Jupiter
plynná planéta From Wikipedia, the free encyclopedia
Remove ads
Jupiter je piata planéta v poradí od Slnka, najväčšia a najhmotnejšia planéta našej slnečnej sústavy. Je pomenovaný po rímskom bohovi Jupiterovi. Symbolom planéty je štylizované znázornenie Jupiterovho božského blesku: .svg){kind=small}
.[3]
O iných významoch výrazu Jupiter pozri Jupiter (rozlišovacia stránka).
.svg){kind=link}
Jupiter má chemické zloženie podobné Slnku a ďalším hviezdam. Líši sa od nich najmä nízkou hmotnosťou, ktorá nestačí na vytvorenie podmienok pre termojadrové reakcie prebiehajúce vo všetkých hviezdach hlavnej postupnosti. Napriek tomu sa so svojimi mnohými mesiacmi podobá akejsi „slnečnej sústave“ v malom.[4] Neexistuje presná definícia odlišujúca veľké hmotné planéty ako Jupiter od hnedých trpaslíkov, čo sú prechodné útvary medzi planétami a hviezdami. V každom prípade by Jupiter potreboval byť aspoň 70×[5] až 80× hmotnejší, aby sa mohol stať hviezdou.[6] Planéty, ktoré sú Jupiteru podobné hmotnosťou, rozmermi a zložením, sa nazývajú joviálne.
Jupiter je prvou planétou od Slnka, ktorá nemá pevný povrch.[2] Jeho búrlivá atmosféra plynule prechádza do plášťa a vo väčších hĺbkach do horúceho jadra. Rýchla rotácia planéty spôsobila, že sa v jej atmosfére utvorili gigantické, farebne jasne odlíšené štruktúry nazývané pásy[4] a zóny. Okrem nich možno už malým ďalekohľadom pozorovať na Jupiteri ďalšie búrkové štruktúry, napríklad známu Veľkú červenú škvrnu, ktorá je z nich najväčšia.
Jupiter sa okolo svojej osi otočí najrýchlejšie zo všetkých planét slnečnej sústavy – otočenie netrvá ani 10 hodín.[7] Planéta má podľa súčasných poznatkov druhú najväčšiu sústavu mesiacov, po Saturne. V máji 2023 bolo známych 95 jeho družíc,[1][8] pričom najznámejšie sú tie najväčšie štyri. Sú nazývané tiež Galileove mesiace, pretože prvý písomný záznam o ich pozorovaní urobil Galileo Galilei v roku 1610. Najväčší Galileiho mesiac, Ganymedes, je zároveň najväčším mesiacom v slnečnej sústave. Ďalšie známe mesiace sú Európa, ktorá je pokrytá ľadovou kôrou, a Io, ktorý prejavuje mohutnú sopečnú aktivitu.
Jupiter je na oblohe dobre viditeľný voľným okom, a preto bol známy ľuďom už v staroveku. Vďaka svojej obežnej dobe okolo Slnka trvajúcej necelých 12 rokov prechádza Jupiter každým znamením zvieratníka približne rok. Veľa údajov o Jupiteri nám poskytli kozmické sondy, najmä jeho dve umelé družice: sonda Galileo v rokoch 1995 – 2003 a Juno od roku 2016.
Remove ads
Charakteristika
Jupiter je obrovská plynová guľa s 318-krát väčšou hmotnosťou ako je hmotnosť Zeme.[9][10][2] So svojou hmotnosťou 1,899x1027 kg[6][11][5] je 2,5-násobne hmotnejší ako všetky ostatné planéty slnečnej sústavy dohromady.[12] Je taký hmotný, že sa hmotný stred (ťažisko) sústavy Jupiter – Slnko nachádza nad slnečným povrchom (vo vzdialenosti 1,068 slnečného polomeru od stredu Slnka). Hmotnosť Jupitera sa v astronómii používa ako jednotka hmotnosti exoplanét a niekedy aj hnedých trpaslíkov.
Rovníkový priemer Jupitera je 142 984 km.[13][2] To je približne 11-krát viac ako priemer celej Zeme.[11][5] Rýchla rotácia Jupitera spôsobuje vydúvanie rovníkových vrstiev[4] až o 9 276 km oproti polárnym. Jeho objem by pohltil 1 319 Zemí.
