Klub Astronomiczny „Almukantarat”

Powrót do działu „Wiedza”

Jowisz – największa planeta Układu Słonecznego

Ilona Hałas
Perkoz, 16–19 X 2003

Wiadomości podstawowe

Zdjęcie Jowisza
  • Piąta planeta Układu Słonecznego
  • Pierwsza planeta z rodziny planet-olbrzymów
  • Średnica równikowa — 142 980km = ponad 11 razy większa od średnicy Ziemi
  • Masa 2 razy większa niż masa wszystkich planet, księżyców, komet i planetoid naszego Układu Słonecznego razem wzięte
  • Masa 318 razy większa od masy Ziemi
  • Orbita Jowisza okala z zewnątrz orbitę Marsa, lecz mimo tego sąsiedztwa Jowisz bardzo się różni od „Czerwonej Planety”. Dotyczy to zarówno wielkości i masy, jak też składu chemicznego, budowy wewnętrznej i zjawisk na nim zachodzących.
  • Średnia odległość od Słońca ok. 778,4×106 km
  • Okres obiegu wokół Słońca trwa 11 lat i 315 dni
  • Glob ten z powodu szybkiego ruchu obrotowego wokół własnej osi (o okresie 9 godz. 50 min i 28 sek. na równiku oraz 9 godz. 55 min i 28 sek. na biegunach) jest znacznie spłaszczony.

Pogoda

Zdjęcie Jowisza
  • Wiatry wiejące w atmosferze Jowisza osiągają prędkość 150 m/s, czyli pięciokrotnie przewyższają prędkość orkanów (huragan, wiatr o sile 12 stopni w skali Beauforta) na Ziemi. Tym gwałtownym ruchom w atmosferze towarzyszą potężne wyładowania elektryczne.

Energia i ciepło

Zdjęcie Jowisza
  • Na planetach małych, takich jak Ziemia, Wenus czy Mars, ciepło wypromieniowywane z głębi globu bierze niewielki udział w kształtowaniu sytuacji atmosferycznej. Zasadniczy wpływ na stan pogodowy na takich planetach ma energia docierającego do nich promieniowania słonecznego. Natomiast Jowisz należy do grupy planet, u których decydujące znaczenie ma wewnętrzne źródło ciepła. Glob ten wypromieniowuje w przybliżeniu dwukrotnie więcej energii, niż jej otrzymuje od Słońca, dlatego procesy atmosferyczne zachodzą tam zupełnie inaczej aniżeli na planetach typu ziemskiego.

Strefy i pasy

Zdjęcie Jowisza
  • Obserwowany z Ziemi Jowisz wygląda jak owalna tarcza poprzecinana wieloma jasnymi i ciemnymi, równoległymi do równika planety smugami, które stanowią powłokę chmur otaczających Jowisz i przesłaniających jego powierzchnię. Smugi jasne to strefy, a ciemne — pasy.
  • Strefy zazwyczaj mają kolor biały lub pastelowo-żółty, pasy zaś charakteryzują się czerwonobrązową barwą w wielu odcieniach.
  • W okolicach równika smugi są tworem raczej trwałym w bardzo niewielkim stopniu, na przestrzeni czasu, zmieniają szerokość, zabarwienie czy natężenie. 5 stref i 4 pasy położone najbliżej równika Jowisza są obserwowane stale. Smugi położone dalej od równika, w kierunku biegunów planety, odznaczają się mniejszą trwałością, a w okolicach okołobiegunowych struktura pasmowa całkowicie zanika i pojawiają się mniej uporządkowane obszary.
  • Strefy są obszarami chłodniejszymi i znajdującymi się w wyższych warstwach atmosfery planety, a pasy, oznaczają obszary cieplejsze i znajdujące się niżej nad powierzchnią. Takie zróżnicowanie temperatur sprzyja wielkim ruchom konwekcyjnym mas atmosfery. Strefy stanowią więc obszary wznoszenia się mas gazów, a pasy obszary ich opadania. Powoduje to powstawanie potężnych wirów atmosferycznych w przeróżnych postaciach: pióropuszy, pasm, pętli, nieregularnych plam, a także cieni o zmiennych barwach.

