Jupiter vergeleken met de aarde

sinds Galileo Galilei Jupiter voor het eerst nauwkeurig observeerde in 1610 met behulp van een telescoop van zijn eigen ontwerp, zijn wetenschappers en astronomen enorm gefascineerd door de planeet Jovian. Niet alleen is het de grootste planeet van het zonnestelsel, maar er zijn nog steeds dingen over deze wereld – ondanks eeuwen van onderzoek en talloze exploratiemissies – die zelfs onze grootste geesten blijven mystificeren.

een van de belangrijkste redenen hiervoor is dat Jupiter zo sterk verschilt van wat wij aardbewoners als normaal beschouwen. Tussen zijn ongelooflijke grootte, massa, samenstelling, de mysteries van zijn magnetische en gravitatievelden, en zijn indrukwekkende systeem van Manen, heeft zijn bestaan ons laten zien hoe divers planeten echt kunnen zijn.

afmetingen, massa en dichtheid:

de aarde heeft een gemiddelde straal van 6,371 km en een massa van 5,97 × 1024 kg, terwijl Jupiter een gemiddelde straal heeft van 69,911 ± 6 km en een massa van 1,8986×1027 kg. Kortom, Jupiter is bijna 11 keer zo groot als de aarde, en iets minder dan 318 keer zo massief. De dichtheid van de aarde is echter aanzienlijk hoger, omdat het een aardse planeet is – 5,514 g / cm3 vergeleken met 1,326 g / cm3.

hierdoor is de zwaartekracht van Jupiter significant hoger dan de normale zwaartekracht van de aarde-dat wil zeggen 9,8 m/s2 of 1 g. terwijl Jupiter als gasreus geen oppervlak heeft, geloven astronomen dat binnen de atmosfeer van Jupiter, waar de atmosferische druk gelijk is aan 1 bar (wat gelijk is aan die van de aarde op zeeniveau), Jupiter een gravitatiekracht ervaart van 24,79 m / s2 (wat gelijk is aan 2,528 g).

Samenstelling en structuur:

aarde is een aardse planeet, wat betekent dat het bestaat uit silicaatmineralen en metaal die onderscheiden zijn tussen een metaalkern en een silicaatmantel en korst. De kern zelf is ook gedifferentieerd, tussen een binnenkern en een buitenkern (die draait in de tegenovergestelde richting van de rotatie van de aarde). Als men van de korst afdaalt naar de binnenkant, stijgen de temperaturen en de druk.

de vorm van de aarde komt overeen met die van een oblaten bol, een bol die van pool tot pool langs de as is afgeplat, zodat er een uitstulping rond de evenaar is. Deze bobbel is het gevolg van de rotatie van de aarde, en zorgt ervoor dat de diameter aan de evenaar 43 kilometer groter is dan de pool-tot-pooldiameter.Daarentegen bestaat Jupiter voornamelijk uit gasvormige en vloeibare materie die is verdeeld tussen een gasvormige buitenatmosfeer en een dichtere binnenruimte. De bovenste atmosfeer bestaat uit ongeveer 88-92% waterstof en 8-12% helium in volume van gasmoleculen, en ca. 75 massaprocent waterstof en 24 massaprocent helium, waarbij de resterende één procent uit andere elementen bestaat.

de atmosfeer bevat sporen van methaan, waterdamp, ammoniak en verbindingen op basis van silicium, alsmede sporen van benzeen en andere koolwaterstoffen. Er zijn ook sporen van koolstof, ethaan, waterstofsulfide, neon, zuurstof, fosfine en zwavel. Kristallen van bevroren ammoniak zijn ook waargenomen in de buitenste laag van de atmosfeer.

