Jupiter

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Symbol rozcestia O iných významoch výrazu Jupiter pozri Jupiter (rozlišovacia stránka).
Jupiter Jupiter symbol.svg
Jupiter.jpg
Elementy dráhy
(Epocha 2000,0)
Veľká polos 778 412 027 km
5,203 363 01 AU
Obvod dráhy 4,888 Tm
32,675 AU
Excentricita (e) 0,048 392 66
Periapsida (q) 740 742 598 km
4,951 558 43 AU
Apoapsida (Q) 816 081 455 km
5,455 167 59 AU
Doba obehu (P) 4 335,3545 d
(11,87 a)
Synodická doba obehu 398,86 d
Priemerná obežná rýchlosť 13,050 km/s
Maximálna obežná rýchlosť 13,705 km/s
Minimálna rýchlosť 12,440 km/s
Sklon dráhy (i) 1,305 30°
Dĺžka výstupného uzla (Ω) 100,556 15°
Argument perihélia (ω) 274,197 70°
Počet satelitov 65 potvrdených
Fyzikálne charakteristiky
Rovníkový priemer 142 984 km
(11,209 Zemí)
Povrch 6,14×1010 km² (120,5 Zemí)
Objem 1,338×1015 km³ (1235,6 Zemí)
Hmotnosť 1,899×1027 kg (317,8 Zemí)
Hustota (ρ) 1,326 g/cm³
Gravitácia na rovníku 23,12 m/s²
Úniková rýchlosť 59,54 km/s
Rotačná perióda 0,413 51 d (9 h 55,5 min)
Rýchlosť rotácie 12,6 km/s = 45,262 km/h
(na rovníku)
Sklon osi rotácie 3,13°
Rektascenzia
severného pólu
268,05°
(17 h 52 min 12 s)
Deklinácia 64,49°
Albedo 0,52
Povrchová teplota 110 K-152 K-?
Atmosféra
Zloženie atmosféry vodík~86 %, hélium~14 %, metán 0,1 %, vodná para 0,1%, amoniak (čpavok) 0,02 %, etán 0,0002 %, fosfín 0,0001 %, sírovodík<0,0001 %
Atmosférický tlak 70 kPa
Hustota atmosféry ?
Výška atmosféry ?

Jupiter je piata planéta v poradí od Slnka, najväčšia a najhmotnejšia planéta našej slnečnej sústavy. Je pomenovaný po rímskom bohovi Jupiterovi. Symbolom planéty je štylizované znázornenie Jupiterovho božského blesku (v Unicode: ♃).

Jupiter má chemické zloženie podobné Slnku a ďalším hviezdam. Líši sa od nich najmä nízkou hmotnosťou, ktorá nestačí na vytvorenie podmienok pre termojadrové reakcie prebiehajúce vo všetkých hviezdach. Neexistuje presná definícia odlišujúca veľké hmotné planéty ako Jupiter od hnedých trpaslíkov, v každom prípade by Jupiter potreboval byť aspoň 80× hmotnejší, aby sa mohol stať hviezdou.[1] Planéty podobné hmotnosťou, rozmermi a zložením Jupiteru sa nazývajú joviálne.

Jupiter je prvou planétou od Slnka, ktorá nemá pevný povrch. Jeho búrlivá atmosféra plynule prechádza do plášťa a vo väčších hĺbkach do horúceho jadra. Rotácia planéty spôsobila, že sa v jej atmosfére utvorili gigantické, farebne jasne odlíšené štruktúry nazývané pásy a zóny. Okrem nich možno už malým ďalekohľadom pozorovať na Jupiteri ďalšie búrkové štruktúry, napríklad známu Veľkú červenú škvrnu, ktorá je z nich najväčšia.

Jupiter sa okolo svojej osi otočí najrýchlejšie zo všetkých planét slnečnej sústavy (otočenie netrvá ani 10 hodín). Planéta má doteraz najväčšiu sústavu mesiacov. Zo 67 jeho doteraz objavených družíc[2] sú najznámejšie 4 najväčšie, nazývané tiež Galileove mesiace, pretože prvý písomný záznam o ich pozorovaní urobil Galileo Galilei v roku 1610. Najväčší Galileiho mesiac, Ganymedes, je zároveň najväčším mesiacom v slnečnej sústave. Ďalšie známe mesiace sú Európa, ktorá je pokrytá ľadovou kôrou a Io, ktorý prejavuje mohutnú sopečnú aktivitu.

Jupiter je na oblohe dobre viditeľný voľným okom, a preto bol známy ľuďom už v staroveku. Vďaka svojej obežnej dobe okolo Slnka, ktorá trvá necelých 12 rokov, prechádza Jupiter každým znamením zvieratníka približne rok. Veľa údajov o Jupiteri nám poskytli kozmické sondy, ktoré okolo neho prelietali, najmä sonda Galileo, ktorá sa v rokoch 1995 – 2003 stala zatiaľ jeho jedinou umelou družicou.

Charakteristika[upraviť | upraviť zdroj]

Jupiter je obrovská plynová guľa s 318-krát väčšou hmotnosťou ako je hmotnosť Zeme. Jeho objem by pohltil 1 319 Zemí. So svojou hmotnosťou 1,899x1027 kg[1] je 2,5-násobne hmotnejší ako všetky ostatné planéty slnečnej sústavy dohromady. Je tak hmotný, že sa hmotný stred sústavy Jupiter – Slnko nachádza nad slnečným povrchom (vo vzdialenosti 1,068 slnečného polomeru od stredu Slnka). Rovníkový priemer Jupitera je 142 984 km.[3] Rýchla rotácia Jupitera spôsobuje vydúvanie rovníkových vrstiev až o 9 276 km oproti polárnym.

