Jowisz – niezwykły gazowy olbrzym. Co wiemy o tej planecie?

Astronomia: Planety 38 0

Opis, ciekawostki, fakty, charakterystyka, cechy fizyczne oraz księżyce Jowisza.


Jowisz jest największą planetą w Układzie Słonecznym i jednocześnie piątą pod względem odległości od Słońca. Jest gazowym olbrzymem o masie 318 razy większej od masy Ziemi i średnicy około 11 razy większej od średnicy naszej planety. Jednocześnie ma bardzo krótki dzień, trwający nieco poniżej 10 godzin, natomiast okres orbitalny (rok na Jowiszu) trwa prawie 12 lat ziemskich.

Planeta ta odgrywa kluczową rolę w badaniach astronomicznych. Jej potężna atmosfera, silne pole magnetyczne i liczne księżyce czynią ją fascynującym obiektem do badań. Odkrycia dotyczące Jowisza dostarczają cennych informacji o powstawaniu i ewolucji gazowych olbrzymów oraz o procesach fizycznych zachodzących w ich wnętrzach i atmosferach.


Podstawowe fakty i dane fizyczne o Jowiszu

  • Średnica: ok. 139 820 km
  • Średnica równikowa: 142 984 km
  • Średnica biegunowa: 133 709 km
  • Promień równikowy: 71 492 km
  • Promień biegunowy: 66 854 km
  • Spłaszczenie: 0.06487 (wskutek szybkiego obrotu)
  • Powierzchnia: 61.42 mln km² (około 121 razy większa niż powierzchnia Ziemi)
  • Objętość: 1.4313 × 10^15 km³ (około 1321 razy większa niż objętość Ziemi)
  • Masa: 1.898 × 10^27 kg (318 mas Ziemi)
  • Ekscentryczność orbity: 0.0489 (nieco eliptyczna)
  • Nachylenie orbity: 1.31° względem płaszczyzny ekliptyki
  • Gęstość średnia: 1.326 g/cm³
  • Średnia odległość od Słońca: ok. 778 mln km (5.2 AU)
  • Średnia prędkość orbitalna: ok. 13.07 km/s
  • Prędkość rotacji: na równiku prędkość rotacyjna wynosi około 12.6 km/s (45 300 km/h)
  • Nachylenie osi: 3.13° (małe nachylenie osi)
  • Długość dnia: 9 godzin 55 minut 30 sekund
  • Okres orbitalny: ok. 11.86 lat ziemskich
  • Atmosfera: głównie wodór i hel
  • Magnetosfera: najsilniejsza w Układzie Słonecznym
  • Księżyce: 95 dotychczas odkrytych, w tym cztery największe: Io, Europa, Ganimedes i Kallisto (tzw. księżyce galileuszowe)
  • Temperatura: w górnych warstwach chmur około -145°C

Polecamy również …


Charakterystyka i budowa planety

Atmosfera

Jowisz ma gęstą atmosferę zdominowaną przez wodór (około 90%) i hel (około 10%). W atmosferze znajdują się także niewielkie ilości metanu, amoniaku, pary wodnej i innych związków.

Charakterystycznym elementem atmosfery jest Wielka Czerwona Plama – ogromny antycyklon o średnicy większej niż Ziemia, który istnieje co najmniej od XVII wieku.

Na powierzchni Jowisza, czyli na granicy jego gęstej atmosfery, temperatura wynosi około -145°C. W miarę zbliżania się do wnętrza planety, temperatura gwałtownie rośnie. Szacuje się, że w centrum Jowisza może wynosić nawet około 24 000°C.

Jego górna atmosfera składa się z chmur amoniaku, siarkowodoru i wody, które tworzą widoczne pasy i strefy.

Skład atmosfery:

  • Wodór: ~89%
  • Hel: ~10%
  • Metan, amoniak, wodór cząsteczkowy, etan, woda, fosforowodór i inne śladowe gazy
  • Temperatura w górnych warstwach chmur: około -145°C
  • Ciśnienie atmosferyczne: Bardzo wysokie, szczególnie w głębszych warstwach atmosfery
  • Wielka Czerwona Plama: stały antycyklon o średnicy większej niż Ziemia, trwa co najmniej od XVII wieku

Atmosfera Jowisza dzieli się na różne warstwy, z których każda charakteryzuje się inną temperaturą i ciśnieniem.

