Jupiteris ir jo palydovai

Jupiteris

Tai didžiausia ir masyviausia saulės šeimos planeta. Jupiterio masė didesnė už visų kitų didžiųjų planetų bendrą masę net pustrečio karto. Tačiau iki Saulės masės jam dar toli gražu: iš vienos Saulės būtų galima padaryti beveik 1050 tokių kosminių kūnų kaip Jupiteris. Vidutiniškas Jupiterio tankis – pats artimiausias Saulės tankiui: 0,08 g/cm3 mažesnis už jos tankį.

Nepaisant didumo, Jupiteris yra mikliausia planeta, pustrečio karto greičiau negu Žemė apsisukanti apie savo ašį. Viršutiniai atmosferos sluoksniai sukasi nevienodu kampiniu greičiu: prie pusiaujo apsisukimo periodas 5m11s trumpesnis kaip viidurinėse platumose. Dėl greito sukimosi planeta labai susiplojusi: jos ašigalinis spindulys 4400 km trumpesnis nei pusiaujinis, taigi paplokštumas lygus net 0,06.

Jupiteris – stiprus kosminis magnetas: šiauriniame poliuje jo stiprumas lygus 14 Oe, pietiniame – 11 Oe ir prie pusiaujo 4,2 Oe. Magnetinis poliarumas priešingas Žemės magnetiniam poliarumui. Magnetinis laukas panašus į Žemės magnetinį lauką, bet už jį daug kartų stipresnis ir siekia toliau. Suprantama, kad Saulės vėjo dalelės, susidūrusios su Jupiterio magnetiniu lauku, patenka kaip į spąstus. Aplink Jupiterį, skirtingai negu apie Žemę, susidaro ne radiacijos žiedas, bet ellektringas diskas. Elektringos dalelės turi savo magnetinį lauką, kuris deformuoja Jupiterio lauką. Į Saulę atgręžtoje pusėje 50 – 100 Jupiterio spindulių nuotoliu susidaro frontas, o priešingoje laukas nutįsta net už Saturno orbitos.

JAV kosminės stotys, praskriejusios arti Jupiterio, aptiko labai sudėtingą ir įvairiaspalvę viršutinę planetos at

tmosferą. Atogrąžų sritys gauna daugiau Saulės energijos, labiau įkaista, ir oras čia kyla aukštyn, užleisdamas vietą vėsesnėms masėms iš ašigalių sričių. Tačiau Jupiteryje vėjai pučia ne išilgai dienovidinių: veikiami Koralio jėgų, kurios šioje planetoje dėl greito sukimosi apie ašį daug veiksmingesnės negu Žemėje, nukrypsta išilgai lygiagrečių. Vėjų greitis atogrąžuose apie – 100 m/s į rytų pusę, apie +20o, -20o platumų zonoje – apie 50 m/s į vakarų pasę. Šiaurės pusrutulyje dar labiau stiprus rytys tarp 20o ir 30o platumos pučia daugiau kaip 100 m/s greičiu. Arčiau ašigalių atmosfera ramesnė.

Jupiterio oras lekia ne tik horizontalia, bet ir vertikalia kryptimi. Atmosfera daugiau kaista nuo vidinių energijos šaltinių negu nuo Saulės. Todėl atmosferoje stipri konvekcija. Kylančios masės yra karštesnės ir šviesesnės, slūgstančios – tamsesnės. Šviesiosios zonos ir tamsesnės juostos ištįsusios lygiagrečiai puusiaujui. Dėl nevienodo temperatūros pasiskirstymo atmosferoje, dėl vėjų ir konvekcijos regimasis Jupiterio paviršius atrodo labai audringas, sūkuringas. Jis ypač ryškus spalvotuose televizijos vaizduose. Jupiterio debesų spalvotumas priklauso nuo įvairių sudėtingesnių cheminių junginių ir smulkių dalelių priemaišų. Viršutinėje debesuotoje atmosferoje rasta etano ( C2H6 ), acetileno ( C2H2 ), fosfino ( PH3 ), anglies monoksido ( CO ) ir kitų junginių.

