Jupiter najväčší z najväčších

Vedecké poznatky siahajú do dávnej minulosti. Najväčší rozmach v dejinách bol v období 16. a 17. storočia, kedy si európska veda vybudovala významne postavenie v spoločnosti. Práce priekopníkov vedeckého poznania a možnosť využitia nových vynálezov prispeli k formovaniu úplne nového názoru na Vesmír a na úlohu, ktorú v ňom zohráva ľudstvo. Vedecká revolúcia bola výsledkom dynamicky sa rozvíjajúcej spoločnosti. Pušky, strelný prach a námorníctvo otvorilo Európanom cestu k objavovaniu, mapovaniu a dobývaniu takmer celého sveta. Stredoveká veda sa zaoberala povahou vesmíru a zákonmi, ktoré mu vládnu. Nové myšlienky bolo mnohokrát obtiažne dokázať. Nové teórie sa stretávali so starými dogmatickými názormi a náboženskými výkladmi prírodných javov. Začiatok 16. storočia považujeme za začiatok modernej doby, ktorý bol založený stále na myšlienkach starogréckeho astronóma Ptolemaia (2. stor. pred našim letopočtom). Podľa neho sa planéty pohybujú okolo nehybnej Zeme. Prvú dobre prepracovanú teóriu, vytvoril poľský učenec Mikuláš Koperník., ktorý tušil, že jeho závery sa nakoniec budú považovať za nebezpečné. Faktom je, že Koperník vytvoril prevratný nový model vesmíru. Myslel si, že stredom vesmíru je Slnko, a okolo obiehajú jednotlivé planéty. Odhalil tiež skutočnosť, že Mesiac obieha okolo Zeme a nie je planétou. Koperníkovi sa dokonca podarilo zostaviť správne poradie planét podľa vzdialenosti od Slnka. Veľký rozruch spôsobil talianský vedec Ital Galileo Galilei., ktorý vo svojích spisoch vyvracia ptolemaiovské názory. Zistil, že povrch Mesiaca nie je hladký, ale plný kráterov a že okolo Jupitera obiehajú mesiace. Galileo využil tieto zistenia pri presadzovaní Koperníkovej heliocentrickej teórie (stredom vesmíru je Slnko). Práve spolupráca vedcov a zverejňovanie ich poznatkov sa nemalou mierou podielali na obrovskom zvyšovani rýchlosti vedeckého pokroku. Fyzikálne charakteristiky planéty Jupiter

Planéta:
Rovníkový priemer 142800 km
Polárny priemer 135500 km
Hustota 1330 kg/m3
Hmotnosť 1,90. 1027 kg
Perióda rotácie 9h 50m 30s
Úniková rýchlosť 59,6 km/s
Albedo 0,73
Sklon rovníku k rovine dráhy 3°07'
Teplota horných vrstiev atmosféry 125 K
Gravitačné zrýchlenie nad mrakmi (Zem = 1) 2,69
Obežná dráha:
Veľká polos 5,203 AU = 778,3. 106 km
Excentricita 0,048
Sklon dráhy 1°15'
Siderická obežná doba 11,86 roku
Priemerná obežná rýchlosť 13,06 km/s
Mesiace 16
Najvýznamnejšie zložky atmosféry vodík (takmer 90 %) hélium (10 %), ďalšie zložky atmosféry sú metán, čpavok, etán, acetylén, vodná para, fosforovodík, oxid uhoľnatý, tetrahydrid germánia. V atmosfére Jupitera pripadá 1 atóm hélia na 10 atómov vodíka. Okrem týchto dvoch prvkov sa v atmosfére vyskytuje veľké množstvo metánu. Atmosféra je rozdelená do 3 vrstiev:
·spodná vrstva: vyskytuje sa od jadra až do vzdialenosti 46 tis. km, nachádza sa tam kvapalný kovový vodík (nebol ešte teoreticky vedcami dokázaný – fyzika vysokých teplôt a tlakov).
·horná vrstva: v nej sa nachádza kvapalný molekulový vodík, tlak v tejto vrstve je okolo 300 MPa teplota približne 11 000 K.
·posledná vrstva : má hrúbku asi 1 tisíc km.

Vysoká rotačná rýchlosť Jupitera spôsobuje, že mraky v jeho atmosfére vytvárajú pásy a zóny, ktoré obiehajú planétu rovnobežne s rovníkom. Pásy sú tmavé, nízko ležiace, relatívne horúce vrstvy mrakov. Zóny sú naopak jasné, vysoko položené chladnejšie vrstvy mrakov. Vo vnútri pásov a zón sa turbulenciou vytvárajú mrakové útvary ,ako biele ovály a èervené škvrny, čo sú vlastne obrovské búrkové systémy. Keby bol Jupiter o 80 % hmotnejší, bol by už schopný vyprodukova? v jadre dostatok tepla, aby sa stal hviezdou. Aj tak teplota v jeho jadre môže dosahova? až 30 000 oC. V dôsledku tohoto veľmi horúceho jadra vyžaruje Jupiter dvakrát viac tepla, než ho prijíma zo Slnka

