Jupiters (planēta)

Jupiters  

Habla kosmiskā teleskopa attēls ar Jupiteru 2014. gada aprīlī
Orbitālie parametri
Epoha J2000
Afēlijs	816 520 800 km (5,458104 AU)
Perihēlijs	740 573 600 km (4,950429 AU)
Lielā pusass (rādiuss)	778 547 200 km (5,204267 AU)
Ekscentricitāte	0,048775
Apriņķojuma periods	4331,572 dienas 11,85920 gadi
Sinodiskais periods	398,88 dienas
Vidējais apriņķošanas ātrums	13,07 km/s
Vidējā anomālija	18,818°
Slīpums	1,305° 6,09° (attiecībā pret Saules ekvatoru)
Uzlecošā mezgla garums	100,492°
Pericentra arguments	275,066°
Zināmie pavadoņi	97
Fiziskie parametri
Ekvatoriālais rādiuss	71,492 ± 4 km 11,209 no Zemes rādiusa
Polārais rādiuss	66,854 ± 10 km 10,517 no Zemes polārā rādiusa
Saspiedums	0,06487 ± 0.00015
Virsmas laukums	6,21796·1010 km² 121,9 no Zemes virsmas
Tilpums	1,43128·1015 km³ 1321,3 no Zemes tilpuma
Masa	1,8986·1027 kg 317.8 no Zemes masas
Vidējais blīvums	1,326 g/cm³
Ekvatoriālais brīvās krišanas paātrinājums	24,79 m/s² 2,528 g
2. kosmiskais ātrums	59,5 km/s
Sideriskais periods	9,925 h
Lineārais ātrums uz ekvatora	12,6 km/s 45 300 km/h
Ass slīpums	3,13°
Ziemeļu pola rektascensija	268,057° 17 h 52 min 14 s
Ziemeļu pola deklinācija	64,496°
Albedo	0,343 (saite) 0.52 (ģeom.)
Virsmas temperatūra min vid maks 1 bāra līmenī 165 K 0,1 bārs 112 K
Redzamais spožums	no -1,6 līdz -2,94
Leņķiskais diametrs	29,8" — 50,1"
Papildu parametri	Jovian
Atmosfēra
Atmosfēras spiediens	20 200 kPa
Scale height	27 km
Sastāvs	89.8 ± 2.0% ūdeņradis (H2) 10.2 ± 2.0% hēlijs ~0.3% metāns ~0.026% amonjaks ~0.003% ūdeņraža deiterīds (HD) 0.0006% etāns 0.0004% ūdens Ledus: amonjaks ūdens amonija hidrogēnsulfīds (NH4SH)

Jupiters ir lielākā planēta Saules sistēmā un tipiska gāzu planēta, kura sastāvā dominē ūdeņradis un hēlijs. Tā ir piektā planēta no Saules, atrodas aiz Marsa orbītas un iezīmē pāreju no iekšējām Zemes grupas planētām uz ārējām milzu planētām. Jupiters ir spilgti redzams ar neapbruņotu aci un pazīstams jau seno grieķu un romiešu astronomiskajās tradīcijās, kur tas tika saistīts ar augstākā dieva tēlu (Zevu un Jupiteru). Planētas atmosfēru raksturo joslveida mākoņu struktūras, ļoti spēcīgi vēji, virpuļvētras un ilgdzīvojoši cikloni, no kuriem slavenākais ir Lielais Sarkanais plankums — milzīga vētra, kas tiek novērota vismaz kopš 17. gadsimta. Jupiters ir arī planēta ar visplašāko pavadoņu sistēmu Saules sistēmā; tajā ietilpst vairāki desmiti pavadoņu, tostarp četri Galileja pavadoņi — Jo, Eiropa, Ganimēds un Kallisto, kas ir vieni no nozīmīgākajiem planētu pavadoņiem astronomijā.

Saules sistēmā Jupiters ieņem centrālu dinamisku lomu. Savas milzīgās masas dēļ tā gravitācija būtiski ietekmē citu planētu, asteroīdu un komētu kustību. Jupiters veido asteroīdu joslas rezonanses, tostarp Kirkvuda spraugas, uztur trojiešu asteroīdu grupas savā orbītā un ilgtermiņā ietekmē mazo ķermeņu trajektorijas. Šo ietekmi iespējams interpretēt gan kā daļēju “aizsargu” iekšējām planētām, novirzot vai uztverot daļu potenciāli bīstamu objektu, gan arī kā faktoru, kas atsevišķus ķermeņus var ievirzīt iekšējā Saules sistēmā. Jupiters riņķo ap Sauli vidēji 5,20 astronomisko vienību (aptuveni 778 miljonu kilometru) attālumā, un tā orbītas periods ir 11,86 Zemes gadi. Planētas masa ir ap 1,9·10²⁷ kg jeb ~318 Zemes masas, kas pārsniedz visu pārējo Saules sistēmas planētu kopējo masu vairāk nekā divas reizes. Ekvatoriālais rādiuss ir 71 492 km, bet vidējais rādiuss ir ap 69 900 km, savukārt vidējais blīvums (~1,33 g/cm³) ir salīdzinoši zems, kas atbilst pārsvarā gāzveida sastāvam. Jupiters rotē ļoti ātri — ap 9,9 stundām vienai rotācijai —, tādēļ planēta pie poliem ir izteikti saplacināta.

