Jupiter

Za druge upotrebe, pogledajte Jupiter (višeznačna odrednica).

Jupiter (lat. Iuppiter; grč. Δίας) predstavlja jednu od 8 planeta Sunčevog sistema i ujedno najmasivnije nebesko telo u celom Sunčevom sistemu posle Sunca. Sa masom od oko 1,8986×10²⁷ kg i do 2,5 puta je masivniji od preostalih 7 planeta zajedno, odnosno njegova masa čini nešto više od hiljaditog dela mase Sunca, ili 317,8 Zemljinih masa.

Jupiter
Jupiter
Otkriće
Datum otkrića	u antici
Orbitalne karakteristike
Afel	816,5208 × 106 km
Perihel	740,5736 × 106 km
Velika poluosa	778.547.200 km 5,204267 AJ × 106 km
Ekcentricitet	0,048775
Siderički period	4.332,589 dana 11,8618 JG 10.475,8 Jupiterovih solarnih dana dana
Sinodički period	398,88 dana dana
Srednja orbitalna brzina	13,07 km/s
Maksimalna orbitalna brzina	13,72 km/s
Minimalna orbitalna brzina	12,44 km/s
Srednja anomalija	18,818°
Inklinacija	1,305° ka ekliptici 6,09° ka Sunčevom ekvatoru
Longituda uzlaznog čvora	100,492°
Argument pericentra	275,066°
Siderički period rotacije	9,925 sati
Prirodni satelit	79 (zaključno sa 2017)
Fizičke karakteristike
Srednji poluprečnik	69.911 ± 6 km
Ekvatorijalni poluprečnik	71.492 ± 4 km
Polarni poluprečnik	66.854 ± 10 km
Elipticitet	0,06487 ± 0,00015
Masa	1898,6 × 1024 kg
Zapremina	1.431,3 × 1010 km3
Gustina	1,326 g/cm3
Površinska gravitacija	24,79 m/s2
Prva kosmička brzina	13,07 km/s
Druga kosmička brzina	59,5 km/s
Nagib ose	3,13°
Albedo	0,343 (Bond) 0,52 (geom.)
Prividna magnituda	-1,6 do -2,94
Moment inercije	0,254
Udaljenost	628,76 × 106 km
Maksimalna udaljenost	968,1 × 106 km
Minimalna udaljenost	588,5 × 106 km
Rektascenzija Severnog pola	17h52m14s
Deklinacija Severnog pola	64,496°
Atmosfera
Atmosferski pritisak	na površini od 20 do 200 kРа
Sastav vazduha	89,8±2,0% vodonik 10,2±2,0% helijum ~0,3% metan 0,026%amonijak ~0,003% vodonik deuterid ~0,0006% etan ~0,0004% voda

Peta je planeta po udaljenosti od Sunca i pripada grupaciji planeta poznatih kao gasoviti džinovi (u literaturi poznate i kao Planete Jupiterovog tipa ili Jovijanske planete), zajedno sa Saturnom, Uranom i Neptunom. Od Sunca je udaljen u proseku oko 5,20 AJ, odnosno oko 778.330.000 km.

Sa vrednostima prividne magnitude od −1,6 do −2,94 četvrto je najsjajnije nebesko telo gledano sa površine zemlje (posle Sunca, Meseca i Venere). Njegovo postojanje utvrdili su još drevni astronomi antičkog perioda, a ime planete potiče od vrhovnog starorimskog božanstva Jupitera (starogrčki ekvivalent je bog Zevs).

Kao gasoviti džin Jupiter je najvećim delom izgrađen od gasova i manjim delom od tekućih elemenata, sa dominantnim udelom vodonika (H₂) i helijuma (He). U znatnijoj meri u strukturi planete se nalaze i metan (CH₄), amonijak (NH₃), vodonik deuterid (HD), etan (C₂H₆) i voda (H₂O). Moguće je da ima kamenito jezgro sačinjeno od težih elemenata koji se nalaze pod velikim pritiskom. Zbog gasovite građe površina Jupitera nije jasno definisana i na planeti ne postoje oblici reljefa karakteristični za terestričke planete, a samim tim i gustina planetarne mase je znatno manja u poređenju sa istom grupacijom planeta. Tako je prosečna gustina Jupitera 1,326 gr/cm³, što je i do 4 puta manje u odnosu na gustinu Venere (5,243 gr/cm³) i Merkura (5,427 gr/cm³).

