იუპიტერი მზის სისტემის იმ ხუთი პლანეტიდან ერთ-ერთია, რომელიც ღამის ცაზე ოპტიკური ხელსაწყოების გარეშე ჩანს. ჯერ კიდევ არ ჰქონდათ წარმოდგენა მის ზომაზე, ძველმა ასტრონომებმა მას რომაელთა უზენაესი ღვთაება უწოდეს.
შეხვდით იუპიტერს
იუპიტერის ორბიტა მზიდან 778 მილიონი კილომეტრითაა დაშორებული. ერთი წელი იქ გრძელდება 11,86 დედამიწის წელიწადი. პლანეტა თავისი ღერძის გარშემო სრულ ბრუნვას აკეთებს სულ რაღაც 9 საათში 55 წუთში, ბრუნის სიჩქარე კი სხვადასხვა განედზე განსხვავებულია, ღერძი კი თითქმის პერპენდიკულარულია ორბიტალურ სიბრტყეზე, რის შედეგადაც სეზონური ცვლილებები არ შეინიშნება.
იუპიტერის ზედაპირის ტემპერატურაა 133 გრადუსი ცელსიუსი (140 კ). რადიუსი 11-ზე მეტია, ხოლო მასა 317-ჯერ აღემატება ჩვენი პლანეტის რადიუსსა და მასას. სიმკვრივე (1,3 გ/სმ3) შეესაბამება მზის სიმკვრივეს და გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე დედამიწის სიმკვრივე. მიზიდულობის ძალა იუპიტერზე არის 2,54-ჯერ, ხოლო მაგნიტური ველი 12-ჯერ მეტია მსგავს ხმელეთის პარამეტრებზე. იუპიტერზე დღის ტემპერატურა არ განსხვავდება ღამისაგან. ეს გამოწვეულია მზიდან მნიშვნელოვანი დაშორებით და პლანეტის ნაწლავებში მიმდინარე მძლავრი პროცესებით.
ერუმეხუთე პლანეტის ოპტიკური კვლევა 1610 წელს აღმოაჩინა გ.გალილეომ. სწორედ მან აღმოაჩინა იუპიტერის ოთხი ყველაზე მასიური თანამგზავრი. დღეისათვის ცნობილია, რომ 67 კოსმოსური სხეული არის გიგანტის პლანეტარული სისტემის ნაწილი.
კვლევის ისტორია
1970-იან წლებამდე პლანეტას სწავლობდნენ მიწისზედა და შემდეგ ორბიტალური საშუალებების გამოყენებით ოპტიკურ, რადიო და გამა ზოლებში. იუპიტერის ტემპერატურა პირველად 1923 წელს შეფასდა ლოუელის ობსერვატორიის (ფლაგსტაფი, აშშ) მეცნიერთა ჯგუფმა. ვაკუუმური თერმოწყვილების გამოყენებით მკვლევარებმა დაადგინეს, რომ პლანეტა „ნამდვილად ცივი სხეულია“. იუპიტერის ვარსკვლავების დამალვაზე ფოტოელექტრული დაკვირვებით და სპექტროსკოპიული ანალიზით შესაძლებელი გახდა დასკვნის გაკეთება მისი ატმოსფეროს შემადგენლობის შესახებ.
შემდეგი პლანეტათაშორისი მანქანების ფრენებმა დახვეწა და მნიშვნელოვნად გააფართოვა დაგროვილი ინფორმაცია. უპილოტო მისიები "Pioneer-10; 11" 1973-1974 წლებში. პირველად მათ გადასცეს პლანეტის სურათები ახლო მანძილიდან (34 ათასი კმ), მონაცემები ატმოსფეროს სტრუქტურის, მაგნიტური და რადიაციული სარტყლის არსებობის შესახებ. ვოიაჯერმა (1979), ულისემ (1992, 2000), კასინიმ (2000) და ახალმა ჰორიზონტმა (2007) გაუმჯობესდა იუპიტერისა და მისი პლანეტარული სისტემის გაზომვები, ხოლო გალილეო (1995-2003) და ჯუნო (2016) შეუერთდნენ რიგებს. გიგანტის ხელოვნური თანამგზავრები.
