვლენიდან 4 დღე) არ ჩანს იუპიტერის ზედა ატმოსფეროში დაცემის ნიშნები.
2010 წლის 20 აგვისტოს, IST 18:21:56 საათზე, იუპიტერის ღრუბლის ზემოთ მოხდა აფეთქება, რომელიც აღმოაჩინა იაპონელმა მოყვარულმა ასტრონომმა მასაიუკი ტაჩიკავამ კუმამოტოს პრეფექტურიდან მის მიერ გადაღებულ ვიდეოში. ამ მოვლენის გამოცხადებიდან მეორე დღეს, დადასტურება იქნა ნაპოვნი დამოუკიდებელი დამკვირვებლის აოკი კაზუოსგან (აოკი კაზუო) - მოყვარული ასტრონომი ტოკიოდან. სავარაუდოდ, ეს შეიძლება იყოს ასტეროიდის ან კომეტის დაცემა გიგანტური პლანეტის ატმოსფეროში.
1781 წლის 13 მარტს ინგლისელმა ასტრონომმა უილიამ ჰერშელმა აღმოაჩინა მზის სისტემის მეშვიდე პლანეტა - ურანი. ხოლო 1930 წლის 13 მარტს ამერიკელმა ასტრონომმა კლაიდ ტომბომ აღმოაჩინა მზის სისტემის მეცხრე პლანეტა – პლუტონი. 21-ე საუკუნის დასაწყისისთვის ითვლებოდა, რომ მზის სისტემა ცხრა პლანეტას მოიცავდა. თუმცა, 2006 წელს საერთაშორისო ასტრონომიულმა კავშირმა გადაწყვიტა პლუტონს ეს სტატუსი ჩამოერთვა.
უკვე ცნობილია სატურნის 60 ბუნებრივი თანამგზავრი, რომელთა უმეტესობა აღმოჩენილია კოსმოსური ხომალდის გამოყენებით. თანამგზავრების უმეტესობა შედგება კლდეებისა და ყინულისგან. ყველაზე დიდი თანამგზავრი, ტიტანი, რომელიც კრისტიან ჰაიგენსმა აღმოაჩინა 1655 წელს, უფრო დიდია ვიდრე პლანეტა მერკური. ტიტანის დიამეტრი დაახლოებით 5200 კმ-ია. ტიტანი სატურნის გარშემო ყოველ 16 დღეში ბრუნავს. ტიტანი ერთადერთი თანამგზავრია, რომელსაც აქვს ძალიან მკვრივი ატმოსფერო, 1,5-ჯერ აღემატება დედამიწის ზომას და ძირითადად შედგება 90% აზოტისგან, მეთანის ზომიერი რაოდენობით.
საერთაშორისო ასტრონომიულმა კავშირმა პლუტონი პლანეტად ოფიციალურად 1930 წლის მაისში აღიარა. იმ მომენტში ვარაუდობდნენ, რომ მისი მასა შეედრება დედამიწის მასას, მაგრამ მოგვიანებით გაირკვა, რომ პლუტონის მასა დედამიწის მასაზე თითქმის 500-ჯერ ნაკლებია, მთვარის მასაზეც კი ნაკლები. პლუტონის მასა არის 1,2-ჯერ 1022 კგ (დედამიწის მასის 0,22). პლუტონის საშუალო მანძილი მზიდან არის 39,44 ა.ე. (5,9 10-დან მე-12 გრადუს კმ-მდე), რადიუსი არის დაახლოებით 1,65 ათასი კმ. მზის გარშემო ბრუნვის პერიოდი 248,6 წელია, მისი ღერძის გარშემო ბრუნვის პერიოდი 6,4 დღე. პლუტონის შემადგენლობა სავარაუდოდ მოიცავს კლდეს და ყინულს; პლანეტას აქვს თხელი ატმოსფერო, რომელიც შედგება აზოტის, მეთანისა და ნახშირბადის მონოქსიდისგან. პლუტონს აქვს სამი თანამგზავრი: ქარონი, ჰიდრა და ნიქსი.