Porovnanie veľkostí Zeme a Jupitera

Už prvé spektroskopické pozorovania Jupitera ukázali, že je zložený najmä z molekulárneho vodíka (H2). Sonda Galileo zistila, že ho tvorí vodík a hélium, ktoré sú zmiešané v pomere 5:1.[3] Tieto dva základné prvky tvoriace Jupiter sú najhojnejšie sa vyskytujúcimi prvkami vo vesmíre. Chemické zloženie Jupitera sa veľmi podobá chemickému zloženiu Slnka s tým rozdielom, že Jupiter obsahuje percentuálne viac ťažkých prvkov. Vo veľkom množstve sa tu nachádzajú napríklad vzácne plyny, ako sú argón, kryptón a xenón.[4]

Jupiter vydáva asi o 60 % viac tepelnej energie, ako prijíma zo slnečného žiarenia. Predpokladá sa, že táto energia pochádza z troch zdrojov: teplo z doby vzniku Jupitera; energia uvoľňovaná pomalým zmršťovaním planéty a energia veľmi slabo prebiehajúcich termonukleárnych reakcií.

Vznik a vývoj planéty[upraviť | upraviť zdroj]

Jupiter sa sformoval spolu s inými planétami pred 4,6 až 4,7 miliardami rokov.[5] Základom bol prachoplynový disk okolo formujúceho sa Slnka, protoplanetárny disk, v ktorom pravdepodobne postupným zliepaním (akréciou) vznikli zhluky hmoty – planétezimály. Z nich sa ďalším spájaním utvorili väčšie telesá zvané protoplanéty. Podľa najpodrobnejších výpočtov sa rádovo desiatky kilometrov veľké planétezimály počas 100 000 rokov spojili do planetárnych embryí s hmotnosťou rádovo 1024 kg. Tieto zárodky už mali natoľko veľkú gravitáciu, že začali priťahovať ľahké prvky, predovšetkým vodík, čím rýchlo rástol objem a hmotnosť budúceho Jupitera. Jeho rozsiahla plynná obálka zabrzdila ďalšie prelietajúce telesá, ktoré padali na jeho povrch a tým prudko zvyšovali jeho hmotnosť. Za 4 milióny rokov by mal Jupiter týmto spôsobom dosiahnuť hmotnosť rovnajúcu sa 21 hmotnostiam Zeme a jeho vznik bol dokončený ďalšou bleskovou akréciou materiálu.[6]

Vyššie uvedená teória má však niekoľko nedostatkov. R. Durisen a iní poukázali na to, že Jupiter a Saturn sa nemohli utvoriť kondenzáciou hmoty na kamenné jadrá, pretože tento proces by musel trvať tak dlho, že zárodočný plyn slnečnej sústavy by sa za ten čas už rozptýlil do medzihviezdneho priestoru. Problém so vznikom joviálnych planét možno by sa dal obísť štúdiou, ktorá odmieta vznik joviálnych planét akréciou plynného materiálu na kamenné jadrá, ale vysvetľuje ich vznik ako produkt niekoľkých gravitačných kolapsov. Autorom tejto teórie je Alan Boss z Carnegie Institution of Washington.[7] Podľa tejto teórie sa Jupiter sformoval z kozmologického hľadiska "bleskovo", len za 300 rokov.

Jupiter v nepravých farbách na zábere Hubbleovho vesmírneho ďalekohľadu. Na disku planéty sú viditeľné tiene troch jeho mesiacov.

Migrácia Jupitera[upraviť | upraviť zdroj]

Existujú hypotézy, podľa ktorých sa Jupiter nesformoval v tej vzdialenosti od Slnka, v ktorej sa nachádza teraz, a na svoju súčasnú pozíciu sa postupne presunul (migroval). Podľa modelu s názvom Nice model sa planetárne embryo Jupitera utvorilo o niečo ďalej od Slnka, ako je teraz.[8] Jedným z dôkazov pre toto tvrdenie je fakt, že počas akrécie musela na zárodok Jupitera dopadať hmota prevažne v kondenzovanom stave, ale ťažké vzácne plyny napr. argón sa v predpokladanom pomere prvkov kondenzujú len pri teplotách nižších ako 30 K. To je niekoľkonásobne menej, ako predpokladaná teplota vo vzdialenostiach Jupitera počas jeho formovania. Jedno z vysvetlení tohto problému predpokladá oveľa nižšiu teplotu zárodočnej hmloviny v čase formovania Jupitera, iné sa snaží obísť problém tým, že Jupiter sa v skutočnosti sformoval vo vzdialenejších častiach slnečnej sústavy a až potom migroval na súčasnú dráhu.[4]

V roku 1984 ukázali J. Fernández a W. Ip, akým mechanizmom by sa Jupiter mohol dostať do vnútorných častí slnečnej sústavy. V ranej histórii slnečnej sústavy sa totiž planéta stretávala s miliardami planétok, ktoré míňala pri ich putovaní do oblastí Oortovho mraku alebo až za hranice slnečnej sústavy. Pri týchto preletoch nastal efekt gravitačného praku, čo znamená, že rýchlosť planétky sa preletom okolo Jupitera pod vplyvom jeho gravitácie zvýšila. Podobným spôsobom NASA urýchlila už niekoľko sond mieriacich do vonkajších častí slnečnej sústavy. Pri každom gravitačnom urýchlení sa však Jupiter premiestnil nepatrne bližšie k Slnku rýchlosťou, ktorá je nepriamo úmerná pomeru hmotností Jupiter/planétka. Pri veľkom množstve takýchto gravitačných prakov mohol Jupiter kedysi migrovať smerom k Slnku rýchlosťou až 0,2 AU za 100 tisíc rokov.[8]

