Jupiter (0)

JUPITER
Jupiter on meie planeedisüsteemis viies, seejuures esimene hiidplaneet nii järjekorras kui ka suuruse mõttes. Päikesest keskmiselt 5,2 a. ü. Kaugusel asuv heleda ja püsiva valgusega Jupiter liigub tähtede vahel soliidse aeglusega.
Jupiter
Jupiteri kaugus Maast muutub 558 kuni 963 miljoni kilomeetrini. Pikksilmaga on näha planeedi neli suurt kaaslast ning väikese teleskoobiga ka iseloomulikud vöödid Jupiteri pinnal. Planeet on märgatavalt lapik , sest kiire pöörlemine surub Jupiteri pooluste kohalt kokku. Ööpäev kestab tal napilt alla kümne tunni, tema aasta pikkuseks on umbes 11,9 Maa aastat ehk 10 000 Jupiteri ööpäeva. Planeet väärib igati peajumala nime – ta on 318 korda massiivsem kui Maa ning kaks ja pool korda kogukam kui kõik ülejäänud Päikesesüsteemi planeedid kokku. Jupiteri läbimõõt on umbes 143 000 km, 11 korda suurem kui Maal. Läbipaistmatu pilvkatte tõttu ei ole hiiglase pind nähtav. Tema tihedus leitakse pilvkattega piiratud ruumala järgi ja keskmiselt on see seal 1, 34 vee tihedust (Maa vastav näit on 5,52). Raskusjõud on Jupiteril 2,5 korda suurem kui Maal. Kui astronaudid kunagi külastavad Jupiteri, siis peavad nad arvestama, et Maalt äralennuks vajalik kiirus (paokiirus) on 11,2 km/s, aga Jupiterilt lahkumiseks on vaja kiirust 60 km/s. Oleks siiani teda uuritud vaid teleskoopide abil, teaksime esimese hiidplaneedi kohta praegu veel kaunis vähe. Jupiteri vahetut jälgimist alustasid kõigepealt USA automaatjaamad “ Pioneer ”. Nendelt saadud info aitas välja töötada palju võimsama projekti “ Voyager ”. USA automaatjaamad “Voyager 1” ja “Voyager 2” startisid 1977. aasta juulis ning möödusid Jupiterist 1979. aasta märtsis ja juulis, jätkates pärast seda Päikesesüsteemi teiste välisplaneetide tundmaõppimist. Detsembris 1995 jõudis Jupiteri juurde USA automaatjaam “Galileo”, mis enne hiidplaneedi tehiskaaslaseks muutumist saatis planeedi atmosfääri sondi. Kahe aasta jooksul peab see uurima nii Jupiteri ennast kui ka mitmeid tema kaaslasi.
Keemilise koostise poolest sarnaneb Jupiter rohkem tähtedega – tema atmosfäär ja arvatavasti ka sisemus koosneb peamiselt vesinikust (mahu järgi 87-90%) ja heeliumist (10-13%). Jupiterist olekski võinud saada täht, kuid selleks oleks ta pidanud olema veel 7-8 korda massiivsem. Tekivad ju tähed hõreda gaasi kokkutõmbumisel, kui vabaneb niipalju soojust, et aine sisemuses saavad alata termotuumareaktsioonid. Selleks on vaja temperatuuri vähemalt kümme miljonit kraadi. Jupiteri korral midagi niisugust ei juhtunud. Sellest hoolimata kiirgab Jupiter soojust ja tõenäoliselt toimib see gravitatsioonilise kokkutõmbumise energia arvel. Planeet on ka vägev raadiokiirguse allikas ning selle põhjuseks on Jupiteri väga tugev magnetväli ja teda ümbritsevad kiirgusvööndid. Planeedil peaks olema ka tahke tuum – ilma selleta ei oska teoreetikud põhjendada niisuguse magnetvälja olemasolu. Enamik uurijaid arvab , et Jupiter on vaid hiiglaslik , keskelt tahkeks kokku surutud gaasimull, ning Maa-taolistele planeetidele iseloomulikku gaasilise ja tahke aine vahelist pinda tal ei olegi. Kui aga Jupiteril on pind siiski olemas, asub see planeedi pilvede ülemisest piirist vähemalt 1000 km allpool. Sest ainult väga paksu pilvekihiga saab seletada kummalist asjaolu: sealne ekvatoriaalne ala teeb täispöörde 9 tunni ja 50 minutiga, poolustelähedastel aladel kulub selleks 9 tundi ja 55 minutit. Üleminekud ühelt kiiruselt teisele toimuvad hüppeliselt.
