Jowisz - król planet układu słonecznego

Jowisz – gazowy gigant

·Odległość od słońca: maksymalna – 815,7 miliona km
minimalna – 740,9 miliona km
·Średnica równikowa: 142984 km
·Średnica biegunowa: 133708 km
·Prędkość ucieczki: 59,6 km/s
·Średnia prędkość orbitalna: 13,1 km/s
·Długość roku: 11,86 ziemskiego roku
·Czas obrotu wokół osi: 9,84 ziemskiej godziny
·Temperatura powierzchni: -150ºC
·Masa: 317,94 masy Ziemi
·Mimośród orbity: 0,048
·Nachylenie równika do orbity: 3º,1
·Nachylenie orbity do ekliptyki: 1º,308
·Albedo: 0,42
·Grawitacja na równiku: 2,34 przyciągania Ziemskiego

Ogromny Jowisz – masą przewyższa masę wszystkich planet Układu Słonecznego razem – jest wraz z Marsem czwartym, co do jasności, po Słońcu, księżycu i Wenus, obiektem na ziemskim niebie. Jego wielki dysk i wysokie, wynoszące 0,42, albedo(stosunek światła odbitego od powierzchni do światła padającego) sprawiają, że osiąga –2,8 mag wielkości gwiazdowej(jasność krążącej blisko nas Wenus sięga –4,4 mag).
Ta wspaniała planeta, oglądana nawet przez mały, 75-mm refraktor, stanowi dla obserwatora fascynujący widok. Ma postać poprzecinanego ciemnymi psami żółtawego dysku, któremu towarzyszą księżyce. Cztery najjaśniejsze z nich widać wyraźnie – co noc zmieniają swoje położenie, krążąc wokół giganta. Ruch ten zaobserwował w 1610 r. Galileusz, co pomogło mu wykazać słuszność kopernikańskiego(heliocentrycznego) modelu Układu Słonecznego. Jowisz różni się od Ziemi i innych skalnych planet ziemiopodobnych, Merkurego, Wenus i Marsa, mających wyraźnie wyodrębnioną skalistą powierzchnię, nad którą unosi się cienka powłoka atmosfery. Na Jowiszu i na innych gazowych gigantach – Saturnie, Uranie i Neptunie – atmosfera stanowi w zasadzie cały glob planety. W przypadku Jowisza jego skalne jądro o średnicy 30000 km jest drobnym okruszkiem w porównaniu z głębokością potężnej atmosfery. Składem przypomina ona wnętrze gwiazdy – składa się głównie z wodoru z niewielką domieszką helu. Są w niej też ślady metanu i amoniaku oraz niewielkiej ilości pary wodnej.
Pole magnetyczne Jowisza, 1000 razy silniejsze od ziemskiego, generuje prądy w warstwie płynnego metalicznego wodoru, otaczającej stałe jądro.
Odchylenie pola magnetycznego od osi obrotu planety wynosi 11, a jego wpływ sięga daleko w przestrzeń. Oddziałuje ono z wiatrem słonecznym, czyli strumieniem naładowanych cząstek wysyłanych przez Słońce. Przy zetknięciu korpuskularnego promieniowania Słońca z polem magnetycznym powstaje magnetosferyczna fala uderzeniowa, gdzie cząstki zostają gwałtownie wyhamowane, po czym zyskują energię, w miarę jak ślizgają się spiralnie wzdłuż linii pola. Nad północnym i południowym biegunem magnetycznym pole zakrzywia się lejowato w kierunku powierzchni planety. Kres efektywnego działania pola magnetycznego wyznacza magnetopauza, a magnetosferyczny ogon rozciąga się na wielkim obszarze, sięgając być może aż za orbitę Saturna.
Ciśnienie gazu przy powierzchni skalnego jądra jest 45 milionów razy wyższe niż na poziomie morza na Ziemi. To potworne ciśnienie sprasowało gazy, które uzyskały właściwości ciała stałego, podnosząc jednocześnie temperaturę do 30000 K. Na skutek prądów konwekcyjnych żar z jądra wydostaje się na powierzchnię planety i Jowisz wypromieniowuje 2,5 raza więcej energii – głównie w podczerwienie – niż sam otrzymuje oś Słońca.