Kolor i barwy

Jowisz prezentuje się w różnych odcieniach brązu, pomarańczu, czerwieni, żółci i bieli. Te barwy są wynikiem skomplikowanej chemii atmosfery, w której dominują wodór i hel. Sama atmosfera Jowisza jest podzielona na ciemniejsze pasy i jaśniejsze strefy, które krążą wokół planety równolegle do jej równika. Te struktury są widoczne jako różnokolorowe paski chmur.

Z kolei w przypadku Wielkiej Czerwonej Plamy – charakterystyczna czerwona barwa tej gigantycznej burzy jest prawdopodobnie wynikiem obecności związków siarki i fosforu.


Magnetosfera

Jowisz posiada najsilniejsze pole magnetyczne wśród planet Układu Słonecznego, które jest 20 000 razy silniejsze niż ziemskie. Jego magnetosfera rozciąga się na ponad 7 mln km.

Księżyce

Jowisz ma 95 znanych księżyców. Cztery największe z nich (Io, Europa, Ganimedes, Kallisto) zostały odkryte przez Galileusza w 1610 roku i są znane jako księżyce galileuszowe. Każdy z tych księżyców posiada unikalne cechy:

  • Io – jest najbardziej aktywnym wulkanicznie ciałem w Układzie Słonecznym. Io jest najbardziej wulkanicznie aktywnym ciałem niebieskim w Układzie Słonecznym. Na jego powierzchni znajduje się ponad 400 aktywnych wulkanów. Powierzchnia Io jest pokryta siarką i jej związkami, co nadaje mu charakterystyczne, kolorowe odcienie.
  • Europa – ma gładką lodową powierzchnię z nielicznymi kraterami, co sugeruje geologicznie młody wiek. Pod lodową skorupą Europy znajduje się ocean ciekłej wody, co czyni ten księżyc jednym z głównych kandydatów w poszukiwaniu życia poza Ziemią.
  • Ganimedes – jest największym księżycem w Układzie Słonecznym, większym nawet od planety Merkury. To jedyny naturalny satelita, który posiada własne pole magnetyczne.
  • Kalisto – to naturalny satelita Jowisza z największą ilością kraterów powierzchniowych biorąc pod uwagę cały Układ Słoneczny, jednak wg badań i analiz jest geologicznie martwy, bez oznak wulkanizmu czy ruchów tektonicznych.

Oprócz tych galileuszowych, Jowisz ma wiele innych interesujących księżyców. Są nimi chociażby:

  • Amaltea – jest trzecim co do wielkości księżycem wewnętrznym Jowisza i ma nieregularny, wydłużony kształt. Jego powierzchnia ma czerwony kolor, prawdopodobnie ze względu na siarkę pochodzącą z Io, osadzającą się na jego powierzchni.
  • Himalia – jest największym z nieregularnych księżyców Jowisza, krążącym w odległości około 11.5 mln km od planety. To główny przedstawiciel grupy księżyców o podobnych orbitach i właściwościach, zwanych grupą Himalia.

Wiele z księżyców Jowisza to małe, nieregularne ciała, które prawdopodobnie zostały przechwycone przez grawitację planety. Przykłady takich księżyców to:

  • Leda – najmniejszy z księżyców Jowisza, o średnicy zaledwie około 20 km. Krąży wokół planety w znacznie większej odległości niż większość innych naturalnych satelitów.
  • Pasiphae (inaczej Pazyfae lub Jowisz VIII) – porusza się po orbicie retrogradacyjnej, co oznacza, że obiega Jowisza w kierunku przeciwnym do rotacji planety. Ma bardzo ekscentryczną orbitę, co sugeruje, że mogła zostać przechwycona przez grawitację Jowisza.

Temperatura na powierzchni księżyców Jowisza jest również bardzo niska (chociażby na Europie spada ona przy biegunach do poniżej -200°C), z wyjątkiem Io, gdzie aktywność wulkaniczna może powodować lokalne jej wzrosty.


Struktura powierzchniowa i podpowierzchniowa

Jowisz nie ma stałej powierzchni. Uważa się, że posiada gęste jądro otoczone przez warstwę metalicznego wodoru, nad którą znajduje się warstwa ciekłego wodoru i helu, a wszystko to otacza głęboka warstwa chmur.

