A Jupiter a Földhöz képest

amióta Galileo Galilei először közelről megfigyelte a Jupitert 1610-ben egy saját tervezésű távcsővel, a tudósokat és csillagászokat rendkívül lenyűgözte a Jovi bolygó. Nem csak a Naprendszer legnagyobb bolygója, de még mindig vannak dolgok ebben a világban – az évszázados kutatások és a számos felfedező küldetés ellenére–, amelyek továbbra is rejtélyesek még a legnagyobb elméink számára is.

ennek egyik fő oka az, hogy a Jupiter annyira élesen különbözik attól, amit mi földlakók normálisnak tartunk. Hihetetlen mérete, tömege,összetétele, mágneses és gravitációs mezőinek rejtélyei és lenyűgöző holdrendszere között létezése megmutatta nekünk, hogy mennyire sokfélék lehetnek a bolygók.

méret, tömeg és sűrűség:

a Föld átlagos sugara 6371 km (3958,8 mérföld), tömege 5,97 6024 kg, míg a Jupiter átlagos sugara 69 911 6 km (43441 mérföld), tömege 1,8986 1027 kg. Röviden, A Jupiter majdnem 11-szer akkora, mint a Föld, és alig 318-szor nagyobb tömegű. A Föld sűrűsége azonban lényegesen magasabb, mivel földi bolygóról van szó – 5,514 g/cm3 1,326 g/cm3-hez képest.

emiatt a Jupiter “felszíni” gravitációja lényegesen magasabb, mint a Föld normál – azaz 9,8 m/s2 vagy 1 g. míg gázóriásként a Jupiternek önmagában nincs felülete, a csillagászok úgy vélik, hogy a Jupiter légkörében, ahol a légköri nyomás 1 bar (ami megegyezik a föld tengerszintjével), a Jupiter 24,79 m/s2 gravitációs erőt tapasztal (ami 2,528 g-nak felel meg).

összetétel és szerkezet:

a Föld egy földi bolygó, ami azt jelenti, hogy szilikát ásványokból és fémből áll, amelyek megkülönböztetik a fémmagot a szilikát köpenytől és kéregtől. Maga a mag is megkülönböztethető, a belső mag és a külső mag között (amely a Föld forgásával ellentétes irányban forog). Ahogy az ember leereszkedik a kéregből a belső térbe, a hőmérséklet és a nyomás növekszik.

a Föld alakja megközelíti az oblate gömb alakját, a tengely mentén pólusról pólusra lapított gömböt úgy, hogy az Egyenlítő körül dudor van. Ez a dudor a föld forgásából származik, és az átmérő az egyenlítőn 43 kilométerrel (27 mérföld) nagyobb, mint a pólus-pólus átmérő.

ezzel szemben a Jupiter elsősorban gáznemű és folyékony anyagból áll, amely a gáznemű külső légkör és a sűrűbb belső tér között oszlik meg. Felső atmoszférája körülbelül 88-92% hidrogénből és 8-12% héliumból áll gázmolekulák, és kb. 75 tömegszázalék hidrogén és 24 tömegszázalék hélium, a maradék egy százalék más elemekből áll.

a légkör nyomokban metánt, vízgőzt, ammóniát és szilícium alapú vegyületeket, valamint nyomokban benzolt és más szénhidrogéneket tartalmaz. Szén, etán, hidrogén-szulfid, neon, oxigén, foszfin, kén nyomai is vannak. Fagyasztott ammónia kristályokat is megfigyeltek a légkör legkülső rétegében.

a sűrűbb belső tér nagyjából 71% hidrogénből, 24% héliumból és 5% egyéb elemekből áll. Úgy gondolják, hogy a Jupiter magja elemek sűrű keveréke – folyékony fémes hidrogén környező rétege némi héliummal, a külső réteg pedig túlnyomórészt molekuláris hidrogén. A magról azt is megállapították, hogy sziklás, de ez is ismeretlen marad.

és hasonlóan a Földhöz, a Jupiter belsejében a hőmérséklet és a nyomás drámaian megnő a mag felé. A” felszínen ” a nyomás és a hőmérséklet 10 bar és 340 K (67 Kb C, 152 Ft). Abban a régióban, ahol a hidrogén fémessé válik, úgy gondolják, hogy a hőmérséklet eléri a 10 000 K-t (9 700 C; 17 500 F), a nyomás pedig 200 GPa. A maghatár hőmérséklete becslések szerint 36 000 K (35 700 KB; 64 300 Ft), a belső nyomás pedig nagyjából 3000-4500 GPa.

a Földhöz hasonlóan a Jupiter alakja is egy oblate gömb alakú. Valójában a Jupiter poláris ellaposodása nagyobb, mint a Földé – 0,06487 0,00015, szemben a 0,00335-tel. Ennek oka a Jupiter gyors tengelyforgása, ezért a bolygó egyenlítői sugara körülbelül 4600 km-rel nagyobb, mint a sarki sugara.

