Jowisz

 JOWISZ

Jowisz to piąta w kolejności od Słońca oraz największa planeta w Układzie Słonecznym. Jest pierwszą planetą z rodziny planet – olbrzymów. To gazowy olbrzym, który jest ponad 300 razy masywniejszy od Ziemi. Jego masa to ok 1,89819×1027 kg, co czyni go ponad 2 razy cięższym od wszystkich planet razem wziętych. Jego średnia odległość od Słońca to około 778,4×106 km. Czas, w którym Jowisz obiega Słońce to 11 lat i 315 dni. Jego nazwa pochodzi od najważniejszego bóstwa z mitologii rzymskiej – Jowisza. Planeta składa się w 75% z wodoru i 25% z helu. Charakterystyczne pasy, które widzimy na zdjęciach to nic innego jak specyficznie ułożone kilkuwarstwowe pasy chmur pokrywające powierzchnie planety. Pierścienie Jowisza są słabo widoczne, lecz posiadają potężną magnetosferę. Jowisz często nazywany jest niedoszłą gwiazdą, której przy formowaniu nie wystarczyło materii, by rozpocząć przemiany termojądrowe. Planeta jest znana z posiadania 79 księżyców. Jest znacznie spłaszczony, ze względu na jego szybki ruch wokół własnej osi (raz na 10 godzin). Na razie na Jowisza zostało wysłanych 5 sond. To pięć niesamowitych cudów techniki dzięki, którym przez wiele lat będziemy mogli śledzić tę okolicę.

BUDOWA
Należy do gazowych olbrzymów, więc ze stałych substancji składa się w niezwykle niewielkim stopniu. Atmosfera składa się głównie z wodoru i z helu. Wysunięta na zewnątrz warstwa atmosfery występuje w postaci kryształów. Zawartość cięższych gazów obojętnych jest około dwa razy większa niż na Słońcu. Objętość Jowisza jest 1321 razy większa od objętości Ziemi. Jego promień to 0,1 promienia Słońca. Uważa się, że Jowisz osiągnął maksymalną możliwą wielkość. Wewnątrz Jowisz składa się z gęstego jądra, które jest otoczone ciekłym metalicznym wodorem, charakteryzuje się zdolnością do przewodzenia elektryczności.. Jądro jest opisywane jako skaliste, lecz nie znamy jego prawdziwego składu. Podczas zbliżania się do powierzchni planety, ciśnienie stopniowo maleje.

 WIELKA CZERWONA PLAMA
Czerwona Plama to ogromny antycyklon, który od niemal 300 lat zadziwia naukowców. Nikt nie jest w stanie zidentyfikować oraz określić pochodzenie tego zjawiska. Jest dwa razy większa niż powierzchnia Ziemi, mierzy 25 000 km długości oraz 12 000 km szerokości. Obraca się w przeciwnym kierunku, do atmosfery Jowisza. Barwę, najprawdopodobniej nadaje jej ciemniejszy materiał pochodzący z głębszych warstw atmosfery Jowisza. W 1979r. odkryto, że plama jest gigantyczną burzą. Przypuszcza się, że powodem jej koloru są związki chemiczne z fosforem. Mimo jej wielkości, ciągle się zmniejsza. Nie wiadomo ile będzie jeszcze istnieć.

ATMOSFERA
 Atmosfera Jowisza składa się głównie z wodoru, helu, amoniaku, metanu oraz siarkowodoru. Do Jowisza dociera 25 razy mniej Słońca niż do naszej planety, lecz ten brak nadrabia ciepłem wewnętrznym. Zasadniczy wpływ na stan pogodowy na Jowiszu ma wewnętrzne źródło ciepła, które wypromieniowuje dwa razy więcej energii, niż otrzymuje od Słońca. Chmury nad planetą układają się w pasy o różnych szerokościach. Oddziaływanie na siebie poszczególnych pasów obłoków powoduje powstania ogromnych burz oraz turbulencji. Chmury tworzące strefy są ze zmrożonych drobin amoniaku, przez co prawdopodobnie wszystko to nie pachnie najlepiej. Warstwy chmur mają około 50 km grubości. Wiatry występujące na Jowiszu potrafią wiać z prędkością nawet 150m/s. Silnym wiatrom towarzyszą gigantyczne wyładowania elektryczne.