Model slnečnej sústavy vytvorený medzinárodným tímom, ktorý bol publikovaný v časopise Nature v júni 2011, však naproti tomu ukazuje, že Jupiter sa sformoval vo vzdialenosti asi 3,5 AU od Slnka, čo je bližšie, ako je jeho súčasná vzdialenosť. Pribrzďovaný medziplanetárnym plynom, ktorý bol vo formujúcej sa slnečnej sústave oveľa hustejší ako dnes, sa Jupiter mal dokonca k Slnku priblížiť ešte viac a to až na vzdialenosť 1,5 AU (dnešná vzdialenosť Marsu). Po spotrebovaní plynu sa planéta začala od Slnka opäť špirálovite vzďaľovať, až kým neskončila na súčasnej pozícii. Pri takomto spôsobe migrácie by Jupiter musel pri približovaní aj vzďaľovaní prekonať pásmo planétok, ktoré by tým podľa starších názorov gravitačne vyčistil od hmoty. Ale podľa nového modelu bol migrujúci Jupiter činiteľom, ktorý asteroidy naopak rozptýlil a zväčšil rozmery oblasti, v ktorej sa vyskytovali.[9]

Vznik mesiacov[upraviť | upraviť zdroj]

Predpokladá sa, že veľké mesiace Jupitera mohli vzniknúť podobným spôsobom ako planéty. Zárodok Jupitera mal okolo seba hmlovinu v tvare disku. Z tohto disku sa naberaním hmoty a zmršťovaním utvorili mesiace. Tento scenár vzniku podporuje aj chemické zloženie mesiacov. Jupiter sa počas svojho vzniku na krátku dobu zahrial až na 4 000 °C, čo spôsobilo odparenie vody vo vnútorných častiach jeho zárodočného disku. Preto najbližšie mesiace Jupitera vodu neobsahujú a sú zložené len z ťažko sa vyparujúcich látok.[5] Malé mesiačiky s výstrednými dráhami sú pravdepodobne zachytenými kométami a asteroidmi, ktoré vznikali ďaleko od planéty a len neskôr ich Jupiter gravitačne zachytil.

Dráha a rotácia[upraviť | upraviť zdroj]

Jupiter obieha Slnko vo vzdialenosti 778 412 027 km, čo je viac než päťnásobne väčšia vzdialenosť ako tá, v ktorej obieha Zem okolo Slnka. Tomu pripadá aj množstvo slnečného žiarenia dopadajúceho na meter štvorcový jeho plochy, ktoré tvorí len 3,7 % zo žiarenia dopadajúceho na meter štvorcový hranice atmosféry Zeme. Jupiter je však k Slnku stále o polovicu bližšie, než nasledujúca joviálna planéta Saturn. Jeho obežná dráha má tvar elipsy podobnej kružnici s excentricitou približne 0,048. Pri najväčšom priblížení k Zemi, nás od Jupitera delí 588 miliónov km. Pri najväčšom vzdialení, v konjunkcii, sa od Zeme vzďaľuje až na 968 miliónov km. Sklon jeho dráhy k rovine ekliptiky je nevýrazný a dosahuje len 1,3°, čo je po Uráne druhý najmenší sklon dráhy planéty v slnečnej sústave.[10]

Keďže Jupiter je zložený prevažne z plynu, jeho rotácia nepripomína rotáciu pevného telesa. Rôzne vrstvy jeho atmosféry sa otáčajú rôznou rýchlosťou. Kým rovníkový pás planéty urobí jednu otočku za 9 hodín 50 minút, vrstvy pri póloch sa otočia raz za 9 hodín 56 minút. Takáto rotácia sa nazýva diferenciálna.[3] Jupiter má medzi všetkými planétami slnečnej sústavy najkratší deň.

Magnetosféra[upraviť | upraviť zdroj]

Severná polárna žiara na Jupiteri v ultrafialovom spektre. Záber urobil Hubbleov vesmírny ďalekohľad.

Sonda Pioneer potvrdila existenciu Jupiterovho mohutného magnetického poľa, ktoré je 10× silnejšie ako zemské a obsahuje 20 000× viac energie. Silné magnetické pole je spôsobené rýchlou rotáciou a svojou intenzitou prevyšuje magnetické polia všetkých ostatných planét slnečnej sústavy. V polárnych oblastiach boli pozorované polárne žiary, jav známy aj na Zemi.

Jupiter má veľmi rozsiahlu a silnú magnetosféru. Keby bola viditeľná zo Zeme, javila by sa až 5× väčšia ako Mesiac v splne, aj keď je omnoho ďalej. Toto magnetické pole vytvára mohutné výrony urýchlených častíc v Jupiterových radiačných pásoch, interaguje s mesiacom Io a vytvára vodivú trubicu a plazmový prstenec okolo neho. Jupiterova magnetosféra je najväčšia štruktúra slnečnej sústavy (je väčšia než magnetosféra Slnka). Celkový tvar magnetosféry Zeme a Jupitera je veľmi podobný. Magnetopauza v prípade Zeme sa však vytvára vo vzdialenosti 70 000 až 80 000 km, ale u Jupitera takmer 100-krát ďalej. Tento rozdiel sa vysvetľuje nielen intenzívnejším magnetickým poľom Jupitera, ale aj tým, že intenzita slnečného vetra je vo vzdialenosti jeho obežnej dráhy podstatne slabšia ako pri Zemi.

Citlivé prístroje na palube sondy Pioneer odhalili, že jupiterovský „severný“ magnetický pól je na južnom geografickom póle planéty s odchýlkou 11 stupňov od jupiterovskej osi rotácie a so stredom poľa posunutým mimo stred Jupitera podobne ako je tomu pri magnetickom poli Zeme. Pioneer zaznamenal vlnu jupiterovskej magnetosféry ešte vo vzdialenosti 26 miliónov kilometrov a magnetický chvost dosahujúci až za Saturnovu obežnú dráhu.

Údaje ukazujú, že veľkosť tohto magnetického poľa na strane obrátenej k Slnku rýchlo kolíše, v dôsledku zmien tlaku slnečného vetra, tento jav bol bližšie skúmaný pri dvoch misiách Voyager. Bolo objavené, že prúdy vysokoenergetických častíc sú vyvrhované až k obežnej dráhe Zeme. V jupiterovských radiačných pásoch boli nájdené a namerané vysokoenergetické protóny, ukázalo sa, že medzi Jupiterom a niektorými jeho mesiacmi (najmä Io) pretekajú elektrické prúdy.

