Jupiter

Za druga značenja, pogledajte Jupiter (čvor).

Jupiter je peta planeta od Sunca i najveća planeta u Sunčevom sistemu. Jupiter je udaljen 5.20 AU ili 778,330,000 km od Sunca, ima promjer 142,984 km i masu 1.900e27 kg. Dosad je otkriveno 79 prirodnih satelita koji kruže oko Jupitera, a otkriveni su i planetarni prstenovi.

Jupiter
Osobine putanje
Epoha: J2000
Afel	816 520 800 km 5,458104 AU
Perihel	740 573 600 km 4,950429 AU
Srednji poluprečnik putanje	778 547 200 km 5,204267 AU
Ekscentricitet	0,048775
Orbitalni period	4 331,572 d
Sinodni period	398,88 d
Prosječna orbitalna brzina	13.07 km/s
Srednja anomalija	18,818°
Inklinacija	1,305°
Dužina ulaznog čvora	100,492°
Argument perihela	275,066°
Broj satelita	67
Fizikalne osobine
Ekvatorijalni poluprečnik	71 492 ± 4 km
Polarni poluprečnik	66 854 ± 10 km
Elipticitet	0,06487 ± 0,00015
Površina	6,21796×1010 km2
Zapremina	1,43128×1015 km3
Masa	1,8986×1027 kg
Prosječna gustoća	1,326 g/cm3
Ekvatorijalna površinska gravitacija	24,79 m/s2
Brzina oslobađanja	59,5 km/s
Siderički period rotacije	9,925 h
Ekvatorijalna brzina rotacije	12,6 km/s
Osni nagib	3,13°
Rektascenzija sjevernog pola	268,057°
Deklinacija sjevernog pola	64,496°
Albedo	0,52
Temperatura na površini	prosj.: 112-165 K
Prividna magnituda	-1,6 do -2,94
Ugaoni prečnik	29,8" — 50,1"
Osobine atmosfere
Pritisak	20–200 kPa
Skalarna visina	27 km
Atmosferski sastav	Vodonik: 89,8±2,0% Helij: 10,2±2,0% Metan: ~0,3% Amonijak: ~0,026%

Jupiter je četvrto najsjajnije nebesko tijelo, nakon Sunca, Mjeseca i Venere. Masivniji je 2,5 puta od ukupne mase ostalih osam planeta u Sunčevom sistemu.

Jupiter je dobio ime po vrhovnom bogu starih Rimljana, kojeg su Grci zvali Zeus ili Jupiter.

Fizičke osobine

Atmosfera

Jupiterova atmosfera sastoji se od gustih slojeva oblaka čija visina seže do 1000 kilometara. Slojevi oblaka dijele se u tri glavne grupe koji se međusobno razlikuju po boji. Na vrhu atmosfere se nalaze crveni oblaci čiji sastav je mješavina leda i vode. Kristali amonij-hidrosulfida čine bijele i smeđe oblake koji su u središnjem dijelu atmosfere. Dno atmosfere pokrivaju plavičasti oblaci koji svoju boju zahvaljuju kristalima amonijakovog leda. Općenito se može reći da je atmosfera ovoga diva među planetama Sunčevog sistema sastavljena od 75 % hidrogena i 23 % helija. Ostatak otpada na vodenu paru, metan, amonijak i slične hemijske spojeve. Najzanimljiviji fenomen vezan za Jupiterovu atmosferu je takozvana "velika crvena pjega". To je područje eliptičnog oblika u jupiterovoj atmosferi čija je veličina otprilike 12 000 × 25 000 km. Velika crvena pjega je u stvari velika oluja koja traje već stoljećima. Vjetrovi koji pušu unutra same oluje mogu premašiti 600 km/h. Nije samo područje velike crvene pjege aktivno u Jupiterovoj atmosferi. Cijela atmosfera je vrlo turbulentna i aktivna. Prosječna brzina vjetra u gornjim slojevima Jupiterove atmosfere je 500 km/h.

