Kosmos.edu.pl

Portal astronomiczny

Świat, Wszechświat i jego zagadki.

Na początek

Kilka informacji, które często wydają się być oczywiste, jednak w momencie, kiedy zastanowimy się - jak? czy rzeczywiście? dlaczego? - sprawa już nie wygląda tak prosto. Dla jednych będzie to przysłowiowa bułka z masłem, dla innych - garść przydatnych wiadomości. Warto jednak wiedzieć na początek o podstawach, tak aby ułatwiły one poznanie rzeczy bardziej złożonych i stanowiły swoisty kręgosłup, który stanie się wrotami do kosmicznej nieskończoności. Zapraszamy...

Na skróty Ziemia Planety Słońce Gwiazdy Mgławice Komety Meteory

Polecane przez portal Kosmos.edu.pl Dzięki tej książce już nigdy nie pomyślicie o pogodzie, jak o nudnej ostateczności, ratującej rwącą się rozmowę! - Czy pogoda może rozpętać wojnę? - Jaki klimat panuje na innych planetach? - Ile piorunów uderza o Ziemię w każdej sekundzie? - Dlaczego huragany mają nazwy? - Czym są bomby pogodowe? Na te i wiele innych, dotyczących otaczającego nas świata, pytań odpowiadają meteorolodzy, Simon King i Claire Nasir. W urzekający i przystępny sposób wyjaśniają nie tylko zależności między nasłonecznieniem, wiatrem, chmurami i opadami, ale i opisują tak fascynujące zjawiska, jak strefa Charlie Bravo, cyklony czy zorze polarne. Przypominając, że meteorologia to fascynująca dyscyplina naukowa, podkreślają znaczenie klimatu w dziejach naszej planety i zastanawiają się nad jego – i naszą – niepewną przyszłością. Zobacz »

Serwis Kosmos.edu.pl patronem medialnym II edycji konkursu ASTROLABIUM Organizatorem konkursu astronomicznego jest Fundacja dla Uniwersytetu Jagiellońskiego a patronat nad akcją sprawuje Obserwatorium Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika będące instytutem Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie. Zobacz szczegóły »

2009 Międzynarodowym Rokiem Astronomii Z inicjatywy Międzynarodowej Unii Astronomicznej (IAU) oraz UNESCO, rok 2009 został ogłoszony Międzynarodowym Rokiem Astronomii. Ten ogromny globalny program ma na celu przybliżyć ludzkości osiągnięcia międzynarodowych placówek i zacieśnić współpracę między nimi. Oficjalna strona www.astronomy2009.org

Kosmos > Planety > Jowisz

Jowisz



Jowisz jest piątą i zarazem największą planetą w Układzie Słonecznym. Jego średnica wynosi 142.984 tys. kilometrów (88.846 mil) co czyni go większym od Ziemi o przeszło 11 razy. Gdyby Jowisz był w środku pusty, w jego wnętrzu zmieściłoby się ponad tysiąc planet wielkości naszej Ziemi. Na niebie pojawia się jako druga najjaśniejsza planeta zaraz po Wenus. Znany był już przez starożytnych. XVII wiecznych astronomów fascynowały księżyce Jowisza i mimo pierwszych odkryć dokonanych przez Niemca Simona Mariusa to Galileo Galilei publikuje pierwszą informację na ten temat i to on jest uznawany za ich odkrywcę.

Fotografia przedstawia widok Jowisza w naturalnych kolorach. Składa się z czterech zdjęć wykonanych przez sondę Cassini. Księżyc Jowisza, Europa rzuca cień na planetę. Foto: © Solar System Exploration http://solarsystem.nasa.gov

Średnia odległość Jowisza od Słońca wynosi 5,2 j.a. czyli około 778 570 000 km., zatem pięciokrotnie więcej niż analogiczna odległość Ziemi od naszej Gwiazdy. Planeta porusza się wokół Słońca po orbicie w kształcie nieznacznej elipsy a czas okrążenia wokół Gwiazdy wynosi 4333 dni - prawie 12 lat ziemskich. Jowisz dokonuje obrotu wokół własnej osi w 9 godzin i 56 minut i tyle też trwa jowiszowy dzień. Grawitacja na planecie jest 2,4 raza silniejsza niż na Ziemi czyli przedmiot ważacy 100 kilogramów na Jowiszu będzie ważył 240.

