Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Jupiter

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Anyag-időszak     

A Jupiter az ötödik bolygó a Naptól, és messze a legnagyobb bolygó a Naprendszerben. Főként hidrogén és hélium alkotta óriásbolygó. A többi óriásbolygót is gyakran Jupiter-típusú bolygónak nevezik.

Pályaadatok

Aphélium távolsága:                                816 081 455 km 5,45516759 CsE

Perihélium távolsága:                              740 742 598 km 4,95155843 CsE

Fél nagytengely:                                     778 412 027 km 5,20336301 CsE

Pálya kerülete:                                       4,888 Tm 32,675 CsE

Pálya excentricitása:                              0,04839266

Sziderikus keringési idő:                          4333,2867 nap (11,86 év)

Szinodikus periódus:                               398,88 nap

Min. pályamenti sebesség:                      12,446 km/s

Átl. pályamenti sebesség:                       13,056 km/s

Max. pályamenti sebesség:                     13,712 km/s

Inklináció:                                               1,30530° (6,09° a Nap egyenlítőjéhez képest)

Felszálló csomó hossza:                         100,55615°

Holdak:                                                   65

Fizikai tulajdonságok

Egyenlítői sugár:                                      71 492 km (a földi 11,209-szerese)

Poláris sugár:                                          66 854,5 km (a földi 10,517-szerese)

Lapultság:                                               0,06487

Felszín területe:                                       6,14 × 10¹⁰ km² (a földi 120,5-szerese)

Térfogat:                                                  1,431 × 10¹⁵ km3 (a földi 1321,3-szerese)

Tömeg:                                                   1,899 × 10²⁷ kg (a földi 317,8-szerese)

Átlagos sűrűség:                                     1,326 g/cm³

Felszíni gravitáció:                                   23,12 m/s² (2,358 g)

Szökési sebesség:                                  59,54 km/s

Sziderikus forgásidő:                                0,413538021 nap (9 h 55 min 29,685 s)

Forgási sebesség:                                   12,6 km/s, 45 300 km/h (az egyenlítőnél)

Tengelyferdeség:                                      3,13°

Az északi pólus rektaszcenziója:              268,05° (17 h 52 min 12 s)

Deklináció:                                              64,49°

Albedó:                                                   0,52

Felszíni hőm.:                   min           átl.           max

           Kelvin                 110 K      152 K

Atmoszféra

Felszíni nyomás:       70 kPa

Összetevők:              ~86% hidrogén

                                ~14% hélium

                                0,1% metán

                                0,1% vízpára

                                0,02% ammónia

                                0,0002% etán

                                0,0001% foszfin

                                <0,00010% hidrogén-szulfid

A Jupiter a Naprendszer négy gázóriásának egyike; elsősorban nem szilárd anyagból áll. 142 984 kilométeres egyenlítői átmérőjével a legnagyobb bolygó a Naprendszerben. A Jupiter sűrűsége 1,326 g/cm³, a második legnagyobb a gázbolygók közül, de a négy kőzetbolygóénál kisebb. A gázóriások közül a Neptunusznak van a legnagyobb sűrűsége.

Összetétel

A Jupiter felső légköre atomszám szerint 93% hidrogénből és 7% héliumból áll, molekulaszám szerint 86% hidrogénből és 13% héliumból. Mivel a héliumatom négyszer nagyobb tömegű mint a hidrogénatom, az összetétel változik, ha a tömegarányt nézzük. Ez alapján a légkör 75%-ban hidrogén, 24%-ban hélium, 1%-ban más elem. A bolygó belseje sűrűbb anyagot tartalmaz, nagyjából 71% hidrogént, 24% héliumot és 5%-ban más elemeket. A légkör nyomokban tartalmaz metánt, vizet, ammóniát és szilícium alapú összetevőket. Található még szén, etán, hidrogén-szulfid, neon, oxigén és kén. A légkör külső rétege tartalmaz fagyott ammóniakristályt is. Infravörös és ultraibolya mérésekkel benzolt és más szénhidrogént is kimutattak.

Színképelemzés alapján a Szaturnuszról úgy tudjuk, hogy összetétele hasonló a Jupiteréhez. A másik két gázóriásnak, az Uránusznak és a Neptunusznak viszonylag kevesebb hidrogénje és héliumja van. Helyszíni mérések hiánya miatt a nehezebb elemek pontos gyakorisága a Jupiteren túli bolygóknál nem ismert.

Tömeg

A Jupiter 2,5-szer nagyobb tömegű, mint a Naprendszer többi bolygója együtt. Bár a Föld eltörpül a Jupiter mellett (átmérője 11-szer kisebb), az óriásbolygó sűrűsége jóval kisebb.

A Jupiternél sokkal nagyobb tömegű exobolygókat is felfedeztek, bár ezeknek a többségéről úgy vélik, hogy szintén gázóriások. Nincs egyértelmű definíció arra, hogy mi különbözteti meg egy gázbolygót (mint például a Jupitert) egy barna törpétől, bár az utóbbinak meglehetősen speciálisak a színképvonalai. Jelenleg, ha egy csillagszerű anyageloszlással rendelkező égitest meghaladja a 13 Jupiter-tömeget (tehát elég nagy ahhoz, hogy deutériumot égessen), akkor barna törpének tekintik. Ennél kisebb tömegű égitest bolygónak minősül.