მე-20 საუკუნის ბოლოს და 21-ე საუკუნის დასაწყისში მზის სისტემაში მრავალი ობიექტი აღმოაჩინეს. ცხადი გახდა, რომ პლუტონი არის კოიპერის სარტყლის მხოლოდ ერთ-ერთი უდიდესი ობიექტი, რომელიც დღემდე ცნობილია. მეტიც, სარტყლის ერთ-ერთი ობიექტი მაინც - ერისი - პლუტონზე დიდი სხეულია და მასზე 27%-ით მძიმე. ამასთან დაკავშირებით გაჩნდა იდეა, რომ პლუტონი პლანეტად აღარ განიხილებოდეს. 2006 წლის 24 აგვისტოს საერთაშორისო ასტრონომიული კავშირის (IAU) XXVI გენერალურ ასამბლეაზე გადაწყდა, რომ ამიერიდან პლუტონს ეწოდოს არა „პლანეტა“, არამედ „ჯუჯა პლანეტა“.
კონფერენციაზე შემუშავდა პლანეტის ახალი დეფინიცია, რომლის მიხედვითაც პლანეტები ითვლება სხეულებად, რომლებიც ბრუნავენ ვარსკვლავის გარშემო (და თვითონ არ არიან ვარსკვლავი), აქვთ ჰიდროსტატიკურად გაწონასწორებული ფორმა და აქვთ „გაწმენდილი“ ტერიტორია მათი ორბიტის რეგიონი სხვა, უფრო პატარა ობიექტებისგან. ჯუჯა პლანეტები ჩაითვლება ისეთ ობიექტებად, რომლებიც ბრუნავენ ვარსკვლავის გარშემო, აქვთ ჰიდროსტატიკურად წონასწორული ფორმა, მაგრამ არ „გაწმინდეს“ ახლომდებარე სივრცე და არ არიან თანამგზავრები. პლანეტები და ჯუჯა პლანეტები მზის სისტემის ობიექტების ორი განსხვავებული კლასია. ყველა სხვა ობიექტს, რომელიც მზის გარშემო ბრუნავს და არ არის თანამგზავრი, მზის სისტემის პატარა სხეულებს უწოდებენ.
ამრიგად, 2006 წლიდან მზის სისტემაში რვა პლანეტაა: მერკური, ვენერა, დედამიწა, მარსი, იუპიტერი, სატურნი, ურანი, ნეპტუნი. საერთაშორისო ასტრონომიული კავშირის მიერ ოფიციალურად აღიარებულია ხუთი ჯუჯა პლანეტა: ცერერა, პლუტონი, ჰაუმეა, მაკემაკე და ერისი.
2008 წლის 11 ივნისს IAU-მ გამოაცხადა „პლუტოიდის“ კონცეფციის დანერგვა. გადაწყდა, რომ პლუტოიდებს ეწოდოს ციური სხეულები, რომლებიც მზის გარშემო ბრუნავენ ორბიტაზე, რომლის რადიუსი აღემატება ნეპტუნის ორბიტის რადიუსს, რომლის მასა საკმარისია გრავიტაციული ძალებისთვის თითქმის სფერული ფორმის მისაცემად და რომლებიც არ ასუფთავებენ გარშემო არსებულ სივრცეს. მათი ორბიტა (ანუ ბევრი პატარა ობიექტი მათ გარშემო ბრუნავს).
იმის გამო, რომ ჯერ კიდევ რთულია ფორმის განსაზღვრა და, შესაბამისად, ჯუჯა პლანეტების კლასთან მიმართება ისეთი შორეული ობიექტებისთვის, როგორიცაა პლუტოიდები, მეცნიერებმა რეკომენდაცია გაუწიეს პლუტოიდებს დროებით მიეკუთვნებინათ ყველა ობიექტი, რომელთა აბსოლუტური ასტეროიდის სიდიდე (ბრწყინვალება ერთი ასტრონომიული ერთეულის მანძილზე) უფრო კაშკაშაა. ვიდრე +1. თუ მოგვიანებით აღმოჩნდება, რომ პლუტოიდებზე მინიჭებული ობიექტი არ არის ჯუჯა პლანეტა, მას ჩამოერთმევა ეს სტატუსი, თუმცა მინიჭებული სახელი დარჩება. ჯუჯა პლანეტები პლუტონი და ერისი კლასიფიცირდება როგორც პლუტოიდები. 2008 წლის ივლისში Makemake ამ კატეგორიაში შევიდა. 2008 წლის 17 სექტემბერს სიას Haumea დაემატა.