Už prvé spektroskopické pozorovania Jupitera ukázali, že je zložený najmä z molekulárneho vodíka (H2). Sonda Galileo zistila, že ho tvorí vodík a hélium, ktoré sú zmiešané v pomere 5:1.[13][6] Podľa iného zdroja je však tento pomer iný, iba 20:1.[3] Tieto dva základné prvky tvoriace Jupiter sú najhojnejšie sa vyskytujúcimi prvkami vo vesmíre. Silné gravitačné pole planéty spolu s nízkymi teplotami horných vrstiev atmosféry, čiže pomalým tepelným pohybom jej molekúl, prakticky znemožňujú únik plynov do okolitého kozmického priestoru[9] napriek tomu, že ide o dva najľahšie chemické prvky vôbec. Chemické zloženie Jupitera sa veľmi podobá chemickému zloženiu Slnka s tým rozdielom, že Jupiter obsahuje percentuálne viac ťažkých prvkov. Vo veľkom množstve sa tu nachádzajú napríklad vzácne plyny, ako sú argón, kryptón a xenón.[14] Jeho nízka stredná hustota je porovnateľná s hustotou vody.[9]
Jupiter vydáva asi o 60 % viac tepelnej energie, ako prijíma zo slnečného žiarenia. Predpokladá sa, že táto energia pochádza z troch možných zdrojov: teplo z doby vzniku Jupitera (toto sa kedysi považovalo za hlavný zdroj energie,[10][13] dnes už väčšinou nie); energia uvoľňovaná pomalým zmršťovaním planéty a gravitačná energia hélia veľmi pomaly klesajúceho do stredu planéty.[9][15] V minulosti sa uvažovalo aj o príspevku v podobe energie dopadajúcich meteoritov.[16]
Remove ads
Vznik a vývoj planéty
Jupiter sa sformoval spolu s inými planétami pred 4,6 až 4,7 miliardami rokov.[17] Podľa hypotézy publikovanej v roku 2017 v časopise Proceeding of the National Academy of Sciences[18] je Jupiter najstaršou planétou slnečnej sústavy.[19] Základom bol prachoplynový disk okolo formujúceho sa Slnka, protoplanetárny disk. Jeho teplota s rastúcou vzdialenosťou od Slnka klesala. V oblasti, kde sa (podľa starších predstáv) formoval Jupiter, dosahovala asi 170 K. Pri tejto teplote skondenzovali kovy a ich oxidy, síričitany, kremničitany, možno aj ľad, čím vytvorili malé prachové zrná.[9] Z nich pravdepodobne postupným zliepaním (akréciou) vznikli zhluky hmoty – planétezimály. Z nich sa ďalším spájaním utvorili väčšie telesá zvané protoplanéty. Podľa najpodrobnejších výpočtov sa rádovo desiatky kilometrov veľké planétezimály počas 100 000 rokov spojili do planetárnych embryí s hmotnosťou rádovo 1024 kg. Pravdepodobne už v tomto štádiu, keď bol Jupiter zatiaľ bez atmosféry, došlo ku gravitačnému zachyteniu ďalších planetezimál na Jupiterovej dráhe ako tzv. Trójanov (pozri nižšie).[20] Zárodok Jupitera už mal natoľko veľkú gravitáciu, že začal priťahovať ľahké prvky, predovšetkým zvyšný vodík, ktorý ešte nestihol zo vznikajúcej sústavy odniesť slnečný vietor. Tým rýchlo rástol objem a hmotnosť budúceho Jupitera, rýchlejšie než u ostatných, súčasne vznikajúcich plynných planét slnečnej sústavy. Najrýchlejší prírastok hmoty dosahoval v dobe, keď mal asi len tretinu dnešnej hmotnosti. Aj jeho povrchová teplota bola vtedy na maxime.[9] Ďalšie prudké zvyšovanie jeho hmotnosti spôsobila rozsiahla plynná obálka, pretože zabrzdila prelietajúce telesá, ktoré padali na jeho povrch. Za 4 milióny rokov by mal Jupiter týmto spôsobom dosiahnuť hmotnosť rovnajúcu sa 21 hmotnostiam Zeme a jeho vznik bol dokončený ďalšou bleskovou akréciou materiálu.[21] Priemer vznikajúcej planéty navzdory rastúcej hmotnosti klesal, pretože ho gravitácia stláčala do menšieho objemu. Najprv bola táto kontrakcia rýchla, čo malo za následok, že planéta vydávala veľké množstvo energie, neskôr sa spomalila. Pomalé zmršťovanie Jupitera pokračuje dodnes. Tento proces je ekvivalentný zmršťovaniu protohviezd, čiže vznikajúcich hviezd predtým, než sa v ich jadrách zapália termonukleárne reakcie a ďalšie zmršťovanie zastavia. To sa však v Jupiteri nikdy nestane, lebo teplota jeho jadra je zhruba o rád nižšia než minimálna teplota potrebná za týchto podmienok na jadrovú fúziu. Keď sa hustota stredu planéty zvýšila asi na 3000 kg na m3, nastala elektrónová degenerácia – vodík v jadre začal prechádzať do fázy kovu.[9]
Vyššie uvedená teória má však niekoľko nedostatkov. Richard H. Durisen a iní poukázali na to, že Jupiter a Saturn sa nemohli utvoriť kondenzáciou hmoty na kamenné jadrá, pretože tento proces by musel trvať tak dlho, že zárodočný plyn slnečnej sústavy by sa za ten čas už rozptýlil do medzihviezdneho priestoru. Problém so vznikom joviálnych planét možno by sa dal obísť štúdiou, ktorá odmieta vznik joviálnych planét akréciou plynného materiálu na kamenné jadrá, ale vysvetľuje ich vznik ako produkt niekoľkých gravitačných kolapsov. Autorom tejto teórie je Alan Boss z Carnegie Institution of Washington.[22] Podľa tejto teórie sa Jupiter sformoval z kozmologického hľadiska "bleskovo", len za 300 rokov. Navzdory tomu však vzorky kometárneho prachu, ktoré doniesla sonda Stardust, nepriamo potvrdzujú teóriu, že formovanie Jupitera malo trvať prinajmenšom 3 milióny rokov.[23]