Osobine unutrašnjosti planete

Mjerenja gravitacionog polja ukazuju na postojanje značajne koncentracije stjenovitog i ledenog materijala u Jupiterovoj unutrašnjosti, vjerovatno jezgre mase 10 do 15 puta veće od Zemlje. Pritisak u unutrašnjosti Jupitera dostiže više desetaka miliona bara.

Na moguću kameno-ledenu jezgru nastavlja se debeli sloj metalnog vodika. Naime, pri pritisku od oko 2 × 10¹¹ Pa, hidrogen prelazi u metalno tekuće stanje. To je stanje pri kojem su molekule hidrogena tako gusto složene da pojedine atome susjedna molekula privlači jednako kao i atom partner u istoj molekuli. Posljedica toga je razbijanje molekula. Pored toga događa se da i elektrone u ljuskama privlače susjedne jezgre, pa dolazi do ionizacije (odvajanja elektrona od jezgri). Vodik postaje vrlo vodljiv (slično metalima), pa se zato ovo stanje zove metalni tekući vodik. Ovaj sloj vjerovatno sadrži i primjese helija i raznog leda. Postojanje metalnog vodika je dokazano u laboratorijima na Zemlji 1996. godine.

Na sloj metalnog vodika se u blagom prelazu nastavlja sloj vodika i helija u molekularnom obliku koji iz tekućeg stanja (dublji slojevi) prelazi u plinovito (bliže površini). Atmosfera koju vidimo je samo vanjski dio ovog sloja. Ovaj sloj sadrži i manje količine vode, ugljik-dioksida, metana i drugih jednostavnih spojeva.

Jupiter je po sastavu 90% hidrogen i 10% helij (po masenom udjelu), sa tragovima vode, metana i amonijaka. Taj sastav približno odgovara i sastavu prvobitnog oblaka od kojeg je i nastao Sunčev sistem.

Jupiterova unutrašnjost je vrlo vruća, temperature u središtu su čak 20.000 K, pa Jupiter 1,5 puta više energije zrači u svemir nego što je prima od Sunca. Ravnotežna temperatura (ona koju bi imao da ga grije samo Sunce) za Jupiter iznosi 140 K, ali je stvarna temperatura njegovih vanjskih dijelova približno 160 K. To se objašnjava Kelvin-Helmholtzovim mehanizmom (potencijalna energija gravitacijskog polja sažimanjem prelazi u unutarnju energiju). Za opaženu količinu energije bi bilo dovoljno da se Jupiter sažme za 1 mm godišnje.

Postoji neopravdano mišljenje da Jupiteru nedostaje samo malo mase da bi postao zvijezda. Iako velik, Jupiter je po dimenzijama vrlo daleko od zvijezda ili smeđih patuljaka. Trebala bi mu 80 puta veća masa da u njegovom središtu započnu nuklearne reakcije.

Orbita

Jupiter svoju stazu oko Sunca obiđe za 11,87 godina. Zbog eliptičnosti putanje udaljenost između Jupitera i Sunca varira od 4,95 do 5,5 AJ.

Rotacija

Jedan Jupiterov dan traje 9 sati i 50 minuta. Zbog te brze rotacije na Jupiteru nastaju snažna vrtloženja i turbulencije u atmosferi. Periodi rotacije se razlikuju od sloja do sloja zbog različitih atmosferskih kretanja.

Magnetosfera

Godine 1955. otkrivena je radio-emisija s Jupitera, što je upućivalo na jako magnetsko polje. Jako magnetsko polje Jupitera posljedica je debelog sloja metalnog vodika i brze rotacije. Magnetska os priklonjena je za 11° prema osi rotacije.

U atmosferi, ono iznosi oko 10⁻³ T (4000 puta jače od Zemljinog). Jupiterovo magnetsko polje je oko 100 puta veće od Zemljinog. Proteže se nekoliko miliona kilometara u smjeru Sunca i čak oko 650 miliona km u suprotnom pravcu, te doseže i do Saturnove putanje. Magnetsko polje stvara jake struje visoko-energetskih čestica koje su 10 puta jače od onih u Van Allenovim pojasima.