Masa, gęstość i atmosfera Jowisza

Atmosfera Jowisza składa się z około 86 % wodoru, 14 % helu i niewielkich ilości metanu, amoniaku, fosforowodoru, wody, acetylenu, etanu, germanu, i tlenku węgla. Planeta należy do rodzaju gazowych gigantów czyli jest ogromną kulą gazu i cieczy z nielicznymi, jeśli w ogóle, twardymi obszarami podłoża. Zamiast powierzchni, możemy obserwować gęstą powłokę brązowo-żółto-czerwonych i białych chmur. Chmury te ułożone są w równoległe do równika różnokolorowe pasy tworząc tzw. strefy. Te kolorowe równoleżnikowe pasma atmosfery, chmur i burz ilustrują bardzo dynamiczny system pogody na Jowiszu. Potrafią się zmienić w ciągu kilku dni lub nawet godzin. Najwyższe strefowo, białe chmury to kryształy zmrożonego amoniaku. 

Astronomia dla początkujących Dla wszystkich, którzy rozpoczynają przygodę z astronomią

Jowisz jest zdecydowanie cięższy niż inne planety. Jego masa (ilość materii) jest 318 razy większa od masy Ziemi. Ma przy tym stosunkowo niską gęstość, gdzie średnia wynosi 1,33 grama na centymetr sześcienny, nieco więcej niż gęstość wody. Zatem gęstość Jowisza wynosi około 1/4 gęstości ziemskiej. Ze względu na swoją lekkość zwykło się uważać, że strukturą pierwiastków przypomina bardziej Słońce niż Ziemię. Jowisz składa się bowiem głównie z Helu i Wodoru. Posiada natomiast, podobne do ziemskiego, masywne jądro zbudowane głównie z ciężkich pierwiastków jednak 20 do 30 razy cięższe.

Najbardziej charakterystyczną cechą Jowisza jest jego wielka czerwona plama wirującej masy gazu. Jej średnica w najszerszym miejscu jest trzykrotnie większa od Ziemi. Z Ziemi widziana jest w gamie kolorów od ceglastego po lekki brąz co związane jest z niewielką ilością siarki i fosforu w kryształach amoniaku. Plama pozostaje mniej więcej w tej samej odległości od jowiszowego równika przesuwając się nieznacznie raz to na wschód a raz na zachód. Od kiedy astronomowie podjęli się teleskopowych obserwacji tego zjawiska (pod koniec XVII wieku) doszli do wniosku, że zmianom uległy jedynie wielkość i jasność, natomiast struktura plamy została zachowana.

Wnętrze Jowisza

Jowisz składa się głównie z wodoru i helu. Nie pokrywa go twarda powierzchnia tak jak Ziemię co powoduje, że granica między atmosferą i samą planetą jest niemal nie do odróżnienia. Poniżej 1000 kilometrowej grubości atmosfery znajduje się warstwa 20 000 kilometrów ciekłego wodoru. Jeszcze głębiej mamy warstwę płynnego metalu o ciśnieniu 3 milionów barów. Rdzeń planety zawiera żelazo, nikiel, skały, itp., w temperaturze przypuszczalnie ponad 20 000 °C. Foto: © Solar System Exploration http://solarsystem.nasa.gov

Warstwa zewnętrzna planety składa się głównie z wodoru cząsteczkowego. Patrząc głębiej, wodór zaczyna przypominać ciecz. Poniżej ciekłej, górnej warstwy wodoru gdzieś na około 10 000 kilometrach chmura osiąga ciśnienie 1 000 000 bar o temperaturze 4361,1 °C. W takich warunkach wodór zmienia się do stanu metalicznie ciekłego. W tym stanie atomy wodoru rozbijają zjonizowane protony i elektrony podobnie jak we wnętrzu Słońca. Poniżej znajduje się warstwa lodu, gdzie "lód" można zdefiniować jako kremową mieszaninę ciekłej wody, metanu i amoniaku o wysokiej temperaturze i ciśnieniu. Jądro Jowisza to skalisty lub lodowy rdzeń o masie sięgającej do 10 mas Ziemi.