მასალა მომზადდა ღია წყაროებიდან მიღებული ინფორმაციის საფუძველზე
სატურნი მეექვსე პლანეტაა მზის სისტემაში. სიდიდით მეორეა და მისი სიმკვრივე იმდენად მცირეა, რომ თუ უზარმაზარ წყალსაცავს წყლით აავსებთ და იქ სატურნს მოათავსებთ, მაშინ ის თავისუფლად დაცურავს ზედაპირზე ისე, რომ მთლიანად წყალში არ ჩაიძიროს. სატურნის მთავარი მიმზიდველობა მისი რგოლებია, რომლებიც შედგება მტვრის, აირისა და ყინულისგან. პლანეტას აკრავს რგოლების უზარმაზარი რაოდენობა, რომელთა დიამეტრი რამდენჯერმე აღემატება დედამიწის დიამეტრს.
რა არის სატურნი?
ჯერ უნდა გაარკვიოთ, როგორი პლანეტაა ეს და რითი „ჭამს“. სატურნი არის მეექვსე პლანეტა მზიდან, რომელსაც ძველი რომაელი ბერძნები უწოდებდნენ მას კრონოსს, ზევსის (იუპიტერის) მამას. ორბიტის ყველაზე შორეულ წერტილში (აფელიონი) მზიდან მანძილი 1513 მილიარდი კილომეტრია.
პლანეტარული დღე მხოლოდ 10 საათი და 34 წუთია, მაგრამ პლანეტარული წელი 29,5 დედამიწის წელიწადია. გაზის გიგანტის ატმოსფერო ძირითადად წყალბადისგან შედგება (მას შეადგენს 92%). დარჩენილი 8% არის ჰელიუმის, მეთანის, ამიაკის, ეთანის და ა.შ.
1977 წელს გაშვებულმა ვოიაჯერ 1-მა და ვოიაჯერ 2-მა მიაღწიეს სატურნის ორბიტას რამდენიმე წლის წინ და მიაწოდეს მეცნიერებს ფასდაუდებელი ინფორმაცია ამ პლანეტის შესახებ. ზედაპირზე დაფიქსირდა ქარი, რომლის სიჩქარე 500 მ/წმ-ს აღწევდა. მაგალითად, დედამიწაზე ყველაზე ძლიერი ქარი მხოლოდ 103 მ/წმ-ს აღწევდა (ნიუ ჰემფშირი,
იუპიტერზე დიდი წითელი ლაქის მსგავსად, სატურნზეც არის დიდი თეთრი ოვალი. მაგრამ მეორე ჩნდება მხოლოდ 30 წელიწადში ერთხელ და მისი ბოლო გამოჩენა იყო 1990 წელს. რამდენიმე წელიწადში ჩვენ კვლავ შევძლებთ მის ყურებას.
სატურნისა და დედამიწის ზომის თანაფარდობა
რამდენჯერ დიდია სატურნი დედამიწაზე? ზოგიერთი ცნობით, მხოლოდ დიამეტრით სატურნი აღემატება ჩვენს პლანეტას 10-ჯერ. მოცულობის თვალსაზრისით, 764-ჯერ, ანუ სატურნს შეუძლია ჩვენი პლანეტების ზუსტად ამ რაოდენობის განთავსება. სატურნის რგოლების სიგანე ჩვენი ცისფერი პლანეტის დიამეტრს 6-ჯერ აღემატება. ის ისეთი გიგანტურია.
