Jowisz w porównaniu z ziemią

odkąd Galileusz po raz pierwszy dokładnie zaobserwował Jowisza w 1610 roku za pomocą teleskopu własnego projektu, naukowcy i astronomowie byli niezmiernie zafascynowani planetą Jowisza. Nie tylko jest to największa planeta Układu Słonecznego, ale wciąż są rzeczy na tym świecie-pomimo wieków badań i licznych misji eksploracyjnych-które nadal tajemniczo nawiedzają nawet nasze największe umysły.

jednym z głównych powodów tego jest to, że Jowisz jest tak bardzo różny od tego, co my, mieszkańcy Ziemi, uważamy za normalne. Między jego niewiarygodnymi rozmiarami, masą, składem, tajemnicami pól magnetycznych i grawitacyjnych oraz imponującym systemem księżyców, jego istnienie pokazało nam, jak bardzo zróżnicowane mogą być planety.

Rozmiar, masa i gęstość:

Ziemia ma średni promień 6,371 km (3,958.8 mi) i masę 5,97 × 1024 kg, podczas gdy Jowisz ma średni promień 69,911 ± 6 km (43441 mi) i masę 1,8986×1027 kg. Krótko mówiąc, Jowisz jest prawie 11 razy większy od Ziemi i prawie 318 razy masywniejszy. Jednak gęstość Ziemi jest znacznie wyższa, ponieważ jest to planeta lądowa-5,514 g/cm3 w porównaniu do 1,326 g / cm3.

z tego powodu grawitacja „powierzchniowa” Jowisza jest znacznie wyższa niż normalna Ziemia-tj. 9,8 m/s2 lub 1 g. podczas gdy jako gazowy olbrzym Jowisz nie ma samej powierzchni, astronomowie uważają, że w atmosferze Jowisza, gdzie ciśnienie atmosferyczne jest równe 1 barowi (co jest równe ciśnieniu ziemskiemu na poziomie morza), Jowisz doświadcza siły grawitacyjnej 24,79 m / s2 (co odpowiada 2,528 g).

skład i struktura:

Ziemia jest planetą ziemską, co oznacza, że składa się z minerałów krzemianowych i metalu, które są zróżnicowane między rdzeniem metalowym a płaszczem krzemianowym i skorupą. Samo jądro jest również zróżnicowane, pomiędzy jądrem wewnętrznym i zewnętrznym (które obraca się w przeciwnym kierunku obrotu Ziemi). W miarę schodzenia ze skorupy do wnętrza wzrasta temperatura i ciśnienie.

kształt Ziemi jest zbliżony do kształtu spłaszczonej sferoidy, kuli spłaszczonej wzdłuż osi od bieguna do bieguna, tak że wokół równika znajduje się wybrzuszenie. To wybrzuszenie wynika z obrotu Ziemi i powoduje, że średnica na równiku jest o 43 km większa niż średnica bieguna do bieguna.

natomiast Jowisz składa się głównie z materii gazowej i ciekłej, która jest podzielona między gazową zewnętrzną atmosferę i gęstsze wnętrze. Jego górna atmosfera składa się z około 88-92% wodoru i 8-12% helu pod względem objętości cząsteczek gazu oraz ok. 75% wodoru i 24% helu w masie, a pozostałe 1% składa się z innych pierwiastków.

atmosfera zawiera śladowe ilości metanu, pary wodnej, amoniaku i związków na bazie krzemu, a także śladowe ilości benzenu i innych węglowodorów. Istnieją również ślady węgla, etanu, siarkowodoru, neonu, tlenu, fosfiny i siarki. Kryształy zamrożonego amoniaku zaobserwowano również w najbardziej zewnętrznej warstwie atmosfery.

gęstsze wnętrze składa się z około 71% wodoru, 24% helu i 5% innych pierwiastków. Uważa się, że jądro Jowisza jest gęstą mieszanką pierwiastków – otaczającą warstwę ciekłego metalicznego wodoru z pewną ilością helu i zewnętrzną warstwą głównie molekularnego wodoru. Jądro zostało również uznane za skaliste, ale to również pozostaje nieznane.

i podobnie jak Ziemia, temperatury i ciśnienia wewnątrz Jowisza gwałtownie rosną w kierunku jądra. Uważa się, że na” powierzchni ” ciśnienie i temperatura wynoszą 10 barów i 340 K (67 °c, 152 °F). W regionie, w którym Wodór staje się metaliczny, uważa się, że temperatury osiągają 10 000 K (9 700 °C; 17 500 °F) i ciśnienia 200 GPa. Temperatura na granicy jądra szacowana jest na 36 000 K (35 700 °C; 64 300 °F), a ciśnienie wewnętrzne na około 3000-4500 GPa.

podobnie jak Ziemia, Jowisz ma kształt spłaszczonej sferoidy. W rzeczywistości spłaszczenie biegunowe Jowisza jest większe niż ziemskie – 0,06487 ± 0,00015 w porównaniu do 0,00335. Jest to spowodowane szybkim obrotem Jowisza na jego osi i dlatego promień równikowy planety jest o około 4600 km większy niż promień BIEGUNOWY.