V roku 2019 bola zverejnená štúdia, ktorá tvrdí, že pred 4,5 miliardami rokov sa Jupiter zrazil s protoplanétou. Podkladom pre túto štúdiu boli merania gravitačného poľa sondou Juno. Podľa týchto meraní nie je jadro jednotné ako pri štandardných modeloch formovania planét. Jeho jadro je „premiešané“ a obsahuje prvotné ťažké prvky s vonkajšou obálkou planéty. Podľa simulácií je takéto premiešané a vytvarované jadro spôsobené nárazom v ranej tvorbe planéty.[24]
Migrácia Jupitera
Existujú hypotézy, podľa ktorých sa Jupiter nesformoval v tej vzdialenosti od Slnka, v ktorej sa nachádza teraz, a na svoju súčasnú pozíciu sa postupne presunul (migroval). Podľa modelu s názvom Nice model sa planetárne embryo Jupitera utvorilo o niečo ďalej od Slnka, ako je teraz.[25] Jedným z dôkazov pre toto tvrdenie je fakt, že počas akrécie musela na zárodok Jupitera dopadať hmota prevažne v kondenzovanom stave, ale ťažké vzácne plyny napr. argón sa v predpokladanom pomere prvkov kondenzujú len pri teplotách nižších ako 30 K. To je niekoľkonásobne menej, ako predpokladaná teplota vo vzdialenostiach Jupitera počas jeho formovania. Jedno z vysvetlení tohto problému predpokladá oveľa nižšiu teplotu zárodočnej hmloviny v čase formovania Jupitera, iné sa snaží obísť problém tým, že Jupiter sa v skutočnosti sformoval vo vzdialenejších častiach slnečnej sústavy a až potom migroval na súčasnú dráhu.[14] Podľa štúdie z roku 2019 sa Jupiter sformoval dokonca až štyrikrát ďalej od Slnka, než sa nachádza teraz. Podľa tejto teórie trvala migrácia Jupitera 700 000 rokov.[20]
V roku 1984 ukázali J. Fernández a W. Ip, akým mechanizmom by sa Jupiter mohol dostať do vnútorných častí slnečnej sústavy. V ranej histórii slnečnej sústavy sa totiž planéta stretávala s miliardami planétok, ktoré míňala pri ich putovaní do oblastí Oortovho mraku alebo až za hranice slnečnej sústavy. Pri týchto preletoch nastal efekt gravitačného praku, čo znamená, že rýchlosť planétky sa preletom okolo Jupitera pod vplyvom jeho gravitácie zvýšila. Podobným spôsobom NASA urýchlila už niekoľko sond mieriacich do vonkajších častí slnečnej sústavy. Pri každom gravitačnom urýchlení sa však Jupiter premiestnil nepatrne bližšie k Slnku rýchlosťou, ktorá je nepriamo úmerná pomeru hmotností Jupiter/planétka. Pri veľkom množstve takýchto gravitačných prakov mohol Jupiter kedysi migrovať smerom k Slnku rýchlosťou až 0,2 AU za 100 tisíc rokov.[25]
Model slnečnej sústavy vytvorený medzinárodným tímom, ktorý bol publikovaný v časopise Nature v júni 2011, však naproti tomu ukazuje, že Jupiter sa sformoval vo vzdialenosti asi 3,5 AU od Slnka, čo je bližšie, ako je jeho súčasná vzdialenosť. Pribrzďovaný medziplanetárnym plynom, ktorý bol vo formujúcej sa slnečnej sústave oveľa hustejší ako dnes, sa Jupiter mal dokonca k Slnku priblížiť ešte viac a to až na vzdialenosť 1,5 AU (dnešná vzdialenosť Marsu).[26] Po spotrebovaní plynu sa planéta začala od Slnka opäť špirálovite vzďaľovať, až kým neskončila na súčasnej pozícii. Pri takomto spôsobe migrácie by Jupiter musel pri približovaní aj vzďaľovaní prekonať pásmo planétok, ktoré by tým podľa starších názorov gravitačne vyčistil od hmoty. Ale podľa nového modelu bol migrujúci Jupiter činiteľom, ktorý asteroidy naopak rozptýlil a zväčšil rozmery oblasti, v ktorej sa vyskytovali[27] alebo dokonca do tejto oblasti sám planétky pritiahol.[26]
Gravitačné pôsobenie Jupitera malo hneď po Slnku najväčší vplyv na formovanie slnečnej sústavy. Čiastočne sa pričinil o jej súčasné usporiadanie. Existuje aj hypotéza, že práve Jupiter s pričinil o takzvané veľké bombardovanie[28] čerstvo vyformovaných planét medziplanetárnou hmotou. Podľa inej hypotézy publikovanej v roku 2011 v časopise Nature je migrácia a gravitácia Jupitera dôvodom, prečo planéta Mars nemá také veľké rozmery ako Zem alebo Venuša.[26]
Vznik mesiacov
Predpokladá sa, že veľké mesiace Jupitera mohli vzniknúť podobným spôsobom ako planéty. Zárodok Jupitera mal okolo seba hmlovinu v tvare disku. Z tohto disku sa naberaním hmoty a zmršťovaním utvorili mesiace. Tento scenár vzniku podporuje aj chemické zloženie mesiacov. Jupiter sa počas svojho vzniku na krátku dobu zahrial až na 4 000 °C, čo spôsobilo odparenie vody vo vnútorných častiach jeho zárodočného disku. Preto najbližšie mesiace Jupitera vodu neobsahujú a sú zložené len z ťažko sa vyparujúcich látok.[17] Najvnútornejšie mesiace vynikali najrýchlejšie, podľa K. Batygina a A. Morbideliho len za asi 6000 rokov. U Kallisto, najvzdialenejšieho z veľkých Jupiterových mesiacov, trvalo nabratie súčasnej hmotnosti až 9 miliónov rokov.[1]