Atmosféra[upraviť | upraviť zdroj]

Detail Jupiterovej atmosféry z pohľadu Voyagera 1
Bližšie informácie v hlavnom článku: Atmosféra Jupitera

Priame informácie o chemickom zložení Jupiterovej atmosféry vedcom poskytlo zostupové puzdro sondy Galileo, tzv. Galileo JEP (Jupiter Entry Probe). Táto malá sonda v tvare kužeľa s najväčším priemerom 1,25 m sa od svojej materskej sondy oddelila 13. júla 1995. 7. decembra toho istého roku potom vstúpila do atmosféry, kde zostúpila do hĺbky asi 130 km, kým ju nezničila okolitá teplota a tlak.[11] Kompletné vyhodnotenie údajov získaných týmto atmosférickým puzdrom sondy trvalo niekoľko rokov.[4]

Atmosféra Jupitera sa skladá z približne 86 % vodíka a 14 % hélia (podľa počtu atómov, podľa hmotnosti ide o percentuálny pomer približne 75/24; s 1 % hmotnosti pripisovaným iným zložkám – vnútro obsahuje hustejšie materiály, kde sa percentuálny pomer mení na približne 71/24/5). Obsahuje tiež stopové množstvo metánu, vodných pár, amoniaku a „kamenia“. Nachádzajú sa tu tiež nepatrné množstvá uhlíka, etánu, sírovodíka, neónu, kyslíka, fosfínusíry. Prekvapivo malé množstvo kyslíka, ktoré zistila sonda Galileo JEP, sa vysvetľuje tým, že sonda vstúpila do oblasti jednej z tzv. horúcich škvŕn, v ktorých väčšina vody (hlavná zlúčenina viažúca na Jupiteri kyslík) skondenzovala už v oveľa hlbších oblastiach. Oblaky v okolí týchto horúcich škvŕn obsahujú až 100-krát viac vody, ktorá viaže "chýbajúci" kyslík.[4] Najvrchnejšie vrstvy atmosféry obsahujú kryštály zmrznutého amoniaku.

Vodík a hélium sú bezfarebné plyny, na sfarbení atmosféry sa preto podieľajú jej prímesi. Viditeľný povrch Jupitera, čiže horná vrstva oblačnosti, má charakteristický vzhľad. Už menším ďalekohľadom možno pozorovať, že sa na ňom striedajú svetlejšie a tmavšie pásy. Svetlejšie pásy sú prejavom väčšej oblačnosti a vertikálneho prúdenia, tmavé pásy sú miesta s menšou alebo chýbajúcou oblačnosťou. Pásová štruktúra sa utvorila pravdepodobne hlavne v dôsledku Jupiterovej rýchlej rotácie a vnútornej energie.[1] Smerom k pólom planéty sa pásová štruktúra postupne stráca. Okrem toho sa v Jupiterovej atmosfére vyskytuje mnoho oválnych útvarov, z ktorých najznámejšia a najstabilnejšia je Veľká červená škvrna. Svojimi rozmermi presahuje Zem, pričom jej veľkosť, tvar aj farba sa v priebehu času menia.[12] Vo vrcholcoch mrakov dochádza aj k početným elektrickým výbojom,[1] ktoré zaznamenala aj sonda Galileo JEP.[4]

Jednotlivé pásy Jupiterovej atmosféry rotujú rôznou rýchlosťou; tento efekt bol poprvýkrát pozorovaný Cassinim (1690). Rotácia Jupiterovej polárnej atmosféry je o 5 minút dlhšia ako rotácia jeho rovníkovej atmosféry. Navyše sa pásy mrakov rôznej šírky pohybujú proti sebe v smere stálych vetrov. Na hraniciach týchto konfliktných prúdov vznikajú búrky a turbulencie. Rýchlosť vetra podľa údajov sondy Galileo dosahuje až 650 km/h a vetry vyvolávajú aj kolísania teploty vo vrchnej Jupitrovej atmosfére. Pôvod vetrov, na rozdiel od pozemských, sa nepripisuje ohrievaniu atmosféry Slnkom, ale vnútornému teplu planéty.[1]

Vnútorné zloženie[upraviť | upraviť zdroj]

Predpokladá sa, že v strede planéty leží malé pevné jadro, ktoré sa skladá zo silikátov a železa. Tlak a teplota sú tu veľmi vysoké. Hlavne vysoký tlak bol v minulosti príčinou toho, že sa pevné jadro pokladalo za útvar zložený z pevného vodíka.

Nad jadrom sa nachádza vodíkový oceán, ktorý tvorí rozhodujúcu časť objemu i hmoty Jupiteru. Vodík je rozdelený do dvoch vrstiev a v oboch je kvapalný. Spodná vrstva siaha od jadra do vzdialenosti 46 000 km od stredu planéty a skladá sa z kovového kvapalného vodíka. Vďaka veľkému tlaku má jeho vnútorná časť odtrhnuté elektróny z atómových obalov a má kovové vlastnosti. Druhá, vonkajšia vodíková vrstva siaha do vzdialenosti 70 000 km od stredu planéty. Jej hlavnou zložkou je kvapalný molekulárny vodík. Tvorí vlastný povrch planéty. Hranica medzi kovovým a molekulárnym oceánom je v hĺbke 17 000 km pod povrchom. Atmosféra obsahuje okrem vodíka a hélia aj metán, amoniak a vodné pary. Teplota od oblakov smerom ku stredu rastie. Na vrcholoch mračien je –160°, o 60 km hlbšie je približne rovnaká teplota ako na Zemi, a ešte kúsok hlbšie je teplota na bode varu vody. Prúdy tečúce vo vnútri (v kovovom vodíku) vytvárajú okolo Jupitera silné magnetické pole. Toto pole je zodpovedné za pozorovanú polárnu žiaru spôsobenú Birkelandovými prúdmi tečúcimi pozdĺž magnetických siločiar.