Do 1940 r. sądzono, że Jowisz emituje światło jak gwiazda. Jego masa stanowi jednak tylko 0,001 część masy Słońca, a masa krytyczna potrzebna do zapoczątkowania reakcji jądrowych w gwieździe wynosi 0,06 masy Słońca – tak więc Jowisz powinien być 60 razy większy, żeby stać się gwiazdą. Światło, które widzimy jest zatem światłem słonecznym odbitym od chmur atmosfery olbrzyma, a nie energią syntezy jądrowej zachodzącej w jego wnętrzu.
Patrząc na Jowisza, widzimy jego zewnętrzną atmosferę. Jest to głównie wodór ze śladami innych substancji zawieszonych warstwowo jak chmury unoszące się na ziemskim niebie. Kiedy planeta rotuje, warstwy te mieszają się, tworząc pasy równoległe do równika. Zaobserwowano 19 takich struktur i nadano im nazwy, w zależności od miejsca występowania. W pasach tych wieją wiatry, których prędkość waha się od 180 km/h dla wiatrów zachodnich do 430 km/h dla wschodnich. W miejscu ich spotkania powstają gwałtowne, mniej lub bardziej trwałe wiry.
Obszar Biegunowy Północny przecinają ciemne pasy na przemian z obszarami nieco jaśniejszymi, natomiast Północny Pas Umiarkowany upstrzony jest wielkimi czerwonymi wirami o rozmiarach połowy Ziemi. Poniżej znajduje się jasna Strefa Tropikalna Północna, której wysokie chmury utworzone są z kryształów amoniaku. W Pasie Równikowym Północnym występują poskręcane rozgałęzione struktury, utrzymywane przez skomplikowany układ wiatrów wiejących w przeciwnych kierunkach.
Poniżej równika struktura planety bardziej się komplikuje. Przez ciemny Pas Równikowy Południowy i jaśniejszą nieco Południową Strefę Tropikalną ciągnie się Wielka Czerwona Plama. Choć struktura ta czasem blednieje, nigdy całkiem nie zanika i, jak czasem się wydaje, jest niezmiennie widoczna na planecie od 300 lat. Obszar Biegunowy Południowy obfituje natomiast w ogromne zakłócenia, objawiające się jako wielkie, białe plamy chmur.
Wielka Czerwona Plama(GRS) jest ogromnym wirem w atmosferze Jowisza leżącym w obszarze dwóch pasów na półkuli południowej ma ona około 40000 km średnicy – ponad trzykrotna średnica Ziemi – i obraca się w kierunku przeciwnym do wskazówek zegara w czasie około 6 dni. Kolor GRS pochodzi od fosforowodoru wyrywanego z niższych warstw i rozkładanego na powierzchni przez światło słoneczne, wynikiem czego jest czerwony fosfor.
Wśród gazów zdumiewającej atmosfery Jowisza zawieszone są także warstwy kropelek wody, kryształki lodu, kryształki amoniaku i wodorosiarczku amonu. Warstwy te mają różne kolory: kryształy amoniaku są białe; wodorosiarczku amonu są czerwonawe; mieszaniny związków siarki i wody – brązowe.
Atmosfera Jowisza, w której zachodzą te zjawiska, ma grubość około 1000 km. Poniżej znajduje się ciekły wodór – na jego powierzchni panuje temperatura 2000 K. Nie wrze on tylko dlatego, że panuje tam ciśnienie 90000 atmosfer(90000 razy większe niż średnie ciśnienie na poziomie morza na Ziemi).
Na dnie tego wodorowego oceanu, na głębokości około 25000 km, temperatura wynosi już 11000 K, a ciśnienie jest 3 miliony razy wyższe niż na Ziemi. W tych niesłychanych warunkach wodór staje się ciałem metalicznym. Jego atomy są tak ściśnięte, że tracą powłoki elektronowe, a uwolnione elektrony wędrują swobodnie, tak jak w krystalicznej strukturze metalu. Tę metaliczną, grubą na 30000 km skorupę przebiegają potężne prądy elektryczne odpowiedzialne za pole magnetyczne Jowisza, znacznie rozleglejsze i silniejsze niż ziemskie
Warstwa metalicznego wodoru otacza stałe, skalne jądro Jowisza – zbudowane z żelaza i krzemianów – które swym rozmiarem osiem razy przewyższa Ziemię.

