Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:40 • sest 21:16 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 15:13 • Sest 05:59 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 03:57 • Síðdegis: 16:31 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:23 • Síðdegis: 22:34 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Stjarnvísindi: sólkerfið

Hvað getur þú sagt mér um Júpíter?

Sævar Helgi Bragason

Júpíter er fimmta reikistjarnan frá sólu og sú langstærsta. Hún er 11 sinnum stærri en jörðin að þvermáli, 142.984 km við miðbaug, og 318 sinnum massameiri eða 1,899 * 1027 kg. Massi Júpíters er 71% af samanlögðum massa allra reikistjarnanna. Ef Júpíter væri holur að innan, kæmust meira en 1.000 jarðir fyrir inni í honum.

Meðalfjarlægð Júpíters frá sólu er 778 milljón km, eða 5,2 stjarnfræðieiningar. Meðalbrautarhraði hans um sól er 13,1 km/s og þannig lýkur hann einni hringferð á 11,86 jarðarárum. Þyngdartog Júpíters er 2,5 sinnum meira en við yfirborð jarðar og því myndi 100 kg maður á jörðinni vega 250 kg á Júpíter, hefði hann fast yfirborð að stíga á. Einn Júpíterdagur við miðbaug er 9 klukkustundir, 50 mínútur og 28 sekúndur.

Júpíter dregur nafn sitt af höfuðguði Rómverja og er nafngiftin því vel við hæfi. Júpíter var einnig þekktur sem Jove en grikkir kölluðu hann Seif. Seifur var konungur guðanna, hæstráðandi á Ólympstindi. Hann var yngsti sonur Krónusar (Satúrnusar) og Reu og giftur Heru sem jafnframt var systir hans.

Júpíter er fimmta reikistjarnan frá sólu.

Júpíter er yfirleitt fjórða bjartasta fyrirbæri himinsins á eftir sólinni, tunglinu og Venusi, en stundum getur þó Mars orðið bjartari. Júpíter hefur þess vegna þekkst frá forsögulegum tíma en þegar reikistjörnunni var gefið nafn, vissu menn vitaskuld lítið um raunverulegt eðli hennar. Uppgötvun ítalska stjörnufræðingsins Galíleós í janúar 1610, á fjórum stórum tunglum um Júpíter, svonefndum Galíleótunglum, var fyrsta uppgötvunin sem sýndi miðhreyfingu fyrirbæra sem snérust ekki um jörðina.

Nokkur geimför hafa flogið fram hjá Júpíter og rannsakað hann en aðeins tvö geimför hafa komist á braut um reikistjörnuna hingað til. Fyrsta geimfarið sem fór fram hjá Júpíter var Pioneer 10 í desember árið 1973 og í kjölfarið fylgdi Pioneer 11, Voyager 1 og 2, Cassini-Huygens og New Horizons. Árið 1995 var Galíleógeimfarið fyrsta geimfarið á braut um Júpíter og sveimaði um reikistjörnuna í rúm sjö ár áður en slökkt var á því og það féll inn í lofthjúp hennar. Juno komst á braut um Júpíter 2016 og gert er ráð fyrir að JUICE verði skotið á loft árið 2022 og nái til Júpíter 2030.

Lofthjúpur Júpíters er einn sá litríkasti í sólkerfinu en eins og aðrir gasrisar hefur Júpíter ekkert fast yfirborð heldur verður gasið einungis þéttara eftir því sem nær dregur miðjunni. Það sem við sjáum á myndum af Júpíter er þannig aðeins efsti hluti skýjanna í lofthjúpnum. Lofthjúpurinn er um 80% vetni og 19% helíum en einnig er þar að finna metan, ammóníak, vatnsgufu og aðrar gastegundir í litlu magni.

Í iðrum Júpíters er gríðarlegur þrýstingur, um 40 milljón bör, og hitastigið er um 20.000°C við ytri mörk kjarnans. Það þýðir að kjarninn er mjög þéttur og líklega úr bergkenndu efni sem er um 10 til 15 sinnum massameira en jörðin.