Mesiace[upraviť | upraviť zdroj]

Bližšie informácie v hlavnom článku: Mesiace Jupitera
Fotomontáž Jupitera a jeho najväčších mesiacov: zľava Io, Ganymedes, takmer nad ním sa nachádza Európa a v pravom spodnom rohu je viditeľný kúsok Kalisto.

Jupiter bolo prvé teleso okrem Zeme, u ktorého boli objavené prirodzené družice. Objavili ich v roku 1610 Galileo Galilei a nezávisle na ňom pravdepodobne aj Simon Marius. Tieto prvé štyri objavené mesiace sú zároveň najväčšími Jupiterovými mesiacmi: Io, Európu, Ganymedes a Kallisto (dnes známe ako Galileove mesiace). Pri pozorovaní ich pohybu bolo zrejmé, že neobiehajú Zem. Táto skutočnosť bola hlavným bodom obhajoby Kopernikovej heliocentrickej teórie o pohybe planét; Galileiho vyhlásenie podpory Koperníkovej teórie ho dostalo do problémov s inkvizíciou. Neskôr pribudli objavy ďalších mesiacov. Niektoré z nich objavili prelietajúce sondy, ďalšie sa podarilo objaviť na fotografických snímkach zo Zeme (piaty najväčší Jupiterov mesiac Amaltheu dokonca priamym pozorovaním). V roku 2014 bolo známych 67 mesiacov Jupitera[2] ale je možné, že toto číslo ešte nie je konečné. Iba Galileiho mesiace majú guľatý tvar. Spolu so štyrmi malými vnútornými mesiacmi majú ich dráhy sklony blízke nule. Ostatné mesiace sú nepravidelného tvaru podobného tvaru asteroidov, ich dráhy mávajú väčšinou veľký sklon k Jupiterovmu rovníku a najvzdialenejšie z nich obiehajú v protismere rotácie planéty (v retrográdnom smere).

Ganymedes je najväčším Jupiterovým mesiacom a zároveň aj najväčším mesiacom v slnečnej sústave. So svojím priemerom 5 262 kilometrov je väčší ako planéty Merkúr alebo trpasličia planéta Pluto. Jeho jadro z tvrdých hornín pokrýva hrubá vrstva ľadu a hornín. Zábery sond ukázali, že na jeho povrchu sú rozsiahle svetlé a tmavé plochy a impaktné krátery. O niečo menší Kallisto, tretí najväčší mesiac slnečnej sústavy, je taktiež pokrytý mnohými krátermi. Oba mesiace majú napriek svojim hmotnostiam iba veľmi riedke atmosféry. Najsvetlejším satelitom Jupitera je Európa. Jej 100 km hrubý ľadový obal pokrytý množstvom brázd mimoriadne dobre odráža slnečný svit. Pod vrchnou vrstvou ľadu sa pravdepodobne nachádza tekutý oceán vody. Mesiac Io je jedno z nemnohých telies v slnečnej sústave, ktoré má aktívne vulkány. Tento mesiac prejavuje najväčšiu sopečnú aktivitu zo všetkých známych telies v slnečnej sústave. Sopky však nevyvrhujú roztavené horniny, ako je to na Zemi, ale roztavenú síru. To objasňuje i čierno-červenožlté zafarbenie mesiaca. Vyvrhovaná ionizovaná síra vytvára okolo Jupitera tzv. plazmový torus. V ňom sa uzatvára časť Birkelandových prúdov tečúcich pozdĺž magnetických siločiar planéty a spätne ohrieva mesiac Io. Vulkanická činnosť na mesiaci Io je spôsobená kombinovaným ohrevom gravitačnými slapovými silami materskej planéty a elektromagnetickým ohrevom Birkelandovými prúdmi.

V rokoch 1999 – 2003 bolo 3,6 metrovým ďalekohľadom na Havajských ostrovoch (CCD 12000×12000 pixelov, David Jewitt ad.) objavených niekoľko desiatok nových mesiacov. Ide o kilometrové skaliská.

Galileiho mesiace v porovnaní s Mesiacom Zeme
Meno Priemer Hmotnosť Priemerná vzdialenosť Perióda obehu
km  % kg  % km  % dni  %
Io 3643 105 8,9×1022 120 421 700 110 1,77 7
Európa 3122 90 4,8×1022 65 671 034 175 3,55 13
Ganymedes 5262 150 14,8×1022 200 1 070 412 280 7,15 26
Kallisto 4821 140 10,8×1022 150 1 882 709 490 16,69 61

Prstence[upraviť | upraviť zdroj]

Prstence Jupitera, ako ich pri zákryte planéty Slnkom videla sonda Galileo
Bližšie informácie v hlavnom článku: Prstence Jupitera

Jupiter má (podobne ako Saturn, Urán a Neptún) sústavu prstencov. Na rozdiel od známych prstencov Saturna, Jupiterove prstence sú zo Zeme pozorované len veľmi náročne. Preto ich objavila až sonda Voyager 1[1] a nezávisle na nej observatórium na Mauna Kea v roku 1979.[3]

Prstence sú hrubé asi 30 km, široké len 8 000 km a ležia vo vzdialenosti asi 1,8 polomeru planéty od jej stredu. Hustota hmoty v Jupiterových prstencoch je veľmi nízka a jasnosť dosahuje len 12 magnitúd.[3] Tvorené sú drobnučkými časticami s priemerom rádovo mikróny. Častice sú pravdepodobne dopĺňané z vnútorných mesiacov, z ktorých ich vymršťujú nárazy mikrometeoritov.[1] Smerom od planéty jasnosť prstencov klesá veľmi rýchlo, smerom dovnútra pomalšie. Vnútorný halový prstenec siaha až k oblačnej prikrývke planéty. Sondy zistili i pomerne vysoký počet častíc v priestore nad prstencami, a tiež pod nimi. Je možné, že pri vytváraní prstencov sa uplatňuje i žiarenie z radiačných pásov a magnetické pole planéty.