het dichtere interieur bestaat uit ongeveer 71% waterstof, 24% helium en 5% andere elementen in massa. Er wordt aangenomen dat Jupiters kern een dichte mix van elementen is – een omringende laag van vloeibaar metallisch waterstof met wat helium, en een buitenste laag van voornamelijk moleculaire waterstof. De kern is ook afgeleid als rotsachtig, maar dit blijft ook onbekend.En net als de aarde nemen de temperaturen en druk in Jupiter dramatisch toe naar de kern toe. Aan het” oppervlak ” worden de druk en temperatuur verondersteld 10 bar en 340 K (67 °C, 152 °F) te zijn. In het gebied waar waterstof metallisch wordt, wordt aangenomen dat temperaturen 10.000 K (9.700 °C; 17.500 °F) bereiken en drukken 200 GPa. De temperatuur aan de kerngrens wordt geschat op 36.000 K (35.700 °C; 64.300 ° F) en de binnenlandse druk bij ruwweg 3.000–4.500 GPa.

net als de aarde is de vorm van Jupiter die van een oblate sferoïde. In feite is Jupiter ‘ s polaire afvlakking groter dan die van aarde – 0.06487 ± 0.00015 vergeleken met 0.00335. Dit is te wijten aan de snelle rotatie van Jupiter om zijn as, en is de reden waarom de equatoriale straal van de planeet ongeveer 4600 km groter is dan zijn poolstraal.

orbitale Parameters:

de aarde heeft een zeer geringe orbitale excentriciteit (CA. 0,0167) en varieert in afstand van 147.095.000 km (0,983 AE) van de zon bij perihelium tot 151.930.000 km (1.015 ae) bij aphelium. Dit werkt uit tot een gemiddelde afstand (aka. semi-hoofdas) van 149.598.261 km, wat de basis is van een enkele astronomische eenheid (AU).

de aarde heeft een baanperiode van 365,25 dagen, wat overeenkomt met 1,000017 Juliaanse jaren. Dit betekent dat om de vier jaar (in wat bekend staat als een schrikkeljaar) de Aardekalender een extra dag moet bevatten. Hoewel technisch gezien een volledige dag wordt beschouwd als 24 uur lang, duurt onze planeet precies 23h 56m en 4 s om een enkele siderische rotatie te voltooien (0,997 aardse dagen). Maar in combinatie met zijn baan rond de zon, is de tijd tussen de ene zonsopgang en de andere (een zonnedag) 24 uur.

gezien vanaf de noordpool van de hemel, lijken de beweging van de aarde en haar axiale rotatie tegen de klok in. Vanaf het uitkijkpunt boven de noordpool van zowel de zon als de aarde draait de aarde tegen de klok in om de zon. De as van de aarde is ook 23,4° gekanteld naar de ecliptica van de zon, die verantwoordelijk is voor het produceren van seizoensgebonden variaties op het oppervlak van de planeet. Naast het produceren van variaties in temperatuur, resulteert dit ook in variaties in de hoeveelheid zonlicht die een halfrond in de loop van een jaar ontvangt.Ondertussen draait Jupiter rond de zon op een gemiddelde afstand (semi-hoofdas) van 778.299.000 km (5,2 ae), variërend van 740.550.000 km (4.95 AU) in perihelion en 816,040,000 km (5.455 AU) in aphelion. Op deze afstand doet Jupiter er 11.8618 jaar over om één baan van de zon te voltooien. Met andere woorden, een enkel Joviaans jaar duurt het equivalent van 4.332, 59 aardse dagen.

echter, Jupiter ‘ s rotatie is de snelste van alle planeten van het zonnestelsel, het voltooien van een enkele rotatie op zijn as in iets minder dan tien uur (9 uur, 55 minuten en 30 seconden). Daarom duurt een enkel Jovian jaar 10.475, 8 Jovian zonnedagen.De atmosfeer van de aarde bestaat uit vijf hoofdlagen: de troposfeer, de stratosfeer, de mesosfeer, de thermosfeer en de exosfeer. In de regel verminderen luchtdruk en dichtheid hoe hoger men in de atmosfeer gaat en hoe verder men van het oppervlak is. Nochtans, is het verband tussen temperatuur en hoogte ingewikkelder, en kan zelfs met hoogte in sommige gevallen toenemen.