Næsta lag umhverfis kjarna Júpíters er úr fljótandi vetni og er það massamesta lag reikistjörnunnar. Árið 1935 komust eðlisfræðingar að því að vetni skiptir um ham við mikinn þrýsting og fær þá eiginleika alkalímálma. Þegar þrýstingurinn eykst verður vetni fyrst fljótandi sameindavökvi og síðan fljótandi málmur við aðstæður eins og þær sem ríkja í iðrum Júpíters. Málmkennt vetni er mjög góður rafleiðari og hraður möndulsnúningur veldur því að gríðarlega öflugt segulsvið myndast.

Galíleótunglin fundust í janúar 1610 þegar ítalinn Galíleó Galílei beindi sjónauka sínum á Júpíter. Galíleó nefndi tunglin Medíci-stjörnurnar til heiðurs velunnurum sínum í Medíci stórhertogaættinni í Toskana á Ítalíu. Í dag eru Galíleótunglin nefnd Íó (Jó), Evrópu, Ganýmedes og Kallistó eftir fjórum af elskhugum Seifs.

Segulsvið Júpíters er um 4.000 sinnum sterkara en segulsvið jarðar. Segulhvolfið teygir sig meira en 650 milljón km út í geiminn, eða alla leið út fyrir braut Satúrnusar. Segulhvolfið er þó fjarri því að vera kúlulaga því það teygir sig aðeins nokkra milljón km í átt til sólar. Tungl Júpíters liggja innan segulhvolfsins og sú staðreynd gæti skýrt eldvirkni Íó að hluta. Geislunin er um 100.000 sinnum meiri en þarf til að bana manni eða eyðileggja geimfar.

Ysta lag Júpíters er samansett úr vetni og helíum. Hitastigið þar er um -160°C. Litirnir eru í samræmi við hitastig og hæð skýjanna: blá lægst, svo brún, þá hvít og loks rauð sem liggja hæst. Stundum sjást lægri svæði í gegnum önnur heiðskírari svæði.

Líklegt þykir að á Júpíter séu þrjú aðgreind skýjalög. Þegar lítið könnunarfar frá Galíleófarinu var sent niður í efsta lag lofthjúpsins í desember 1995, fengust langþráðar upplýsingar um þessi lög. Afar hægt gekk að fá upplýsingarnar sendar til jarðar vegna bilunar í mælitækjum en þó vita menn að svæðið sem geimfarið fór inn í var dökkur blettur og því ekki dæmigerður fyrir lofthjúpinn. Litlar upplýsingar eru til um efnasamsetningu skýjanna en menn hafa lengi talið að rauðu skýin séu úr brennisteinssamböndum og hvítu skýin úr ammóníakkristöllum.

Önnur gögn frá farinu benda líka til þess að mun minna vatn sé í lofthjúp Júpíters en áður var talið. Menn töldu að lofthjúpur reikistjörnunnar innihéldi um tvisvar sinnum meira magn súrefnis en raun bar vitni og einnig kom það mönnum á óvart að hiti var nokkuð hár (um -110°C) og þéttleiki efsta lagsins var meiri en áður var talið.

Miklir vindar leika um Júpíter sem og hinar gasreikistjörnurnar. Vindhraðinn er ofsafenginn, allt að 640 km/klst sem er næstum þrefalt meiri vindhraði en mælst hefur á jörðinni. Vindarnir eru beltaskiptir og raða skýjunum í lárétt belti sem gefa reikistjörnunni einkennilegt útlit, en lítill munur er á efnasamsetningu og hita beltanna. Á ákveðnum breiddargráðum blása þeir frá austri til vesturs en annars staðar frá vestri til austurs.

Samsett mynd af Stóra rauða blettinum á Júpíter. Myndin er sett saman úr 24 ljósmyndum sem Voyager 1 tók í gegnum appelsínugula og fjólubláa síur þann 4. mars 1979 úr um það bil 1,85 milljón km fjarlægð frá Júpíter. Þetta er sennilega besta mynd sem gerð hefur verið af rauða blettinum. Myndina vann Björn Jónsson.

