|
The Bringer of Jollity
(Glædesbringeren)
Jupiter
er den femte planet regnet fra Solen og klart den største.
Jupiter er mere end dobbelt så massiv
som alle de andre planeter tilsammen (318 gange Jorden).
omløb: 778.330.000 km (5,20 AU) fra Solen
diameter: 142.984 km (ækvatorialt)
masse: 1,900e27 kg
Jupiter
(alias Jove; Græsk
Zeus)
var gudernes konge, hersker over Olympen og den romerske stats beskytter. Zeus
var søn af Titanen Cronus (Saturn).
Jupiter er det fjerde mest lysstærke objekt på himlen (efter Solen, Månen og Venus, og nogle gange lyser Mars stærkere). Den har været kendt siden forhistorisk tid. Galileos opdagelse i 1610 af Jupiters fire store måner Io, Europa, Ganymedes og Callisto (nu kendt som de Galileiske måner) war den første opdagelse af en bevægelse, hvor det tilsyneladende ikke var Jorden, der var centrum for bevægelsen. Det var et vægtigt argument til støtte for Copernicus heliocentriske verdensbillede. Galileos udtalte støtte til Copernicus teori gjorde at han blev arresteret af inkvisitionen. Han blev tvunget til at trække sine påstande tilbage og blev idømt fængsel på livstid. (Efter at have afsværget sine påstande om, at planeterne drejer rundt om Solen, skal han næppe hørligt have mumlet: "Men det gør de nu alligevel!").
Jupiter blev første gang besøgt af Pioneer 10 i 1973 og senere af Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 og Ulysses. Rumfartøjet Galileo er for tiden i kredsløb om Jupiter og vil sende data tilbage i mindst to år endnu.
Gas-planeterne
har ikke faste overflader. Det gasmateriale, de er gjort af, bliver simpelthen
tættere jo dybere, man kommer ind i planeten (radier og diametre for planeter
er opgivet for niveauer svarende til et tryk på 1 atmosfære).
Det vi ser, når vi betragter disse planeter er det øverste af det skylag, som
ligger højest i atmosfæren (en smule over 1 atmosfære-niveauet).
Jupiter består af omkring 90% hydrogen og 10% helium (målt i antal atomer, 75/25% målt i masse) med spor af metan, vand, ammoniak og "sten". Dette er meget tæt på sammensætningen af det oprindelige Solar Nebula (ur-gas-tågen), hvorfra hele Solsystemet blev dannet. Saturn har en lignende sammensætning, mens Uranus og Neptun har meget mindre hydrogen og helium.
Vor viden om det indre af Jupiter (og de andre gasplaneter) er yderst indirekte, og vil vedblive med at være det et stykke tid endnu. (Data fra Galileos atmosfære-sonde går kun 150 km ned under skytoppene).
Jupiter har formentlig en fast kerne i størrelsesordenen 10-15 jordmasser.
Uden om kernen befinder hovedparten af planetens masse sig i form af flydende metallisk hydrogen. Denne eksotiske udgave af Universets mest almindelige grundstof er kun muligt ved et tryk på over 4 millioner bar, hvilket er situationen i Jupiters (og Saturns) indre. Flydende metallisk hydrogen består af ioniserede protoner samt elektroner (som i Solens indre, bare ved en langt lavere temperatur). I Jupiters indre er hydrogen en væske, ikke en gas. Det er elektrisk ledende og er årsag til Jupiters magnetfelt. Dette lag indeholder nok også noget helium og spor af forskellige former for "is".
Det yderste lag består først og fremmest af sædvanligt molekylært hydrogen og helium på gasform. Atmosfæren, som vi ser er kun det allerøverste af dette meget dybe lag. Vand, carbondioxid, metan og andre lette molekyler er også til stede i små mængder.
Man
regner med, at der findes tre adskilte skylag, der består af hhv. frossen ammoniak, ammonium-hydrosulfid
og en blanding af is og vand. Ikke desto mindre viser de foreløbige
resultater fra Galileo-sonden kun svage indikationer af skyer (det ene af
instrumenterne ser ud til at have afdækket det øverste lag, mens et andet kan
have observeret lag nr. 2). Sondens indgangspunkt (venstre) var alligevel
lidt usædvanlig - jordbaserede observationer med teleskop samt nyere
observationer
fra Galileo tyder på, at sonden kan have gået ind i atmosfæren på et af de
varmeste og, på det tidspunkt, mindst overskyede områder.