Podľa hypotézy Robin M. Canupovej a Williama R. Warda zo Southwest Research Institute sa okolo Jupitera v dávnej minulosti sformovalo oveľa viac veľkých guľatých mesiacov, ale planéta ich postupne pohlcovala.[29]
Malé mesiačiky s výstrednými dráhami sú pravdepodobne zachytenými kométami a asteroidmi, ktoré vznikali ďaleko od planéty, a len neskôr ich Jupiter gravitačne zachytil. Podľa starých hypotéz mali byť zachytené aj Galileove mesiace, k čomu odborníkov viedol najmä ich značných rozdiel voči Jupiteru. Podobne objasňovali dnes už prekonané hypotézy aj vznik Jupiterovho prstenca.[16] Objav malého mesiačika Valetudo v roku 2017, ktorý obieha v protismere dráh ďalších malých mesiacov, ktoré križuje, viedol k domnienke, že niektoré malé Jupiterove mesiace môžu byť aj pozostatkami po vzájomných zrážkach väčších mesiacov.[30]
Remove ads
Dráha a rotácia
Jupiter obieha Slnko vo vzdialenosti 778 412 027 km, čo je viac než päťnásobne väčšia vzdialenosť ako tá, v ktorej obieha Zem okolo Slnka.[9] Tomu pripadá aj množstvo slnečného žiarenia dopadajúceho na meter štvorcový jeho plochy, ktoré tvorí len 3,7 % zo žiarenia dopadajúceho na meter štvorcový hranice atmosféry Zeme. Jupiter je však k Slnku stále o polovicu bližšie než nasledujúca joviálna planéta Saturn. Jeho obežná dráha má tvar elipsy podobnej kružnici s excentricitou približne 0,048.[3] Pri najväčšom priblížení k Zemi nás od Jupitera delí 588 miliónov km. Pri najväčšom vzdialení, v konjunkcii, sa od Zeme vzďaľuje až na 968 miliónov km. Sklon jeho dráhy k rovine ekliptiky je nevýrazný a dosahuje len 1,3 °, čo je po Uráne druhý najmenší sklon dráhy planéty v slnečnej sústave.[31]
Keďže Jupiter je zložený prevažne z plynu, jeho rotácia nepripomína rotáciu pevného telesa. Rôzne vrstvy jeho atmosféry sa otáčajú rôznou rýchlosťou. Kým rovníkový pás planéty urobí jednu otočku za 9 hodín 50 minút, vrstvy pri póloch sa otočia raz za 9 hodín 56 minút. Takáto rotácia sa nazýva diferenciálna.[13] Jupiter má medzi všetkými planétami slnečnej sústavy najkratší deň. Os má veľmi nízky odklon od kolmice na obežnú dráhu, iba 3,07°. Z tohto dôvodu na planéte prakticky nedochádza k striedaniu ročných období.[12] Rotačná os planéty vykonáva precesný pohyb podobný precesnému pohybu zemskej rotačnej osi, ale v prípade Jupitera jeho perióda dosahuje 450 000 rokov.[9]
Magnetosféra
Sondy programu Pioneer potvrdili existenciu Jupiterovho mohutného magnetického poľa, ktoré je podľa ich meraní 10× silnejšie ako zemské[9] a obsahuje 20 000× viac energie. Svojou intenzitou prevyšuje magnetické polia všetkých ostatných planét slnečnej sústavy. Silné magnetické pole je spôsobené rýchlou rotáciou. Sonda Juno zistila, že magnetické pole Jupitera je ešte silnejšie, než sa dovtedy predpokladalo, a má silnejšie a slabšie oblasti.[32] Pri rovníku planéty existuje oblasť s vysokou lokálnou úrovňou magnetizmu.[33] Pole má dvojpólový charakter, existujú však aj nezanedbateľné kvadrupólové a oktupólové momenty.[9]
V polárnych oblastiach boli pozorované polárne žiary, jav známy aj na Zemi. Sú však tisíckrát jasnejšie[34] a mnohostonásobne energetickejšie než polárne žiare nad Zemou. Jedným z dôvodov je, že silné Jupiterovo magnetické pole urýchľuje častice slnečného vetra, ktoré polárne žiare spôsobujú, na veľmi vysoké rýchlosti, ktorými sa potom zrážajú s časticami jeho atmosféry. Ďalších dôvod, prečo sú polárne žiare na tejto planéte také intenzívne, je ten, že okrem slnečného vetra ich spôsobujú aj častice z mesiaca Io.[35][3] V dôsledku toho sú polárne žiare nad Jupiterom na rozdiel od tých nad Zemou pozorovateľné nepretržite.[34]
Jupiter má veľmi rozsiahlu a silnú magnetosféru. Keby bola viditeľná zo Zeme, javila by sa až 5× väčšia ako Mesiac v splne, aj keď je omnoho ďalej. Toto magnetické pole vytvára mohutné výrony urýchlených častíc v Jupiterových radiačných pásoch, interaguje s mesiacom Io a vytvára vodivú trubicu a plazmový prstenec okolo neho. Jupiterova magnetosféra je najväčšia štruktúra slnečnej sústavy (je väčšia než magnetosféra Slnka). Celkový tvar magnetosféry Zeme a Jupitera je veľmi podobný. Magnetopauza v prípade Zeme sa však vytvára vo vzdialenosti 70 000 až 80 000 km, ale u Jupitera takmer 100-krát ďalej. Tento rozdiel sa vysvetľuje nielen intenzívnejším magnetickým poľom Jupitera, ale aj tým, že intenzita slnečného vetra je vo vzdialenosti jeho obežnej dráhy podstatne slabšia ako pri Zemi.