parametry orbitalne:

Ziemia ma bardzo mały mimośrodek orbitalny (ok. 0,0167) i waha się w odległości od 147 095 000 km (0,983 AU) Od Słońca w peryhelium do 151 930 000 km (1,015 AU) w aphelionie. Działa to na średnią odległość (aka. półosi głównej) o długości 149 598 261 km, co stanowi podstawę jednej jednostki astronomicznej (AU).

okres orbitalny Ziemi wynosi 365,25 dni, co odpowiada 1,000017 latom juliańskim. Oznacza to, że co cztery lata (w tzw. roku przestępnym) Kalendarz ziemski musi zawierać dodatkowy dzień. Chociaż technicznie cały dzień jest uważany za 24 godziny, nasza planeta zajmuje dokładnie 23h 56m i 4 s, aby wykonać pojedynczy obrót boczny (0,997 ziemskich dni). Ale w połączeniu z okresem orbitalnym wokół Słońca, czas między jednym Wschodem a drugim (dniem słonecznym) wynosi 24 godziny.

patrząc z niebieskiego bieguna północnego, ruch Ziemi i jej osiowy obrót pojawiają się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Z punktu widokowego nad północnymi biegunami zarówno Słońca, jak i Ziemi, Ziemia okrąża Słońce w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Oś Ziemi jest nachylona również o 23,4° w kierunku ekliptyki Słońca, co jest odpowiedzialne za sezonowe zmiany na powierzchni planety. Oprócz zmian temperatury powoduje to również zmiany w ilości światła słonecznego, które półkula otrzymuje w ciągu roku.

tymczasem Jowisz okrąża Słońce w średniej odległości (półosi głównej) 778 299 000 KM (5,2 AU), licząc od 740 550 000 km (4.95 AU) w peryhelium i 816 040 000 km (5,455 AU) w aphelionie. W tej odległości Jowisz potrzebuje 11,8618 lat ziemskich, aby ukończyć pojedynczą orbitę słońca. Innymi słowy, jeden rok Jowisza trwa równowartość 4332,59 ziemskich dni.

jednak obrót Jowisza jest najszybszy ze wszystkich planet Układu Słonecznego, wykonując pojedynczy obrót na swojej osi w nieco mniej niż dziesięć godzin (9 godzin, 55 minut i 30 sekund). Dlatego pojedynczy rok Jowisza trwa 10 475,8 Jowiszowych dni słonecznych.

atmosfery:

atmosfera ziemska składa się z pięciu głównych warstw – troposfery, stratosfery, mezosfery, termosfery i egzosfery. Z reguły ciśnienie i gęstość powietrza zmniejszają się, im wyższe wchodzi do atmosfery i tym dalej znajduje się od powierzchni. Jednak związek między temperaturą a Wysokością jest bardziej skomplikowany, a w niektórych przypadkach może nawet wzrosnąć wraz z wysokością.

troposfera zawiera około 80% masy ziemskiej atmosfery, z czego około 50% znajduje się w niższych 5,6 km (3,48 mi), co czyni ją gęstszą niż wszystkie pokrywające się warstwy atmosfery. Składa się głównie z azotu (78%) i tlenu (21%) ze śladowymi stężeniami pary wodnej, dwutlenku węgla i innych cząsteczek gazowych.

prawie cała para wodna lub wilgoć atmosferyczna znajduje się w troposferze, więc jest to warstwa, w której ma miejsce Większość zjawisk meteorologicznych na Ziemi (chmury, deszcz, śnieg, burze z piorunami). Jedynym wyjątkiem jest Termoposfera, gdzie zjawiska znane jako Aurora Borealis i Aurara Australis (aka. Światła Północnego i Południowego).

jak już wspomniano, atmosfera Jowisza składa się głównie z wodoru i helu, ze śladowymi ilościami innych pierwiastków. Podobnie jak Ziemia, Jowisz doświadcza zorzy polarnej w pobliżu swoich północnych i południowych biegunów. Ale na Jowiszu aktywność zorzy polarnej jest znacznie bardziej intensywna i rzadko się zatrzymuje. Intensywne promieniowanie, pole magnetyczne Jowisza i obfitość materiału z wulkanów Io, które reagują z jonosferą Jowisza, tworzą spektakularny pokaz świetlny.

Jowisz również doświadcza gwałtownych zjawisk pogodowych. Prędkość wiatru 100 m/s (360 km/h) jest powszechna w strumieniach strefowych i może osiągnąć nawet 620 km / h (385 mph). Burze tworzą się w ciągu kilku godzin i w ciągu nocy mogą mieć tysiące km średnicy. Jedna burza, Wielka Czerwona Plama, szaleje od co najmniej końca 1600 roku. Burza kurczyła się i rozszerzała w całej swojej historii, ale w 2012 roku zasugerowano, że wielka czerwona plama może w końcu zniknąć.