de troposfeer bevat ongeveer 80% van de massa van de atmosfeer van de aarde, met ongeveer 50% in de onderste 5,6 km, waardoor de troposfeer dichter is dan alle bovenliggende atmosferische lagen. Het is voornamelijk samengesteld uit stikstof (78%) en zuurstof (21%) met sporen van waterdamp, kooldioxide en andere gasmoleculen.

bijna alle atmosferische waterdamp of vocht wordt aangetroffen in de troposfeer, dus het is de laag waar de meeste meteorologische verschijnselen op aarde (wolken, regen, sneeuw, onweer) plaatsvinden. De enige uitzondering is de Thermoposfeer, waar de verschijnselen bekend als Aurora Borealis en Aurara Australis (aka. De noordelijke en Zuidelijke lichten) zijn bekend om plaats te vinden.Zoals reeds opgemerkt, bestaat Jupiters atmosfeer voornamelijk uit waterstof en helium, met sporen van andere elementen. Net als de aarde ervaart Jupiter poollicht bij de noordelijke en Zuidelijke Polen. Maar op Jupiter is de poollichtactiviteit veel intenser en stopt zelden. De intense straling, Jupiters magnetisch veld en de overvloed aan materiaal van Io ‘ s vulkanen die reageren met Jupiters ionosfeer … zorgen voor een spectaculaire lichtshow.Jupiter heeft ook hevige weerpatronen. Windsnelheden van 100 m/s (360 km/h) zijn gebruikelijk in zonale jets, en kan oplopen tot 620 km / u. Stormen vormen zich binnen enkele uren en kunnen ‘ s nachts duizenden km in diameter worden. Eén storm, de grote rode vlek, woedt al sinds de late jaren 1600. De storm is in de loop van zijn geschiedenis steeds kleiner en groter geworden; maar in 2012 werd gesuggereerd dat de gigantische rode vlek uiteindelijk zou kunnen verdwijnen.Jupiter is voortdurend bedekt met wolken die bestaan uit ammoniakkristallen en mogelijk ammoniumhydrosulfide. Deze wolken bevinden zich in de tropopauze en zijn gerangschikt in banden van verschillende breedtegraden, bekend als “tropische regio ‘s”. De wolkenlaag is slechts ongeveer 50 km (31 mi) diep, en bestaat uit ten minste twee dekken van wolken: een dik onderdek en een dun helderder gebied.Composietbeelden van het Chandra X-Ray Observatory en de Hubble Space Telescope tonen de hyper-energetische X-ray poollicht bij Jupiter. Het beeld aan de linkerkant is van de poollicht toen de coronale massa-ejectie Jupiter bereikte, het beeld aan de rechterkant is wanneer de poollicht verdween. De poollicht werd veroorzaakt door een coronale massa-ejectie van de zon die de planeet bereikte in 2011. Afbeelding: X-ray: NASA/CXC/UCL/W. Dunn et al, optisch: NASA / STScI

er kan ook een dunne laag waterwolken achter de ammoniaklaag zitten, zoals blijkt uit bliksemflitsen die in de atmosfeer van Jupiter worden gedetecteerd, die zouden worden veroorzaakt door de polariteit van het water waardoor de ladingsscheiding ontstaat die nodig is voor bliksem. Waarnemingen van deze elektrische ontladingen geven aan dat ze tot wel duizend keer zo krachtig kunnen zijn als die hier op aarde waargenomen worden.