Šo īpašību kopums nosaka Jupitera dominējošo lomu Saules sistēmā — gan kā fiziski lielākajam objektam pēc Saules, gan kā galvenajam gravitācijas “enkuram” ārējo planētu reģionā un vienam no svarīgākajiem faktoriem Saules sistēmas ilgtermiņa dinamiskajā stabilitātē.

Atklāšana un novērojumu vēsture

Jupiters ir viens no spožākajiem debess ķermeņiem nakts debesīs, tādēļ tas bija pazīstams jau senajām civilizācijām ilgi pirms teleskopu izgudrošanas. Babilonieši sistemātiski novēroja Jupitera kustību jau 2. gadu tūkstotī p.m.ē., identificējot planētu ar augstāko dievu Marduku un uzskatot to par Babilonas pilsētas patrona zvaigzni. Saglabājušās ķīļu rakstu māla plāksnītes liecina, ka babilonieši rūpīgi sekoja Jupitera kustībai pa zodiaku un izmantoja pat sarežģītas aritmētiskas un ģeometriskas metodes, lai aprēķinātu tā trajektoriju un periodiskumu, kam bija nozīme gan kalendārajā sistēmā, gan astroloģiskajos pareģojumos. Senajā Grieķijā Jupiters tika saistīts ar dievu Zevu (bieži dēvēts arī par Phaethon vai Phaenon), savukārt romiešu tradīcijā — ar dievu Jupiteru, no kura cēlies arī planētas mūsdienu nosaukums. Grieķu un romiešu pasaulē Jupitera lēnā kustība caur zodiaka zvaigznājiem tika izmantota kā būtisks atskaites punkts kosmoloģiskajos priekšstatos un laika skaitīšanā, un planēta ieņēma īpašu vietu “klasisko” planētu hierarhijā.

Būtisks pavērsiens Jupitera izpētē notika 17. gadsimta sākumā, kad Galileo Galilejs 1610. gada janvārī, izmantojot teleskopu, atklāja četrus spožus pavadoņus — Jo, Eiropu, Ganimēdu un Kallisto, kas mūsdienās pazīstami kā Galileja pavadoņi. Pēc vairāku nakšu sistemātiskiem novērojumiem Galilejs secināja, ka šie objekti riņķo ap Jupiteru, un savus rezultātus publicēja darbā Sidereus Nuncius (1610). Šis atklājums sniedza tiešus empīriskus pierādījumus tam, ka ne visi debess ķermeņi riņķo ap Zemi, un kļuva par vienu no nozīmīgākajiem argumentiem heliocentriskās Saules sistēmas modeļa labā, vienlaikus apliecinot teleskopa nozīmi kā jauna zinātniska instrumenta. Turpmākajos gadsimtos arvien jaudīgāki teleskopi ļāva detalizētāk pētīt Jupitera joslveida atmosfēras struktūru, noteikt planētas rotācijas periodu, izsekot pavadoņu orbītām un novērot ilgstošus atmosfēras veidojumus, tostarp Lielo Sarkano plankumu. Tika atklāti arī desmitiem mazāku pavadoņu un precizēti Jupitera orbītas parametri.

20. gadsimtā Jupitera novērojumi paplašinājās ārpus redzamās gaismas diapazona. Radio, infrasarkanie, ultravioletie un rentgenstaru novērojumi atklāja planētas spēcīgo magnētisko lauku, radiācijas joslas un polārblāzmas. Nozīmīgu ieguldījumu šajos pētījumos sniedza gan zemes radioteleskopi, gan kosmiskās observatorijas, tostarp Habla kosmiskais teleskops. Īpaši strauju progresu nodrošināja kosmiskās misijas. No 1970. gadiem Jupitera sistēmu pētīja vai šķērsoja Pioneer 10 un Pioneer 11, Voyager 1 un Voyager 2, Ulysses, Cassini un New Horizons, izmantojot planētu gan kā tiešu zinātnisku mērķi, gan kā gravitācijas palīglidojuma objektu. Pirmā ilgstošā orbītmisija bija Galileo (1995–2003), kas sniedza detalizētu informāciju par Jupitera atmosfēru, gravitācijas un magnētisko lauku, kā arī pavadoņu sistēmu. Misijas laikā planētas atmosfērā tika ielaista arī zonde. Kopš 2016. gada Jupitera orbītā darbojas NASA misija Juno, kas, izmantojot augstas precizitātes gravitācijas mērījumus, mikroviļņu radiometriju un daudzviļņu novērojumus, sniedz trīsdimensiju skatījumu uz planētas iekšējo uzbūvi, atmosfēras dinamiku, jostu sistēmu un polārajiem cikloniem.