Jowisz jest wiecznie pokryty chmurami złożonymi z kryształów amoniaku i prawdopodobnie hydrosiarczku amonu. Chmury te znajdują się w tropopauzie i są ułożone w pasma o różnych szerokościach geograficznych, znane jako „regiony tropikalne”. Warstwa chmur ma tylko około 50 km głębokości i składa się z co najmniej dwóch pokładów chmur: grubego dolnego pokładu i cienkiego jaśniejszego obszaru.

może być również cienka warstwa chmur wodnych leżących pod warstwą amoniaku, o czym świadczą błyski pioruna wykryte w atmosferze Jowisza, które byłyby spowodowane polaryzacją wody, tworząc separację ładunku potrzebną dla pioruna. Obserwacje tych wyładowań elektrycznych wskazują, że mogą one być nawet tysiąc razy silniejsze niż te obserwowane tutaj na Ziemi.

Księżyce:

Ziemia ma tylko jednego orbitującego satelitę, Księżyc. Jego istnienie było znane od czasów prehistorycznych i odegrało ważną rolę w mitologicznych i astronomicznych tradycjach wszystkich kultur ludzkich i ma znaczący wpływ na pływy ziemskie. W czasach nowożytnych Księżyc nadal służył jako centralny punkt badań astronomicznych i naukowych, a także eksploracji kosmosu.

w rzeczywistości Księżyc jest jedynym ciałem niebieskim poza Ziemią, po którym ludzie rzeczywiście chodzili. Pierwsze lądowanie na Księżycu miało miejsce 20 lipca 1969 roku, a Neil Armstrong był pierwszą osobą, która postawiła stopę na powierzchni. Od tego czasu na Księżyc przybyło łącznie 13 astronautów, a przeprowadzone przez nich badania pomogły nam poznać jego skład i formację.

dzięki badaniom skał księżycowych, które zostały sprowadzone na Ziemię, Dominująca teoria głosi, że Księżyc powstał około 4,5 miliarda lat temu w wyniku zderzenia Ziemi z obiektem wielkości Marsa (znanym jako Theia). Kolizja ta stworzyła ogromną chmurę odłamków, która zaczęła krążyć wokół naszej planety, która ostatecznie połączyła się tworząc księżyc, który widzimy dzisiaj.

Księżyc jest jednym z największych naturalnych satelitów w Układzie Słonecznym i jest drugim najgęstszym satelitą spośród tych, których gęstości są znane (po satelicie Io Jowisza). Jest ona również związana z ziemią, co oznacza, że jedna strona jest nieustannie zwrócona w naszą stronę, podczas gdy druga jest zwrócona w naszą stronę. Dalsza strona, znana jako” ciemna strona”, pozostała nieznana ludziom, dopóki sondy nie zostały wysłane, aby ją sfotografować.

układ Jowisza ma natomiast 67 znanych księżyców. Cztery największe znane są jako Księżyce galileuszowe, które zostały nazwane na cześć ich odkrywcy, Galileusza. Należą do nich: Io, najbardziej aktywne wulkanicznie ciało w naszym Układzie Słonecznym; Europa, która jest podejrzewana o posiadanie masywnego Oceanu podpowierzchniowego; Ganimedes, największy księżyc w naszym Układzie Słonecznym; i Callisto, który jest również uważany za ocean podpowierzchniowy i zawiera jedne z najstarszych materiałów powierzchniowych w Układzie Słonecznym.

następnie istnieje grupa wewnętrzna (lub grupa Amalthea), która składa się z czterech małych księżyców, które mają średnicę mniejszą niż 200 km, orbitują w promieniu mniejszym niż 200 000 km i mają nachylenie orbity mniejsze niż pół stopnia. Grupa ta obejmuje księżyce Metis, Adrastea, Amalthea i tebe. Wraz z szeregiem jeszcze niewidocznych wewnętrznych księżyców, księżyce te uzupełniają i utrzymują słaby system pierścieni Jowisza.

Jowisz ma również szereg nieregularnych satelitów, które są znacznie mniejsze i mają bardziej odległe i ekscentryczne orbity niż pozostałe. Księżyce te są podzielone na rodziny, które mają podobieństwa w orbicie i składzie i uważa się, że są w dużej mierze wynikiem zderzeń z dużymi obiektami, które zostały przechwycone przez grawitację Jowisza.

w prawie każdy możliwy sposób, ziemia i Jowisz nie mogą być bardziej różne. Jest jeszcze wiele rzeczy o Jowiszowej planecie, których jeszcze w pełni nie rozumiemy. A skoro o tym mowa, nie zapomnijcie o najnowszych aktualizacjach z misji Juno NASA.

napisaliśmy wiele ciekawych artykułów o planetach Układu Słonecznego tutaj w Universe Today. Oto ziemia w porównaniu do Merkurego, Ziemia w porównaniu do Wenus, Księżyc w porównaniu do Ziemi, Ziemia w porównaniu do Marsa, Saturn w porównaniu do ziemi i Neptun w porównaniu do ziemi.

chcesz więcej informacji o Jupiter? Oto link do newsów Hubblesite o Jowiszu, a oto przewodnik NASA dotyczący eksploracji Układu Słonecznego.

nagraliśmy podcast właśnie o Jowiszu dla obsady Astronomicznej. Kliknij tutaj i posłuchaj odcinka 56: Jupiter.