Telesá pod gravitačným vplyvom[upraviť | upraviť zdroj]

Trójania[upraviť | upraviť zdroj]

Bližšie informácie v hlavnom článku: Trójan (planétka)

Spolu s Jupiterom obiehajú okolo Slnka v približne rovnakej vzdialenosti dve skupiny planétok známych ako Trójania. Každá skupina zviera s planétou a Slnkom 60-stupňový uhol. Telesá v týchto pozíciách, tzv. libračných bodoch, sú dlhodobo stabilné. Prvým objaveným Trójanom Jupitera bola planétka 588 Achilles, ktorá má priemer 135 km. K 13. júnu 2009 bolo klasifikovaných 3183 Trójanov, pričom v skupine pred Jupiterom je ich známych o 443 viac než za ním.[13] Pôvodné teórie predpokladali, že telesá boli na týchto pozíciách zachytené, ale najnovšie štúdie ukázali, že Jupiterovi Trójania boli na tejto dráhe zachytené už v záverečných štádiách formovania slnečnej sústavy.[13] Ide teda o veľmi starú a dynamicky veľmi stabilnú skupinu.[14]

Dopad komét[upraviť | upraviť zdroj]

Dopad časti kométy Shoemaker-Levy 9 na povrch Jupitera. Tmavé mraky stúpajúce z miesta dopadu sú väčšie ako Zem.

Veľká hmotnosť Jupitera a jeho umiestenie blízko vnútornej časti slnečnej sústavy spôsobuje jeho časté zrážky s jadrami komét. V období od 16. júla do 22. júla 1994 dopadlo na južnú pologuľu Jupitera viac ako 20 častí rozpadnutého jadra kométy Shoemaker-Levy 9, čo bola prvá príležitosť priamo pozorovať zrážku dvoch telies v slnečnej sústave. V miestach dopadu vytryskli z atmosféry Jupitera plyny, neskôr a v miestach dopadu vytvorili tmavé škvrny, ktoré boli pozorovateľné takmer rok. Kolíziu sledoval Hubbleov ďalekohľad a tiež Keckove teleskopy.

V júli 2009 sa v atmosfére Jupitera objavila nová tmavá škvrna. Na základe snímok infračerveného teleskopu na Mauna Kea sa predpokladá, že tento úkaz je následkom ďalšej kozmickej zrážky Jupitera s iným telesom, pravdepodobne s kométou.[15] Novú tmavú škvrnu vyfotografoval aj Hubbleov vesmírny ďalekohľad.

Pozorovanie zo Zeme[upraviť | upraviť zdroj]

Jupiter so zdanlivou magnitúdou minimálne -1,6 patril k planétam, ktoré ľudia poznali už od staroveku. Svojou jasnosťou prevyšuje všetky hviezdy (najjasnejšia hviezda oblohy Sírius má magnitúdu -1,46) ale je až treťou najjasnejšou planétou po Venuši a Marse. Aj keď je Jupiter od nás omnoho ďalej ako Mars (vzdialenosť od Zeme je 628 700 000 km a od Slnka 778 300 000 km), niekedy je na oblohe jasnejší. Je to preto, lebo je omnoho väčší a má hustú atmosféru, ktorá dobre odráža slnečné svetlo.

Pri pozorovaní voľným okom sa Jupiter javí ako veľmi jasné neblikajúce žlté teleso. Pri svojom najbližšom priblížení k Zemi – v opozícii – má planéta jasnosť -2,8 magnitúd, pri najväčšej vzdialenosti – v konjunkcii – iba -1,6. So zmenou vzdialenosti sa mení aj jeho uhlový priemer od 32" do 52".[3] Za jeden deň sa na oblohe priemerne posunie o uhol 0,0831°.[16] Podobne ako ostatné planéty, aj Jupiter vykresľuje na oblohe slučky, ktoré sú spôsobené zložením pohybu Jupitera a Zeme. Za jeden jeho siderický obeh, ktorý trvá necelých 12 rokov, urobí planéta necelých 11 (presnejšie 10,9) slučiek.[17] Prechod jedným zvieratníkovým znamením mu trvá takmer presne rok.

Už menším ďalekohľadom sa dajú pozorovať jeho štyri najväčšie mesiace. Ich jasnosti sa v opozícii pohybujú na hranici viditeľnosti voľným okom. Sú to 5,0 mag. (Io), 5,3 mag. (Európa), 4,6 mag (Ganymedes) a 5,6 (Kallisto).[3] V ďalekohľade možno už v priebehu niekoľkých hodín sledovať zmeny polôh mesiačikov. Často dochádza aj k ich zákrytom planétou alebo naopak k prechodom cez jej disk. Polohy Galileiho mesiacov na každý deň v roku možno nájsť v astronomickej ročenke. Ľahko pozorovateľná je aj pásová štruktúra planéty.

Výskum[upraviť | upraviť zdroj]

Historické pozorovania[upraviť | upraviť zdroj]

Nemáme spoľahlivú informáciu o tom, kedy bola táto planéta pozorovaná po prvýkrát, pravdepodobne sa to ale stalo okolo roku 3 000 až 4 000 p. n. l.[18] Ďalekohľadom sa na Jupiter a jeho mesiace prvýkrát pozrel Galileo v roku 1610. V roku 1675 vykonal O. Roemer prvé presné merania rýchlosti svetla pomocou určenia času zákrytov Jupiterových mesiacov.

Koncom 19. storočia začali astronómovia prostredníctvom spektroskopu získavať prvé údaje o chemickom zložení Jupiterovej atmosféry. Vodík a hélium boli ako hlavné prvky tvoriace planétu známe už z jeho hustoty. Spektroskopicky sa v atmosfére Jupitera našli tiež amoniak, metán, etán a acetylén a potvrdil sa tiež vodík. Ďalšie informácie pred vyslaním kozmických sond získali astronómovia zo zákrytov hviezd planétou.[19]

Kozmické sondy[upraviť | upraviť zdroj]

Jupiter navštívilo sedem výskumných sond, pričom šesť z nich okolo neho len preletelo a jedna sa stala na niekoľko rokov jeho umelou družicou. Na ceste k planéte je ôsma sonda, ktorá sa má stať jeho historicky druhou umelou družicou.

