Jupiter în comparație cu Pământul

încă de când Galileo Galilei a observat pentru prima dată Jupiter îndeaproape în 1610 folosind un telescop de design propriu, oamenii de știință și astronomii au fost extrem de fascinați de planeta joviană. Nu numai că este cea mai mare planetă a Sistemului Solar, dar există încă lucruri despre această lume – în ciuda secolelor de cercetare și a numeroaselor misiuni de explorare – care continuă să mistifice chiar și cele mai mari minți ale noastre.

unul dintre principalele motive pentru aceasta este că Jupiter este atât de diferit de ceea ce noi, locuitorii pământului, considerăm a fi normal. Între dimensiunea sa incredibilă, masa, compoziția, misterele câmpurilor sale magnetice și gravitaționale și sistemul său impresionant de luni, existența sa ne-a arătat cât de diverse pot fi planetele cu adevărat.

Dimensiune, masă și densitate:

Pământul are o rază medie de 6.371 km (3.958, 8 mi) și o masă de 5,97 octombrie 1024 kg, în timp ce Jupiter are o rază medie de 69.911 octombrie 6 km (43441 mi) și o masă de 1.8986 octombrie 1027 kg. Pe scurt, Jupiter este de aproape 11 ori mai mare decât Pământul și puțin sub 318 ori mai masiv. Cu toate acestea, densitatea Pământului este semnificativ mai mare, deoarece este o planetă terestră – 5,514 g/cm3 comparativ cu 1,326 g/cm3.

din această cauză, gravitația „de suprafață” a lui Jupiter este semnificativ mai mare decât cea normală a pământului – adică 9,8 m/s2 sau 1 g. în timp ce, ca gigant gazos, Jupiter nu are suprafață în sine, astronomii cred că în atmosfera lui Jupiter unde presiunea atmosferică este egală cu 1 bar (care este egală cu cea a Pământului la nivelul mării), Jupiter experimentează o forță gravitațională de 24,79 m/s2 (care este echivalentul a 2,528 g).

compoziție și structură:

Pământul este o planetă terestră, ceea ce înseamnă că este compus din minerale silicate și metal care sunt diferențiate între un miez metalic și o manta și crustă de silicat. Miezul în sine este, de asemenea, diferențiat, între un miez interior și un miez exterior (care se învârte în direcția opusă rotației Pământului). Pe măsură ce cineva coboară din crustă spre interior, temperaturile și presiunea cresc.

forma Pământului se apropie de cea a unui sferoid oblat, o sferă aplatizată de-a lungul axei de la pol la pol, astfel încât există o umflătură în jurul ecuatorului. Această umflătură rezultă din rotația Pământului și face ca diametrul la ecuator să fie cu 43 de kilometri (27 mi) mai mare decât diametrul pol-la-pol.

în contrast, Jupiter este compus în principal din materie gazoasă și lichidă care este împărțită între o atmosferă exterioară gazoasă și un interior mai dens. Atmosfera superioară este compusă din aproximativ 88-92% hidrogen și 8-12% heliu în volum de molecule de gaz și aprox. 75% hidrogen și 24% heliu în masă, restul de un procent constând din alte elemente.

atmosfera conține urme de metan, vapori de apă, amoniac și compuși pe bază de siliciu, precum și urme de benzen și alte hidrocarburi. Există, de asemenea, urme de carbon, etan, hidrogen sulfurat, neon, oxigen, fosfină și sulf. Cristale de amoniac congelat au fost, de asemenea, observate în stratul exterior al atmosferei.

interiorul mai dens este compus din aproximativ 71% hidrogen, 24% heliu și 5% alte elemente în masă. Se crede că miezul lui Jupiter este un amestec dens de elemente – un strat înconjurător de hidrogen metalic lichid cu un anumit heliu și un strat exterior predominant de hidrogen molecular. Nucleul a fost, de asemenea, dedus ca fiind stâncos, dar acest lucru rămâne necunoscut.

și la fel ca Pământul, temperaturile și presiunile din interiorul lui Jupiter cresc dramatic spre miez. La” suprafață”, presiunea și temperatura sunt considerate a fi de 10 bari și 340 K (67 CTF, 152 CTF). În regiunea în care hidrogenul devine metalic, se crede că temperaturile ajung la 10.000 K (9.700 CT; 17.500 CT; F) și presiuni de 200 GPa. Temperatura la limita miezului este estimată a fi de 36.000 K (35.700 CT; 64.300 CTF) și presiunea interioară la aproximativ 3.000–4.500 GPa.

asemenea Pământului, forma lui Jupiter este cea a unui sferoid oblat. De fapt, aplatizarea polară a lui Jupiter este mai mare decât cea a Pământului – 0,06487 0,00015, comparativ cu 0,00335. Acest lucru se datorează rotației rapide a lui Jupiter pe axa sa și este motivul pentru care raza ecuatorială a planetei este cu aproximativ 4600 km mai mare decât raza sa polară.

parametri orbitali:

Pământul are o excentricitate orbitală foarte minoră (aprox. 0,0167) și variază la distanță de la 147.095.000 km (0,983 UA) de la soare la periheliu la 151.930.000 km (1.015 UA) la afeliu. Aceasta funcționează la o distanță medie (aka. axa semi-majoră) de 149.598.261 km, care este baza unei singure unități astronomice (AU).