Mūsdienās Jupiters ir viens no visintensīvāk pētītajiem Saules sistēmas objektiem. To regulāri novēro ar lielajiem Zemes teleskopiem, kosmiskajām observatorijām un orbitālajām zondēm, apvienojot fotometriju, spektroskopiju un augstas izšķirtspējas attēlošanu. Šie novērojumi ne tikai padziļina izpratni par pašu Jupiteru un tā pavadoņiem, bet arī kalpo kā būtisks salīdzināšanas etalons gāzu planētu un tā saukto karsto jupiteru pētījumos ārpus Saules sistēmas.

Vispārīga informācija

Aptuvens Zemes izmēru salīdzinājums ar Jupiteru, un tā Lielo sarkano plankumu

Jupiters parasti ir ceturtais spožākais objekts pie debesīm (aiz Saules, Mēness un Veneras), lai gan dažkārt Marss var pārspēt Jupiteru spožumā, kas gan notiek tikai opozīcijas laikā.

Jupiters ir 2,5 reizes masīvāks par visām pārējām Saules sistēmas planētām kopā ņemot, tā masa ir tik liela, ka baricentrs starp Sauli un Jupiteru atrodas virs Saules virsmas (1,068 Saules rādiusi no Saules centra). Tā masa ir 318 reizes lielāka par Zemes masu, pēc diametra tas ir 11 reizes lielāks, un tilpums ir aptuveni 1300 reizes lielāks nekā Zemei, kas to padara par lielāko planētu Saules sistēmā. Ja Jupiters būtu vēl aptuveni 10 reizes lielāks, tad tā dzīļu temperatūra būtu piemērota kodolsintēzes procesiem. Diezgan dabiski, ka Jupitera lielā gravitācija ir lielā mērā ietekmējusi Saules sistēmas izveides procesus: lielākajai daļai planētu orbītas atrodas tuvāk Jupitera orbitālajai plaknei nekā Saules ekvatoriālajai plaknei (Merkurs ir vienīgā planēta, kuras orbitālā nobīde ir tuvāk Saules ekvatoram), lielākā daļa no īsā perioda komētām pieder pie Jupitera grupas (pateicoties gan Jupitera masai, gan orbitālajam ātrumam), Kirkvuda sprauga asteroīdu joslā ir radusies, pateicoties pamatā Jupiteram, un pat uzskata, ka Jupiters izraisījis agrīno asteroīdu triecienus iekšējā Saules sistēmā pirms aptuveni 3,8—4 miljardiem gadu.

Atmosfēra un iekšējā uzbūve

Jupitera virsmas temperatūra ir ap −130 °C (140 K). Jupiteram ir spēcīgs magnētiskais lauks. Ārējā gāzveida atmosfēra sastāda 2% no Jupitera rādiusa, satur 77% ūdeņraža un 20% hēlija, pārējais ir amonjaks un metāns. Dziļāk viela kļūst blīvāka, zināmā mērā līdzinās šķidrumam (attālumi starp molekulām ir tuvi pašu molekulu izmēriem), bet bez robežvirsmas ar atmosfēru; šī sfēra aizņem 22% no planētas rādiusa, bet apmēram pusi no tā — metalizētā ūdeņraža slānis, kas rada spēcīgo planētas magnētisko lauku. Dzelzs—silikātu kodols aizņem 1/4 daļu no Jupitera rādiusa, tā temperatūra sasniedz 25000 K, spiediens 5 milj. MPa. Daži speciālisti turpretī uzskata, ka Jupiteram dzelzs—silikātu kodola vispār nav. Jupiters uzskatāms par kaut ko vidēju starp pundurzvaigzni un Zemes tipa planētām.

Pavadoņi

Jupiteram 2026. gada sākumā ir zināmi 97 dabiskie pavadoņi. Pirmos četrus Jupitera pavadoņus atklāja jau 1610. gadā Galileo Galilejs. Starpplanētu kosmiskās zondes atklāja arī Jupitera gredzenu sistēmu, līdzīgu tai, kāda ir ap Saturnu, tikai mazāku. Daudzi speciālisti norāda, ka pastāv visai liela iespēja, ka uz atsevišķiem tā pavadoņiem, piemēram, Eiropas, varētu pastāvēt samērā liels apakšzemes okeāns, kurā teorētiski būtu iespējams meklēt ārpuszemes dzīvības pazīmes.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Jupiters.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Brockhaus Enzyklopädie raksts (vāciski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (2004-2017) (krieviski)
• Encyclopædia Universalis raksts (franciski)
• NASA interaktīvā karte un profils (angliski)
• NASA ziņu arhīvs (angliski)