Dimenzió #20

Csillagnézők

(csillagászattörténet, csillagászat, űrkutatás, fizika, asztrofizika)

                                   JUPITER

   A  Jupiter  a Naprendszer legnagyobb bolygója. Átmérője 11,26 földátmérő,
tömege  317,8  földtömeg,  sűrűsége  mindössze  1,3  g/cm3.  Az óriásbolygók
prototípusának  tekinthető,  összetétele  és  szerkezete  gyökeresen eltér a
Föld-típusú  bolygókétól.  Felépítését  hatalmas  tömege és könnyű elemekből
álló  összetétele  határozza  meg.  Tengelyforgási  periódusa  a nagybolygók
között  a legrövidebb, ennek következtében erős centrifugális erő lép fel az
égitesten, amitől alakja lapult.

   Belső szerkezet: Légköre hatalmas, mintegy 1000 km vastag lehet. Ez alatt
található  a  folyékony állapotban lévő hidrogénréteg. (Valószínűleg nincsen
éles  átmenet  a  gáz  és  a  folyékony halmazállapotú rétegek között.) Ez a
hidrogénréteg  30  ezer  km  vastag,  de  alján  már akkora a nyomás, hogy a
hidrogénmolekulák  elektromosan  vezető  protonok  és  elektronok  halmazára
bomlanak  fel.  Ennek  az  anyagnak tulajdonságai sok tekintetben a fémekére
emlékeztetnek,  ezért  folyékony  fémes  hidrogénnek nevezik. A középpontban
fémeket  és kőzeteket is tartalmazó, kb. 10 földtömegű mag helyezkedik el. A
Jupiter  nagyjából  másfélszer  annyi hőt sugároz ki, mint amennyit a Naptól
kap,   tehát   saját  hőtermeléssel  rendelkezik.  A  fémes  és  molekuláris
hidrogénrétegek  találkozásánál a molekuláris hidrogén a fémesre lecsapódik,
ez  pedig  térfogatcsökkenéssel  jár.  A  Jupiter  plusz  hőtermelése így az
égitest rendkívül lassú globális összehúzódásából származik, a bolygó sugara
évenként  nagyjából  1  milliméterrel csökkenhet. A légkör nagy hőkapacitása
miatt nincsen napi hőingás.

   Légkör:  A  bolygó  atmoszférájában a hidrogén és a hélium a leggyakoribb
elem. Az égitest légköre differenciálisan rotál, azaz az egyenlítő környékén
gyorsabban  fordul körbe, mint a sarkoknál. A pólusok környékén egy fordulat
megtételéhez  nagyjából  5 perccel több idő szükséges, mint az egyenlítőn. A
légkör  rendkívül színgazdag, a különféle árnyalatok különböző magasságokban
elhelyezkedő,  különböző összetételű felhőket jelentenek. A Jupiter képét az
egyenlítővel  párhuzamos  felhősávok  uralják,  melyek a gyors tengelyforgás
következtében   rendkívül  stabilak.  A  felszálló  légáramlatok  világosabb
sávokat  alkotnak,  ezek teteje kb. 20 km-el magasabban húzódik a zónákénál,
amelyek  sötétebb  és  hidegebb  leszálló  légtömegek. A gyors tengelyforgás
miatt nagy Coriolis-erő lép fel, és ez viharos erősségűvé teszi a függőleges
légmozgásokat.  Az  egyenlítő  környékén  egy  hatalmas sáv található, amely
felszálló  légáramlatot képvisel, itt a szél keleti irányba fúj kb. 100 m/s-
os  sebességgel.  Innen  a pólusok felé közeledve csökken a szélsebesség, és
keleti  illetve  nyugati szelek váltják egymást az emelkedő illetve süllyedő
légtömegeknek  megfelelően.  Lehetséges,  hogy  a földihez hasonlóan a beeső
napsugárzás  hozza  létre  őket,  azonban vannak olyan jelek is, amelyek más
folyamatokra utalnak. Az óriásbolygók légkörzésének vizsgálatakor az Uránusz
bolygót  szokták  példaként  felhozni. Az Uránusznál szintén az egyenlítővel
párhuzamos  szélrendszert lehet megfigyelni, azonban a bolygó forgástengelye
gyakorlatilag a pályasíkban fekszik - tehát semmi köze sincs a beeső napfény
mennyiségéhez.   Egyes   elképzelések   szerint  belső  konvektív  áramlások
táplálják  a  légmozgásokat. A Jupiter felső felhőrétegeit ammóniakristályok
alkotják,  ezek  alatt NH4SH, majd vízjég kristályok találhatók, végül pedig
folyékony vízcseppek.