Zbog velike brzine rotacije planeta ima elipsoidan oblik i dosta je spljoštena na polovima, a ispupčena na ekvatoru. Razlika između ekvatorijalnog (71.492±4 km) i polarnog poluprečnika (66.854±10 km) je oko 4.638 km.

Jupiter je planeta sa najdebljim slojem atmosfere među svim planetama Sunčevog sistema, i njegova atmosfera se pruža u visine do preko 5.000 km. Kako planeta nema čvrstu podlogu donjom granicom atmosfere se smatra tačka na kojoj atmosferski pritisak ima vrednost od 10 bara (1МРа). Cela atmosfera je veoma aktivna i turbulentna i karakterišu je veoma jaki vetrovi brzina i do 500 km/čas. Najkarakterističnija pojava vezana za atmosferu Jupitera je Velika crvena pega, gigantska oluja ovalnog oblika čije postojanje je utvrđeno još u XVII veku.

Poput Saturna, i oko Jupitera kruži čitav sistem planetarnih čestica koje formiraju planetarni prsten, a njegovo postojanje utvrdila je Nasina sonda Vojadžer 1 1979. godine. Poznato je i da Jupiter ima veoma jaku magnetosferu (od 0,42 do 1,4 mT) koja je i do 14 puta snažnija u poređenju sa magnetosferom Zemlje.

Jupiter ima 79 prirodnih satelita (zaključno sa 2017. godinom), a većina njih ima dimenzije manje od 10 km u poluprečniku i otkriveni su u glavnom posle 1975. godine. Četiri najveća i najsjajnija meseca, poznata i kao „Galilejevi sateliti“ (Io, Evropa, Ganimed i Kalisto) vidljivi su sa Zemlje putem običnih teleskopa, a otkrio ih je Galileo Galilej 1610. godine. Najveći od njih, Ganimed ima prečnik veći od Merkura.

Jupiter je u nekoliko navrata istraživan od strane robotizovanih svemirskih letelica, počev od sonde Pionir 10 koja je još 1972. preletela kraj Jupitera i poslala prve podatke o njegovoj magnetosferi, pa do misija Novi horizonti i Junona.

Fizičke karakteristike

Uporedni prikaz gasovitih džinova u poređenju sa Suncem: Jupiter, Saturn, Uran i Neptun

Jupiter je peta planeta po udaljenosti od Sunca i jedna od 4 planete iz grupacije gasovitih džinova. Sa ekvatorijalnim prečnikom od 142.984 km, je najveća planeta u Sunčevom sistemu, za više od 11 puta veća od planete Zemlje i desetostruko manja u poređenju sa Suncem. Sa prosečnom gustinom materije od oko 1,326 g/cm³ na drugom je mestu među gasovitim džinovima, iako su te vrednosti znatno manje u poređenju sa bilo kojom od terestričkih planeta.

Planeta je u osnovi izgrađena od gasova i tekuće materije i na osnovu spektroskopskih analiza po svom hemijskom sastavu najsličnija je Saturnu. Jupiterova atmosfera je u osnovi građena od vodonika (75%) i helijuma (24%), dok je unutrašnja struktura za nijansu drugačija sa udelom vodonika od oko 71%. U obodnim delovima atmosfere primetno je postojanje i ledenih kristala amonijaka. Na osnovu merenja infracrvenog i ultraljubičastog dela spektra uočeno je postojanje tragova organskih benzena i ugljovodonika.

Jupiterova masa

Jupiter (krajnje desno) u poređenju se zvezdama i smeđim patuljcima.

Jupiter u poređenju sa Suncem (gore) i Zemljom (dole). Na slici dole desno je poređenje Zemlje i Meseca.