Jupiteri tihedas õhkkonnas on leitud mitmesuguseid keemilisi ühendeid, nende hulgas ka keerulisi orgaanilisi molekule. Põhikomponentideks on vesinik ja heelium, kuid viimast on oodatust poole vähem. Olulisemad lisandid planeedi atmosfääris on ammoniaak (NH3-0,01 mahuprotsenti, metaan (CH4)-0,07 ja etaan (C2H6)-0,003 mahuprotsenti). Lisandid moodustavad paksu ja mitmevärvilise pilvekihi, mis jaguneb erinevate kiirustega pöörlevateks vöönditeks ja tsoonideks. Vööndid on kitsad ja tumedad , tsoonid laiad ja heledad ning kulgevad kõik enamvähem ekvaatoriga paralleelselt. Aeg-ajalt mõned neist laienevad ja ühinevad teistega , vahel osa kaob. Kõik laigud on tegelikult atmosfäärikeerised ning tuletavad meelde maiseid tsükloneid ja antitsükloneid, mida tugevad tuuled edasi kannavad. Tumedad vööndid saavad oma värvi ammoniaagilt ja metaanilt. Ja need alad paiknevad sügavamal, kus temperatuur on kõrgem.
Kõige huvitavam objekt Jupiteri nähtaval pinnal on Suur Punane Laik. Esimesena märkas seda itaalia rahvusest prantsuse astronoom Giovanni Cassini 1666. aastal. 1878. aastast tänaseni vaadeldakse teda pidevalt. Laik on ellipsikujuline, selle pikem läbimõõt võrdub 50 000 km-ga, lühem pikkus on 30 000 km. Laigu suurus ja heledus muutuvad aja jooksul, kuid päris ära ei kao kunagi. “Voyageride” 1979. aastal tehtud fotod näitavad, et tegemist on tõepoolest hiiglasliku antitsükloniga. Punase värvi annab laigule fosfiin (PH3).
Suur Punane Laik.
Et Jupiter kiirgab kaks korda rohkem soojust kui ta ise Päikeselt saab, võib soojus paksu õhukihi pinnale liikuda ainult konvektsiooni teel. Nii tekivad tugevad tuuled ja keerised, mille kiiruseks on planeedi pinnal mõõdetud kuni 100 meetrit sekundis. Kõik need sündmused leiavad aset tõelises pakases, mis pilvede ülapiiril kõigub vahemikus –100 kuni –160oC. Üheatmosfäärisel rõhul sulab ammoniaak temperatuuril –78oC ja aurustub temperatuuril –33 oC, ning umbes selline rõhk Jupiteri pilvepiiril ongi. Allapoole minnes kasvab nii rõhk kui temperatuur. Kusagil 12-15 km sügavusel, kus õhurõhk ulatub 2-3 atmosfäärini, algavad jääkristallidest koosnevad pilved . Mis toimub nende all, pole praegu teada, kuid ilmselt on seal veelgi soojem.
Jupiteril oma rõngad
Üle kolme ja poole sajandi peeti planeeti Saturn ainulaadseks teda kaunistavate rõngaste tõttu. Tõsi, nende olemasolu pidasid mitmed astronoomid võimalikuks ka Jupiteril, kuid avastada neid ei õnnestunud. 1976. aastal saatis automaatjaam “Pioneer 11” Maale andmed laetud osakeste paiknemisest Jupiteri ümbruses. Nende jaotus viitas rõngaste võimalikule olemasolule.
Nii juhtuski, et esimest korda pildistasid Jupiteri rõngaid “Voyagerid” 1979. aastal. Rõngad paiknevad planeedi ekvatoriaaltasandil umbes 55 000 km kaugusel pilvepiirist. Sealt jääb lähima kuuni , Amaltheiani, veel umbes samapalju maad. Kuigi rõngaste laius on 6000 km ning paksus umbes 1 km, selgus, et need koosnevad väga tumedatest osakestest , mistõttu pindheledus on seal üle kümne tuhande korra väiksem kui kuulsatel Saturni rõngastel. Eks seetõttu olnudki neid Maalt väga raske avastada. Üsna varsti õnnestus Jupiteri rõngaid pildistada ka maapealsest Mauna Kea observatooriumist.
Peegeldumisomaduste põhjal oletatakse, et Jupiteri rõnga koostis langeb kokku Amaltheia koostisega, ehkki kummagi keemiliste elementide sisaldus pole teada. Rõngas koosneb osakestest läbimõõduga mõnest mikromeetrist mõnede meetriteni. Nähtavasti on tegemist moodustumata jäänud kuuga , mis kaaslaseks saamise korral oleks olnud kaks korda suurem Amaltheiast.