Ono obuhvata i putanje Jupiterovih satelita, pa se time djelomično objašnjava velika vulkanska aktivnost na Iju. Između Jupitera i Ioa izmjerena je električna struja jakosti 5 miliona ampera (5 MA). Naelektrizirane čestice ubrzane do vrlo velikih brzina udaraju u Iovu površinu i izbijaju atome s površine. Izbijeni atomi čine Iov Torus, veliki prstenasti oblak električki nabijenih čestica oko Iove putanje.

Jupiterovo magnetsko polje uzrokuje i polarnu svjetlost.

Jupiterovi prstenovi

Godine 1979. letjelica Voyager je otkrila Jupiterove prstenove. Prstenovi se uglavnom sastoje od mikrometarskih čestica prašine, a prostiru se sve do površine planeta. Najbliži Jupiteru je Halo prsten, širok oko 20 000 km, koji ima oblik torusa. Na Halo se nastavlja 7 000 km široki glavni prsten. Unutar glavnog prstena se nalaze i Jupiterovi sateliti Metida i Adrasteja. Smatra se da su ova dva satelita izvor materijala (udari meteorita izbacuju krhotine u Svemir) za glavni pojas, dok su druga dva mala unutrašnja satelita - Amalteja i Teba - izvori materijala za vrlo rijetke Amalthea Gossamer (unutar Amaltejine putanje) i Thebe Gossamer (između putanja Amalteje i Tebe) prstene koji se nastavljaju na glavni prsten.

Prirodni sateliti

Prema dosadašnjim saznanjima oko Jupitera kruži 79 prirodnih satelita. Zbog velikog broja prirodnih satelita postoji podjela po sljedećim grupama:

• Amalteja
• Galilejanski (Io, Evropa, Ganimed, Kalisto)
• Temisto
• Himalija
• Ananka
• Karma
• Pasifaja

Ovo razdvajanje po grupama napravljeno je po svojstvima nebeskih tijela kao i po svojstvima njihovih orbita. Naprimjer, galilejanski sateliti veliki su i nalik malim planetama, dok su sateliti iz grupe Ananka ili iz grupe Amalteja mala tijela nepravilnog oblika i asteroidnog porijekla.

Historija ljudskog istraživanja

Zbog svoje vidljivosti golom oku na noćnom nebu Jupiter je bio poznat u antičkim vremenima. Godine 1610. Galileo Galilej pomoću teleskopa otkriva četiri prirodna satelita koji su prozvani: Io, Evropa, Ganimed i Kalisto. Ovu grupu priodnih satelita nazivamo galilejanskim satelitima. Sa Zemlje je do sada poslano 7 sondi, koje su bile uspješne u svom cilju. Prva sonda koja je uspjela stići do Jupitera bila je međuplanetarna sonda Pioneer 10. Poslala je prve slike niske rezolucije. Pioneer 10 je također vratila i telemetrijske podatke o magnetosferi i atmosferi Jupitera. Sonde iz porodice Voyager (Voyager 1 i Voyager 2) svojim preletom pokraj Jupitera opremljene boljim kamerama i instrumentima nego sonde Pioneer, poslale su slike i telemetrijske podatke na zemlju 1979, što je doprinijelo proširenju znanja o planeti Jupiter, otkrivši sljedeće:

• orbitalne prstene koje opasuju planet slične onima oko Saturna, ali manje izražene
• nove satelite koje nisu bile opaženi prije, na primjer grupu satelita u porodici Amalteja koji su u niskoj orbiti iznad Jupitera i koji imaju promjer manji od 200 km