Citlivé prístroje na palube sondy Pioneer odhalili, že jupiterovský „severný“ magnetický pól je na južnom geografickom póle planéty s odchýlkou 11 stupňov od jupiterovskej osi rotácie[10] a so stredom poľa posunutým mimo stred Jupitera podobne ako je tomu pri magnetickom poli Zeme. Navzdory tomu iný zdroj tvrdí, že magnetické pole Jupitera má opačnú polaritu ako magnetické pole Zeme a na sever mieri jeho severný magnetický pól.[9] Pioneer zaznamenal vlnu jupiterovskej magnetosféry ešte vo vzdialenosti 26 miliónov kilometrov a magnetický chvost dosahujúci až za Saturnovu obežnú dráhu.
Údaje ukazujú, že veľkosť tohto magnetického poľa na strane obrátenej k Slnku rýchlo kolíše v dôsledku zmien tlaku slnečného vetra. Tento jav bol bližšie skúmaný pri dvoch misiách Voyager. Bolo objavené, že prúdy vysokoenergetických častíc sú vyvrhované až k obežnej dráhe Zeme. V jupiterovských radiačných pásoch boli nájdené a namerané vysokoenergetické protóny. Ukázalo sa, že medzi Jupiterom a niektorými jeho mesiacmi (najmä Io) pretekajú elektrické prúdy.
Vplyvom rotácie planéty sa v rádiovom žiarení z Jupitera prijímanom na Zemi objavujú periodické zmeny v intenzite aj smere polarizácie poľa. Vďaka tomu sa určila hodnota jednej otočky planéty okolo osi.[10] Magnetické pole Jupitera sa však mení aj v skutočnosti, aj keď pomaly. Tento jav, známy ako sekulárna variácia, bol objavený potom, ako sa porovnali merania najstarších sond skúmajúcich Jupiter, Pioneerov, s údajmi získanými najnovšou sondou, Juno. Podľa vedeckého tímu sondy Juno tieto zmeny spôsobuje atmosférické prúdenie na planéte.[33]
Remove ads
Atmosféra
Chemické zloženie
Atmosféra Jupitera sa skladá z približne 86 % vodíka a 14 % hélia (podľa počtu atómov, podľa hmotnosti ide o percentuálny pomer približne 75/24; s 1 % hmotnosti pripisovaným iným zložkám – vnútro obsahuje hustejšie materiály, kde sa percentuálny pomer mení na približne 71/24/5). Obsahuje tiež stopové množstvo metánu, vodných pár a amoniaku, pričom koncentrácia amoniaku podľa údajov zo sondy Juno stúpa s hĺbkou.[36] Nachádzajú sa tu tiež nepatrné množstvá uhlíka, etánu, sírovodíka, neónu, kyslíka, fosfínu a síry. Vodík a hélium sú bezfarebné plyny, na sfarbení atmosféry sa preto podieľajú jej prímesi vo forme chemických zlúčenín. Prekvapivo malé množstvo kyslíka, ktoré zistila sonda Galileo JEP, sa podľa starších predstáv vysvetľovalo tým, že sonda vstúpila do oblasti jednej z tzv. horúcich škvŕn, v ktorých väčšina vody (hlavná zlúčenina viažuca na Jupiteri kyslík) skondenzovala už v oveľa hlbších oblastiach. Oblaky v okolí týchto horúcich škvŕn obsahujú až 100-krát viac vody, ktorá viaže "chýbajúci" kyslík.[14] Sonda Juno však zistila, že takéto oblasti nie sú zriedkavými anomáliami, ale tvoria pás obkolesujúci celú planétu. Navyše zistila, že ide o cenné okno do hlbších vrstiev Jupitera, pretože ho nezakrývajú mraky. Vodné pary chýbajú v týchto zónach preto, lebo voda spolu s amoniakom skondenzovala do hubovitých útvarov, ktoré ako zvláštne krupobitie padajú hlboko do vnútra planéty a tam sa im pod vplyvom vysokej teploty vráti plynné skupenstvo. Toto sa deje v oblastiach s rozsiahlou oblačnosťou. Proces sprevádzajú blesky v hornej časti atmosféry. Najvrchnejšie vrstvy atmosféry obsahujú kryštály zmrznutého amoniaku.