Žymiausias Jupiterio sūkurys, primenantis žemiškus ciklonus ir anticiklonus, yra garsioji Didžioji raudonoji dėmė. Ji matoma per teleskopus nuo Žemės ir jau stebima apie 300 metų. Itin įspūdinga ši dėmė spalvotuose Ju

upiterio debesų televizijos panoramose.

Raudonoji dėmė susidariusi į pietus nuo pusiaujo. Tai rausvas ovalas, kurio ilgiausias skersmuo – apie 30 000 km, trumpiausias – apie 10 000 km. Kinta dėmės dydis, pavidalas ir vieta Jupiteryje. Arčiau pakrasčio dėmę sudarantys debesys skrieja spiralėmis pagal laikrodžio rodyklę. Dar toliau į pietus regima mažesnė balta dėmė, kurios masės juda priešinga kryotimi. Toliau nuo Raudonosios dėmės taip pat randama baltų dėmių, kurios primena vandens paviršiuje susidarančius sūkurius.

Raudonoji dėmė labai patvari. Ir kiti, daug mažesni, sūkuriai tveria ištisus metus ir dešimtmečius, o analogiški Žemės atmosferos sūkuriai – po kelias ar keliolika dienų. Tik mažesni sūkuriai laikosi kur kas trumpiau: po keliasdešimt ir daugiau kaip po 100 dienų.

Žemiausia temperatūra (apie 130 K, apie -143 °C) yra sluoksnyje, kuriame slėgis 100 – 120 mb. Apie 100 km virš to sluoksnio temperatūra pakyla iki 160 K (~ -113 °C). Daug sparčiau ji kyla einant gilyn: 50 km gylyje nuo žemiausios temperatūros sluoksnio vyrauja amoniako debesys, kurių temperatūra 180 K (~ -93 °C), 70 km gylyje – amonio hidrosulfido ( NH4SH ) 200 – 220 K (~ -73 – -53 °C) temperatūros debesys ir 100 km gylyje – 240 – 280 K (~ -33 – 7 °C) temperatūros vandens garų bebesys.

Dydžiai

Vidutinis nuotolis nuo Saulės av 5,20
Nuotolis milijonais km 778
Ekscentricitetas 0,048
Orbitos posvyris 1o18’,5
Apskriejimo periodas m 11,86
Sinodinis riodas d. 399
Apsisukimo apie ašį periodas 9h50m41s
Vidutinis orbitinis greitis k/m 13,06
Masė mž = 1 317,9
Pusiaujo spindulys km 71 400
Vidutinis tankis g/cm3 1,33
Pagreitis prie paviršiaus m/s2 24,45
Pabėgimo greitis m/s2 61
Albedas 0,42
Lentelė. Jupiterio charakteristika

Daugiausia palydovų turi stambiosios planetos milžinės – Jupiteris ir Saturnas. Šių planetų šeimų ga

ausumas ypač paaiškėjo, kai į jų rajoną nuskriejo kosminės stotys. Be stambiųjų palydovų, atrastų teleskopais iš Žemės, kosminės stotys nufotografavo daug nedidelių palydovų, skriejančių paprastai skirtingomis, įvairiai pasvirusiomis į planetos orbitą plokštumomis.

Vardas Atradimo metai Skersmuo km
Metis 1979 40
Adrastėja 1979 24*10*16
Amaltėja 1892 270*170*150
Tebė 1979 110*?*90
Ijo 1610 3630
Europa 1610 3138
Ganimedas 1610 5262
Kalista 1610 4800
Leda 1974 10
Himalija 1904 180
Lisitėja 1938 20
Elara 1904 80
Anankė 1951 20
Karmė 1938 30
Pasifaja 1908 40
Sinopė 1914 30
Lentelė. Jupiterio palydovai

Jupiterio šeima. Pirmuosius keturis Jupiterio palydovus atrado Galilėjus. Pirmą kartą astronomijos istorijoje pasigaminęs nedidelį teleskopą, jis išvydo tartum sumažintą Saulės šeimos vaizdą. Tie keturi palydovai pavadinti mitologiniais vardais: Ijo, Europa, Ganimedu, Kalista. Jie vadinami ir Galilėjaus palydovais. Dar devyni Jupiterio palydovai atrasti vėliau, nuo 1877 iki 1951 metų. Jų vardai taip pat mitologiniai, be to, taip parinkti, kad galūnė nurodo skriejimo orbitos kryptį: jei vardas baigiasi garsu a, tai palydovas skrieja tiesiogine kryptimi, jei – ė, – skrieja priešinga kryptimi, kitaip sakant, jo posvyrio kampas didesnis kaip 90o.