Ha a Jupiter nagyobb tömegű lenne a jelenleginél, valószínűleg összeroskadna. A belső egyre jobban összehúzódna a fokozott gravitációs erő alatt. Az összehúzódás addig folytatódna, amíg a a magfúzió be nem indulna. Néhány csillagász sikerületlen csillagnak nevezi a Jupitert. Bár a bolygónak hetvenötször kellett volna nagyobb tömegűnek lennie, hogy csillag lehessen, a legkisebb vörös törpe csak körülbelül 30%-kal nagyobb sugarú, mint a Jupiter.

Ennek ellenére a Jupiter még mindig több hőt sugároz, mint amennyit a Naptól kap. A bolygó által termelt hő, majdnem egyenlő a kapott napsugárzással. Ezt a hősugárzást Kelvin-Helmholtz folyamat hozza létre adiabatikus összehúzódással. A folyamat eredményeként a bolygó körülbelül 2 cm-t húzódik össze minden évben. Kialakulásakor a Jupiter kétszer nagyobb átmérőjű és sokkal melegebb volt mint most.

Belső szerkezet

A Jupiter belső szerkezete

Még mindig létezik bizonytalanság a Jupiter belső szerkezetét illetően. Egy modell szerint a felépítés homogén, szilárd felszín nélküli, a sűrűség fokozatosan növekedik a mag irányába. Másrészt a Jupiter akár tizenkét Föld tömegű sűrű, sziklás maggal is rendelkezhet, amely a teljes tömegnek nagyjából a 3%-át teszi ki. A központi régiót sűrű, fémes hidrogén veszi körül, amely körülbelül a bolygó sugarának 78%-ára terjed ki. A hélium és neon esőhöz hasonló cseppjei ezen a rétegen keresztül kicsapódnak, csökkentve arányukat a felső légkörben.

A fémes hidrogén réteg fölött a folyékony és gáznemű hidrogén átlátszó rétege található. A gázréteg a felhőrétegtől körülbelül 1000 km mélyre terjed. Nincs közvetlen határ a hidrogén különböző rétegei között; a mélységgel a hidrogén állapota gázból folyékonyba megy át.

A hőmérséklet és a nyomás a Jupiter belsejében a mag felé nő. A fázis az átmeneti régióban, ahol a folyékony hidrogén fémessé alakul, a hőmérséklet 10 000 K körüli, a nyomás 200 GPa. A hőmérséklet a mag felszínén 36 000 K, a belső nyomás pedig nagyjából 3000-4500 GPa.

A Jupiter magnetoszférája a legnagyobb alakzat az egész Naprendszerben. Elnyúlik egészen a Szaturnusz pályáján túlra. Ha látható lenne, az esti égbolton nagyobbnak látszana, mint a telihold. Kb. 14-szer erősebb a földi magnetoszféránál. A forgástengely és a mágneses tengely 11°-os szöget zár be egymással úgy, hogy az északi mágneses pólus a déli földrajzi pólus közelében van, a déli pedig az északi pólus közelében (azaz polaritása a földinek fordítottja). A Jupiter magnetoszférájának mérete a napszél hatása miatt változik. A magnetoszféra kialakulásának oka valószínűleg a bolygó belsejében lévő folyékony fémszerű burok. A mágneses pólusoknál a magnetoszféra és a napszél részecskéinek interakciójából jön létre a Jupiter aurórája.

A Jupiter legismertebb alakzata a Nagy Vörös Folt, egy a Földnél nagyobb átmérőjű, tartós anticiklon vihar az egyenlítőtől 22°-ra délre, amely legalább 300 éve tombol. Matematikai modellek azt mutatják, hogy a vihar stabil képződmény, a bolygó állandó alakzata. A vihar elég nagy ahhoz, hogy akár kisméretű földi távcsövekkel is megfigyelhessük. A Jupiteren más nagy viharok is vannak, amelyek azonban sem méretükben, sem élettartamukban nem közelítik meg a Nagy Vörös Foltot.

Holdak

A Jupiternek 65 holdja ismert. A négy legnagyobbat (Io, Europé, Kalliszto, Ganümédész) Galilei-holdaknak nevezik, felfedezőjük Galileo Galilei után, aki 1610-ben észlelte őket. A következő négy évszázadban további kilenc kisebb holdat fedeztek fel a csillagászok földi távcsöveikkel. 1979-ben a Voyager–1 űrszonda három újabbat talált, ezzel az ismert holdak száma 16-ra emelkedett. Később a fejlettebb technológiáknak köszönhetően további holdakat fedeztek fel a csillagászok; ezek kicsi, átlagosan 3 km átmérőjű aszteroidák, amelyeket befogott a Jupiter gravitációs tere. A jelenlegi 63 hold több, mint amennyi bármely más bolygónak van, de valószínűleg még sok kisebb, ismeretlen hold is kering a Jupiter körül.

Tartalomjegyzékhez < Világképem <  Anyag-időszak     

----------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Jupiter

http://www.havasok.hu/cikk/a-jupiter-nagy-voros-foltja