PIERŚCIENIE
 Jowisz ma słaby oraz bardzo mało wyraźny układ pierścieniowy. Istnienie pierścieni zostało udowodnione dzięki obserwacji pasów radiacyjnych planety przez sondę kosmiczną w 1975r. Składa się z trzech głównych części: wewnętrznego torusa, bardzo jasnego pierścienia głównego oraz zewnętrznego ażurowego pierścienia. Pierścienie Jowisza najprawdopodobniej są złożone z pyłu, a nie z lodu (tak jak pierścienie Saturna). Przypuszcza się, że główny pierścień jest zbudowany z materiału wyrzuconego w skutku uderzenia mikrometeorytów, z księżyców planety. Materiały te zamiast wrócić na księżyce, trafiły na orbitę Jowisza na skutek jego silnego wpływu grawitacyjnego. W podobny sposób niektóre księżyce Jowisza najprawdopodobniej tworzą dwa zewnętrzne ażurowe pierścienie. Jesteśmy również w posiadaniu dowodów na to, że istnieją pasma skalistych cząsteczek na orbicie Amaltei (jednego z księżyców Jowisza), które mogły zostać wyrzucone właśnie z orbity tego księżyca. Szacuje się, że całkowita masa pierścieni Jowisza to około 1016, co jest równoznaczne z tym, że jego masa jest większa od nawet jego własnego księżyca.

MAGNETOSFERA
Pole magnetyczne Jowisza jest najsilniejszym naturalnym polem w całym Układzie Słonecznym ( z wyjątkiem plam słonecznych ). Jest 14 razy silniejsze niż ziemskie. Uważa się, że pole magnetyczne tej planety jest wytwarzane przez prądy wirowe – wewnątrz metalicznego wodoru. Pole to tworzy na zewnątrz planety rozległą magnetosferę, a przez to zatrzymuje zjonizowane cząsteczki wiatru słonecznego. W magnetosferze znajdują się uwięzione cząsteczki wodoru z atmosfery Jowisza. Elektrony w magnetosferze tworzą szum radiowy, który osiąga wartość nawet 30 MHz. W odległości około 75 promieni Jowisza od planety, wiatr słoneczny oraz magnetosfera tworzą falę uderzeniową. Wiatr słoneczny ma wpływ na kształt pewnych regionów planety – powoduje wydłużenie się magnetosfery po jednej stronie Jowisza. Proces ten tworzy „ogon magnetyczny”, który sięga, aż do orbity Saturna. W magnetosferze Jowisza znajdują się cztery największe księżyce tej planety. Chroni je to przed wiatrem słonecznym, lecz niestety powoduje również bombardowanie ich powierzchni wysokoenergetyczną plazmą. Magnetosfera jest powodem emisji fal radiowych. W rezultacie energia jest emitowana wzdłuż powierzchni stożkowej. Gdy Ziemia przecina ten stożek, natężenie fal radiowych z Jowisza jest w stanie przekroczyć natężenie fal emisji słonecznej.

ORBITA I OBRÓT
Jowisz to jedyna planeta Układu Słonecznego, dla której środek masy znajduje się ponad powierzchnią Słońca, lecz w odległości jedynie 7% promienia gwiazdy. Planeta obiega słońce w czasie 11 lat i 315 dni, co oznacza, że jest równy dwóm piątym okresu orbitalnego Saturna. Te dane wskazują na istnienie rezonansu między tymi dwiema największymi planetami Układu Słonecznego. Orbita Jowisza jest nachylona o 1,30 stopni w porównaniu do orbity ziemskiej. Przez mimo środek odległość Jowisza od Słońca zmienia się o 75 milionów kilometrów pomiędzy najbliższym oraz najbardziej oddalonym punktem orbity planety. Nachylenie osi obrotu taj planety to jedyne 3,13 stopni, przez co na Jowiszu nie zachodzą wyraźne zmiany pór roku (tak jak na Ziemi, czy Marsie). Opisywana planeta odznacza się tym, że najszybciej obraca się wokół własnej osi w całym Układzie Słonecznym. Przyspieszenie odśrodkowe ma wartość około 1,67 m/s2, a przyspieszenie grawitacyjne jest równe 24,79 m/s2. Przez swój spłaszczony kształt średnica mierzona na równiku jest większa od tej między biegunami.

WYGLĄD
Z Ziemi Jowisz wygląda jak owalna tarcza, otoczona wieloma ciemnymi i jasnymi, które ustawione są równolegle do równika. Wzory te to tak naprawdę powłoki chmur, które otaczają planetę. Jasne smugi nazywane są strefami, a z kolei ciemne to pasy. Strefy najczęściej są koloru białego lub jasno – żółtego. Pasy zazwyczaj mają barwę czerwonobrązową w wielu odcieniach tego koloru. Smugi wokół równika nie są bardzo trwałe, co jakiś czas zmieniają one zabarwienie, intensywność oraz szerokość. Obszary położone najbliżej równika są stale obserwowane. Smugi położone bliżej biegunów niż równika charakteryzują się mniejszą trwałością, a obszarze okołobiegunowych struktura pasmowa znika, a na jej miejsce pojawiają się mniej uporządkowane strefy. Pasy są obszarami cieplejszymi oraz są położone w niższych warstwach atmosfery Jowisza. Strefy są o wiele zimniejszymi obiektami i są umiejscowione w wyższych sferach atmosfery. Takie różnice temperatur wspomagają wielkie ruchy konwekcyjne mas atmosfery planety. Strefy są więc obszarami gdzie masy gazów wznoszą się, a z kolei pasy to miejsca gdzie opadają. Te procesy powodują powstawanie wszelkiego rodzaju wirów atmosferycznych m.in. pasm, pętli, pióropuszy, nieregularnych plam, a nawet cieni o zmiennych barwa.