orbitális paraméterek:

a Föld orbitális excentricitása nagyon csekély (kb. 0,0167) és távolsága a naptól a perihéliumnál 147,095,000 km (0,983 AU) és 151,930,000 km (1,015 AU) közötti távolság. Ez egy átlagos távolságra működik (más néven. fél-fő tengely) 149 598 261 km, amely egyetlen csillagászati egység (AU) alapja.

a Föld keringési ideje 365,25 nap, ami 1,000017 Julian évnek felel meg. Ez azt jelenti, hogy négyévente (az úgynevezett szökőévben) a Föld naptárának tartalmaznia kell egy extra napot. Bár technikailag egy teljes napot 24 órának tekintünk, bolygónk pontosan 23 óra 56 percet és 4 másodpercet vesz igénybe egyetlen sziderális forgás befejezéséhez (0,997 Föld Nap). De a Nap körüli keringési periódussal kombinálva az egyik napkelte (egy nap) közötti idő 24 óra.

az égi Északi sarkról nézve a Föld mozgása és tengelyirányú forgása az óramutató járásával ellentétes irányba mutat. Mind a nap, mind a Föld északi pólusai feletti nézőpontból a Föld az óramutató járásával ellentétes irányban kering a Nap körül. A Föld tengelye szintén 23,4-re van döntve kb a nap ekliptikája, amely felelős a szezonális változások előidézéséért a bolygó felszínén. Amellett, hogy hőmérsékletváltozásokat idéz elő, ez azt is eredményezi, hogy a félteke egy év alatt megkapja a napfény mennyiségét.

eközben a Jupiter 778 299 000 km (5,2 AU) átlagos távolságban (fél-fő tengely) kering a Nap körül, 740 550 000 km-től (4).95 AU) perihelionnál és 816 040 000 km (5,455 AU) aphelionnál. Ezen a távolságon a Jupiter 11,8618 földi évet vesz igénybe a nap egyetlen pályájának befejezéséhez. Más szavakkal, egyetlen joviai év 4332,59 földi napnak felel meg.

a Jupiter forgása azonban a naprendszer összes bolygója közül a leggyorsabb, egyetlen forgást hajt végre a tengelyén valamivel kevesebb, mint tíz óra (9 óra, 55 perc és 30 másodperc) alatt. Ezért egyetlen joviai év 10 475,8 joviai szoláris napig tart.

légkör:

a Föld légköre öt fő rétegből áll – a Troposzférából, a sztratoszférából, a Mezoszférából, a Termoszférából és az Exoszférából. Általános szabály, hogy a légnyomás és a sűrűség csökken, minél magasabb a légkörbe kerül, és annál távolabb van a felszíntől. A hőmérséklet és a magasság közötti kapcsolat azonban bonyolultabb, és egyes esetekben akár a magassággal is emelkedhet.

a troposzféra a Föld tömegének nagyjából 80% – át tartalmazza légkör, mintegy 50% az alsó 5,6 km-en (3,48 mérföld) helyezkedik el, sűrűbbé téve, mint az összes fedő légköri réteg. Elsősorban nitrogénből (78%) és oxigénből (21%) áll, nyomokban vízgőz, szén-dioxid és más gázmolekulák koncentrációjával.

szinte az összes légköri vízgőz vagy nedvesség megtalálható a troposzférában, tehát ez a réteg, ahol a föld meteorológiai jelenségeinek többsége (felhők, eső, hó, villám viharok) zajlik. Az egyetlen kivétel a Termoposzféra, ahol az Aurora Borealis és az Aurara Australis (más néven Aurara Australis) néven ismert jelenségek. Az északi és a déli fények) ismert.

mint már említettük, a Jupiter légköre elsősorban hidrogénből és héliumból áll, nyomokban más elemekkel. A Földhöz hasonlóan a Jupiter északi és Déli pólusai közelében éli meg az aurorákat. De a Jupiteren az aurorális aktivitás sokkal intenzívebb,és ritkán áll le. Az intenzív sugárzás, a Jupiter mágneses tere és az Io vulkánjainak anyagbősége, amelyek reagálnak a Jupiter ionoszférájával, egy igazán látványos fény show-t hoznak létre.

a Jupiter heves időjárási mintákat is tapasztal. A 100 m/s (360 km/h) szélsebesség gyakori a zónás fúvókákban, és elérheti a 620 km / h (385 mph) sebességet is. A viharok órákon belül kialakulnak, és egyik napról a másikra több ezer kilométer átmérőjűvé válhatnak. Az egyik vihar, a nagy vörös folt, legalább az 1600-as évek vége óta tombol. A vihar a történelme során folyamatosan zsugorodott és tágult, de 2012-ben felmerült, hogy az óriási vörös folt végül eltűnhet.

a Jupitert állandóan ammóniakristályokból és esetleg ammónium-hidroszulfidból álló felhők borítják. Ezek a felhők a tropopauzában helyezkednek el, és különböző szélességi sávokba vannak rendezve, amelyeket “trópusi régióknak”neveznek. A felhőréteg mindössze 50 km (31 mérföld) mély, és legalább két felhőből áll: egy vastag alsó fedélzetből és egy vékony tisztább régióból.

az ammónia réteg alatt vékony vízfelhők is lehetnek, amint azt a Jupiter légkörében észlelt villámcsapások bizonyítják, amelyeket a víz polaritása okozna, ami a villámláshoz szükséges töltéselválasztást hozza létre. Ezen elektromos kisülések megfigyelései azt mutatják, hogy akár ezerszer olyan erősek is lehetnek, mint a Földön megfigyeltek.