მანძილი დედამიწიდან სატურნამდე
პირველ რიგში უნდა გაითვალისწინოთ ის ფაქტი, რომ მზის სისტემის ყველა პლანეტა წრეში კი არ მოძრაობს, არამედ ელიფსებში (ოვალებში). არის მომენტები, როდესაც ხდება მზისგან მანძილის ცვლილება. შეიძლება მიუახლოვდეს, შეიძლება დაშორდეს. დედამიწაზე ეს აშკარად ჩანს. ამას სეზონების შეცვლა ჰქვია. მაგრამ აქ როლს თამაშობს ჩვენი პლანეტის ბრუნვა და მიდრეკილება ორბიტასთან მიმართებაში.
აქედან გამომდინარე, მანძილი დედამიწიდან სატურნამდე მნიშვნელოვნად განსხვავდება. ახლა თქვენ გაიგებთ როგორ. მეცნიერული გაზომვების გამოყენებით დადგინდა, რომ მინიმალური მანძილი დედამიწიდან სატურნამდე კილომეტრებში არის 1195 მილიონი, ხოლო მაქსიმალური 1660 მილიონი კმ.
მოგეხსენებათ, სინათლის სიჩქარე (აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის მიხედვით) არის გადაულახავი ზღვარი სამყაროში. ჩვენთვის მიუწვდომელია. მაგრამ კოსმიური მასშტაბით ეს უმნიშვნელოა. 8 წუთში სინათლე გადის დედამიწამდე მანძილს, რომელიც 150 მილიონი კმ-ია (1 ა.ე.). სატურნამდე მანძილი 1 საათსა და 20 წუთში უნდა გადაილახოს. ეს არც ისე გრძელია, თქვენ ამბობთ, მაგრამ უბრალოდ იფიქრეთ, რომ სინათლის სიჩქარე 300000 მ/წმ-ია!
თუ სატრანსპორტო საშუალებად რაკეტას იღებთ, მანძილის გადალახვას წლები დასჭირდება. გიგანტური პლანეტების შესწავლის კოსმოსურ ხომალდს 2,5-დან 3 წლამდე დასჭირდა. ამ დროისთვის ისინი მზის სისტემის გარეთ არიან. ბევრი მეცნიერი თვლის, რომ დედამიწიდან სატურნამდე მანძილის გადალახვა შესაძლებელია 6 წელიწადში და 9 თვეში.
რა ელის ადამიანს სატურნზე?
რატომ გვჭირდება ეს წყალბადის პლანეტა, სადაც სიცოცხლე არასოდეს წარმოიქმნებოდა? სატურნი დაინტერესებულია მეცნიერებით მისი მთვარე ტიტანისთვის. სატურნის უდიდესი მთვარე და სიდიდით მეორე მზის სისტემაში (იუპიტერის განიმედის შემდეგ). ის მარსზე არანაკლებ მეცნიერებს აინტერესებდა. ტიტანი მერკურიზე დიდია და მის ზედაპირზე მდინარეებიც კი აქვს. მართალია, მდინარეები და ეთანისგან არის.
თანამგზავრზე მიზიდულობის ძალა დედამიწაზე ნაკლებია. ატმოსფეროში არსებული მთავარი ელემენტია ნახშირწყალბადები. თუ მოვახერხებთ ტიტანამდე მისვლას, ეს ჩვენთვის ძალიან მწვავე პრობლემა გახდება. მაგრამ მჭიდრო კოსტუმები არ იქნება საჭირო. მხოლოდ ძალიან თბილი ტანსაცმელი და ჟანგბადის ავზი. ტიტანის სიმკვრივისა და მიზიდულობის გათვალისწინებით, თამამად შეიძლება ითქვას, რომ ადამიანები შეძლებენ ფრენას. ფაქტია, რომ ასეთ პირობებში ჩვენი სხეული თავისუფლად ცურავს ჰაერში, გრავიტაციისგან ძლიერი წინააღმდეგობის გარეშე. ჩვენ დაგვჭირდება მხოლოდ ჩვეულებრივი მოდელის ფრთები. და მაშინაც კი, თუ ისინი დაიშლება, ადამიანი ადვილად შეუძლია "დააჭენოს" თანამგზავრის მყარი ზედაპირი უპრობლემოდ.