Jupiteri süsteem

Jupiteri süsteem on täiesti võrreldav päikesesüsteemiga. Ümber peajumala hiigelkera tiirleb 4 planeediväärset kaaslast, 12 pisemat kuud ning rõngas.
Andmed Jupiteri kuude kohta on toodud tabelis. Kuud on ritta pandud keskmise kauguse järgi Jupiteri keskpunktist. Esimeses tabeli veerus olev rooma number tähistab vastava kuu avastamise järjekorranumbrit. Kuude nimetuste veerule järgneb nende avastamisaasta ja avastaja nimi. 1979. aastal avastati kuud juba automaatjaama "Voyager-1" abil. Kauguste veerus on toodud kuude orbiitide raadiused ja järgmises veerus tiirlemisperiood Maa ööpäevades. Viimases veerus on võrreldud Jupiteri kuude massi meie Kuuga. Tabeli kaks viimast rida näitavad, et Jupiteri suurimad kuud on enamasti kopsakamad kui meie Kuu ning neid saab võrrelda isegi planeet Merkuuriga, kuid ühelgi neist ei ole atmosfääri.
Kuu nr.
Nimi
Avastamine
Kaugus
(10^3 km)
Periood
(ööpäev)
Läbimõõt
(km)
Mass
(Kuu massi)
rõngas
Halorõngas
1979
100
 
22800
 
rõngas
Pearõngas
1979
123
 
6400
 
XVI
Metis
S.Synnott, 1979
128
0,3
40
 
XIV
Adrastea
D. Jewitt, E. Danielson, 1979
129
0,3
20
 
rõngas
Gossamer
1979
129
 
850000
 
V
Amaltheia
E. Barnard, 1892
181
0,5
196
 
XV
Thebe
S. Synnott, 1979
222
0,7
100
 
I
Io
G. Galilei, 1610
422
1,8
3630
1,2
II
Europa
G. Galilei, 1610
671
3,6
3138
0,7
III
Ganymedes
G. Galilei, 1610
1070
7,2
5262
2,0
IV
Callisto
G. Galilei, 1610
1880
16,7
4800
1,5
XIII
Leda
C. Kowal, 1974
11100
240,0
16
 
VI
Himalia
C. Perrine, 1904
11480
250,6
186
 
X
Lysitheia
S. Nicholson, 1938
11720
260,0
36
 
VII
Elara
C. Perrine, 1905
11740
260,1
76
 
XII
Ananke
S. Nicholson, 1951
21200
617,0
30
 
XI
Carme
S. Nicholson, 1938
22600
692,0
40
 
VIII
Pasiphae
P. Melotte, 1908
23500
735,0
50
 
IX
Sinope
S. Nicholson, 1914
23700
758,0
36
 
XVIII
S/199 J 1
Spacewatch, 1999
24200
 
12
 
 
Kuu
 
 
 