Prelety sond Pioneer[upraviť | upraviť zdroj]

Pioneer 10 preletel okolo Jupitera v decembri 1973, nasledovaný Pioneerom 11 presne o rok neskôr. Sondy poskytli nové dôležité dáta o Jupiterovej magnetosfére a získali niekoľko fotografií planéty s nízkym rozlíšením.

Prelety sond Voyager[upraviť | upraviť zdroj]

Jupiter a jeho mesiac Ganymedes. Záber urobila sonda Voyager 1 zo vzdialenosti 40 miliónov km. Táto farebná fotografia bola zostavená v Jet Propulsion Laboratory's Image Processing Lab z troch čiernobielych fotografií spracovanými rôznymi filtrami.

Voyager 1 preletel okolo Jupitera v marci 1979. Najtesnejšie priblíženie k planéte na 280 000 km dosiahla sonda 5. marca 1979. Počas priblíženia, ale aj pred ním a po ňom prebiehal detailný fotografický a rádiový prieskum. K 15. marcu 1979 odoslala sonda Voyager 1 na Zem viac ako 15 000 fotografií Jupitera a jeho mesiacov.

V júli toho istého roku preletel okolo planéty aj Voyager 2. Jeho najbližšie priblíženie k Jupiteru sa odohralo 9. júla 1979, keď sa sonda priblížila iba na 570 000 km od mračien na planéte. Podrobné pozorovanie Veľké červenej škvrny preukázalo, že ide o komplex niekoľkých búrok okolo jednej obrovskej búrky zúriacej v atmosfére posúvajúcej sa ľavotočivým smerom. Na zaslaných fotografiách (celkom približne 18 000 fotografií)[20] boli rozpoznané ďalšie menšie búrky, ktoré ukázali atmosféru Jupitera ako dynamický a búrlivý celok, ktorý nebol do dnešných dní celkom vysvetlený a popísaný.

Voyagery nesmierne zlepšili naše vedomosti o štyroch najväčších Jupiterových mesiacoch a zaznamenali Jupiterove prstence. Získali tiež detailnejšie zábery atmosféry planéty. Obe sondy využili gravitáciu Jupitera na to, aby boli urýchlené smerom k Saturnu, ktorý bol ďalším cieľom ich misie.

Galileo[upraviť | upraviť zdroj]

Sonda Galileo bola navedená na obežnú dráhu okolo Jupitera v roku 1995, vypustila na Jupiter atmosferickú sondu a uskutočnila niekoľko preletov okolo všetkých Galileových mesiacov. Sonda Galileo sa stala tiež svedkom dopadu kométy Shoemaker-Levy 9 na Jupiter, ktorá zasiahla planétu v roku 1994. V 21. septembra 2003 jej misia skončila zhorením vo vyšších vrstvách Jupiterovej atmosféry, kam bola navedená zámerne.

Prelety Cassini a New Horizons[upraviť | upraviť zdroj]

V roku 2000 preletela sonda Cassini na ceste k Saturnu okolo Jupitera a poskytla niekoľko snímok zatiaľ najlepšej úrovne rozlíšenia. Medzi vedecké ciele výskumu Jupitera patrilo mapovanie oblačnej vrstvy atmosféry, vytvorenie jej trojrozmernej mapy, globálna meteorológia, mapovanie výskytu polárnych žiar, snímkovanie známych satelitov, hľadanie stôp atmosféry na nich a tiež hľadanie ďalších, dovtedy neznámych obežníc Jupitera a mapovanie jeho rozsiahlej magnetosféry. Pri najväčšom priblížení bola sonda od vrchných mrakov Jupitera vzdialená 9,72 miliónov kilometrov. Z tejto vzdialenosti urobila zábery planéty s rozlíšením 58 km na pixel.

Sonda New Horizons v montážnej hale

V roku 2007 nastal prelet sondy New Horizons okolo Jupitera na jej ceste k trpasličej planéte Pluto. Prvé skúšobné pozorovanie Jupitera urobila sonda 5. januára 2007. V nasledujúcich týždňoch sonda snímkovala planétu pravidelne a tiež skúmala vlastnosti medziplanetárneho prostredia, magnetosféru a malé mesiačiky Elara a Himalia. Obrázky z New Horizons predstavovali atmosféru, ktorá sa líšila od toho, čo videli sondy Cassini a Galileo pred niekoľkými rokmi. Rovníkové a južné oblasti vrátane Veľkej červenej škvrny pôsobili pokojnejším dojmom. Atmosféra bola čistejšia a búrkové prejavy menej výrazné. 27. februára sonda minula Jupiter v minimálnej vzdialenosti 2,3 milióna km. Gravitačný manéver jej umožnil pokračovať ďalej v jej ceste k Plutu.[21]

Sonda Juno[upraviť | upraviť zdroj]

5. augusta 2011 odštartovala z Cape Canaveral sonda Juno, ktorá má k Jupiteru doletieť v roku 2016. Tam má byť navedená na obežnú dráhu okolo planéty, podobne ako sonda Galileo, ale na rozdiel od Galilea, dráha sondy Juno bude prechádzať ponad Jupiterove póly. Dráha je navrhnutá tak, aby sonda postupne pozorovala všetky geografické dĺžky a šírky planéty a zároveň sa nikdy nedostala do jej tieňa. Vďaka výstrednej eliptickej dráhe sa Juno vyhne oblastiam s vysokou radiáciou a k oblačnej vrstve planéty sa priblíži maximálne na 4 800 km. Má merať globálny výskyt kyslíka a dusíka, pozorovať vodu a čpavok, mapovať gravitačné a magnetické pole, stanoviť globálnu štruktúru a dynamiku atmosféry pod úrovňou vrchných mrakov, merať distribúciu nabitých častíc a s nimi spojených polí a ultrafialové žiarenie z polárnej magnetosféry.[22]