ტიტანის წარმატებული დასახლებისთვის საჭირო იქნება მთელი ქალაქების აშენება ნახევარსფერული გუმბათების ქვეშ. მხოლოდ ამის შემდეგ იქნება შესაძლებელი დედამიწის მსგავსი კლიმატის ხელახლა შექმნა უფრო კომფორტული ცხოვრებისა და საჭირო საკვების მოსაყვანად, ასევე პლანეტის ნაწლავებიდან ღირებული მინერალური რესურსების მოპოვებისთვის.
მზის შუქის ნაკლებობა ასევე მწვავე პრობლემა იქნება, რადგან მზე სატურნის მახლობლად პატარა ჩანს, მზის პანელების შემცვლელი ნახშირწყალბადები იქნება, რომლებიც პლანეტას უხვად ფარავს მთელი ზღვებით. მისგან პირველი კოლონიზატორები მიიღებენ ენერგიას. წყალი მთვარის ზედაპირის სიღრმეში ყინულის სახით გვხვდება.
> > >
მანძილი მზიდან იუპიტერამდეკილომეტრებში ფოტოზე: მზის სისტემაში პოზიციის აღწერა, ელიფსური ორბიტა, რეტროგრადული იუპიტერი, პლანეტაზე ფრენის დრო.
იუპიტერი- მზის სისტემის უდიდესი პლანეტა, რომელიც შეიძლება ჩაითვალოს დიდი მანძილის მიუხედავად. მისი ორბიტის თავისებურებები ჩანს ფოტოზე, სადაც მზიდან და დედამიწიდან დაშორებებია აღნიშნული.
პლანეტები მოძრაობენ ელიფსურ ორბიტალურ გზაზე, ამიტომ მათ შორის მანძილი ყოველთვის განსხვავებულია. თუ მდებარეობს უახლოეს წერტილში, მაშინ 588 მილიონი კმ. ამ პოზიციაზე პლანეტა სიკაშკაშით კი აჭარბებს ვენერას. მაქსიმალურ მანძილზე მანძილი 968 მილიონი კმ-ია.
გაზის გიგანტს ვარსკვლავის გარშემო ერთი ბრუნისთვის 11,86 მილიონი კმ სჭირდება. დედამიწა გზაზე ყოველ 398,9 დღეში ხვდება იუპიტერთან. ამ რეტროგრადმა გამოიწვია პრობლემები მზის სისტემის მოდელებში, სადაც იდეალური წრიული ორბიტები არ ეთანხმებოდა იუპიტერისა და სხვა პლანეტების მარყუჟს. იოჰანეს კეპლერმა გამოიცნო ელიფსური ბილიკების შესახებ.
მანძილი იუპიტერიდან მზემდე?
საშუალოდ, მზიდან იუპიტერამდე მანძილი 778 მილიონი კმ-ია, მაგრამ ელიფტიურობის გამო პლანეტას შეუძლია მიუახლოვდეს 741 მილიონ კმ-ს და დაშორდეს 817 მილიონი კმ.
მასის ცენტრი დამყარებულია ორ მბრუნავ ციურ სხეულს შორის. მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ვამბობთ, რომ ყველა პლანეტა ბრუნავს მზის გარშემო, სინამდვილეში ისინი მიმართულია მასის კონკრეტულ წერტილზე. მრავალი პლანეტისთვის ეს ცენტრი ვარსკვლავის შიგნით მდებარეობს. მაგრამ იუპიტერი გამოირჩევა შესაშური მასიურობით, ამიტომ მისთვის წერტილი მდებარეობს მზის დიამეტრის მიღმა. ახლა თქვენ იცით მეტი მანძილის შესახებ მზიდან პლანეტა იუპიტერამდე კილომეტრებში.
რამდენი ხანი გრძელდება ფრენა იუპიტერამდე?
იუპიტერამდე ფრენის სიჩქარე დამოკიდებულია რამდენიმე ფაქტორზე: საწვავის მიწოდებაზე, პლანეტების მდებარეობაზე, სიჩქარეზე, გრავიტაციული სლინგშოტის გამოყენებაზე.