3476
1,0
 
Merkuur
 
 
 
4840
4,5
Jupiteri kuud saab jagada neljaks grupiks . Esimesed kaks gruppi -- neli sisemist pisikuud ja Galilei kuud -- tiirlevad planeedi ekvaatori tasandil peaaegu ringikujulistel orbiitidel. Neli Galilei kuud väärivad omaette käsitlust ja sellepärast räägime neist lähemalt natuke hiljem. Siinkohal aga tutvume lühidalt ülejäänud pisikuukestega. Kõik kuud on saanud oma nimed peajumala Zeus -Jupiteriga lähedalt seotud isikute või olevuste nimede järgi. Kõige sisemisemad teadaolevad kaaslased Metis ja Adrasthea asuvad Jupiteri rõnga välispiiril. Nad on tumedad väikesed kuukesed. On üsnagi usutav , et osa Jupiteri rõnga materjali pärineb nende kuude küljest. Võib-olla leidub taolisi väikseid kaaslasi ka rõnga sisemuses (nagu Saturnil). Järgmine kuu Jupiteri poolt lugedes -- Amaltheia -- on samuti väga tume, ta albeedo on vaid 0,05-0,06, see tähendab et ta peegeldab vaid 5-6% pealelangevast valgusest, ülejäänu neeldub. Kaaslane on ebakorrapärase kujuga, ilmselt on ta moodustunud mitme suurema tüki kokkupõrkel. Amaltheia pind on tihedasti kraatritega üle külvatud ning kujutab endast süsiniku ja väävliühendite segu. Ka Theva peaks olema koostiselt sarnane Amaltheiale, ta albeedo on ainult natukene suurem.
Jupiteri välimised kuud võib orbiidi raadiuse järgi jagada kahte gruppi. Planeedile ligema välisgrupi kuud -- Leda, Himalia, Lysitheia ja Elara -- tiirlevad nagu sisemised kuudki Jupiteri pöörlemise suunas. Kaugeim kuude grupp, kuhu kuuluvad Ananke, Carme, Pasiphae ja Sinope, tiirleb aga vastassuunas . Kõikide välimiste kuude orbiidid on tugevasti elliptilised ning orbiitide tasandid on paar-kolmkümmend kraadi Jupiteri ekvaatori tasandi suhtes kaldu. Jupiteri kaugeimate kuude orbiitide raadiused on täitsa võrreldavad Merkuuri orbiidi raadiusega ; veelkord tekib tunne, et Jupiteri süsteem on Päikesesüsteem paar suurusjärku vähendatud mõõtmetega.