   A  heves  légmozgások  miatt  sok  örvény  alakul ki a légkörben, amelyek
rövidebb-hosszabb  élettartamúak, legismertebb közülük a Nagy Vörös Folt. Ez
a   képződmény  a  déli  félteke  22  fokos  szélességén  található.  Mérete
változékony,   hossza   az  eddigi  megfigyelések  alapján  26-48  ezer  km,
szélessége  10-15  ezer  km  között  változott  - azaz légköri örvény létére
nagyobb Földünknél. Élettartama rendkívül hosszúnak tűnik, első említése még
az   1600-as   évek  közepéből  maradt  fenn.  Színét  és  helyzetét  lassan
változtatja,  nincs  a  bolygónak  valamely  pontjához rögzítve. Déli szélén
kelet felé fújó 80 m/s-os, északi szélénél nyugat felé fújó 50 m/s-os szelek
vannak.   A  foltban  a  gáz  forgása  az  óramutató  járásával  ellentétes,
belsejében  az  áramlások  hatására spirális felhőszerkezet alakul ki, itt a
rotáció   periódusa   6   nap   körüli.   Egy  állandósult  anticiklonszerű,
magasnyomású légköri zavar lehet.

   A   Jupiter   rendkívül   gazdag  holdrendszerrel  rendelkezik,  jelenleg
nyilvántartott holdjainak száma 16. Ezeket jellemzőik alapján több csoportba
lehet osztani: a legfeltűnőbb együttest a négy Galilei-hold alkotja, amelyek
belső  aktivitással  rendelkező, nagyméretű égitestek. Külön csoportba lehet
sorolni  újabb  négy  holdat.  Ezek  átmérője  14-180  km  közötti, pályájuk
átlagosan 26 fokos szöget zár be a Jupiter egyenlítői síkjával, és egymáshoz
közel  keringenek.  A  harmadik  ilyen különálló csoport szintén négy holdat
tartalmaz.  Átmérőjük  8-46  km  közötti,  és  21-24 ezer km távolság között
retrográd  irányban  keringenek  a  bolygó körül. Paramétereik alapján a két
utóbbi  csoport  égitestei  egy-egy  régebbi  hold  vagy  befogott  objektum
töredékeiből állhat.

   Az Io a legbelső a négy Galilei-hold közül, külső társaihoz képest nagy a
sűrűsége,  ami  arra  utal, hogy azoknál sokkal kevesebb vízjeget tartalmaz.
Felszíne élénk narancssárga és vöröses színű, amit kén- és foszforvegyületek
okoznak.  Legfontosabb  jellemzője a rendkívül erős vulkanikus aktivitás. Az
Io  felszínén  becsapódásos  krátereket  egyáltalán  nem  találni,  az aktív
vulkanizmus ugyanis folyamatosan eltörli azokat. A felszín legnagyobb részét
vulkanikus  anyagtörmelékek,  lerakódások  borítják.  Az  eddig  felfedezett
vulkáni  kürtők és kitörési központok száma 300 körüli, a kalderák beomlásos
eredetűek, átlagos méretük 40 km. Általában kör alakúak, teraszok találhatók
bennük, peremük csipkézett, és hosszú, radiális lávafolyásokkal tarkított. A
vulkánok közül eddig nyolc egyidejű működését lehetett megfigyelni. Mivel az
égitest  gravitációs  tere gyenge és a kilövellési sebesség 1 km/s körüli, a
vulkanikus  felhők 200-300 km magasra emelkednek, anyaguk egy része pedig el
is  hagyja  a  holdat.  A heves vulkanikus aktivitás oka a hold különlegesen
nagy  hőtermelése,  ami  a következő forrásból származik. Az Io az Európával
2:1  arányú  pályarezonanciában  van,  azaz  míg  az Io kétszer kerüli meg a
Jupiter,  az  Európa pontosan egyszer teszi azt. A jelenség következtében az
Európa   igyekszik   az  Io  pályáját  elnyújtani,  elliptikussá  tenni.  Az
ellipszissé   torzult  pályán  jupiterközelben  gyorsabban,  jupitertávolban
lassabban  halad  az  égitest  -  tengelyforgása kötött, keringési sebessége
viszont  változó.  Ennek  következtében  a  Jupiter  által  az  Ión  keltett
dagályhullám  helyzete  periodikusan  eltolódik.  Az  Io alakja így bizonyos
értelemben  torzulásokat  szenved,  a  köpeny  anyaga a kéreghez súrlódik, a
folyamat hőt termel. (Amennyiben az Io szilárd köpeny nélküli égitest lenne,
az  árapályerők hatására keletkező hullámok amplitúdója elérné a 100 méteres
nagyságot.)

   A  vulkanikus aktivitás forrása tehát az árapályfűtés, hajtómotorja pedig
nem  a víz és a széndioxid, mint a Földön, hanem valószínűleg a kéndioxid. A
szilárd szilikátokból és kénvegyületekből felépülő kéreg alatt folyékony kén
és  kéndioxid  tavak  létezhetnek. Ezek az árapályfűtésből származó hő miatt
felmelegszenek,  és a felszínre próbálnak törni. A szabadba jutott kéndioxid
robbanásszerűen elpárolog, és repülése végén fagyott formában visszahullik a
hold  felszínére.  A  kéreg  felső  részében  főleg kénvegyületek dominálnak
folyékony  és  szilárd állapotban, alattuk szilárd kőzet található. Ez alatt
helyezkedik el a folyékony szilikát köpeny, legbelül pedig a kőzetmag. Az Io
légköre  rendkívül  ritka,  inhomogén eloszlású, az aktív kitörési központok
környékén    sűrűbb.   A   vulkánkitörések   által,   valamint   a   Jupiter
magnetoszférájában  található  töltött  részecskék bombázásának hatására sok
anyag  szabadul ki a hold felszínéről. Ezek egy hatalmas gyűrűt formálnak az
óriásbolygó  körül.  Az  Io  ebben a főleg hidrogénből, kénből és nátriumból
álló tóruszban kering. A hold napsütötte oldala felett ionoszféra alakul ki,
amit  a  Jupiterrel egy hatalmas áramlási cső köt össze, ebben néhány millió
amperes áramok folynak.