Królewscy dworzanie.
Sondy „Voyager” zbliżyły się do Jowisza w roku 1979. przesłały na Ziemię mnóstwo zdjęć tej majestatycznej planety i asystujących jej szesnastu księżyców. Cztery największe – Io, Europa, Ganimedes i Callisto – nazywane są księżycami galileuszowymi, ponieważ w 1610 r. odkrył je Galileusz. Są one pokaźnych rozmiarów: zarówno Ganimedes, jak i Callisto – zewnętrzne księżyce galileuszowe – są większe od Merkurego.
Io można określić mianem kosmicznego wulkanu. Jego aktywność wulkaniczna jest efektem działania grawitacji Jowisza, która powoduje pękanie powierzchni Io. Co kolejne erupcje wulkaniczne odnawiają jej skorupę, która ma dopiero milion lat
Ganimedes, o średnicy 5260 km, jest największym księżycem w Układzie Słonecznym. Zbudowany głównie z lodu, charakteryzuje się poznaczoną kraterami powierzchnią; niektóre z kraterów mają promienie. Widoczne też są spękania skorupy i uskoki, świadczące o aktywnych procesach w głębi tego księżyca.
Callisto, które jest pokryte lodem, mając średnicę 4800 km, jest drugim co do wielkości księżycem Jowisza. Powierzchnia jej jest zryta przez liczne meteory.
Europa także pokryta jest lodem, ale ma mniej kraterów i przy średnicy 3138 km, jest najmniejszym z księżyców galileuszowych. Przypuszcza się, że lód na jej powierzchni powstał z wody, która wydobyła się z wnętrza i zamarzła, czyniąc z tej miniplanetki najgładsze ciało w Układzie Słonecznym.
Wewnątrz orbity Io krąży mały księżyc, Amalthea. Jest to czerwone ciało o nieregularnym kształcie (270x155), dłuższą osią skierowane ku Jowiszowi. Pomiary w podczerwieni wykazały, że rozgrzewają go prądy elektryczne przebiegające przez jonosferę Jowisza.
Jeszcze bliżej planety, 58000 km nad chmurami, znajdują się dwa inne księżyce, oba o około 40-kilometrowej średnicy, a trzeci mały obiekt krąży pomiędzy Amaltheą i Io.
Osiem pozostałych księżyców znajduje się znacznie dalej. Są to raczej schwytanie przez Jowisza asteroidy, okrążające go w dwóch oddzielnych grupach. Cztery z nich tworzą grupę w odległości 11,54 miliona km od planety, a ich orbity nachylone są do orbity Jowisza pod kątem około 28. Druga grupa krąży w odległości 20-24 milionów kilometrów po orbitach nachylonych o 150. Średnica każdego z tych księżyców zawiera się w przedziale od 10 do 30 km.
Wyprawa „Voyagerów” przyczyniła się do wielu odkryć, między innymi pozwoliła stwierdzić, że Jowisz ma pierścień podobny do pierścienia Saturna. Leży on w płaszczyźnie równika planety na wysokości 57000 km nad wierzchową warstwą chmur i ma 6500 km szerokości oraz nie więcej niż 1 km grubości. Składa się prawdopodobnie z pyłu i lodu.

Bibliografia:
·Colin Ronan => „Wszechświat”
·Zbigniew T. Dworak, Ludwik Zajdler => „Planety ○ Gwiazdy ○ Wszechświat”
·„Świat Wiedzy”
·wiadomości zaczerpnięte z Internetu