Neli suurt kuud

1610. aasta jaanuaris Galilei avastatud Jupiteri suured kuud näitasid, et ka mõni teine planeet peale Maa võib omada kaaslasi. See oli tähtis tõend Kopernikuse maailmasüsteemi kasuks. Oli ju tolle ajani Kuu ainus teadaolev planeedikaaslane. Esimesena vaatles Jupiteri kaaslasi küll saksa astronoom Simon Marius (Meier), kuid Galilei, kes avastas nad sõltumatult kümme päeva hiljem, taipas esimesena, millega on tegemist. Marius andis kuudele ka kreeka mütoloogiast pärinevad nimed ja rajas sellega traditsiooni, mis kestab tänaseni: planeedid kannavad rooma jumalate nimesid ja nende kaaslastele antakse selle jumalaga seotud isikute või olendite kreekapäraseid nimed.
Galilei kaaslased on planeediväärsed, sisestruktuuri omavad taevakehad , nimetame neid edaspidi Jupiteri suurkuudeks.
Foto 4. Jupiteri kaaslased
Io, Jupiterile lähim Galilei kuudest, on küllaltki hele taevakeha , ta albeedo on 0,6. Io keskmine pinnatemperatuur ekvaatoril on -50°C, kuid on avastatud alasid, kus temperatuur tõuseb kuni kahekümne soojakraadini. Pinna värvus on valdavalt punakasoranzh, polaaralad paistavad rohkem tumepruunikatena, ekvatoriaalaalad heledamatena. Astrogeoloogidele ootamatult avastasid "Voyagerid" Io peal 7 tegutsevat vulkaani. Jupiteri lähedusest tingitud loodejõud on Iol väga tugevad ning nende energia arvel kujundavad suurkuu vulkaanid täielikult kogu kaaslase reljeefi. Erinevalt kõikidest teistest Galilei kaaslastest ja maataolistest planeetidest, puuduvad Io pinnal meteoriidikraatrid -- nad on mattunud laava alla. Vulkaanikraatreid on aga suurkuu lausa täis pikitud, keskmine kraatritevaheline kaugus on 250 kilomeetrit. Vulkaanikoonuste läbimõõt on keskmiselt 50 kilomeetrit, kuid on ka paarisaja-kilomeetrise läbimõõduga vulkaane . Kraatrite sügavus ulatub mõnesajast meetrist kahe kilomeetrini, koonuste kõrgused on tublisti väiksemad.
Vulkaanide tõttu on Io üpris tasase reljeefiga. Suurkuu värvuse määravad väävlirikkad, heleoranzhid tasandikud, kuid on ka valgeid ja pruune piirkondi. Nende keskel on näha musti või tumepruune laike tegutsevate kraatrite läheduses. Io lõunapooluse läheduses paikneb ilma kraatriteta poolteise kilomeetri kõrgune platoo. Lõuna-parasvöötmes asuvad Io kaks suurt mäge -- Silpium ja Haemus. Haemus on suurim, ta tipp on kümme kilomeetrit kõrgemal ümbritsevast tasandikust. Tegutsevad vulkaanid paiknevad enamasti Io ekvaatori läheduses ning uhkeimad neist kannavad nimesid Pele ja Loki. Ainukesena Galilei kuudest ei ole Io peal leitud jälgi veest. Levinuim ühend suurkuu pinnal on vääveldioksiid.
"Galileo" mõõtis Io Pillan Patera nime kandva vulkaani suudme temperatuuriks 1700°C. Tegemist on üldse Päikesesüsteemi kõige kuumema kohaga (loomulikult Päikese järel...). Maal pole nii kõrget temperatuuri looduslikult esinenud juba mitu miljardit aastat, praegu küünib maistest vulkaanidest purskuva laava temperauur vaid veidi üle 1100°C. Io vulkaani suudme kõrge temperatuur viitab sellele, et ta purskab suure magneesiumisisaldusega laavat. Seni arvati, et Io vulkaanid purskavad vaid väävlit, sest alates vulkaanide avastamisest "Voyager'i" poolt 1979. aastal oli nende temperatuuriks mõõdetud vaid umbes 400°C.