შიდა სტრუქტურა
პლანეტის ბირთვი დიამეტრით დაახლოებით 20 ათასი კმ, შედგებაკლდისა და მეტალის წყალბადის მცირე რაოდენობა, იმყოფება 30-100 მილიონი ატმოსფეროს წნევის ქვეშ. იუპიტერის ტემპერატურა ამ ზონაში არის დაახლოებით 30000 ˚С. ბირთვის მასა არის პლანეტის მთლიანი მასის 3-დან 15%-მდე. იუპიტერის ბირთვით თერმული ენერგიის წარმოქმნა აიხსნება კელვინ-ჰელმჰოლცის მექანიზმით. ფენომენის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ გარე გარსის მკვეთრი გაგრილებისას (პლანეტა იუპიტერის ზედაპირის ტემპერატურა -140˚С) ხდება წნევის ვარდნა, რაც იწვევს სხეულის შეკუმშვას და შემდგომში ბირთვის გაცხელებას.
შემდეგი ფენა, 30-დან 50 ათას კმ-მდე სიღრმეზე, არის მეტალის და თხევადი წყალბადის ნივთიერება, რომელიც შერეულია ჰელიუმთან. ბირთვიდან დაშორებით, წნევა ამ რეგიონში მცირდება 2 მილიონ ატმოსფერომდე, იუპიტერის ტემპერატურა ეცემა 6000 ˚С-მდე.
ატმოსფეროს სტრუქტურა. ფენები და შემადგენლობა
არ არსებობს მკაფიო საზღვარი პლანეტის ზედაპირსა და ატმოსფეროს შორის. მისი ქვედა ფენისთვის - ტროპოსფეროსთვის - მეცნიერებმა აიღეს პირობითი ტერიტორია, რომელშიც წნევა შეესაბამება დედამიწის წნევას. შემდგომი ფენები, როდესაც ისინი შორდებიან "ზედაპირს", წყდება შემდეგი თანმიმდევრობით:
- სტრატოსფერო (320 კმ-მდე).
- თერმოსფერო (1000 კმ-მდე).
- ეგზოსფერო.
არ არსებობს ერთი პასუხი კითხვაზე, თუ რა ტემპერატურაა იუპიტერზე. ატმოსფეროში ხდება ძალადობრივი კონვექციური პროცესები, რომლებიც გამოწვეულია პლანეტის შიდა სითბოთი. დაკვირვებულ დისკს აქვს გამოხატული ზოლიანი სტრუქტურა. თეთრ ზოლებში (ზონებში) ჰაერის მასები მაღლა იწევს, სიბნელეში (ქამარში) ქვევით ეშვებიან,კონვექციური ციკლების ფორმირება. თერმოსფეროს ზედა ფენებში ტემპერატურა 1000 ˚С-ს აღწევს და რაც უფრო ღრმად მოძრაობს და წნევა იზრდება, თანდათან ეცემა უარყოფით მნიშვნელობებამდე. როდესაც იუპიტერი ტროპოსფეროს აღწევს, იუპიტერის ტემპერატურა კვლავ იწყებს მატებას.
ატმოსფეროს ზედა ფენები წყალბადის (90%) და ჰელიუმის ნარევია. ქვედა ნაწილების შემადგენლობაში, სადაც ხდება ღრუბლების ძირითადი ფორმირება, ასევე შედის მეთანი, ამიაკი, ამონიუმის ჰიდროსულფატი და წყალი. სპექტრული ანალიზი აჩვენებს ეთანის, პროპანისა და აცეტილენის, ჰიდროციანმჟავას და ნახშირბადის მონოქსიდის, ფოსფორისა და გოგირდის ნაერთების კვალს.
Cloud Tiers
იუპიტერის ღრუბლების განსხვავებული ფერები მიუთითებს მათ შემადგენლობაში რთული ქიმიური ნაერთების არსებობაზე. ღრუბლის სტრუქტურაში აშკარად ჩანს სამი დონე:
- ტოპი - გაჯერებული ამიაკის გაყინული კრისტალებით.