Charakterystyka struktury:

  • Rdzeń: przypuszczalnie skalisty, złożony głównie z cięższych pierwiastków, o masie około 10-15 mas Ziemi. Jest otoczony przez warstwę metalicznego wodoru, która przewodzi prąd i generuje silne pole magnetyczne planety.
  • Warstwa metalicznego wodoru: znajduje się nad rdzeniem, tworząc silne pole magnetyczne.
  • Warstwa ciekłego wodoru i helu: znajduje się nad warstwą metalicznego wodoru.
  • Chmury: górne warstwy chmur składają się głównie z kryształków amoniaku i metanu.

Pierścienie zewnętrzne

Jowisz posiada system pierścieni, które są znacznie mniej widoczne i w mniejszym stopniu rozbudowane niż pierścienie Saturna. Składają się one z trzech głównych składników: pierścienia głównego, pierścienia halo i dwóch cienkich pierścieni zewnętrznych.

Pierścienie Jowisza są zbudowane głównie z drobnych cząstek pyłu, które powstały w wyniku zderzeń meteoroidów z małymi księżycami Jowisza. Zostały odkryte przez sondę Voyager 1 w 1979 roku. Ich istnienie było niespodzianką, ponieważ nie są one widoczne z Ziemi za pomocą teleskopów.


Polecamy również …


Ciekawostki o Jowiszu, czyli co warto wiedzieć?

  • Planeta to gazowy olbrzym. Jowisz jest tak ogromny, że mógłby pomieścić w sobie wszystkie inne planety Układu Słonecznego.
  • W jego atmosferze dostrzegalna jest Wielka Czerwona Plama – to gigantyczny antycyklon, który istnieje już od co najmniej 350 lat. To tak duże zjawisko, że mogłaby pomieścić Ziemię. W ciągu ostatnich dekad Plama zmniejszyła się, co jest przedmiotem intensywnych badań astronomów.
  • Jowisz ma najsilniejsze pole magnetyczne spośród wszystkich planet Układu Słonecznego, które jest 14 razy silniejsze od ziemskiego.
  • Wokół Jowisza występuje silne promieniowanie, które stanowi zagrożenie dla sond kosmicznych i przyszłych misji załogowych.
  • Jowisz ma 95 znanych księżyców, z których cztery największe to Io, Europa, Ganimedes i Kallisto, odkryte przez Galileusza w 1610 roku.
  • Jeden z księżyców, Europa, jest uważany za jedno z najbardziej obiecujących miejsc do poszukiwania życia pozaziemskiego w Układzie Słonecznym dzięki oceanowi ciekłej wody pod powierzchnią lodu.
  • Pierwsze misje kosmiczne, które zbliżyły się do Jowisza, to amerykańskie sondy Pioneer 10 i 11 oraz Voyager 1 i 2.
  • Jowisz obraca się bardzo szybko wokół własnej osi – jeden dzień trwa tam tylko niecałe 10 godzin.
  • Atmosfera Jowisza jest podzielona na pasy i strefy, które są widoczne jako równoległe paski chmur o różnym kolorze i prędkości rotacji.
  • Na Jowiszu często występują potężne burze, które mogą trwać przez wiele lat.
  • Jowisz ma wielowarstwową atmosferę z chmurami złożonymi z kryształków amoniaku, siarkowodoru i wody.
  • W latach 1995-2003 sonda Galileo dostarczyła wiele informacji o Jowiszu i jego księżycach, w tym szczegółowe dane o atmosferze i magnetosferze planety.
  • Sonda NASA Juno, która weszła na orbitę Jowisza w 2016 roku, kontynuuje badania księżyców i samej planety, dostarczając nowych danych o jej strukturze wewnętrznej, atmosferze i magnetosferze.

Krótkie podsumowanie na koniec

Jowisz, największa planeta w Układzie Słonecznym, charakteryzuje się imponującymi cechami fizycznymi, takimi jak ogromna masa, objętość i silne pole magnetyczne. Jego atmosfera, zdominowana przez wodór i hel, może się poszczycić występowaniem fascynujących zjawisk, takich jak chociażby potężny antycyklon – Wielka Czerwona Plama.

Struktura wewnętrzna planety, złożona z rdzenia, warstwy metalicznego wodoru oraz warstwy ciekłego wodoru i helu, odzwierciedla unikalne cechy gazowych olbrzymów. Jowisz jest również otoczony licznymi księżycami, w tym czterema dużymi księżycami galileuszowymi, oraz słabymi pierścieniami składającymi się z cząstek pyłu.