Önnur forvitnileg fyrirbæri eru í lofthjúpnum og þar ber hæst rauða blettinn sem sést hefur frá jörðu í meira en 300 ár. Enski vísindamaðurinn Robert Hooke varð fyrstur var við blettinn árið 1664 en hann er líklega mun eldri. Hann er sporöskjulaga, um 25 þúsund km í þvermál og því nægilega stór til að rúma tvær jarðir. Aðrir smærri svipaðir blettur hafa lengi þekkst. Bletturinn hefur hingað til verið talinn langlífur stormsveipur í gufuhvolfinu en nýlegar athuganir með innrauðu ljósi benda hins vegar til þess að rauði bletturinn sé háþrýstisvæði þar sem skýjatopparnir eru mjög háir og svalari en aðliggjandi svæði. Svipaða bletti má einnig finna á Satúrnusi og Neptúnusi.

Stærð Júpíters er við efri mörk mögulegrar stærðar gasreikistjörnu og er því á margan hátt nokkurs konar millistig plánetu og stjörnu. Stjörnufræðingar telja líklegt að ef massinn væri 50 til 80 sinnum meiri hefði kjarnasamrunni getað átt sér stað í kjarnanum og þá hefði myndast lítil stjarna. Þróun innri reikistjarnanna hefði þá orðið allt önnur.

Frá Júpíter streymir tvöfalt meiri orka en hann fær frá sólu. Ástæðan er sú að Júpíter er smám saman að kólna en hitastig kjarnans og þykkur lofthjúpur gerir það að verkum að kólnunartíminn er lengri en aldur sólkerfisins. Um leið og Júpíter kólnar, þjappast gasið saman og reikistjarnan minnkar. Þegar þetta gerist losnar þyngdarstöðuorka sem geislar burt sem varmi. Auk þess losnar smávægilegur varmi við hrörnun geislavirkra frumefna í bergkjarnanum líkt og á jörðinni.

Júpíter hefur hringakerfi sem eru mun smærra og daufara en kerfi Satúrnusar. Hringirnir fundust fyrir tilstuðlan nokkurra stjörnufræðinga sem kröfðust þess að eftir eins milljarða kílómetra langa ferð sakaði ekki að beina myndavélum Voyagers til baka og grennslast fyrir um hringi. Flestir töldu afar litla möguleika á því finna eitthvað. Hringir leyndust þó í miðbaugsfleti reikistjörnunnar, innan Roche-markanna. Þeir eru úr fíngerðum bergkornum en virðast ekki innihalda ís.

Áhrifa Júpíters gætir víða í sólkerfinu. Á ákveðnum stöðum á braut hans er að finna hóp smástirna sem fylgja brautarhreyfingu hans. Þessi smástirni eru nefnd Trjóusmástirnin og skiptast í tvo hópa sem eru 60° á undan og 60° á eftir Júpíter. Á þessum stöðum ríkir jafnvægi milli þyngdartogs Júpíters og sólar sem eru tveir hinna svonefndu Lagrange-punkta. Júpíter á líka sinn þátt í að á jörðinni hefur myndast líf. Aðdráttarkrafturinn er nefnilega svo mikill að Júpíter er eins og nokkurs konar ryksuga í geimnum sem sýgur í sig geimrusl svo sem loftsteina og halastjörnur sem annars gætu rekist á jörðina. Þetta gerðist til dæmis í júlí árið 1994 þegar halastjarnan Shoemaker-Levy 9 rakst á Júpíter með eftirminnilegum hætti.

Umhverfis Júpíter ganga að minnsta kosti 79 tungl en um nokkur þeirra má lesa með því að smella hér.

Heimildir og myndir:

Höfundur

Sævar Helgi Bragason

Sævar Helgi Bragason

stjörnufræðikennari

Útgáfudagur

27.5.2003

Spyrjandi

Ritstjórn

Efnisorð

Tilvísun

Sævar Helgi Bragason. „Hvað getur þú sagt mér um Júpíter?“ Vísindavefurinn, 27. maí 2003. Sótt 19. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=3453.