გალილეო გაემგზავრა 1989 წელს და ჩავიდა 6 წლის შემდეგ, გაიარა 2,5 მილიარდი მილი. მას მოუწია ვენერას, დედამიწისა და ასტეროიდის გასპრას გარშემო შემოვლა. „ვოიაჯერ 1“ გაშვებული იყო 1977 წელს და ჩამოვიდა 1979 წელს, რადგან ის მოგზაურობდა, როდესაც პლანეტები სრულყოფილად განლაგებულნი იყვნენ.
New Horizons-მა პირდაპირ ფრენა დაიწყო 2006 წელს და ჩამოვიდა 13 თვეში. 2011 წელს გაშვებულ Juno-ს დასრულებას 5 წელი დასჭირდა.
ESA გეგმავს JUICE მისიის გაშვებას 2022 წელს, რომლის მოგზაურობა 7,6 წელიწადს მიიღებს. NASA-ს სურს 2020-იან წლებში ევროპაში გემი გაგზავნოს, რასაც 3 წელი დასჭირდება.
როდესაც ადამიანი აპირებს საკუთარი მანქანით გამგზავრებას უცნობ ქალაქში, პირველი რაც უნდა გააკეთოს არის მანძილის გარკვევა, რათა შეაფასოს მგზავრობის დრო და მოაგროვოს ბენზინი. გზაზე გავლილი ბილიკი არ იქნება დამოკიდებული იმაზე, დილით მიდიხართ გზაზე თუ საღამოს, დღეს თუ რამდენიმე თვეში. კოსმოსში მოგზაურობისას სიტუაცია გარკვეულწილად გართულებულია და მანძილი იუპიტერამდე, გუშინ გაზომილი, ექვს თვეში იქნება ერთნახევარჯერ მეტი, შემდეგ კი კვლავ დაიწყებს შემცირებას. დედამიწაზე ძალიან მოუხერხებელი იქნება ქალაქში გამგზავრება, რომელიც თავად მუდმივად მოძრაობს.
ჩვენი პლანეტიდან გაზის გიგანტამდე საშუალო მანძილი 778,57 მილიონი კილომეტრია, მაგრამ ეს მაჩვენებელი დაახლოებით ისეთივე აქტუალურია, როგორც ინფორმაცია საავადმყოფოში საშუალო ტემპერატურის შესახებ. ფაქტია, რომ ორივე პლანეტა მოძრაობს მზის გარშემო (ან, უფრო ზუსტად, მზის სისტემის მასის ცენტრის გარშემო) ელიფსურ ორბიტებში და რევოლუციის სხვადასხვა პერიოდებით. დედამიწისთვის ის ერთ წელს უდრის, იუპიტერისთვის კი თითქმის 12 წელი (11,86 წელი). მათ შორის მინიმალური შესაძლო მანძილი 588,5 მილიონი კმ-ია, მაქსიმალური კი 968,6 მილიონი კმ. პლანეტები, თითქოს, საქანელაზე მიდიან, ახლა უახლოვდებიან, მერე შორდებიან.
დედამიწა იუპიტერზე უფრო დიდი ორბიტული სიჩქარით მოძრაობს: 29,78 კმ/წმ 13,07 კმ/წმ-ის წინააღმდეგ და ბევრად უფრო ახლოს არის მზის სისტემის ცენტრთან და, შესაბამისად, ეწევა მას ყოველ 398,9 დღეში, უფრო ახლოს. მოძრაობის ტრაექტორიების ელიფტიურობის გათვალისწინებით, გარე სივრცეში არის წერტილები, სადაც პლანეტებს შორის მანძილი თითქმის მინიმალური ხდება. დედამიწა-იუპიტერის წყვილისთვის დროის პერიოდი, რომლის შემდეგაც ისინი რეგულარულად უახლოვდებიან ერთმანეთს ამ გზით, დაახლოებით 12 წელია.