Co oprócz stref i pasów (Wielka Czerwona Plama)

Zdjęcie Jowisza
  • Wyżej wspomniane pióropusze, pętle i nieregularne plamy są najprawdopodobniej skupiskiem chmur unoszących się nad powierzchnią planety. Zjawiska te charakteryzuje dość duża stabilność nawet w bardzo długich okresach, choć plamy mogą zmieniać położenie i jasność. Najtrwalsza jest tzw. Wielka Czerwona Plama, którą astronomowie obserwują już od 1672 roku.
  • Wielka Czerwona Plama to ogromny cyklon atmosferyczny na południowej półkuli Jowisza. Plama ta zmienia czasami swój kolor, blednąc niekiedy tak, że wydaje się iż całkowicie znikła. Pojawia się jednak potem na powrót, w swojej owalnej formie przypominającej oko. Jej długość w kierunku równoleżnikowym przekracza 20 000 km, a w kierunku południkowym ok. 12 000 km.

Z czego składa się Jowisz i jak pachnie

Zdjęcie Jowisza
  • Atmosfera Jowisza składa się z:
    • wodoru dwuatomowego — stanowiącego 90%
    • helu — około 10%
    • amoniaku, metanu, siarkowodoru, a także śladowych ilości acetylenu, etanu, fosforowodoru, cyjanowodoru, wodorku germanu i tlenku węgla.
  • Wszystkie te gazy są bezbarwne, muszą więc istnieć tam też inne substancje, nadające barwę jowiszowym smugom i plamom. Wysokie, zimne, białe chmury formujące strefy utworzone są prawdopodobnie ze zmrożonych drobin amoniaku w postaci krystalicznej. Niższe, cieplejsze chmury formacji pasów zawierają różne związki barwne, między innymi najprawdopodobniej duże ilości kwaśnego siarczku amonu, ulegającego rozmaitym przemianom chemicznym. Obłoki jeszcze niższego poziomu utworzone są z kryształków lodowych. W miarę zbliżania się do planety ta warstwa przeistacza się w obszar zawieszonych w atmosferze kropelek wodnych i rozpuszczonego w nich amoniaku.
  • Wszystko to razem niezbyt ładnie pachnie. Amoniak jest bardzo śmierdzącą substancją (czuć go w silnych środkach czystości), siarkowodór to gaz o zapachu zepsutych jaj, a metan ma zapach krowich placów. Tak więc nie da się ukryć, że Jowisz po prostu śmierdzi.

Powierzchnia Jowisza i jego temperatura

Zdjęcie Jowisza
  • Jowisz w ogóle nie posiada powierzchni w postaci zestalonej skorupy (typowej dla wszystkich planet grupy ziemskiej). Jego atmosfera wraz ze zmniejszaniem wysokości stopniowo przeistacza się w planetę, której bryła prawie całkowicie, a może nawet całkowicie składa się z cieczy (o czym prawdopodobnie świadczy jednorodne pole grawitacyjne, zupełnie pozbawione anomalii).
  • Zewnętrzną warstwę Jowisza, o grubości około 25 000 km, stanowi najprawdopodobniej ciekły wodór cząsteczkowy o temperaturze ponad 2000 K i ciśnieniu tysięcy atmosfer (w warunkach ziemskich ciekły wodór ma temperaturę 20 K, czyli −253 °C lub niższą). Wewnątrz znajduje się niewielkie, bardzo ciężkie jądro (o masie równej w przybliżeniu 40 masom Ziemi), złożone głównie z krzemianów i żelaza występujących tam w temperaturze około 30 000 K i pod ciśnieniem ok. 100 000 000 atmosfer. Wewnątrz planety, podobnie jak w atmosferze, występują prądy konwekcyjne, unoszące ciepło ze środka globu ku jej peryferiom, skąd umyka ono w przestrzeń kosmiczną. Utrata ciepła jest przyczyną stopniowego stygnięcia i kurczenia się planety-olbrzyma.
  • Zdjęcie Jowisza
  • Zdjęcie Jowisza

Menu