   Az  Európa  kifelé haladva a második nagy hold az Io után. Felszíne sima,
óriási  biliárdgolyóra  hasonlít,  a  szintkülönbségek  ritkán érik el a 100
métert. Anyagának kb. 20%-át vízjég alkotja, a többit kőzet. Krátereket alig
látni  rajta,  felszínének  legfeltűnőbb  képződményei  az  egész  égitestet
átszelő  repedések, rianások hálózata. A hold felszínét régen hatalmas óceán
boríthatta,  vékony  jégréteggel  a  tetején.  A későbbiekben, ahogy hűlt az
égitest,  ez a réteg elkezdett vastagodni, és az árapályerők, valamint a víz
fagyásakor  fellépő  térfogatnövekedés hatására repedések keletkeztek rajta.
Ezeket  a  belsőből  kiáramló  jég  kitöltötte, és a földi befagyott tavakon
kialakuló  rianásokra  hasonlító  képződmények  jöttek  létre.  Jelenleg  az
árapályerők  hatására  keletkező  hő a felszín alatt 10 km-rel egy folyékony
vízóceánt  tart fenn, amelynek mélysége 75-100 km lehet, ez alatt húzódik az
Európa  kőzet  belseje.  A  kráterek  hiányát  a  relatíve  képlékeny, és hő
hatására megolvadó jégkéreg magyarázza.

   A  Ganymedes  a  Naprendszer  legnagyobb  holdja,  mérete  a  Merkúrét is
meghaladja.  Anyagának  mintegy fele kőzet, fele vízjég, melynek egy része a
belsőben  folyékony  formában  van. Felszíne jelentős geológiai aktivitásról
tanúskodik,  két  területtípust  lehet  megkülönböztetni  rajta. A sötétebb,
erősen   kráterezett   vidékek   az   idősebbek,   gyakran   szokták  ezeket
"kontinenseknek"   nevezni.   A  világosabb  részek  a  kontinensek  közötti
területeket   töltik   ki,   melyeken  gyakran  a  kontinentális  vidékekkel
párhuzamos  barázdák  figyelhetők meg, ezek kora 3-3,5 milliárd év. Itt is a
hold  lassú  hűlésével  együtt  a  jég  megfagyásakor tágulás lépett fel. Ez
felrepesztette   az   eredeti   kérget,   és  az  egyes  "kontinensek"  (ősi
kéregtáblák)  lassan  távolodni  kezdtek  egymástól.  A közöttük keletkezett
területet  a  belsőből  feltörő jég kitöltötte, így jöttek létre a barázdált
világosabb  területek.  A felszíni kiemelkedések, akárcsak az Európánál, nem
haladják  meg  az  1 km-t, mivel az ennél nagyobb tömegek alatt a jég lassan
szétfolyik.

   A  Callisto  a  legkisebb  sűrűségű  a  négy Galilei-hold közül. Kőzet és
vízjég  keverékéből  áll,  kérgének  egy  részében  a  víz  itt is folyékony
állapotban  lehet jelen. Felszíne idős, sok kráter látható rajta. Legnagyobb
becsapódásos  képződményeit  koncentrikus  gyűrűk  veszik  körül,  ezeket  a
becsapódás  alkalmával  megolvadt,  majd  gyorsan  a  jégbe fagyott hatalmas
hullámok  alkotják.  A  legnagyobb  ilyen formáció átmérője mintegy 3000 km,
amelyet 10-15 koncentrikus gyűrű vesz körül.

   A  Jupitert  is,  mint  minden óriásbolygót gyűrűrendszer övez. A Jupiter
gyűrűi  elég  szegényesek  és  sokkal kevésbé látványosak, mint a Szaturnusz
hasonló  képződményei.  A  gyűrűrendszer  vastagsága  nem  több  30  km-nél,
részecskéinek  átlagos  mérete  4  mikrométer  körüli.  Az  eddig megfigyelt
gyűrűrendszer  három  fő  részre  osztható,  anyaga  58  ezer  km távolságra
kezdődik  a  Jupiter  felszíne felett, és valószínűleg egészen a felhőkig ér
le.
Google
 
Web iqdepo.hu
    © Copyright 1996-2021
    iqdepo / intelligence quotient designing power - digitális kultúrmisszió 1996 óta
    All rights reserved. Minden jog fenntartva.