Jupiterova masa je procenjena na približno 1,8986×10²⁷ kg i oko 2,5 puta je veća od ukupne mase preostalih 7 planeta. Zbog toga se njegov baricentar (ili centar mase) u sistemu sa Suncem nalazi u zoni Sunčeve fotosfere na oko 1,068 R_☉ od samog središta Sunca. Jupiterova masa (simbol M_J ili M_JUP) se koristi i kao osnovna merna jedinica u astronomiji kod određivanja mase gasovitih džinova, ekstrasolarnih planeta i smeđih patuljaka. Tako ekstrasolarni planet HD 209458 b udaljen oko 150 svetlosnih godina ima masu od 0,69 M_J, dok ekstrasolarni objekat Kappa Andromedae b ima masu od 12,8 M_J. U poređenju sa preostala 3 gasovita džina Sunčevog sistema jedino je Saturn za oko trećinu manje mase (0,299 M_J) dok su Neptun (0,054 M_J) i Uran (0,046 M_J) znatno manjih dimenzija.

Iako je u poređenju sa Zemljom Jupiter 11 puta veći u prečniku i ima zapreminu veću za oko 1.321 put, njegova masa je svega 318 puta veća u odnosu na Zemlju (zbog znatno manje gustine).

Jupiterova masa može da se pretvori u sledeće vrednosti:

• 1 M_J = 25.839 M_L (gde je M_L = masa Meseca)
• 1 M_J = 317,83 M_⊕ (gde je M_⊕ = Zemljina masa)
• 1 M_J = 0,0009546 M_☉ (gde je M_☉ = Sunčeva masa)

Svojstva unutrašnjosti planete

Merenja gravitacionog polja ukazuju na postojanje značajne koncentracije stenovitog i ledenog materijala u Jupiterovoj unutrašnjosti, verovatno jezgra mase 10 do 15 puta veće od Zemlje. Pritisak u unutrašnjosti Jupitera dostiže više desetina miliona bara.

Na mogućem kameno-ledenom jezgru nastavlja se debeli sloj metalnog vodonika. Naime, pri pritisku od oko 2 × 10¹¹ Pa, vodonik prelazi u metalno tekuće stanje. To je stanje pri kom su molekuli vodonika tako gusto složeni da pojedine atome susednog molekula privlači jednako kao i atom partner u istom molekulu. Posledica toga je razbijanje molekula. Pored toga događa se da i elektrone u ljuskama privlače susedna jezgra, pa dolazi do jonizacije (odvajanja elektrona od jezgra). Vodonik postaje vrlo provodljiv (slično metalima), pa se zato ovo stanje zove metalni tečni vodonik. Ovaj sloj verovatno sadrži i primese helijuma i raznog leda. Postojanje metalnog vodonika je dokazano u laboratorijama na Zemlji 1996. godine.

Na sloj metalnog vodonika se u blagom prelazu nastavlja sloj vodonika i helijuma u molekularnom obliku koji iz tečnog stanja (dublji slojevi) prelazi u gasovito (bliže površini). Atmosfera koju vidimo je samo spoljašnji deo ovog sloja. Ovaj sloj sadrži i manje količine vode, ugljen-dioksida, metana i drugih jednostavnih jedinjenja.

Jupiter je po sastavu 90% vodonik i 10% helijum (po masenom udelu), 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 prima od Sunca. Ravnotežna temperatura (ona koju bi imao da ga greje samo Sunce) za Jupiter iznosi 140 K, ali je stvarna temperatura njegovih spoljnih delova oko 160 K. To se objašnjava Kelvin-Helmholcovim mehanizmom (potencijalna energija gravitacionog polja sažimanjem prelazi u unutrašnju 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 zvezda. Iako velik, Jupiter je po dimenzijama vrlo daleko od zvezda ili mrkih patuljaka. Bila bi mu potrebna 80 puta veća masa da u njegovom središtu započnu nuklearne reakcije.Temperatura 150c

Atmosfera

Jupiterova atmosfera sastoji se od gustih slojeva oblaka čija visina seže do 1 000 km. Slojevi oblaka dele se u tri glavne grupe koji se međusobno razlikuju po boji. Na vrhu atmosfere se nalaze crveni oblaci čiji sastav je mešavina leda i vode. Kristali amonijum-hidrosulfida čine bele i smeđe oblake koji su u središnjem delu atmosfere. Dno atmosfere pokrivaju plavičasti oblaci koji svoju boju zahvaljuju kristalima amonijakovog leda. Uopšteno se može reći da je atmosfera ovoga diva među planetama Sunčevog sistema sastavljena od 75% vodonika i 23% helijuma. Ostatak otpada na vodenu paru, metan, amonijak i slične hemijske spojeve.