Sævar Helgi Bragason. (2003, 27. maí). Hvað getur þú sagt mér um Júpíter? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=3453

Sævar Helgi Bragason. „Hvað getur þú sagt mér um Júpíter?“ Vísindavefurinn. 27. maí. 2003. Vefsíða. 19. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=3453>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað getur þú sagt mér um Júpíter?
Júpíter er fimmta reikistjarnan frá sólu og sú langstærsta. Hún er 11 sinnum stærri en jörðin að þvermáli, 142.984 km við miðbaug, og 318 sinnum massameiri eða 1,899 * 1027 kg. Massi Júpíters er 71% af samanlögðum massa allra reikistjarnanna. Ef Júpíter væri holur að innan, kæmust meira en 1.000 jarðir fyrir inni í honum.

Meðalfjarlægð Júpíters frá sólu er 778 milljón km, eða 5,2 stjarnfræðieiningar. Meðalbrautarhraði hans um sól er 13,1 km/s og þannig lýkur hann einni hringferð á 11,86 jarðarárum. Þyngdartog Júpíters er 2,5 sinnum meira en við yfirborð jarðar og því myndi 100 kg maður á jörðinni vega 250 kg á Júpíter, hefði hann fast yfirborð að stíga á. Einn Júpíterdagur við miðbaug er 9 klukkustundir, 50 mínútur og 28 sekúndur.

Júpíter dregur nafn sitt af höfuðguði Rómverja og er nafngiftin því vel við hæfi. Júpíter var einnig þekktur sem Jove en grikkir kölluðu hann Seif. Seifur var konungur guðanna, hæstráðandi á Ólympstindi. Hann var yngsti sonur Krónusar (Satúrnusar) og Reu og giftur Heru sem jafnframt var systir hans.

Júpíter er fimmta reikistjarnan frá sólu.

Júpíter er yfirleitt fjórða bjartasta fyrirbæri himinsins á eftir sólinni, tunglinu og Venusi, en stundum getur þó Mars orðið bjartari. Júpíter hefur þess vegna þekkst frá forsögulegum tíma en þegar reikistjörnunni var gefið nafn, vissu menn vitaskuld lítið um raunverulegt eðli hennar. Uppgötvun ítalska stjörnufræðingsins Galíleós í janúar 1610, á fjórum stórum tunglum um Júpíter, svonefndum Galíleótunglum, var fyrsta uppgötvunin sem sýndi miðhreyfingu fyrirbæra sem snérust ekki um jörðina.

Nokkur geimför hafa flogið fram hjá Júpíter og rannsakað hann en aðeins tvö geimför hafa komist á braut um reikistjörnuna hingað til. Fyrsta geimfarið sem fór fram hjá Júpíter var Pioneer 10 í desember árið 1973 og í kjölfarið fylgdi Pioneer 11, Voyager 1 og 2, Cassini-Huygens og New Horizons. Árið 1995 var Galíleógeimfarið fyrsta geimfarið á braut um Júpíter og sveimaði um reikistjörnuna í rúm sjö ár áður en slökkt var á því og það féll inn í lofthjúp hennar. Juno komst á braut um Júpíter 2016 og gert er ráð fyrir að JUICE verði skotið á loft árið 2022 og nái til Júpíter 2030.

Lofthjúpur Júpíters er einn sá litríkasti í sólkerfinu en eins og aðrir gasrisar hefur Júpíter ekkert fast yfirborð heldur verður gasið einungis þéttara eftir því sem nær dregur miðjunni. Það sem við sjáum á myndum af Júpíter er þannig aðeins efsti hluti skýjanna í lofthjúpnum. Lofthjúpurinn er um 80% vetni og 19% helíum en einnig er þar að finna metan, ammóníak, vatnsgufu og aðrar gastegundir í litlu magni.