Priame informácie o chemickom zložení Jupiterovej atmosféry vedcom poskytlo zostupové puzdro sondy Galileo, tzv. Galileo JEP (Jupiter Entry Probe). Táto malá sonda v tvare kužeľa s najväčším priemerom 1,25 m sa od svojej materskej sondy oddelila 13. júla 1995. 7. decembra toho istého roku potom vstúpila do atmosféry, kde zostúpila do hĺbky asi 130 km, kým ju nezničila okolitá teplota a tlak.[37] Kompletné vyhodnotenie údajov získaných týmto atmosférickým puzdrom sondy trvalo niekoľko rokov.[14]
Zdroj energie
Meteorologické javy nie sú na rozdiel od Zeme poháňané slnečnou energiou, ale pravdepodobne v oveľa väčšej miere jeho vnútornou energiou.[9][6] Rovnako aj pôvod vetrov sa na rozdiel od pozemských nepripisuje ohrievaniu atmosféry Slnkom, ale vnútornému teplu planéty.[6] Nad viditeľnou vrstvou oblačnosti pozoroval Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba nad rovníkovou oblasťou silné dýzové prúdenie (jet stream) a pravdepodobne aj vysoko položené vrcholky konvektívnych búrok. Rýchlosť vetra v tomto prúdení dosahuje až 515 km/h, čo je porovnateľné iba so silnými pozemskými tornádami.[38]
Vďaka vnútornému teplu a veľmi malému množstvo slnečnej energie, ktorá na planétu tak ďaleko od Slnka dopadá, sú rozdiely medzi rovníkovými a polárnymi teplotami na Jupiteri zanedbateľné.[9]
Atmosférické úkazy
Vo viditeľnom spektre možno pozorovať iba horné vrstvy Jupiterovej atmosféry. Sondy Voyager a sonda Juno zase nasnímali nad oblakmi zvláštne, zatiaľ nie úplne vysvetlené vlny.[39]
Viditeľný povrch Jupitera, čiže horná vrstva oblačnosti, má charakteristický vzhľad. Už menším ďalekohľadom možno pozorovať, že sa na ňom striedajú svetlejšie a tmavšie pásy. Svetlejšie pásy, tzv. zóny, sú prejavom väčšej oblačnosti a vertikálneho prúdenia, tmavé pásy sú buď miesta s nižšie položenou,[40] alebo s menšou alebo chýbajúcou oblačnosťou. Pásová štruktúra sa utvorila pravdepodobne hlavne v dôsledku Jupiterovej rýchlej rotácie a vnútornej energie,[6] ktorá vyvoláva konvektívne prúdenie.[10] Štyri hlavné pásy a päť zón sa v priebehu dlhodobých pozorovaní javia ako stabilné útvary,[10] napriek tomu, že južný rovníkový pás v 70. rokoch 20. storočia, v 90. rokoch 20. storočia a okolo roku 2010 zdanlivo zmizol. V skutočnosti ho však v týchto obdobiach zrejme len prekryla vysoko ležiaca svetlá oblačnosť.[41] Smerom k pólom planéty sa pásová štruktúra postupne stráca.[10] Jednotlivé pásy Jupiterovej atmosféry rotujú rôznou rýchlosťou; tento efekt bol po prvýkrát pozorovaný Cassinim (1690). Rotácia Jupiterovej polárnej atmosféry je o 5 minút dlhšia ako rotácia jeho rovníkovej atmosféry. Navyše sa pásy mrakov rôznej šírky pohybujú proti sebe v smere stálych vetrov. Na hraniciach týchto konfliktných prúdov vznikajú búrky a turbulencie. Rýchlosť vetra podľa údajov sondy Galileo dosahuje až 650 km/h a vetry vyvolávajú aj kolísania teploty vo vrchnej Jupitrovej atmosfére.
Okrem toho sa v Jupiterovej atmosfére vyskytuje mnoho oválnych útvarov, z ktorých najznámejšia a najstabilnejšia je Veľká červená škvrna. Ide o obrovskú cyklónu, ktorá sa otáča v protismere hodinových ručičiek s periódou otáčania uvádzanou okolo 6 dní. Nachádza sa na južnej pologuli planéty. Svojimi rozmermi presahuje Zem, pričom jej veľkosť, tvar aj farba sa v priebehu času menia.[42] Príčina jej červeného zafarbenia zostáva neobjasnená. Od 19. storočia je zaznamenané zmenšovanie Veľkej červenej škvrny a v 21. storočí rýchlosť jej zmenšovania prudko vzrástla. Dôvody nie sú známe.[43][5] V posledných troch desaťročiach sa na planéte sformovali aj ďalšie dve menšie červené škvrny.[44] Menšie, biele ovály sú anticyklóny s podstatne kratšou životnosťou, nanajvýš do desiatok rokov,[6] kým Veľká červená škvrna sa pozoruje už stáročia.