To fascynująca planeta o skomplikowanej strukturze i wielu unikalnych cechach – od ekstremalnie niskich temperatur w jego górnych warstwach atmosfery, przez dynamiczne i kolorowe chmury, aż po skomplikowaną budowę wewnętrzną itp.


FAQ o Jowiszu, czyli popularne pytania na temat planety

#1 Czym jest Jowisz?

Jowisz jest piątą planetą od Słońca i największą planetą w Układzie Słonecznym. Jest gazowym olbrzymem składającym się głównie z wodoru i helu.

#2 Jakie są podstawowe cechy fizyczne Jowisza?

  • Średnica: około 142,984 km
  • Masa: 1.898 × 10^27 kg (318 razy większa od masy Ziemi)
  • Długość dnia: około 10 godzin
  • Długość roku: około 11.86 lat ziemskich

#3 Jaka jest temperatura na Jowiszu?

Na powierzchni (granicy atmosfery) wynosi około -145 stopni Celsjusza, a w jądrze planety może sięgać około 24 000 stopni Celsjusza.

#4 Dlaczego Jowisz ma różne kolory?

Barwy Jowisza wynikają z chemii jego atmosfery, składającej się z różnych związków, takich jak amoniak, siarkowodór i metan. Pasy i strefy atmosferyczne oraz Wielka Czerwona Plama dodają planecie jej charakterystyczny wygląd.

#5 Czym jest Wielka Czerwona Plama?

Wielka Czerwona Plama to gigantyczny antycyklon - burza, która istnieje od co najmniej 350 lat. Jest tak ogromna, że mogłaby pomieścić całą Ziemię.

#6 Jakie księżyce krążą wokół Jowisza?

Jowisz ma 95 znanych księżyców. Największe i najbardziej znane to księżyce galileuszowe: Io, Europa, Ganimedes i Kallisto.

#7 Co sprawia, że księżyc Europa jest tak interesujący dla naukowców?

Europa ma lodową skorupę, pod którą znajduje się ocean ciekłej wody. Jest to jedno z najważniejszych miejsc w poszukiwaniu życia pozaziemskiego w Układzie Słonecznym.

#8 Czy Jowisz ma pierścienie?

Tak, Jowisz ma system pierścieni, które są mniej widoczne niż pierścienie Saturna. Składają się głównie z drobnych cząstek pyłu.

#9 Jakie misje kosmiczne badały Jowisza?

  • Pioneer 10 i 11 - pierwsze sondy, które przeleciały obok Jowisza w latach 70.
  • Voyager 1 i 2 - przeleciały obok Jowisza w 1979 roku, dostarczając szczegółowe zdjęcia.
  • Galileo - sonda, która krążyła wokół Jowisza od 1995 do 2003 roku.
  • Juno - obecnie bada Jowisza od połowy 2016 roku, dostarczając nowych danych na temat jego struktury i atmosfery.

#10 Dlaczego Jowisz ma tak silne pole magnetyczne?

Jowisz ma bardzo silne pole magnetyczne, które jest około 14 razy silniejsze od ziemskiego. Jest to wynikiem ruchu metalicznego wodoru we wnętrzu planety, który działa jak gigantyczne dynamo.

#11 Czy Jowisz ma wpływ na inne obiekty w Układzie Słonecznym?

Tak, silna grawitacja Jowisza wpływa na orbity wielu ciał w Układzie Słonecznym, w tym na tzw. trojany Jowisza, grupy asteroid dzielących jego orbitę, oraz na komety i inne asteroidy.

#12 Czy Jowisz mógłby stać się gwiazdą?

Jowisz ma masę około 1/1000 masy Słońca. Aby stać się gwiazdą, musiałby mieć co najmniej 80 razy większą masę, aby zainicjować reakcje termojądrowe w swoim wnętrzu.

Źródła publikacji:
(1) Science.nasa.gov / „Jupiter”
(2) Spaceplace.nasa.gov / „All About Jupiter”
(3) Britannica.com / „Jupiter planet”
(4) Esahubble.org / „Jupiter”
(5) Nationalgeographic.com / „The planet Jupiter”

Inne artykuły astronomiczne i rankingi sprzętu obserwacyjnego



Dodaj opinię