Í iðrum Júpíters er gríðarlegur þrýstingur, um 40 milljón bör, og hitastigið er um 20.000°C við ytri mörk kjarnans. Það þýðir að kjarninn er mjög þéttur og líklega úr bergkenndu efni sem er um 10 til 15 sinnum massameira en jörðin.

Næsta lag umhverfis kjarna Júpíters er úr fljótandi vetni og er það massamesta lag reikistjörnunnar. Árið 1935 komust eðlisfræðingar að því að vetni skiptir um ham við mikinn þrýsting og fær þá eiginleika alkalímálma. Þegar þrýstingurinn eykst verður vetni fyrst fljótandi sameindavökvi og síðan fljótandi málmur við aðstæður eins og þær sem ríkja í iðrum Júpíters. Málmkennt vetni er mjög góður rafleiðari og hraður möndulsnúningur veldur því að gríðarlega öflugt segulsvið myndast.

Galíleótunglin fundust í janúar 1610 þegar ítalinn Galíleó Galílei beindi sjónauka sínum á Júpíter. Galíleó nefndi tunglin Medíci-stjörnurnar til heiðurs velunnurum sínum í Medíci stórhertogaættinni í Toskana á Ítalíu. Í dag eru Galíleótunglin nefnd Íó (Jó), Evrópu, Ganýmedes og Kallistó eftir fjórum af elskhugum Seifs.

Segulsvið Júpíters er um 4.000 sinnum sterkara en segulsvið jarðar. Segulhvolfið teygir sig meira en 650 milljón km út í geiminn, eða alla leið út fyrir braut Satúrnusar. Segulhvolfið er þó fjarri því að vera kúlulaga því það teygir sig aðeins nokkra milljón km í átt til sólar. Tungl Júpíters liggja innan segulhvolfsins og sú staðreynd gæti skýrt eldvirkni Íó að hluta. Geislunin er um 100.000 sinnum meiri en þarf til að bana manni eða eyðileggja geimfar.

Ysta lag Júpíters er samansett úr vetni og helíum. Hitastigið þar er um -160°C. Litirnir eru í samræmi við hitastig og hæð skýjanna: blá lægst, svo brún, þá hvít og loks rauð sem liggja hæst. Stundum sjást lægri svæði í gegnum önnur heiðskírari svæði.

Líklegt þykir að á Júpíter séu þrjú aðgreind skýjalög. Þegar lítið könnunarfar frá Galíleófarinu var sent niður í efsta lag lofthjúpsins í desember 1995, fengust langþráðar upplýsingar um þessi lög. Afar hægt gekk að fá upplýsingarnar sendar til jarðar vegna bilunar í mælitækjum en þó vita menn að svæðið sem geimfarið fór inn í var dökkur blettur og því ekki dæmigerður fyrir lofthjúpinn. Litlar upplýsingar eru til um efnasamsetningu skýjanna en menn hafa lengi talið að rauðu skýin séu úr brennisteinssamböndum og hvítu skýin úr ammóníakkristöllum.

Önnur gögn frá farinu benda líka til þess að mun minna vatn sé í lofthjúp Júpíters en áður var talið. Menn töldu að lofthjúpur reikistjörnunnar innihéldi um tvisvar sinnum meira magn súrefnis en raun bar vitni og einnig kom það mönnum á óvart að hiti var nokkuð hár (um -110°C) og þéttleiki efsta lagsins var meiri en áður var talið.

Miklir vindar leika um Júpíter sem og hinar gasreikistjörnurnar. Vindhraðinn er ofsafenginn, allt að 640 km/klst sem er næstum þrefalt meiri vindhraði en mælst hefur á jörðinni. Vindarnir eru beltaskiptir og raða skýjunum í lárétt belti sem gefa reikistjörnunni einkennilegt útlit, en lítill munur er á efnasamsetningu og hita beltanna. Á ákveðnum breiddargráðum blása þeir frá austri til vesturs en annars staðar frá vestri til austurs.