OBSERWACJE 
Jowisz jest czwartym najjaśniejszym obiektem na niebie, a także najjaśniejszą „gwiazdą” którą możemy obserwować przez całą noc. Ruch orbitalny Ziemi wyprzedza Jowisza co około 398 dni. Jowisz porusza się za pomocą ruchu wstecznego w stosunku do gwiazd, wtedy też zakreśla na sferze niebieską pętlę. W skutek tego, że orbita Jowisza jest położona ponad 5 razy dalej od Słońca niż ziemska, kąt między Słońcem, Jowiszem, a Ziemią nie przekracza 11,5 stopnia. Co za tym idzie planeta, obserwowana przez teleskopy naziemne, zawsze wydaje się oświetlona. Jedynie sondy wysłane w kierunku planety uzyskały obraz tarczy Jowisza skrytej w cieniu, w postaci półksiężyca.

BADANIA I ODKRYCIA
Badania Jowisza były prowadzona już tysiące lat p.n.e. Twierdzi się, że chiński astronom odkrył jeden z księżyców tej planety gołym okiem. Ta teoria jest wiarygodna, ponieważ księżyce Jowisza mogą być widoczne dla oka w odpowiednich warunkach, choć często giną w blasku samej planety. W 1602 r. astronom Galileusz przy pomocy samodzielnie skonstruowanego teleskopu odkrył cztery największe księżyce Jowisza: Io, Europę, Ganimedesa i Kallisto. Dzisiaj te obiekty nazywamy księżycami galileuszowymi. W XVII wieku Giovanni Cassini zauważył przy pomocy teleskopu plamy oraz wielokolorowe pasy, a także zaobserwował, że na biegunach planeta jest spłaszczona. Odkrycie Wielkiej Czerwonej Plamy mogło mieć miejsce dzięki Robertowi Hookowi lub Cassiniego – sprawa jest dyskusyjna. Podobno ten obiekt był kilkukrotnie niewidoczny, lecz od początku XX wieku był on już bardzo dobrze widoczna. Problemy z widocznością mógł być spowodowane zmniejszeniem intensywności tego antycyklonu. Cassini oraz Giovanni Borelli za życia przygotowywali tabele ruchów księżyców Jowisza. Tabele te pozwalają w przewidzeniu czasu, w którym księżyce znajdą się przed lub za planetą. W 1955r. wykryto wybuchy sygnałów radiowych pochodzących z Jowisza (o częstotliwości 22,2 MHz). Czas tych wybuchów odpowiadał obrotowi Jowisza, co poprawiło dokładność wyznaczenia prędkości obrotu. Od 1973r. Jowisza odwiedziło kilka sond kosmicznych. Pierwszą sondą która została wysłana w okolice Jowisza był Pioneer 10. Sonda była jak na razie tą, która osiągnęła najmniejszą odległość od powierzchni planety. Zaobserwowała właściwości i oraz zjawiska zachodzące na powierzchni Jowisza. Dzięki Programie Pioneer odkryto, że promieniowanie przy planecie jest o wiele silniejsze niż przypuszczano. Jednak obu sondom udało się przetrwać w tak ciężkich warunkach. Poprawiono również dokładność wyznaczania masy Jowisza. Kolejną misją, która miała wielkie znaczenie była misja Voyager. Sondy wykonały zdjęcia księżyców Jowisza, a także odkrył system pierścieni planety. Dzięki Voyagerowi odkryto, że Wielka Czerwona Plama jest tak naprawdę gigantyczny antycyklonem. To właśnie dzięki badaniom i misjom wiemy dziś jak wygląda Jowisz oraz co się na nim dzieje.

KSIĘŻYCE
Łącznie odkryto 79 księżyców Jowisza. Cztery największe to kuliste obiekty o średnicach przekraczających 3000 km. Od Galileusza nazywane są „księżycami galileuszowymi”. Inne księżyce są o wiele mniejsze oraz ich kształty nie przypominają już kuli. Trzy z nich mają rozmiary 100 – 170 km, inne dziewięć mają średnice ponad 10 km, lecz pozostałe są już mniejsze niż 10 km. Podział księżyców wyróżnia osiem księżyców regularnych oraz księżyce nieregularne. Sądzi się, że regularne księżyce powstały w tym samym czasie co sam Jowisz. Charakteryzują się kołowymi orbitami położonymi w pobliżu płaszczyzny równika planety. Pozostałe grupy złożone są z nieznanej nam ilości księżyców. Księżyce nieregularne posiadają podobne parametry orbit, więc mogą mieć wspólne pochodzenie (przyczyną ich powstania mógł być rozpad większego ciała)