Data fra Galileo-sonden vidner også om, at der findes meget mindre vand end forventet. Det var ventet at finde dobbelt så meget oxygen (der kombineret med de store hydrogenmængder ville danne vand) som på Solen. Det ser nu ud til, at den virkelige koncentration er lavere end Solens. Den høje temperatur og tæthed målt i de øvre lag af atmosfæren var også overraskende.
Jupiter
og de andre gasplaneter har stærke vinde, som er indespærrede i brede bånd.
Vinde i tilstødende bånd blæser i modsat retning af hinanden. Termiske og
kemiske forskelle mellem båndene gør, at de har forskellig farve. De lyse bånd
kaldes zoner, mens de mørke kaldes bælter. Båndene har vært
kendt ret længe, men de komplekse hvirvler i grænseområdet mellem båndene
blev først set af Voyager. Data fra Galileo-sonden tyder på, at vindene er endnu
kraftigere end forventet (mere end 600 km/h), og at de rækker dybere ned i atmosfæren
end sonden var i stand til at observere - de strækker sig måske tusindvis af
kilometer nedad. Jupiters atmosfære viser sig også at være meget turbulent.
Dette vidner om, at vindene i stor grad drives af varme indefra og ikke af
solvarme som på Jorden.
De klare farver i Jupiters skylag skyldes antageligt kemiske reaktioner mellem sporstofferne i atmosfæren, måske forbindelser med svovl - svovlforbindelser er kendt for sine rige farvevariationer. Detaljerne er imidlertid ukendte.
De forskellige farver indikerer skyernes højde: De blå er lavest, fulgt af de brune og hvide og med de røde højest oppe. En gang imellem ser vi de lavereliggende lag gennem sprækker i de højereliggende.
Den
store røde plet (engelsk: Great Red Spot, GRS) har været
observeret i mere end 300 år (dens opdagelse tilskrives Cassini,
eller Robert Hooke i det 17. århundrede). GRS er en ellipse på omkring
12.000 x 25.000 km, stor nok til at rumme to jordkloder. Andre mindre, men
lignende pletter, har været kendt i årtier. Infrarøde observationer og rotationsretningen
indikerer, at GRS er et højtryksområde med skytoppe, der er betragteligt højere
og koldere end omgivelserne. Lignende træk har været observeret både på
Saturn Neptun. Det vides ikke, hvordan sådanne
strukturer kan holde stand i så lang tid.
Jupiter udstråler mere energi end den modtager fra Solen. Det indre i planeten er varmt; cirka 20.000 K. Varmen genereres af noget, der kaldes Kelvin-Helmholtz-mekanismen, en langsom gravitationel sammentrykning af planeten. (Jupiter producerer IKKE energi ved hjælp af nuklear fusion som i Solen, den er alt for lille, og dens indre dermed for kold til at sådanne processer kan finde sted). Den indre varme forårsager sikkert konvektion dybt inde i de flydende lag og er muligvis skyld i de komplicerede bevægelser, vi kan observere i skytoppene. Saturn og Neptun ligner Jupiter på dette område, men mærkeligt nok gør Uranus ikke.
Jupiter er omtrent så stor i diameter, som det er muligt for en gasplanet at blive. Hvis den fik tilført mere masse, ville gravitationen presse den så hårdt sammen, at den totale radius kun ville øges svagt. En stjerne kan vokse sig større på grund af trykket, der genereres af den kernefysiske energiproduktion i sit indre. (Men Jupiter skulle have været hele 80 gange større for at kunne antænde hydrogenet i kernen og dermed blive en stjerne).
Jupiter har et kraftigt magnetfelt, meget stærkere
end Jordens. Dens magnetosfære strækker
sig over mere end 650 millioner km (forbi Saturns bane!). (Bemærk dog , at den
ikke er sfærisk - den strækker sig "kun" nogle få millioner km i
retning mod Solen). Alle månerne ligger dermed indenfor magnetosfæren, et
faktum der kan være en del af forklaringen på den vulkanske aktivitet på Io.
Desværre for fremtidens rumrejsende og til alvorlig bekymring hos designerne af
Voyager og Galileo-rumfartøjerne er Jupiter omgivet af et felt af højenergi-partikler,
der er fanget i magnetfeltet. Denne "stråling" svarer, udover at
være meget mere intens, til Jordens Van Allen-bælter.