Plánované misie[upraviť | upraviť zdroj]

NASA plánuje výpravu na preskúmanie tekutých oceánov na mesiaci Európa, ako aj prieskum ďalších dvoch veľkých ľadových mesiacov Ganymeda a Kallisto. Táto plánovaná misia sa nazýva JIMO (ang. Jupiter Icy Moons Orbiter). Jej štart sa očakáva po roku 2011. Sonda JIMO by mala byť po určitú dobu navedená na obežnú dráhu okolo každého z troch skúmaných mesiacov. Tri hlavné vedecké ciele tejto misie sú skúmať pôvod a evolúciu spomínaných mesiacov, zistiť, aké sú možnosti udržania života na nich a skúmať radiáciu v okolí mesiacov (čo je zároveň poznatok dôležitý pre zhodnotenie možnosti života na nich).[23]

Mytológia[upraviť | upraviť zdroj]

Planéta je pomenovaná podľa rímskeho boha Jupitera, ktorý je obdobou najvyššieho gréckeho boha Dia. Po stotožnení Jupitera s Diom môžeme za jeho rodičov považovať boha roľníctva Saturna a bohyňu Ops. Bol vládcom všetkých bohov, búrok a bleskov. Vládu nad ostatnými bohmi získal potom, ako porazil svojho otca Saturna a zvrhol ho z trónu. U Rimanov mal Jupiter ešte väčšiu úctu ako Zeus u Grékov a oveľa väčšiu úlohu mal aj ako ochranca vojska a darca víťazstva vo vojne. Jupiterovi boli zasvätené tzv. idy, dni v mesiaci, na ktoré pripadal spln.[24]

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. a b c d e f g Bohuslav Lukáč, Teodor Pintér, Milan Rybanský, Marián Vidovenec (2005). Astronomické minimum. Slovenská ústredná hvezdáreň Hurbanovo, strany: 52 – 56. ISBN 80-85221-48-9.
  2. a b BEATTY, Kelly. Two More Moonlets for Jupiter [online]. Sky&Telescope, 2011-07-01, [cit. 2011-09-18]. Dostupné online. (po anglicky)
  3. a b c d e f g Róbert Čeman, Eduard Pittich (2002). Vesmír 1: Slnečná sústava. Slovenská Grafia, Bratislava. ISBN 80-8067-071-4.
  4. a b c d e VERFL, Jan; LAIFR, Václav. Jupiter po Galileovi. Astropis, 2003, čís. špeciál, s. 11 – 17.
  5. a b Zdeněk Pokorný (2007). Exoplanety. Academia, Praha. ISBN 978-80-200-1510-5.
  6. Jiří Grygar (2005). "Žeň objevů 2003 (kapitola 1,3, Planetární sostava kdysi a dnes)". Kozmos XXXVI (4): strany: 12 – 13.
  7. (2003). "Jupiter sa (možno) sformoval za 300 rokov". Kozmos: 2.
  8. a b Jiří Grygar. Žeň objevů 2005 [online]. . Kapitola 1.1.4. Jupiter. Dostupné online. (česky)
  9. HAVLÍČEK, Antonín. Jak mladý Jupiter putoval solárním systémem [online]. 2011-06-07, rev. 2011-09-13, [cit. 2011-09-17]. Dostupné online. (česky)
  10. http://www.astropresov.sk/files/ss_v_cislach.pdf
  11. VÍTEK, Antonín, Michal Filip Space40, rev. 2004-12-07, [cit. 2012-09-29]. Dostupné online. (česky)
  12. http://www.astro.cz/apod/ap990806.html
  13. a b PITTICH, Eduard. Astronomická ročenka 2010. Hurbanovo : Slovenská ústredná hvezdáreň, 2009. ISBN 978-80-85221-63-3. Kapitola Planétky, s. 117.
  14. (2008). "Jupiterovi Trójania". Kozmos XXXIX (5): 14.
  15. http://spaceprobes.kosmo.cz/index.php?sekce=hotnews spaceprobes.kosmo.cz
  16. Peter Ivan. Slnko, planéty a mesiace slnečnej sústavy v číslach. prístup: 18. november 2008.
  17. Peter Zimnikoval (2002). "Slučky". Kozmos XXXI (1): strany: 30.
  18. Jupiter [online]. [Cit. 2009-09-25]. Dostupné online. (česky)
  19. Pavel Koubský. Planety naší sluneční soustavy. Albatros.
  20. NSSDC ID: 1977-076A (po anglicky). nssdc.gsfc.nasa.gov. prístup: 2008-2-22.
  21. HAVLÍČEK, Antonín. New Horizons [online]. DATABÁZE KOSMICKÝCH SOND PRO PRŮZKUM TĚLES SLUNEČNÍ SOUSTAVY, rev. 2007-03-25, [cit. 2009-09-25]. Dostupné online.
  22. HAVLÍČEK, Antonín. Juno [online]. DATABÁZE KOSMICKÝCH SOND PRO PRŮZKUM TĚLES SLUNEČNÍ SOUSTAVY, rev. 2011-08-31, [cit. 2011-09-04]. Dostupné online.
  23. HAVLÍČEK, Antonín. Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) (plán 2011) [online]. DATABÁZE KOSMICKÝCH SOND PRO PRŮZKUM TĚLES SLUNEČNÍ SOUSTAVY, rev. 2004-10-09, [cit. 2009-09-05]. Dostupné online. (česky)
  24. Vojtech Zamarovský. Bohovia a hrdinovia antických bájí. Perfekt, Bratislava, 220. ISBN 80-8046-203-8.

Iné projekty[upraviť | upraviť zdroj]