Taigi Ijo, Ganimedas ir Kalista didesni kaip Mėnulis. Nedaug nuo jų tesiskiria ir Europa. Visi kiti palydovai, išskyrus Amaltėją, prilygstančią stambiam asteroidui, labai maži, giminingi Marso palydovams.

Įdomybės

NASA planai: atominis erdvėlaivis Jupiterio aplinkoje

NASA svarsto galimybę sukurti atominį erdvėlaivį, kuris nuskridęs prie Jupiterio tirtų, ar esama gyvybės trijuose lediniuose planetos didumo mėnuliuose.
Šią programą aptarė NASA pareigūnai JAV geofizikų sąjungos konferencijoje San Franciske.
Ketinamas kurti atominis erdvėlaivis bus didžiausias žmogaus kūrinys, keliausiantis prie Jupiterio palydovų – Kalisto, Europos ir Hanimedo. Jau sugalvotas ir jo vardas – “Jupiterio ledinių mė

ėnulių orbitinis zondas”, arba “Jimo” (Jupiter Icy Moons Orbiter).
Šis erdvėlaivis galės metų metus tyrinėti mėnulius, kuriuose po ledu gali būti didžiuliai vandenynai. Bus nustatoma jų sandara, geologinė raida, galimybė palaikyti gyvybę.
Be vandens, tuose Jupiterio mėnuliuose esama ir dar dviejų svarbių elementų – energijos ir cheminių medžiagų, tinkamų gyvybei. Manoma, kad Marse ir Jupiterio mėnuliuose yra didžiausia nežemiškos gyvybės egzistavimo tikimybė.
Tikėtina, kad 20-35 metrų “Jimo” galima būtų paleisti po 2011 metų. Urano reaktorius pagamins energijos tiek, kad jos pakaks ir elektriniams varikliams, ir įrangai bei instrumentams – dešimteriopai daugiau negu dabartiniuose erdvėlaiviuose.
Reaktoriai bus įmontuoti erdvėlaivio paskuigalyje ant ilgos fermos – kuo toliau nuo instrumentų, kad pastarųjų neveiktų radiacija. Reaktorius ketinama įjungti tik erdvėlaiviui išskridus iš atmosferos į kosminę erdvę. Erdvėlaivyje bus ir skaitmeninių kamerų, ir kitų prietaisų – radaras, lazeris ir pan.

“Galileo”