Samsett mynd af Stóra rauða blettinum á Júpíter. Myndin er sett saman úr 24 ljósmyndum sem Voyager 1 tók í gegnum appelsínugula og fjólubláa síur þann 4. mars 1979 úr um það bil 1,85 milljón km fjarlægð frá Júpíter. Þetta er sennilega besta mynd sem gerð hefur verið af rauða blettinum. Myndina vann Björn Jónsson.

Önnur forvitnileg fyrirbæri eru í lofthjúpnum og þar ber hæst rauða blettinn sem sést hefur frá jörðu í meira en 300 ár. Enski vísindamaðurinn Robert Hooke varð fyrstur var við blettinn árið 1664 en hann er líklega mun eldri. Hann er sporöskjulaga, um 25 þúsund km í þvermál og því nægilega stór til að rúma tvær jarðir. Aðrir smærri svipaðir blettur hafa lengi þekkst. Bletturinn hefur hingað til verið talinn langlífur stormsveipur í gufuhvolfinu en nýlegar athuganir með innrauðu ljósi benda hins vegar til þess að rauði bletturinn sé háþrýstisvæði þar sem skýjatopparnir eru mjög háir og svalari en aðliggjandi svæði. Svipaða bletti má einnig finna á Satúrnusi og Neptúnusi.

Stærð Júpíters er við efri mörk mögulegrar stærðar gasreikistjörnu og er því á margan hátt nokkurs konar millistig plánetu og stjörnu. Stjörnufræðingar telja líklegt að ef massinn væri 50 til 80 sinnum meiri hefði kjarnasamrunni getað átt sér stað í kjarnanum og þá hefði myndast lítil stjarna. Þróun innri reikistjarnanna hefði þá orðið allt önnur.

Frá Júpíter streymir tvöfalt meiri orka en hann fær frá sólu. Ástæðan er sú að Júpíter er smám saman að kólna en hitastig kjarnans og þykkur lofthjúpur gerir það að verkum að kólnunartíminn er lengri en aldur sólkerfisins. Um leið og Júpíter kólnar, þjappast gasið saman og reikistjarnan minnkar. Þegar þetta gerist losnar þyngdarstöðuorka sem geislar burt sem varmi. Auk þess losnar smávægilegur varmi við hrörnun geislavirkra frumefna í bergkjarnanum líkt og á jörðinni.

Júpíter hefur hringakerfi sem eru mun smærra og daufara en kerfi Satúrnusar. Hringirnir fundust fyrir tilstuðlan nokkurra stjörnufræðinga sem kröfðust þess að eftir eins milljarða kílómetra langa ferð sakaði ekki að beina myndavélum Voyagers til baka og grennslast fyrir um hringi. Flestir töldu afar litla möguleika á því finna eitthvað. Hringir leyndust þó í miðbaugsfleti reikistjörnunnar, innan Roche-markanna. Þeir eru úr fíngerðum bergkornum en virðast ekki innihalda ís.

Áhrifa Júpíters gætir víða í sólkerfinu. Á ákveðnum stöðum á braut hans er að finna hóp smástirna sem fylgja brautarhreyfingu hans. Þessi smástirni eru nefnd Trjóusmástirnin og skiptast í tvo hópa sem eru 60° á undan og 60° á eftir Júpíter. Á þessum stöðum ríkir jafnvægi milli þyngdartogs Júpíters og sólar sem eru tveir hinna svonefndu Lagrange-punkta. Júpíter á líka sinn þátt í að á jörðinni hefur myndast líf. Aðdráttarkrafturinn er nefnilega svo mikill að Júpíter er eins og nokkurs konar ryksuga í geimnum sem sýgur í sig geimrusl svo sem loftsteina og halastjörnur sem annars gætu rekist á jörðina. Þetta gerðist til dæmis í júlí árið 1994 þegar halastjarnan Shoemaker-Levy 9 rakst á Júpíter með eftirminnilegum hætti.

Umhverfis Júpíter ganga að minnsta kosti 79 tungl en um nokkur þeirra má lesa með því að smella hér.

Heimildir og myndir:...