Najzanimljiviji fenomen vezan za Jupiterovu atmosferu je takozvana Velika crvena pega. To je područje eliptičnog oblika u Jupiterovoj atmosferi čija je veličina otprilike 12.000 x 25.000 km. Velika crvena pega je u stvari velika oluja koja traje već vekovima. Vetrovi koji duvaju unutra same oluje mogu premašiti 600 km/h.

Nije samo područje Velike crvene pege aktivno u Jupiterovoj atmosferi. Cela atmosfera je vrlo turbulentna i aktivna. Prosečna brzina vetra u gornjim slojevima Jupiterove atmosfere je 500 km/h.

Orbita

Jupiter svoju putanju 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 sa Jupitera, što je upućivalo na jako magnetno polje. Jako magnetno polje Jupitera posledica je debelog sloja metalnog vodonika i brze rotacije. Magnetna osa je priklonjena za 11° prema osi rotacije.

Jupiterovo magnetno polje je oko 14 puta jače od Zemljinog i na ekvatoru iznosi oko 0,42 mT a na polovima 1.0-1.4 mT. obuhvatajući prostor oko 100 puta veći od Zemljinog. Proteže se nekoliko miliona kilometara u smeru Sunca i čak oko 650 miliona km u suprotnom pravcu, pa doseže i do Saturnove putanje. Magnetno polje stvara jake struje visoko-energetskih čestica koje su 10 puta jače od onih u Van Alenovim pojasima.

Ono obuhvata i putanje Jupiterovih satelita, pa se time delimično objašnjava velika vulkanska aktivnost na Iou. Između Jupitera i Ioa izmerena je električna struja jačine 5 miliona ampera (5 MA). Naelektrisane čestice ubrzane do vrlo velikih brzina udaraju u Iovu površinu i izbijaju atome s površine. Izbijeni atomi čine Iov torus, veliki prstenasti oblak naelektrisanih čestica oko Iove putanje.

Jupiterovo magnetno polje uzrokuje i polarnu svetlost.

Jupiterovi prsteni

Godine 1979. letelica Vojadžer je otkrila Jupiterove prstene. Prsteni 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 — Amaltea i Tebe — izvori materijala za vrlo retke Amaltea Gosamer (unutar Amalteine putanje) i Teba Gosamer (između putanja Amalteje i Tebe) prstene koji se nastavljaju na glavni prsten.

Jupiter i galilejski sateliti

Prirodni sateliti

Glavni članak: Jupiterovi prirodni sateliti

Prema dosadašnjim saznanjima oko Jupitera kruže 79 prirodna satelita (meseca). Zbog velikog broja prirodnih satelita, postoji podela po sledećim grupama:

• Amalteja
• Galilejevi sateliti (Io, Evropa, Ganimed, Kalisto)
• Temisto
• Himalia
• Ananke
• Karme
• Pasife

Ovo razdvajanje po grupama napravljeno je po svojstvima nebeskih tela kao i po svojstvima njihovih orbita. Na primer Galilejevi sateliti su veliki i nalik su malim planetama, dok su sateliti iz grupe Ananke ili iz grupe Amaltea mala tela nepravilnog oblika i asteroidnog porekla.

Istorija istraživanja

Jupiter i Ganimed (dole levo) foto: Vojadžer 1, izvor: NASA/JPL)

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 prirodnih satelita nazivamo galilejskim satelitima. Sa Zemlje je do sada poslano 5 sondi, koje su bile uspešne u svom cilju.

Prva sonda koja je uspela stići do Jupitera bila je međuplanetarna sonda Pionir 10. Poslala je prve slike niske rezolucije. Pionir 10 je takođe vratila i telemetrijske podatke o magnetosferi i atmosferi Jupitera.

Sonde iz porodice Vojadžer (Vojadžer 1 i Vojadžer 2) svojim preletom pokraj Jupitera opremljene boljim kamerama i instrumentima nego sonde Pionir, poslale su slike i telemetrijske podatke na Zemlju 1979. godine, što je doprinelo proširenju znanja o Jupiteru, otkrivši sledeće:

• orbitalno prstenje koje opasuju planetu slične onima oko Saturna, ali manje izražene
• nove satelite koje nisu bile opaženi pre, na primer grupu satelita u porodici Amaltea koji su u niskoj orbiti iznad Jupitera i koji imaju prečnik manji od 200 km.