Pământul are o perioadă orbitală de 365.25 zile, care este echivalentul a 1.000017 ani Iulieni. Aceasta înseamnă că la fiecare patru ani (în ceea ce este cunoscut sub numele de an bisect), calendarul Pământului trebuie să includă o zi suplimentară. Deși, din punct de vedere tehnic, o zi întreagă este considerată a fi lungă de 24 de ore, planeta noastră durează exact 23h 56m și 4 s pentru a finaliza o singură rotație siderală (0,997 zile pământești). Dar combinat cu perioada sa orbitală în jurul Soarelui, timpul dintre un răsărit și altul (o zi solară) este de 24 de ore.

privite de la polul nord ceresc, mișcarea Pământului și rotația sa axială apar în sens invers acelor de ceasornic. Din punctul de vedere de deasupra polilor nordici ai Soarelui și Pământului, Pământul orbitează Soarele în sens invers acelor de ceasornic. Axa Pământului este înclinată, de asemenea, cu 23,4% spre ecliptica soarelui, care este responsabilă pentru producerea de variații sezoniere pe suprafața planetei. Pe lângă producerea de variații de temperatură, acest lucru are ca rezultat și variații ale cantității de lumină solară pe care o emisferă o primește pe parcursul unui an.

între timp, Jupiter orbitează Soarele la o distanță medie (axa semi-majoră) de 778.299.000 km (5,2 UA), variind de la 740.550.000 km (4.95 UA) la periheliu și 816.040.000 km (5.455 UA) la afeliu. La această distanță, Jupiter are nevoie de 11.8618 ani pământ pentru a finaliza o singură orbită a soarelui. Cu alte cuvinte, un singur an Jovian durează echivalentul a 4.332, 59 de zile pământești.

cu toate acestea, rotația lui Jupiter este cea mai rapidă dintre toate planetele Sistemului Solar, completând o singură rotație pe axa sa în puțin mai puțin de zece ore (9 ore, 55 minute și 30 de secunde). Prin urmare, un singur an Jovian durează 10.475, 8 zile solare Joviene.

atmosfere:

atmosfera Pământului este formată din cinci straturi principale – troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera și exosfera. De regulă, presiunea aerului și densitatea scad cu cât cea mai mare intră în atmosferă și cea mai îndepărtată este de la suprafață. Cu toate acestea, relația dintre temperatură și altitudine este mai complicată și poate chiar să crească odată cu altitudinea în unele cazuri.

troposfera conține aproximativ 80% din masa atmosferei Pământului, cu aproximativ 50% situată în partea inferioară de 5,6 km (3,48 mi), făcându-l mai dens decât toate straturile sale atmosferice suprapuse. Este compus în principal din azot (78%) și oxigen (21%) cu urme de concentrații de vapori de apă, dioxid de carbon și alte molecule gazoase.

aproape toți vaporii de apă atmosferici sau umezeala se găsesc în troposferă, deci este stratul în care au loc majoritatea fenomenelor meteorologice ale Pământului (nori, ploaie, zăpadă, furtuni cu fulgere). Singura excepție este Termoposfera, unde fenomenele cunoscute sub numele de Aurora Borealis și Aurara Australis (aka. Luminile nordice și sudice) sunt cunoscute a avea loc.

după cum sa menționat deja, atmosfera lui Jupiter este compusă în principal din hidrogen și heliu, cu urme de alte elemente. La fel ca Pământul, Jupiter experimentează Aurore în apropierea polilor săi nordici și sudici. Dar pe Jupiter, activitatea aurorală este mult mai intensă și rareori se oprește vreodată. Radiația intensă, câmpul magnetic al lui Jupiter și abundența materialului din vulcanii lui Io care reacționează cu ionosfera lui Jupiter creează un spectacol de lumină cu adevărat spectaculos.

Jupiter experimentează, de asemenea, modele meteorologice violente. Vitezele vântului de 100 m/s (360 km / h) sunt frecvente în jeturile zonale și pot atinge până la 620 kph (385 mph). Furtunile se formează în câteva ore și pot deveni mii de km în diametru peste noapte. O furtună, Marea Pată Roșie, a făcut ravagii cel puțin de la sfârșitul anilor 1600. Furtuna s-a micșorat și s-a extins de-a lungul istoriei sale; dar în 2012, s-a sugerat că pata roșie uriașă ar putea dispărea în cele din urmă.