Europa, väikseim Galilei kuudest, on nagu Iogi hele. Suurkuu pinnatemperatuur on öösel -190°C, keskpäeval -150°C. Pinna värvus on valdavalt kollakas , polaaralad on ekvatoriaalaladest heledamad . Europa pind on ämblikuvõrgutaoliselt kaetud suhteliselt tumedate "kanalitega " (albeedo 0,45). Pind " kanalite " vahel on väga hele -- albeedoga 0,7. On alust arvata, et Europa on kaetud õhukese, vaid mõne kilomeetri paksuse jääkihiga ja selle all on ookean või kivitükkidest, jääst ja veest koosnev segu. "Kanalid" on tõenäoliselt praod suurkuu jääkoores. Sügavaim neist, Minose joon on kuni kolm kilomeetrit sügav. Europa pind jääpragude vahel on erakordselt tasane , suurimad vallid pole üle paarisaja meetri kõrged. Praeguseks on Europal avastatud kaheksa suurt kraatrit läbimõõduga ligikaudu 20 kilomeetrit. Kraatrit ümbritseb alati tunduvalt suurem tume ala. Paljud väikesed tumedad laigud suurkuu pinnal paiknevad oletatavasti väiksemate kraatrite ümber.
Ganymedes, suurim kuu Päikesesüsteemis, peegeldab tagasi 40% pealelangevast valgusest. Võrreldes Io ja Europaga on seda vähe, kuid meie Kuu kõige heledamad alad on veel poole kehvemad peegeldajad. Ganymedese pinnatemperatuur on umbes sama mis Europal. Suurima Galilei kuu pind on hallikaskollast värvi. Pool Ganymedese ainest on silikaadid , pool aga vesi ja jää. Nii rehkendasid teoreetikud kuu keskmise tiheduse järgi. Oletust kinnitavad spektrofotomeetrilised vaatlused ja kraatrite servade kuju -- servad on tekitanud voolava vee pursked kraatri tekkimise käigus.
Ganymedese üldiselt väga tasasel pinnal on näha tumedamaid ja heledamaid alasid. Leidub ka veel väiksemaid heledaid, täiesti siledaid piirkondi. Heledamatel aladel on kraatreid umbes kümme korda vähem kui tumedamatel aladel. Heledamad alad on tihedasti täis vagusid, need on 5-15 kilomeetrit laiad ja kuni sada meetrit kõrged. Tumedamad alad on kaetud kraatritega, mille sügavus pole kuskil üle kilomeetri. Kuni 5-kilomeetrise läbimõõduga kraatrid meenutavad kaussi, 5-35 kilomeetrised on lamedad, tihti tsentraalmäega nagu Kuul. Suuremad kraatrid on samuti lamedad, kuid tsentraalse lohuga. Selliseid kraatreid Kuult ei leia, küll aga Marsilt , sest lohuga kraater tekib meteoriidi kukkumisel jäässe. Ganymedese heledamatel aladel leidub ka külmunud veevulkaane, mille kõrgus on kuni 2,5 kilomeetrit ja laius kuni 250 kilomeetrit. Suurkuu reljeef on pooluste lähedal kaetud õhukeste polaarmütsikestega. Need on jäägid külmunud ja lendunud atmosfäärist.
"Galileo" leidis Ganymedesel ka magnetvälja, mis on ainus teadaolev planeetide kaaslastel ja tugevam kui Merkuuril, Veenusel ja Marsil.
Callisto on kõige tumedam Jupiteri suurkuudest, ta albeedo on vaid 0,2. Tume pind neelab hästi soojust ja sellepärast on suurkuu päevane pinnatemperatuur -120°C, aga öösel vaid -200°C. Ka Callisto koosneb poolenisti veest nagu Ganymedeski, ainult Callisto pinnal on jääd oluliselt vähem. Suurkuu pind on täis meteoriidikraatreid veel tihedamalt kui meie Kuu mandrialad. Callisto kraatrid on lamedad ja madalad ning paljudel neist on ka tsentraalne lohk, kuna kraatrid tekkisid jääd sisaldavasse ainesse . Kraatreid ümbritsev külmunud vesi tekitab tumedale suurkuu pinnale erevalgeid laike, eemalt särab Callisto nagu kalliskivi . Iseäralikud on suured kraatrid, mis on matrjoska moodi täidetud väiksemate kraatritega nii, et kõigil neil on ühine keskpunkt. Suurim taoline moodustis kannab nime Valhalla ja tema heleda keskosa läbimõõt on 600 km, välimiste vallide läbimõõt küünib aga 3000 kilomeetrini. Suure veesisalduse tõttu on Callisto reljeef kaunis tasane, kõrguste vahe ei ületa kuskil ühte kilomeetrit.
Kasutatud materjal:
Interneti aadressid :
1. http://opik.obs.ee/osa2/ptk06/box02.html
2. http://karmo.tripod.com/jupiter/jupiter.ht m
3. http://www.miksike.ee/documents/main/referaadid/jupiter.ht m
10