Nuo 1989 metų spalio 18 dienos, kai daugkartinio naudojimo erdvėlaivis “Atlantis” išvedė „Galileo“ į kosminę orbitą, zondas įveikė daugiau kaip 4,6 mlrd. kilometrų ir perdavė į Žemę daug vertingos informacijos apie Jupiterį ir jo mėnulius.
Dirbtinis palydovas buvo paleistas 1989, o į Jupiterio orbitą įskriejo 1995 metais gruodžio mėnesį. Per 8 kosmose praleistus metus jis pasiuntė į Žemę 14 tūkst. nuotraukų. “Galileo” 34 kartus apskriejo Jupiterį.
“Galileo” yra pirmas kosminis aparatas praskridęs netoli asteroido ir tiksliai išmatavęs Jupiterio atmosferą. Iš kosminio aparato siųstos nuotraukos leido išvysti Jupiterio palydovuose esančias sniego kepures, ledo ežerus ir sutvirtino įtarimus, kad gyvybė egzistuoja ne tik Žemėje.
“Mes sužinojome stulbinančių dalykų. Ši misija buvo aukso vertės”, – pareiškė “Galileo” projekto vadybininkė Claudia Alexander (Klaudija Aleksander).
Vienintelę tikrą nesėkmę “Galileo” misija patyrė 1991 metų balandį, kai iki galo neišsiskleidė sulankstyta, kad neperkaistų, penkių metrų ilgio pagrindinė antena. Kelis mėnesius skrydžio valdymo centras veltui bandė išskleisti anteną, tačiau mokslininkams tada pavyko taip perprogramuoti mokslinę aparatūrą, kad didžioji dalis duomenų į už 900 mln. kilometrų esančią Žemę buvo beveik tokios pat kokybės perduota per papildomą anteną.
1994 metų liepą “Galileo” jau buvo pakankamai arti Jupiterio, kad taptų vieninteliu liudininku, stebėjusiu, kaip garsioji Šumeikerio ir Levio kometa (Shoemaker-Levy 9) atsitrenkė į nuo Žemės pusės nematomą dujinės planetos pusę. 1995 metų gruodžio 7 dieną zondas galiausiai pasiekė Jupiterį ir paleido mokslinį tyrimo aparatą, kuris nusileido į planetos milžinės atmosferą ir pusantros valandos perdavė į Žemę įvairius duomenis. Be to, “Galileo” taip pat tyrė Jupiterio palydovus ir būtent čia padarė įspūdingiausių atradimų: jis, pavyzdžiui, nustatė, kad po “jauna” Europos palydovo ledo pluta veikiausiai slepiasi sūrus vandenynas, kad skysto vandens sluoksnių gali būti Ganimede ir Kalistoje. Tai pakurstė spėliojimus, kad pirmiausia Europoje gali būti gyvybės.
Būtent šis atradimas reiškė mirties nuosprendį kosminiam zondui. NASA baiminosi, kad šešerius metus ilgiau negu planuota tarnavęs ir beveik be kuro likęs zondas taps nevaldomas ir nukris ant Europos. Tačiau kadangi būtent šiame mėnulyje mokslininkai tikisi aptikti gyvybės pėdsakų, “Galileo” reikėjo nukreipti kitur, kad jis iš Žemės atsineštų mikrobų likučiais neužterštų šio Jupiterio palydovo. Todėl “Galileo” buvo nukreiptas į Jupiterio atmosferą, kurioje jis sudegė visiškai, nepalikdamas jokių pėdsakų. Tai įvyko 2003 metų rugsėjo 21 dieną.
„Galileo“ kosmose praleido 14 metų. Tai yra viena sėkmingiausių NASA misijų. Paleidžiant palydovą buvo planuojama, kad pagrindinis jo darbas bus Jupiterio stebėjimas, tačiau dujų giganto palydovai pasirodė esą kur kas įdomesni tyrimų objektai.

Jupiterio palydovas – Europa

Prieš keletą metų paaiškėjo, kad gyvenimo sąlygos Europoje gali būti visai pakenčiamos, todėl NASA nusprendė nerizikuoti galbūt jau egzistuojančiomis gyvybės formomis ir sunaikinti „Galileo“, kol šis nenukrito į perspektyvią planetą. Kosminiame aparate jau beveik baigėsi kuras, kuriuo būtų galima koreguoti kursą. Todėl Jupiterio trauka galėtų kada nors pakeisti aparato orbitą ir tuomet būtų įmanoma, jog palydovas nukristų Europoje ar kokiame nors kitame Jupiterio palydove.
Stambus palydovas Europa, kaip manoma, yra potencialiausias antras gyvybės lopšys Saulės sistemoje. Jei į planetą patektų iš Žemės atkeliavę mikroorganizmai, kuriuos 14 metų šildė kosminiame aparate „Galileo“ buvęs radioaktyvus plutonis, ateityje ieškant gyvybės šioje planetoje galėtų kilti įvairiausių problemų – Žemės bakterijos gali sunaikinti tenykščius organizmus arba imti sparčiai veistis.
„Panašu, kad tai gera vieta, kur įmanomas gyvybės egzistavimas, be to, panašu, kad Žemės gyvybės formoms tai taip pat nebūtų prasta gyvenamoji vieta“, – sakė NASA planetų apsaugos pareigūnas Johnas Rummelis (Džonas Ramelis).

Leave a Comment