Međuplanetarne sonde
Država	Ime sonde	Datum lansiranja	Datum dolaska	Kraj misije (za Jupiter)	Komentar
	Pionir 10	3. mart 1972.	decembar 1973.		Prelet pokraj Jupitera. Prve slike, podaci o magnetosferi.
	Pionir 11	6. april 1973.	decembar 1974.		Prelet pokraj Jupitera, slike, podaci o magnetosferi.
	Vojadžer 1	5. septembar 1977.	mart 1979.		Otkrio planetarne prstenove i nove satelite.
	Vojadžer 2	20. avgust 1977.	jun 1979.		Slike galilejskih satelita i atmosfere.
	Galileo Orbiter	18. oktobar 1989.	7. decembra 1995.		Spustio sondu na Jupiterovu atmosferu. Veliki broj slika Jupitera i satelita.
	Kasini-Hajgens	15. oktobar 1997.	30. decembar 2000.		Prelet pokraj Jupitera.
	Novi horizonti	19. januar 2006.	28. februar 2007.		Prelet pokraj Jupitera na putu za Pluton.
	Junona (sonda)	5. avgust 2011.	3. avgust 2016.		Cilj joj je 33 rotacije oko Jupitera.

Jupiter u romanima i filmovima

• U filmu Odiseja 2001 (1968) Stenli Kjubrika, Jupiter je središte radnje, dok u nastavku u filmu Odiseja 2010 (1984) Jupiter se pretvara u zvezdu uz pomoć fiktivne tehnologije koja uspeva povećati gustinu jezgra Jupitera.

Galerija

Fotografije sa Junona sonde:

• 
  Jupiter
• 
  Jupiter
• 
  Jupiter

Vidi još

• Sunčev sistem
• Junona (sonda)
• Pad nebeskog tela na Jupiter 2009. godine

Literatura

• Taylor, Stuart Ross (2001). Solar system evolution: a new perspective : an inquiry into the chemical composition, origin, and evolution of the solar system (2nd, illus., revised izd.). Cambridge University Press. str. 208. ISBN 978-0-521-64130-2. 
• de Pater, Imke; Lissauer, Jack J. (2015). Planetary Sciences (2nd updated izd.). New York: Cambridge University Press. str. 250. ISBN 978-0521853712. 
• Burgess, Eric (1982). By Jupiter: Odysseys to a Giant. New York: Columbia University Press. ISBN 978-0-231-05176-7. 
• Bagenal, F.; Dowling, T. E.; McKinnon, W. B., ur. (2004). Jupiter: The planet, satellites, and magnetosphere. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-81808-7. 
• Beebe, Reta (1997). Jupiter: The Giant Planet (Second izd.). Washington, D.C.: Smithsonian Institution Press. ISBN 978-1-56098-731-4. 
• Gore, Rick (1980). „What Voyager Saw: Jupiter's Dazzling Realm”. National Geographic. sv. 157 br. 1. str. 2—30. ISSN 0027-9358. OCLC 643483454. 

Spoljašnje veze

• „NASA Solar System Jupiter”. Arhivirano iz originala 25. 12. 2013. g. Pristupljeno 24. 10. 2014. 
• Jupiter u 4K rezoluciji (Jutjub)
• Lohninger, Hans; 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. 4. 2007. —A simulation of the 62 moons of Jupiter.
• Anonymous (2. 5. 2007). „In Pictures: New views of Jupiter”. BBC News. Pristupljeno 2. 5. 2007. 
• Cain, Fraser. „Jupiter”. Universe Today. Pristupljeno 1. 4. 2008. 
• „Fantastic Flyby of the New Horizons spacecraft (May 1, 2007)”. NASA. Arhivirano iz originala 20. 10. 2011. g. 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. 
• Bauer, Amanda; Merrifield, Michael (2009). „Jupiter”. Sixty Symbols. Brady Haran for the University of Nottingham. 
• Photographs of Jupiter circa 1920s from the Lick Observatory Records Digital Archive, UC Santa Cruz Library's Digital Collections Arhivirano na sajtu Wayback Machine (4. septembar 2015)