Aj póly planéty sú pokryté veľkými oválnymi búrkovými útvarmi veľkosti Zeme, ktoré sú navyše nahromadené tesne vedľa seba a vzájomne sa o seba trú.[32] Odrážajú sa jedna od druhej a oscilujú okolo svojich centrálnych pozícií. Tým sa odlišujú od cyklón na Zemi, ktoré sú izolované a situované skôr do rovníkových oblastí. Tieto hurikány vznikajú v menších šírkach a postupne sa presúvajú k pólom. Presun umožňuje interakcia medzi Coriolisovou silou a kruhovým prúdením plynov v cyklóne. Je to jav známy aj u cyklón na Zemi, tie sa však v priebehu presunu k pólom vždy rozpadnú, pretože nemajú dostatok teplého a vlhkého vzduchu.[45] Každá z centrálnych polárnych cyklón je obklopená ďalšími cyklónami, čím vytvárajú obrazce v tvare kvetov. Póly Jupitera tak vyzerajú úplne odlišne ako póly Saturna.
Vo vrcholcoch mrakov dochádza aj k početným elektrickým výbojom,[6] Na rozdiel od pozemských bleskov sa však blesky na Jupiteri vyskytujú s väčšou frekvenciou bližšie k pólom ako k rovníku. Najlepšie zo všetkých sond preskúmala tieto blesky sonda Juno.
Remove ads
Vnútorné zloženie
Teplota od oblakov smerom ku stredu rastie. Na vrcholoch mračien je –160°, o 60 km hlbšie je približne rovnaká teplota ako na Zemi, a ešte kúsok hlbšie je teplota na bode varu vody.[4]
Podľa tradičnej predstavy v strede planéty leží pevné jadro, ktoré sa skladá najmä zo silikátov, železa[3] a ďalších ťažkých látok. Preto ho možno nazvať kamenným. Jadro sa považovalo za malé, pretože jeho priemer bol odhadovaný na nanajvýš 20 000 km, čím by bolo iba zlomkom priemeru celej planéty. Stále by však bolo väčšie ako priemer celej Zeme. Mala v ňom byť koncentrovaná hmotnosť 10 až 20 Zemí. Tlak a teplota sú tu veľmi vysoké. Odhadujú sa na 30 000°C a 8,5 milióna MPa.[13] Hlavne vysoký tlak bol v minulosti príčinou toho, že sa pevné jadro pokladalo za útvar zložený z pevného vodíka.[10] Vnútorná teplota však vodíku neumožňuje nadobudnúť pevné skupenstvo, pretože je o rád vyššia ako teplota jeho topenia.[9] Merania sondy Juno však poukazujú na celkom iný model vnútra Jupitera. Podľa neho je jadro neočakávane veľké a riedke.[46][47][18]
Nad jadrom sa nachádza vodíkový oceán, ktorý tvorí rozhodujúcu časť objemu i hmoty Jupiteru. Vodík je rozdelený do dvoch vrstiev a v oboch je kvapalný.[10] Spodná vrstva siaha od jadra do vzdialenosti 46 000 km od stredu planéty a skladá sa z kovového kvapalného vodíka. Kvôli veľkému tlaku má jeho vnútorná časť odtrhnuté elektróny z atómových obalov a má kovové vlastnosti. Niekde nad vrstvou kovového vodíka by sa podľa údajov zo sondy Juno mohlo vytvárať magnetické pole, čo súhlasí so staršími predstavami. Druhá, vonkajšia vodíková vrstva, siaha do vzdialenosti 70 000 km od stredu Jupitera. Jej hlavnou zložkou je kvapalný molekulárny vodík. Tvorí vlastný povrch planéty (pokiaľ zaň nie je považované rozhranie medzi pevným jadrom a kovovým vodíkom). Hranica medzi kovovým a molekulárnym oceánom je v hĺbke približne 17 000 km pod povrchom. Zhruba 3 000 km od povrchu začínajú tekutiny nadobúdať plynné skupenstvo.[33] Keďže vodík nemení svoje skupenstvo náhle, hranice medzi jednotlivými vrstvami Jupiterovho vnútra sú neostré.[6] Silné magnetické pole okolo Jupitera vytvárajú prúdy tečúce vnútri (v kovovom vodíku).[4] Toto pole je zodpovedné za pozorovanú polárnu žiaru spôsobenú Birkelandovými prúdmi tečúcimi pozdĺž magnetických siločiar.
Už prvý prelet sondy Juno okolo planéty potvrdil, že výrazné, striedajúce sa oranžové a biele pruhy, ktoré pozorujeme na povrchu Jupitera, existujú aj pod vrchnou vrstvou oblačnosti. Rovníkový pás planéty preniká veľmi hlboko. Vďaka detekcii infračerveného žiarenia sonda dohliadne zhruba 400 km pod povrch,[48][32] a je možné, že zmienené pásy siahajú ešte hlbšie.[49]
Remove ads
Mesiace
Jupiter bolo prvé teleso okrem Zeme, u ktorého boli objavené prirodzené družice. Objavili ich v roku 1610 Galileo Galilei a nezávisle od neho pravdepodobne aj Simon Marius. Tieto prvé štyri objavené mesiace sú zároveň najväčšími Jupiterovými mesiacmi: Io, Európa, Ganymedes a Kallisto (dnes známe ako Galileove mesiace). Pri pozorovaní ich pohybu bolo zrejmé, že neobiehajú Zem. Táto skutočnosť bola hlavným bodom obhajoby Kopernikovej heliocentrickej teórie o pohybe planét; Galileiho vyhlásenie podpory Koperníkovej teórie ho dostalo do problémov s inkvizíciou. Galileove mesiace sú dostatočne veľké a blízke k planéte, aby na ňu vrhali svoje tiene, a tiež pri každom obehu vstupujú do tieňa planéty. Keďže sú štyri a všetky majú obežnú dobu kratšiu než náš Mesiac, úplné zatmenia Slnka a úplné zatmenia mesiaca sú preto na Jupiteri, na rozdiel od Zeme, bežným javom.