manen:

de aarde heeft slechts één satelliet, De Maan. Het bestaan ervan is al bekend sinds de prehistorie, en het heeft een belangrijke rol gespeeld in de mythologische en Astronomische tradities van alle menselijke culturen en heeft een significant effect op de getijden van de aarde. In de moderne tijd is de maan nog steeds een centraal punt voor astronomisch en wetenschappelijk onderzoek, evenals ruimteverkenning.In feite is de maan het enige hemellichaam buiten de aarde waarop mensen daadwerkelijk hebben gelopen. De eerste maanlanding vond plaats op 20 juli 1969 en Neil Armstrong was de eerste persoon die voet aan de oppervlakte zette. Sinds die tijd zijn er in totaal 13 astronauten naar de maan geweest, en het onderzoek dat ze hebben uitgevoerd heeft ons geholpen om meer te leren over de samenstelling en vorming van de maan.

dankzij onderzoek van maanstenen die terug naar de aarde werden gebracht, stelt de overheersende theorie dat de maan ongeveer 4,5 miljard jaar geleden werd gecreëerd door een botsing tussen de aarde en een object ter grootte van Mars (bekend als Theia). Deze botsing creëerde een enorme wolk van puin die begon rond onze planeet, die uiteindelijk samensmolten tot de maan die we vandaag zien.

de maan is een van de grootste natuurlijke satellieten in het zonnestelsel en is de tweede dichtste satelliet van degenen waarvan de dichtheden bekend zijn (na Jupiters satelliet Io). Het is ook tidaal vergrendeld met de aarde, wat betekent dat de ene kant voortdurend naar ons kijkt terwijl de andere kant naar ons kijkt. De far side, bekend als de” Dark Side”, bleef onbekend voor mensen totdat sondes werden gestuurd om het te fotograferen.

het Joviaanse systeem daarentegen heeft 67 bekende manen. De vier grootste manen staan bekend als de Galilese manen, die zijn vernoemd naar hun ontdekker, Galileo Galilei. Ze omvatten: Io, het meest vulkanisch actieve lichaam in ons zonnestelsel; Europa, waarvan wordt vermoed dat het een enorme ondergrondse oceaan heeft; Ganymedes, de grootste maan in ons zonnestelsel; en Callisto, waarvan wordt gedacht dat het ook een ondergrondse oceaan heeft en dat een van de oudste oppervlaktematerialen in het zonnestelsel bevat.

dan is er de binnenste groep (of Amalthea-groep), die bestaat uit vier kleine manen met een diameter van minder dan 200 km, een baan bij een straal van minder dan 200.000 km en een hellingshoek van minder dan een halve graad. Deze groepen omvatten de manen van Metis, Adrastea, Amalthea en Thebe. Samen met een aantal nog ongeziene binnenmaantjes vullen deze manen Jupiter ‘ s zwakke ringsysteem aan en onderhouden het.Jupiter heeft ook een array van onregelmatige satellieten, die aanzienlijk kleiner zijn en meer afstandelijke en excentrieke banen hebben dan de andere. Deze manen zijn onderverdeeld in families die overeenkomsten hebben in baan en samenstelling, en worden verondersteld grotendeels het resultaat te zijn van botsingen van grote objecten die werden gevangen door de zwaartekracht van Jupiter.

op vrijwel alle mogelijke manieren kunnen aarde en Jupiter niet meer van elkaar verschillen. En er zijn nog veel dingen over de Joviaanse planeet die we nog niet helemaal begrijpen. Daarover gesproken, blijf op de hoogte van Universe Today voor de laatste updates van NASA ‘ s Juno missie.

we hebben veel interessante artikelen geschreven over de planeten van het zonnestelsel hier in het Universum vandaag. Hier is de aarde vergeleken met Mercurius, de aarde vergeleken met Venus, De Maan vergeleken met de aarde, de aarde vergeleken met Mars, Saturnus vergeleken met de aarde, en Neptunus vergeleken met de aarde.

wilt u meer informatie over Jupiter? Hier is een link naar Hubblesite ’s nieuwsberichten over Jupiter, en hier is NASA’ s Solar System Exploration Guide.

we hebben een podcast over Jupiter opgenomen voor astronomie Cast. Klik hier en luister naar aflevering 56: Jupiter.