Jupiter este acoperit permanent cu nori compuși din cristale de amoniac și, eventual, hidrosulfură de amoniu. Acești nori sunt localizați în tropopauză și sunt aranjați în benzi de diferite latitudini, cunoscute sub numele de „regiuni tropicale”. Stratul de nori are doar aproximativ 50 km (31 mi) adâncime și constă din cel puțin două punți de nori: o punte inferioară groasă și o regiune subțire mai clară.

poate exista, de asemenea, un strat subțire de nori de apă care stau la baza stratului de amoniac, după cum reiese din fulgerele detectate în atmosfera lui Jupiter, care ar fi cauzate de polaritatea apei care creează separarea sarcinii necesare pentru fulgere. Observațiile acestor descărcări electrice indică faptul că pot fi de până la o mie de ori mai puternice decât cele observate aici pe Pământ.

luni:

Pământul are un singur satelit care orbitează, Luna. Existența sa a fost cunoscută din timpuri preistorice și a jucat un rol major în tradițiile mitologice și astronomice ale tuturor culturilor umane și are un efect semnificativ asupra mareelor Pământului. În epoca modernă, luna a continuat să servească drept punct focal pentru cercetarea astronomică și științifică, precum și pentru explorarea spațiului.

de fapt, Luna este singurul corp ceresc din afara Pământului pe care oamenii au mers de fapt. Prima aterizare pe lună a avut loc pe 20 iulie 1969, iar Neil Armstrong a fost prima persoană care a pus piciorul pe suprafață. De atunci, un total de 13 astronauți au fost pe lună, iar cercetările pe care le-au efectuat au fost esențiale pentru a ne ajuta să învățăm despre compoziția și formarea sa.

datorită examinărilor rocilor lunare care au fost aduse înapoi pe Pământ, teoria predominantă afirmă că Luna a fost creată în urmă cu aproximativ 4,5 miliarde de ani dintr-o coliziune între Pământ și un obiect de dimensiunea lui Marte (cunoscut sub numele de Theia). Această coliziune a creat un nor masiv de resturi care a început să înconjoare planeta noastră, care în cele din urmă s-a unit pentru a forma luna pe care o vedem astăzi.

Luna este unul dintre cei mai mari sateliți naturali din Sistemul Solar și este al doilea cel mai dens satelit dintre cei ale căror densități sunt cunoscute (după satelitul lui Jupiter Io). De asemenea, este blocat în mod ordonat cu pământul, ceea ce înseamnă că o parte este orientată în mod constant spre noi, în timp ce cealaltă este îndreptată. Partea îndepărtată, cunoscută sub numele de „partea întunecată”, a rămas necunoscută oamenilor până când au fost trimise sonde pentru a o fotografia.

sistemul Jovian, pe de altă parte, are 67 de luni cunoscute. Cele mai mari patru sunt cunoscute sub numele de lunile galileene, care poartă numele descoperitorului lor, Galileo Galilei. Acestea includ: Io, cel mai activ corp vulcanic din sistemul nostru Solar; Europa, despre care se suspectează că are un ocean subteran masiv; Ganymede, cea mai mare lună din sistemul nostru Solar; și Callisto, despre care se crede că are un ocean subteran și prezintă unele dintre cele mai vechi materiale de suprafață din Sistemul Solar.

apoi există Grupul interior (sau grupul Amalthea), care este alcătuit din patru luni mici care au diametre mai mici de 200 km, orbitează la raze mai mici de 200.000 km și au înclinații orbitale mai mici de jumătate de grad. Aceste grupuri includ lunile Metis, Adrastea, Amalthea și Thebe. Împreună cu o serie de luni interioare încă nevăzute, aceste luni completează și mențin sistemul slab de inele al lui Jupiter.

Jupiter are, de asemenea, o serie de sateliți neregulați, care sunt substanțial mai mici și au orbite mai îndepărtate și mai excentrice decât ceilalți. Aceste luni sunt împărțite în familii care au asemănări în orbită și compoziție și se crede că sunt în mare parte rezultatul coliziunilor de la obiecte mari care au fost capturate de gravitația lui Jupiter.

în aproape toate modurile imaginabile, Pământul și Jupiter nu ar putea fi mai diferite. Și există încă multe lucruri despre planeta joviană pe care încă nu le înțelegem pe deplin. Vorbind despre asta, asigurați-vă că rămâneți la curent cu Universul astăzi pentru cele mai recente actualizări de la misiunea Juno a NASA.

am scris multe articole interesante despre planetele Sistemului Solar aici la Universe Today. Iată Pământul în comparație cu mercur, Pământul în comparație cu Venus, luna în comparație cu Pământul, Pământul în comparație cu Marte, Saturn în comparație cu Pământul și Neptun în comparație cu Pământul.

vrei mai multe informații despre Jupiter? Iată un link către comunicatele de presă ale Hubblesite despre Jupiter, și iată ghidul de explorare al sistemului Solar al NASA.

am înregistrat un podcast despre Jupiter pentru Astronomy Cast. Faceți clic aici și ascultați Episodul 56: Jupiter.