V najvyšších vrstvách jovianskej atmosféry dujú silné vetry, ktoré unášajú turbulentné oblačné systémy, obiehajúce obrovskú planétu. Planétu obiehajú aj početné veľké „škvrny“ s pomerne dlhou životnosťou, ktoré možno pozorovať na Jupiteri v každom čase. Pri väčšom rozlíšení štruktúr tvoriacich tieto škvrny vidíme, že sú to rovnako ako Veľká červená škvrna i obrovské atmosferické víry. Vedci si dlho mysleli, že ide o hlboké lieviky rotujúcich oblakov, ale štúdiom snímok z Galilea sa ukázalo, že v tieto turbulentné štruktúry nevytvárajú zužujúce sa špirály krútňavou polapených oblakov. Ukázalo sa, že pod krútňavami je relatívne jasná a pokojná atmosféra. Zaujímavá je i štruktúra oblakov v týchto škvrnách. Najhrubšia vrstva oblakov je v strede víru, ale smerom k okrajom sa stenčuje a preťahuje na jednu stranu. Vyzerá to tak, akoby vlhký vietor s nedohľadných hĺbok iónovej atmosféry veľkou rýchlosťou stúpal do jej najhornejších poschodí, kde sa táto centrálna veterná fontána rozptyľuje na všetky strany podobne ako voda zo záhradnej, otáčajúcej sa fontánky. Tieto roztočené vetry strhávajú potom do krútňavy aj amoniakové oblaky. Niečo podobné sa deje aj v pozemských hurikánoch, ale hurikány na Jupiteri sú neporovnateľne väčšie.

Niekedy je svetlejšia, inokedy tmavšia, najnápadnejšia charakteristika Jupitera, obrovská búrka známa ako Veľká červená škvrna. V súčasnosti má Červená škvrna (obrázok č. 4) rozmery približne 25 000 x 15 000 km. Okolo svojho stredu sa otočí raz za 6 dní. Vyčína však dlhšie než 300 rokov. Svetlý oválny útvar tesne pod ňou je menšia búrka, ktorá vznikla iba pred 40 rokmi. Dlhotrvajúce búrky sú na Jupiteri bežné.

3.0 Prstenec
Jupiter má jeden tenký, jemný hlavný prstenec, vo vnútri ktorého sa nachádza ešte jemnejší „halový“ prstenec siahajúci až k planéte. Vedci na základe analýzy údajov zo sondy Galileo zistili, že prstenec vytvárajú zvyšky deštruovaného materiálu, ktorý bol z vnútorných mesiačikov vypudený po každej kolízii s meteroidmi (fragmentmi komét a asteroidov), ktoré sa dostali do gravitačnej pasce obrovskej planéty. Na obrázku č. 3 vidíme schématický prierez jednotlivých častí systému Jupiterovho prstenca zviditeľňuje jeho geometriu v pomere k Jupiteru a štyrom malým, vnútorným mesiačikom. Tie sú zdrojom prachu, stavebného materiálu, z ktorého sa sformovali jednotlivé prstence. Najvnútornejší a najhrubší prstenec, znázornený šedozelenou farbou, je vlastne halo, ktoré splýva s hlavným prstencom. Tenký a úzky hlavný prstenec, znázornený červenou farbou je spojený s mesiačikom Adrestea (priemer 16 km). Jeho jasnosť markantne klesá v blízkosti obežnej dráhy najvnútornejšieho mesiačika Metis. Prstene je zložený z jemnej drviny a prachu, ejektovaných z Adrestey a Metisa. Obežné dráhy Adrestey a Metisa delí 1 000 km, v mierke obrázku sa však takáto „nepatrná“ vzdialenosť nedala rozlíšiť, takže obe obežné dráhy splývajú. Thebe a Amalthea, ďalšie dva mesiačiky, boli a sú zdrojmi prachu, ktorý sformoval hrubšie, disku podobné riedke prstence. Oba prstence, rozlíšené hnedozelenou a zelenou farbou, sú o niečo hrubšie ako hlavný prstenec, pretože oba mesiačiky obiehajú Jupiter (vzhľadom na rovinu rovníka) po mierne naklonených dráhach. Štyri malé, vnútorné mesiačiky, obiehajú Jupiter po tesnejších obežných dráhach ako štyri veľké Galileove mesiace – Io, Európa, Ganymedes a Kallisto, ktoré boli objavené pred 400 rokmi. Vzdialenosti obežných dráh štyroch vnútorných mesiačikov sú znázornené v pomere k veľkosti Jupitera. Snímka Jupitéra bola urobená pomocou mapy, ktorú Jet Propulsion Laboratory vytvorili na základe údajov, získaných z Hubblovho vesmírneho ďalekohľadu.
So 16-timi mesiacmi sa Jupiter podobá miniatúrnej slnečnej sústave. Jeho krúžiace satelity zaberajú priestor s priemerom viac než 23 miliónov km. Ich rozmery kolíšu od drobných až po dosť veľké.