Holdak:

a Földnek csak egy keringő műholdja van, a Hold. Létezéséről már a történelem előtti idők óta tudunk, és jelentős szerepet játszott az összes emberi kultúra mitológiai és csillagászati hagyományaiban, és jelentős hatással van a Föld árapályára. A modern korban a Hold továbbra is a csillagászati és tudományos kutatások, valamint az űrkutatás fókuszpontjaként szolgál.

valójában a Hold az egyetlen égitest a Földön kívül, amelyen az emberek ténylegesen jártak. Az első holdraszállásra július 20-án került sor, 1969-ben, és Neil Armstrong volt az első, aki lábát a felszínre tette. Azóta összesen 13 űrhajós járt a Holdon, és az általuk végzett kutatás fontos szerepet játszott abban, hogy megismerjük összetételét és kialakulását.

a Földre visszahozott holdkőzetek vizsgálatának köszönhetően az uralkodó elmélet azt állítja, hogy a Hold nagyjából 4,5 milliárd évvel ezelőtt jött létre a Föld és egy Mars méretű objektum (Theia) ütközéséből. Ez az ütközés hatalmas törmelékfelhőt hozott létre, amely körbejárta bolygónkat, amely végül összeolvadt a ma látható Hold formájává.

a Hold a Naprendszer egyik legnagyobb természetes műholdja, és a második legsűrűbb műhold azok közül, amelyek sűrűsége ismert (a Jupiter műholdja után) Io). Árapályosan le van zárva a földdel is, ami azt jelenti, hogy az egyik oldal folyamatosan felénk néz, míg a másik felénk néz. A “sötét oldal” néven ismert túlsó oldal ismeretlen maradt az emberek számára, amíg próbákat nem küldtek fényképezni.

a joviai rendszernek viszont 67 ismert holdja van. A négy legnagyobbat Galileai Holdaknak nevezik, amelyeket felfedezőjükről, Galileo Galilei-ről neveztek el. Ezek közé tartozik az Io, a naprendszerünk vulkanikusan legaktívabb égitestje; az Europa, amelyről azt gyanítják, hogy hatalmas felszín alatti óceánja van; a Ganymede, a Naprendszerünk legnagyobb holdja; és a Callisto, amelyről azt is gondolják, hogy felszín alatti óceánja van, és a Naprendszer legrégebbi felszíni anyagát tartalmazza.

Aztán ott van a belső csoport (vagy Amalthea csoport), amely négy kis holdból áll, amelyek átmérője kevesebb, mint 200 km, keringési sugaruk kevesebb, mint 200 000 km, keringési hajlamuk pedig kevesebb, mint fél fok. Ebbe a csoportba tartoznak a Metis, Adrastea, Amalthea és Thébe holdjai. A még nem látott belső holdakkal együtt ezek a holdak feltöltik és fenntartják a Jupiter halvány gyűrűrendszerét.

a Jupiternek is van egy sor szabálytalan műholdja, amelyek lényegesen kisebbek és távolabbi és excentrikusabb pályákkal rendelkeznek, mint a többiek. Ezek a holdak családokra vannak bontva, amelyek pályája és összetétele hasonló, és úgy gondolják, hogy nagyrészt a Jupiter gravitációja által elfogott nagy objektumok ütközéseinek eredménye.

szinte minden elképzelhető módon a Föld és a Jupiter nem is lehetne különbözőbb. És még mindig sok olyan dolog van a joviai bolygóról, amit még nem értünk teljesen. Ha már itt tartunk, mindenképpen maradjon velünk a Universe Today – nél a NASA Juno küldetésének legújabb frissítéseiről.

sok érdekes cikket írtunk a naprendszer bolygóiról itt, a Universe Today-ben. Itt van a Föld a Merkúrhoz képest, a Föld a Vénuszhoz képest, a Hold a Földhöz képest, a Föld a Marshoz képest, a Szaturnusz a Földhöz képest, és a Neptunusz a Földhöz képest.

további információt szeretne a Jupiterről? Itt van egy link a Hubblesite Jupiterről szóló Sajtóközleményeihez, és itt van a NASA Naprendszer kutatási útmutatója.

már felvett egy podcast csak a Jupiter csillagászat öntött. Kattintson ide és hallgassa meg az epizódot 56: Jupiter.