დიდი დაპირისპირებები
დროის ასეთ მომენტებს ჩვეულებრივ უწოდებენ დიდი დაპირისპირების თარიღებს. ამ დღეებში იუპიტერი თავისი სიკაშკაშით აღემატება ყველა ციურ ობიექტს ვარსკვლავურ ცაში, უახლოვდება ვენერას ნათებას და პატარა ტელესკოპის ან ბინოკლის დახმარებით შესაძლებელი ხდება არა მხოლოდ თავად პლანეტის, არამედ მისი თანამგზავრების დაკვირვებაც. ამიტომ, ასტრონომები და უბრალოდ ვარსკვლავური ცის მშვენიერების მცოდნეები მოუთმენლად ელიან დაპირისპირებებს, რათა უფრო ახლოს დააკვირდნენ შორეულ და ნაკლებად შესწავლილ კოსმოსურ სხეულს და, შესაძლოა, აღმოაჩინონ კიდეც მეცნიერებისთვის აქამდე უცნობი.
იუპიტერზე მიწიერი დამკვირვებლისთვის ყველაზე კომფორტულ პირობებში დაკვირვების კიდევ ერთი უნიკალური შესაძლებლობა გამოჩნდება 2022 წლის სექტემბრის ბოლო ათი დღის განმავლობაში. პლანეტის ზედაპირზე ასეთ მომენტებში, პატარა ტელესკოპის დახმარებით, კარგად ჩანს ცნობილი წითელი ლაქა, ციური სხეულის დისკზე ზოლები, მათში სხვადასხვა მორევის ნაკადები და მრავალი სხვა. ვინც ერთხელ თავის ცხოვრებაში ტელესკოპით უყურებდა ამ პლანეტას, დამაინტრიგებელი ცნობიერებით, შეეცდება ამის გაკეთება ისევ და ისევ.
გამგზავრება მოგვიანებით, რომ ადრე მიხვიდეთ
დიდი წითელი ლაქის შიგნით
პლანეტების მოძრაობის კინემატიკისა და კოსმოსური ხომალდის დაგეგმილი სიჩქარის ცოდნით, შესაძლებელია აირჩიოთ გამშვები მანქანის გაშვების ოპტიმალური თარიღი, რათა რაც შეიძლება სწრაფად გაფრინდეთ იუპიტერში, მასზე ნაკლები საწვავი დახარჯოთ. უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ, ეს არ არის პლანეტათაშორისი სადგური, რომელიც ციურ სხეულზე მიფრინავს, მაგრამ ორივე მათგანი გადადის შეხვედრის ადგილზე, მხოლოდ პლანეტის მარშრუტი ათასწლეულების განმავლობაში არ შეცვლილა და თვითმფრინავის ტრაექტორია შეიძლება შეირჩეს. არის ვარიანტები, როდესაც მოწყობილობა, რომელიც მოგვიანებით აფრინდა, შეძლებს ადრე მიაღწიოს მიზანს, ამიტომ, მათი რეალიზებისთვის, ისინი ცდილობენ ააშენონ რაკეტა გაშვებისთვის შესაფერისი თარიღისთვის. არის დრო, როცა უფრო მომგებიანია უფრო დიდხანს ფრენა, მაგრამ შემდეგ აჩქარებისა და მანევრების დროს ენერგიის „თავისუფალი“ წყაროს გამოყენება – სხვა პლანეტების გრავიტაციული მიზიდულობა.
პლანეტის გამოკვლევა
იუპიტერის შესწავლაში უკვე რვა კოსმოსური მისია მიიღო მონაწილეობა, მეცხრე, ჯუნო, მიმდინარეობს. თითოეული მათგანის დაწყების თარიღი შეირჩა არჩეული მარშრუტის გათვალისწინებით.
ასე რომ, გალილეოს ორბიტალურმა სადგურმა, სანამ იუპიტერის ხელოვნურ თანამგზავრად გახდებოდა, გზაზე ექვს წელზე მეტი გაატარა, მაგრამ მოახერხა ვენერას და რამდენიმე ასტეროიდის მონახულება და ასევე ორჯერ გაფრინდა დედამიწას.
მაგრამ კოსმოსურმა ხომალდმა "New Horizons"-მა მიაღწია გაზის გიგანტს სულ რაღაც 13 თვეში, რადგან მისი მთავარი მიზანი გაცილებით შორს არის - ეს არის პლუტონი და კუიპერის სარტყელი.