Štyri mesiace, ktoré objavil Galileo patria tam:

4.01 IO – ohnivý mesiac
Mesiac Io je geologicky najaktívnejšie teleso v slnečnej sústave. Sopky tu vyvrhujú červenú, žltú a tmavohnedú síru a oxid siričitý až do výšky 400 km. Tento prachový materiál potom padá späť na povrch mesiačika a vytvára útvar podobajúci sa na obrovskú pizzu. Kozmická sonda Voyager 2 získala snímku z takejto sopečnej erupcie, ktorá dosahoval výšku 298 km. Io má aj veľa „horúcich škvŕn“. Jedna z nich, neďaleko sopky Loki, vytvorila lávovité jazero s obvodom dlhým stovky kilometrov. Je suchá kamenná guľa pokrytá vulkanickým popolom, lávou a siričitou inovaťou. Má priemer 3 642 km, je teda iba o niečo väčšia ako náš Mesiac. Okolo Jupitera obehne za viac ako 17,5 hodiny. 4,02 Európa - ľadový mesiac

Európa má niečo spoločné so Zemou: ľad. Je ním pokrytý celý veľký povrch mesiaca. Čiary križujúce povrch Európy sú trhliny v ľade, ktoré vznikli asi pri vzájomnom pohybe ľadových krýh. Pod hrubými ľadovými štítmi sa možno nachádza jediný oceán vody v slnečnej sústave, samozrejme okrem Zem. Ak je to tak, potom sa niektorí domnievajú, že by tam mohli plávať živé organizmy. Je o trochu menšia ako náš Mesiac a pod vrstvou ľadu môže mať oceán ľadovej kaše alebo vody. Má však aj tenučkú atmosféru, ktorá obsahuje vodu. 4.03 Ganymedes- mesiac ako planéta

S priemerom 5 268 km je Ganymedes najväčší mesiac v slnečnej sústave. Je vlastne väčší než Merkúr aj Pluto. Ľad a pohyb kôry zahladil mnohé krátery na jeho povrchu. 4.04 Kallisto- mesiac kráterov

Povrch mesiaca Kallisto prezrádza silné bombardovanie pred miliardami rokov. Má viac kráterov než akékoľvek iné teleso v slnečnej sústave. Najväčší kráter na jeho povrchu meria asi 600 km. Ostatných 12 je drobných, vrátane Ledy s priemerom iba 10 km. Jeho obvod by ste prešli peši za 4 hodiny, keby ste mohli dýchať. Štyri mesiace: Metis, Adrestea, Amaltea a Thebe ležia blízko Jupitera, vo vnútri dráhy mesiačika Io. Vedci sa domnievajú, že 8 mesiacov za dráhou mesiaca Kallisto sú úlomky dvoch veľkých asteroidov, ktoré Jupiter zachytil. Štyri z nich – Leda, Himalia, Lysithea a Elara – majú dráhy veľmi sklonené k rovine Jupiterovho rovníka. Posledné štyri – Ananke, Carme, Pasiphae a Sinope sú ešte podivuhodnejšie. Okolo Jupitera obiehajú spätne, proti smeru jeho osovej rotácie.

· Io3 550
· Európa3 100
· Ganymed5 600
· Kalisto5 050
· Amalthea160
· Andreastea12/10/8
· Metis20
· Thebe50
· Himalia128
· Elara40
· Pasiphae19
· Sinope19
· Lysithea19
· Carme24
· Ananke19
· Leda10
5.1 Parametre dráh planét Slnečnej sústavy
PlanétaStr. vzdialenosťod SlnkaVýstrednosťdráhySklon dráhyk ekliptike[°]Obežná doba
[106 km][AU]DniTropickéroky
Merkúr57,910,387 100,20567,0087,969 20,240 85
Venuša108,210,723 330,00673,39224,700 80,615 21
Zem149,601,000 000,01670,00365,256 361,000 04
Mars227,921,523 640,09351,85686,979 71,880 89
Jupiter778,575,202 520,04891,304 332,58911,862 2
Saturn1 433,539,548 170,05652,4910 759,2229,457 8
Urán2 872,4619,287 100,04570,7730 685,484,014
Neptún4 495,0630,245 530,01131,7760 189164,79
Pluto5 869,6639,821 970,244417,1690 465247,7

5.2 Porovnanie dĺžky dňa na planétach Slnečnej sústavy
PlanétaDoba rotácie(hviezdny deň)Stredná dĺžkaslnečného dňaSklon rovníkak rovineobežnej dráhy
Merkúr58d 15h 30min175d 22h 31min0,01°
Venuša243d 00h 30min116d 18h177,36°
Zem23h 56min 04,10s24h 00min 00,00s23,45°
Mars24h 37min 22,66s24h 39min 35,24s25,19°
Jupiter9h 55min 30s9h 55min 33s3,13°
Saturn10h 39min10h 39min26,73°
Urán17h 14min17h 14min97,77°
Neptún16h 07min16h 07min28,32°
Pluto6d 9h 17min 34s6d 9h 16min 55s122,53°.