- ამონიუმის ჰიდროსულფიდის შემცველობა მნიშვნელოვნად იზრდება საშუალოდ.
- ძირში - წყლის ყინული და შესაძლოა წყლის პატარა წვეთები.
მეცნიერებისა და მკვლევარების მიერ შემუშავებული ზოგიერთი ატმოსფერული მოდელი არ გამორიცხავს სხვა ღრუბლის ფენის არსებობას, რომელიც შედგება თხევადი ამიაკისგან. მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება და იუპიტერის ძლიერი ენერგეტიკული პოტენციალი იწვევს პლანეტის ატმოსფეროში მრავალი ქიმიური და ფიზიკური პროცესის გადინებას.
ატმოსფერული მოვლენები
იუპიტერზე ზონებისა და სარტყლების საზღვრები ხასიათდება ძლიერი ქარით (200 მ/წმ-მდე). ეკვატორიდან მიმართულების პოლუსებამდენაკადები პერიოდულად იცვლება. ქარის სიჩქარე მცირდება გრძედის მატებასთან ერთად და პრაქტიკულად არ არის პოლუსებზე. პლანეტაზე ატმოსფერული ფენომენების მასშტაბები (ქარიშხალი, ელვის გამონადენი, aurora borealis) არის სიდიდის რიგითობა, ვიდრე დედამიწაზე. ცნობილი დიდი წითელი ლაქა სხვა არაფერია თუ არა გიგანტური ქარიშხალი, ფართობით დედამიწის ორ დისკზე დიდი. ლაქა ნელ-ნელა გადადის ერთი მხრიდან მეორეზე. ასი წლის განმავლობაში დაკვირვებით, მისი აშკარა ზომა განახევრდა.
ვოიაჯერის მისიამ ასევე დაადგინა, რომ ატმოსფერული მორევის წარმონაქმნების ცენტრები სავსეა ელვისებური ციმციმებით, რომელთა ხაზოვანი ზომები აღემატება ათასობით კილომეტრს.
არსებობს სიცოცხლე იუპიტერზე?
კითხვა ბევრს გაუგებრობას გამოიწვევს. იუპიტერი – პლანეტა, რომლის ზედაპირის ტემპერატურა (ისევე როგორც თავად ზედაპირის არსებობა) ორაზროვანი ინტერპრეტაციაა – ძნელად შეიძლება იყოს „გონების აკვანი“. მაგრამ ბიოლოგიური ორგანიზმების არსებობა გიგანტის ატმოსფეროში ჯერ კიდევ გასული საუკუნის 70-იან წლებში, მეცნიერები არ გამორიცხავდნენ. ფაქტია, რომ ზედა ფენებში წნევა და ტემპერატურა ძალიან ხელსაყრელია ამიაკის ან ნახშირწყალბადების შემცველი ქიმიური რეაქციების წარმოქმნისა და მიმდინარეობისთვის. ასტრონომმა კ. საგანმა და ასტროფიზიკოსმა ე. სალპეტერმა (აშშ), ფიზიკური და ქიმიური კანონებით ხელმძღვანელობით, თამამი ვარაუდი გააკეთეს სიცოცხლის ფორმებზე, რომელთა არსებობა არ არის გამორიცხული ამ პირობებში:
- სინკერები არის მიკროორგანიზმები, რომლებსაც შეუძლიათ სწრაფად და დიდი რაოდენობით გამრავლება, რაც საშუალებას აძლევს მოსახლეობას გადარჩეს ცვალებად გარემოში.კონვექციური დენების პირობები.
- მცურავი ბუშტების მსგავსი გიგანტური არსებებია. მძიმე ჰელიუმის გამოყოფა, ზედა ფენებში დრეიფი.
ყოველ შემთხვევაში, ვერც გალილეომ და ვერც ჯუნომ ვერ იპოვეს მსგავსი არაფერი.