Ekspedicije svemirskih letjelica čine prekretnicu u izučavanju divovskih planeta i njihovih satelita. 4. ožujka 1979. otkriven je Jupiterov prsten. Saturn je primio posjet Pioneera 11. septembra 1979., Voyagera 1 u novembru 1980., a Voyagera 2 u augustu 1981. Voyagera 2 je u januaru 1986., osam godina nakon lansiranja, stigao u najveću blizinu Urana, a 1989. i do Neptuna. Plin helij je na Jupiteru spektroskopski dokazan iz Pioneera 10. Na temelju opažanja u optičkom i radio valnom području, i sa Zemlje i s letjelica, te izravnim mjerenjima iz letjelica može se veoma sigurno govoriti o građi tijela koje pripadaju Jupiterovoj skupini planeta.

Međuplanetarne sonde
Država	Ime sonde	Datum lansiranja	Datum dolaska	Kraj misije (za Jupiter)	Opaska
SAD	Pioneer 10	3. mart 1972.	decembar 1973.		Prelet pokraj Jupitera. Prve slike, podaci o magnetosferi.
SAD	Pioneer 11	6. april 1973.	decembar 1974.
SAD	Voyager 1	5. septembar 1977.	mart 1979.		Otkrio planetarne prstenove i nove satelite.
SAD	Voyager 2	20. august 1977.	juni 1979.		Slike galilejanskih satelita i atmosfere.
SAD	Galileo	18. oktobar 1989.	7. decembar 1995.	21. septembar 2003.	Spustio sondu u Jupiterovu atmosferu. Velik broj fotografija Jupitera i satelita.
SAD EU	Cassini	15. oktobar 1997	30. decembar 2000.		Prelet pokraj Jupitera na putu za Saturn.
SAD	New Horizons	19. januar 2006.	28. februar 2007.		Prelet pokraj Jupitera na putu za Pluton.

Jupiter u romanima i filmovima

• U filmu 2001: Odiseja u svemiru (1968) Stanleyja Kubricka Jupiter je središte radnje, dok se u nastavku (1984) Jupiter pretvara u zvijezdu pomoću fiktivne tehnologije koja uspijeva povećati gustoću njegovog jezgra.

Vanjski linkovi

• Hans Lohninger; et al. (2. 11. 2005). "Jupiter, As Seen By Voyager 1". A Trip into Space. Virtual Institute of Applied Science. Pristupljeno 9. 3. 2007.
• Dunn, Tony (2006). "The Jovian System". Gravity Simulator. Pristupljeno 9. 3. 2007. – simulacija 62 Jupiterova prirodna satelita
• Seronik, G.; Ashford, A.R. "Chasing the Moons of Jupiter". Sky & Telescope. Arhivirano s originala, 10. 12. 2012. Pristupljeno 9. 3. 2007.
• "In Pictures: New views of Jupiter". BBC News. 2. 5. 2007. Pristupljeno 2. 5. 2007.
• Cain, Fraser. "Jupiter". Universe Today. Pristupljeno 1. 4. 2008.
• "Fantastic Flyby of the New Horizons spacecraft (1. 5. 2007)". NASA. Arhivirano s originala, 20. 10. 2011. Pristupljeno 21. 5. 2008.
• "Moons of Jupiter articles in Planetary Science Research Discoveries". Planetary Science Research Discoveries. University of Hawaii, NASA. Pristupljeno 17. 11. 2015.
• Jupiter in Motion, album slika sa Junoa pretvoren u kratke klipove
• Video iz juna 2010.
• Bauer, Amanda; Merrifield, Michael (2009). "Jupiter". Sixty Symbols. Brady Haran za Univerzitet Nottinghama.
• "NASA Solar System Jupiter". Arhivirano s originala, 25. 12. 2013. Pristupljeno 23. 3. 2020.
• Fotografije Jupitera iz 1920-ih iz digitalne arhive Opservatorije Lick Arhivirano 4. 9. 2015. na Wayback Machine
• Interaktivna 3D vizualizacija Jovijanskog sistema
• Video (2:27) - Nova Hubbleova slika Jupitera na YouTubeu - NASA (8. august 2019)