Den ville være øjeblikkeligt dræbende for et ubeskyttet menneske på rumfærd
i Jupiters nærhed.
Galileo-atmosfære-sonden opdagede et
nyt, kraftigt strålingsbælte mellem Jupiters ring og de øvre atmosfærelag.
Dette "nye" bælte er omtrent ti gange så kraftigt som Jordens Van
Allen-bælter. Overraskende nok viste bæltet sig at indeholde højenergetiske
heliumioner af ukendt oprindelse.
Jupiter
har ringe, som Saturn, bare langt tyndere og mindre (højre). De var fuldstændigt
uventede og blev udelukkende opdaget, fordi to af forskerne i Voyager
1-projektet insisterede på, at det ikke ville skade at tage et hurtigt kig, nu
da fartøjet trods alt havde rejst 1 milliard kilometer. De andre involverede
mente, at chancerne for at finde noget var lig nul, men der var de altså. Det
var et rent kup. Ringene er siden blevet fotograferet
i det infrarøde område af jordbaserede teleskoper samt af Galileo.
Modsat Saturn er Jupiters ringe mørke (de har en albedo på cirka 0,05). De består sandsynligvis af meget små stenpartikler. I modsætning til Saturns ringe ser de ikke ud til at indeholde is.
Partiklerne i ringene forsvinder angiveligt ganske hurtigt (på grund af atmosfæriske og magnetiske kræfter). Galileo fandt klare beviser på, at ringene løbende bliver forsynet med støv, der dannes ved mikro-meteornedslag på de fire indre måner. Disse nedslag er temmeligt energirige som følge af Jupiters store gravitationsfelt. Den indre halo-ring bliver spredt ud ved interaktion med Jupiters magnetfelt.
I
juli 1994, kolliderede komet Shoemaker-Levy 9 med
Jupiter i et gigantisk sammenstød (venstre). Effekten var synlig selv med små
amatørteleskoper. Resterne efter sammenstødet var synlige i næsten et år
gennem HST (Hubble-space-telescope).
Når den er synlig, er Jupiter ofte det klareste
objekt på nattehimlen. Den bliver kun overgået af Venus, som sjældent er
synlig, når himlen er på sit mørkeste. De fire galileiske måner er lette at
få øje på gennem en prismekikkert, nogle få bælter og den store røde plet
kan ses gennem et lille astronomisk teleskop.
Der er
adskillige hjemmesider,
der viser Merkurs løbende position (og de andre planeters position) på himlen.
Mere detaljerede og tilpassede kort kan laves med et
planetarium-program
som for eksempel Starry Night.
Jupiter har 16 kendte måner, de fire store Galileiske
måner og 12 mindre.
Afstand Radius Masse Satellit (1.000 km) (km) (kg) Opdager Dato --------- -------- ------ ------- ---------- ----- Metis 128 20 9,56e16 Synnott 1979 Adrastea 129 10 1,91e16 Jewitt 1979 Amalthea 181 98 7,17e18 Barnard 1892 Thebe 222 50 7,77e17 Synnott 1979 Io 422 1815 8,94e22 Galileo 1610 Europa 671 1569 4,80e22 Galileo 1610 Ganymedes 1070 2631 1,48e23 Galileo 1610 Callisto 1883 2400 1,08e23 Galileo 1610 Leda 11094 8 5,68e15 Kowal 1974 Himalia 11480 93 9,56e18 Perrine 1904 Lysithea 11720 18 7,77e16 Nicholson 1938 Elara 11737 38 7,77e17 Perrine 1905 Ananke 21200 15 3,82e16 Nicholson 1951 Carme 22600 20 9,56e16 Nicholson 1938 Pasiphae 23500 25 1,91e17 Melotte 1908 Sinope 23700 18 7,77e16 Nicholson 1914Værdierne for de mindre måner er cirka-tal.
Afstand Bredde Masse Ring (km) (km) (kg) ---- -------- ----- ------ Halo 92000 30500 ? Hovedring 122500 6440 1e13 Gossamer 128940 100000 ?(Afstanden er fra Jupiters centrum til ringens indre kant)
... Solen
... Mars
... Deimos
... Jupiter
... Metis
... Saturn
... 