Temperatura

Temperatura w górnych warstwach atmosfery Jowisza wynosi około -145°C (-230°F). Pomiary dokonane za pomocą instrumentów naziemnych i orbitalnych wykazały, że temperatura wzrasta wraz z głębokością Jowisza poniżej zalegających chmur. Na poziomie, gdzie ciśnienie atmosferyczne jest większe 10-cio krotnie od ziemskiego, temperatura podnosi się do 21°C czyli 70°F. Jest to więc temperatura sprzyjająca egzystencji znanym nam formom życia, jednak musiałoby się ono toczyć w powietrzu, ponieważ w tym miejscu Jowisz nie posiada stałej powierzchni. Jak dotąd nie stwierdzono oznak życia pozaziemskiego na Jowiszu. Patrząc wgłąb planety temperatura znacznie się podnosi i blisko centrum może dochodzić do 24 tysięcy °C (43 000°F) co daje wartość większą niż na powierzchni Słońca. Od momentu kiedy stał się planetą, Jowisz sukcesywnie traci swoje ciepło. Podczas tworzenia się planety (około 4,6 miliarda lat temu) skompresowane pod wpływem grawitacji cząstki kosmicznego gazu i pyłu zaczęły wytwarzać ciepło. Planeta emituje je do dnia dzisiejszego, jednak oddaje w przestrzeń kosmiczną dwa razy więcej ciepła niż dostaje ze Słońca.

Pole magnetyczne

Jowisz podobnie jak inne planety Układu Słonecznego działa na zasadzie gigantycznego magnesu. Siła ta oddziaływuje w przestrzeni kosmicznej daleko wokół planety i nazywana jest polem magnetycznym. Jowisz posiada najsilniejsze pole magnetyczne w Układzie Słonecznym, za wyjątkiem plam i innych małych obszarów na powierzchni Słońca. Sondy pomiarowe wykazały, że dysponuje on 14-to krotnie większym magnetyzmem niż nasza Ziemia. Do tej pory nie znaleziono wytłumaczenia na jakiej zasadzie Jowisz produkuje tak silne pole.

Magnetosfera Jowisza to największy obiekt w układzie słonecznym. Jeśli świeciłaby w falach widocznych dla ludzkiego oka, wydawałaby się dwa do trzech razy większa od Słońca lub Księżyca, patrząc z Ziemi. Cechy zarysowane na grafice: okręgi ukazują wielkość i zasięg linii pola magnetycznego na tle Jowisza, z boku po prawej widoczny jest księżyc Io, kształt niebieskiego pierścienia to naładowane cząstki magnetosfery. Foto: © Goddard Space Flight Center www.nasa.gov

Najrozsądniejszym wyjaśnieniem wydaje się teoria, że pole planety generowane jest przez ruch cząstek naładowanych elektrycznie we wnętrzu Jowisza. Szybsza rotacja ze względu na wielkość daje silniejsze pole. Protony, elektrony i inne cząstki naładowane elektrycznie wirują wokół planety w jej pasie radiacyjnym. Są one tak duże, że mogłyby uszkodzić instrumenty zainstalowane na sondach orbitalnych.
W obszarze magnetosfery wokół planety pole magnetyczne działa jak tarcza. Jowisz chroniony jest przed ciągłym przepływem naładowanych cząstek i wiatrem słonecznym. Cząstki te poruszają się z prędkościa około 500 kilometrów na sekundę. Są łapane i uwięzione w pasie radiacyjnym. Uwięzione cząstki przedostają się do magnetosfery w pobliżu biegunów pola magnetycznego. Po słonecznej stronie planety, magnetosfera rozciąga się w ogromny ogon magnetyczny, rozciągający się na co najmniej 700 milionów kilometrów (435.000.000 mil) długości.
Jowisz wysyła w kierunku Ziemi fale radiowe, które odbierane są przez radioteleskopy w dwóch formach - jako błyski promieniowania radiowego oraz jako promieniowanie w sposób ciągły. Najsilniej występują gdy księżyc Io, oraz pozostałe cztery duże księżyce Jowisza są w jego bliskiej odległości i przechodzą przez niektóre regiony pola magnetycznego planety. Promieniowanie ciągłe natomiast pochodzi z powierzchni Jowisza oraz z wysokoenergetycznych cząstek znajdujących się w pasach promieniowania.

Księżyce Jowisza

Zdjęcie Io wykonane 00:25 UT w dniu 1 marca 2007 r., w przybliżeniu w naturalnych kolorach przez wielospektralny aparat fotograficzny (MVIC ). Widoczny jest poważny wybuch na stronie nocnej Io, na północnej części wulkanu Tvashtar. Erupcja lawy wznosi się na wysokość 330 km, której najwyższa część oświetlona jest światłem słonecznym. Niebieski kolor pióropusza wynika z powodu rozpraszania światła przez smugę małych cząstek. Foto: © Solar System Exploration http://solarsystem.nasa.gov

Planeta wyposażona jest w 16 satelitów o średnicy co najmniej 10 kilometrów (6 mil) oraz wielu pomniejszych. Cztery największe z nich to Io, Europa, Ganimedes i Kallisto zwane księżycami Galileuszowymi, na cześć ich odkrywcy w 1610 roku. Księżyc Io posiada na swojej powierzchni wiele aktywnych wulkanów wytwarzających gazy zawierające siarkę. Żółto-pomarańczowy kolor jego powierzchni składa się prawdopodobnie głównie ze sporych ilości tego pierwiastka, który zalega w wyniku licznych erupcji. Europa natomiast jest najmniejszym z galileuszowych satelitów, jej średnica wynosi 3130 km (1945 mil). Posiada twardą skorupę o spękanej, lodowej powierzchni. Największym spośród tej czwórki jest Ganimedes o średnicy 5268 km (3273 mil). jest większy od Merkurego. Czwarty księżyc Jowisza - Callisto, jest z kolei nieco mniejszy od pierwszej planety Układu Słonecznego a jego średnica wynosi 4806 km (2986 mil). Wraz z Europą składają się z lodu i skał usianych licznymi kraterami.
Pozostałe satelity Jowisza są znacznie mniejsze. Kolejne z nich to Amalthea i Himalia przy czym jajowata Amalthea ma długość 262 kilometrów, natomiast Himalia 170 km. średnicy. Metis i Adrastea odkryto w 1979 roku badając zdjęcia, które zostały wykonane przez sondę Voyager a większość pozostałych satelit Jowisza została odkryta przez astronomów przy użyciu dużych teleskopów naziemnych.

Pierścienie Jowisza

Jowisz posiada trzy cienkie pierścienie biegnące wokół równika. Są one zdecydowanie słabsze niż pierścienie Saturna przez co mniej widoczne. Składają się głównie z drobnych cząstek pyłu. Główny pierścień rozciąga się na szerokości ponad 6 400 km. i ma około 30 kilometrów grubości. Kręgi pierścieni biegnące wokół planety znajdują się wewnątrz orbity księżyca Amalthea.

Kometa Shoemaker-Levy 9

W marcu 1993 roku astronomowie Eugene Shoemaker, Carolyn Shoemaker i David H. Levy odkryli kometę w sąsiedztwie Jowisza. kometa ta krążyła sobie niezależnie po swojej orbicie wokół Słońca, jednak gdy zbliżała się do Jowisza, oddziaływało na nią jego grawitacja. W momencie odkrycia rozpadła się na 21 części właśnie za sprawą sił grawitacyjnych. Z obliczeń na podstawie lokalizacji i prędkości wynika, że jej fragmenty spadły do atmosfery Jowisza w lipcu 1994 roku. 

Astronomia w geografii Dla wszystkich, którzy chcą sięgnąć głębiej

Astronomowie ze wszystkich większych obserwatoriów naziemnych zwrócili swoje teleskopy w kierunku Jowisza w czasie kiedy miała nastąpić przewidywana kolizja. Również teleskop Hubble'a krążący po naszej orbicie oraz Galileo lecący w kierunku Jowisza zostały wykorzystane do rejestracji tego zjawiska. Fragmenty komety spadły po drugiej stronie planety, patrząc na Jowisza z Ziemi. Po około pół godzinie Jowisz obrócił się odsłaniając miejsce upadku. Astronomowie szacują, że średnica największych fragmentów komety Shoemaker-Levy 9 wynosiła od 0,5 do 4 km. Skutki upadku zarejestrował Galileo znajdujący się wówczas około 240 milionów kilometrów od Jowisza. Galileo uszkodził niestety swoje niektóre instrumenty co zakłóciło rejestrację i transmisję danych.
Skutki upadku spowodowały spore wybuchy na jowiszu, prawdopodobnie ze względu na ściskanie, ogrzewanie i szybką ekspansję gazów atmosferycznych. Szczątki komety rozrzucone zostały na obszarze o średnicy przekraczającej rozmiarami Ziemię. Szczątki komety rozprzestrzeniły się do górnych warstw atmosfery Jowisza jako ciemna mgiełka drobnego materiału, który utrzymywał się tam przez kilka miesięcy. Jeśli kiedykolwiek podobna kometa zderzyłaby się z Ziemią, powstała zawiesina spowodowałaby mrok na naszej planecie pochłaniający światło słoneczne i ochłodziłaby atmosferę. Jeśli mgła trwałaby wystarczająco długo, część roślin, zwierząt i ludzi wyginęłaby.

Loty i eksploracja Jowisza

Pioneer 10 opóścił Ziemię w 1972 roku i poleciał w odległości 130 000 km od Jowisza 03 grudnia 1973 roku. Sonda wykazała poważne skutki promieniowania Jowisza w pasie lotu statku kosmicznego. Pioneer 10 odnotował również zawartość wodoru i helu w atmosferze planety oraz ogromną magnetosferę Jowisza. W grudniu 1974 roku sonda Pioneer-Saturn przeleciała obok Jowisza w odległości 43 000 kilometrów. Sonda wykonała bliskie fotografie regionów polarnych Jowisza oraz przesłała dane na temat Wielkiej Czerwonej Plamy, pola magnetycznego i temperatury atmosfery. Sondy Voyager 1 i Voyager 2 przeleciały obok Jowisza w marcu i lipcu 1979 r. Wyposażone w czulsze instrumenty niż poprzednicy, przekazały o wiele więcej informacji. Astronomowie wykorzystali fotografie wykonane przez Voyagery aby sporządzić pierwsze szczegółowe mapy księżyców galilejskich Jowisza.

Sonda Galileo zmierzająca w kierunku Jowisza. Foto: © Solar System Exploration http://solarsystem.nasa.gov

Voyagery odkryły także siarkowe wulkany na Io, pioruny w chmurach Jowisza oraz zmapowały przepływające pasma chmur. Misja sondy Ulysses rozpoczęła się w październiku 1990 r., natomisat do przelotu obok Jowisza doszło w lutym 1992 roku. Kraje zachodnioeuropejskie zrzeszone w Europejskiej Agencji Kosmicznej skonstruowały ją głównie do badań regionów polarnych. Naukowcy wykorzystali ogromną siłę grawitacyjną Jowisza umieszczając sondę Ulysses na jego orbicie wokółsłonecznej i kierując ją w jego regiony polarne. Ulysses przechodząc obok Jowisza zgromadziła dane wskazujące na to, że wiatr słoneczny ma znacznie większy wpływ na jego magnetosferę niż sugerowały to wcześniejsze pomiary.


Na własne oczy O samodzielnych obserwacjach nieba i ziemi - idealne dla astroamatora

Sonda Galileo rozpoczęła podróż w kierunku gazowego giganta w październiku 1989 roku. W roku 1995 jednostka wyrzuciła w kierunku atmosfery planety próbnik, który dotarł tam w grudniu 1995 roku. Sonda przeniknęła w głąb warstwy chmur i zmierzyła ilość wody i innych pierwiastków chemicznych w atmosferze. Również w grudniu 1995 r. na orbitę wokół Jowisza udał się Galileo. W ciągu kolejnych kilku lat obie jednostki monitorowały atmosferę Jowisza i obserwowały jej główne satelity. Misja Galileo przedłużana była dwukrotnie w 1997 i 1999 roku. We wrześniu 2003 r. administratorzy misji zdecydowali o zniszczeniu jednostki w atmosferze Jowisza, tak aby uniknąć ryzyka upadku i ewentualnego zanieczyszczenia księżyca Jowisza - Europy.

Na podstawie:
1. www.nasa.gov/worldbook
2. www.space.com/jupiter/
3. www.solarviews.com/eng/jupiter.htm
4. http://missionjuno.swri.edu/
5. http://solarsystem.nasa.gov/index.cfm



Galaktyki, mgławice, kratery na Księżycu, pierścienie Saturna, plamy Jowisza - wszystko przed Tobą. Spójrz jaki teleskop będzie dla Ciebie najodpowiedniejszy. Porównaj ceny. Zapoznaj się z literaturą tą dla początkujących i tą bardziej fachową. Zapraszamy !