Neskôr pribudli objavy ďalších mesiacov. Niektoré z nich objavili prelietajúce sondy, ďalšie sa podarilo objaviť na fotografických snímkach zo Zeme (piaty najväčší Jupiterov mesiac, Amaltheu, dokonca priamym pozorovaním). Jupiter má v súčasnosti (február 2023) 95 známych mesiacov,[1] čím je planétou s druhým najväčším známym počtom mesiacov v slnečnej sústave (po Saturne). Iba Galileiho mesiace majú guľatý tvar. Spolu so štyrmi malými vnútornými mesiacmi majú ich dráhy sklony blízke nule. Ostatné mesiace sú nepravidelného tvaru podobného tvaru asteroidov, ich dráhy mávajú väčšinou veľký sklon k Jupiterovmu rovníku a najvzdialenejšie z nich obiehajú v protismere rotácie planéty (v retrográdnom smere).
V rokoch 1999 – 2003 bolo 3,6 metrovým ďalekohľadom na Havajských ostrovoch (CCD 12000×12000 pixelov, David Jewitt ad.) objavených niekoľko desiatok nových mesiacov. Ide o kilometrové skaliská.[4] Za roky 2021 až 2023 pribudli objavy veľkého počtu, až osemnástich nových mesiacov. Všetky posledne objavené mesiace sa pohybujú po dráhach značne vzdialených od planéty. Ide o malé telesá, z ktorých len päť má priemer väčší než 8 km.[1] Dráhy najvzdialenejších mesiacov dráhy sú výstrednými elipsami a Slnko na ne vplýva tak veľmi, že mesiačik neprejde dva razy tým istým bodom. Uvádza sa, že ich dráhy sú neuzavretými krivkami.[13]
Mesiace sú pomenované prevažne po milenkách boha Jupitera alebo po ďalších osobách, ktoré s ním úzko súviseli.
Galileove mesiace
Ganymedes je najväčším Jupiterovým mesiacom a zároveň aj najväčším mesiacom v slnečnej sústave. So svojím priemerom 5 262 kilometrov je väčší ako planéta Merkúr.[16] Jeho jadro z tvrdých hornín pokrýva hrubá vrstva ľadu a hornín. Zábery sond ukázali, že na jeho povrchu sú rozsiahle svetlé a tmavé plochy a impaktné krátery.
O niečo menší Kallisto, tretí najväčší mesiac slnečnej sústavy, je taktiež pokrytý mnohými krátermi. Svojím charakterom sa podobá na Ganymedes, má však viac impaktných kráterov.[16] Oba mesiace majú napriek svojim hmotnostiam iba veľmi riedke atmosféry.
Najsvetlejším satelitom Jupitera je Európa. Jej 100 km hrubý ľadový obal pokrytý množstvom brázd mimoriadne dobre odráža slnečný svit. Pod vrchnou vrstvou ľadu sa pravdepodobne nachádza tekutý oceán vody. To vedie k špekuláciám o možnom mimozemskom živote v ňom.
Mesiac Io je jedno z nemnohých telies v slnečnej sústave, ktoré má aktívne vulkány. Tento mesiac prejavuje najväčšiu sopečnú aktivitu zo všetkých známych telies v slnečnej sústave. Sopky však nevyvrhujú roztavené horniny, ako je to na Zemi, ale roztavenú síru. To objasňuje i čierno-červenožlté zafarbenie mesiaca. Vyvrhovaná ionizovaná síra vytvára okolo Jupitera tzv. plazmový torus. V ňom sa uzatvára časť Birkelandových prúdov tečúcich pozdĺž magnetických siločiar planéty a spätne ohrieva mesiac Io. Vulkanická činnosť na mesiaci Io je spôsobená kombinovaným ohrevom gravitačnými slapovými silami materskej planéty a elektromagnetickým ohrevom Birkelandovými prúdmi.
Remove ads
Prstence
Jupiter má (podobne ako Saturn, Urán a Neptún) sústavu prstencov. Na rozdiel od známych prstencov Saturna je pozorovanie Jupiterových prstencov zo Zeme veľmi náročné. Preto ich objavila až sonda Voyager 1[6][50] a nezávisle od nej observatórium na Mauna Kea v roku 1979.[13]
Prstence sú hrubé asi 30 km, široké len 8 000 km a ležia vo vzdialenosti asi 1,8 polomeru planéty od jej stredu. Hustota hmoty v Jupiterových prstencoch je veľmi nízka a jasnosť dosahuje len 12 magnitúd.[13] Tvorené sú drobnučkými prachovými časticami s priemerom rádovo mikróny. Častice sú pravdepodobne dopĺňané z vnútorných mesiacov, z ktorých ich vymršťujú nárazy mikrometeoritov.[6] Smerom od planéty jasnosť prstencov klesá veľmi rýchlo, smerom dovnútra pomalšie. Vnútorný halový prstenec siaha až k oblačnej prikrývke planéty.[16] Sondy zistili aj pomerne vysoký počet častíc v priestore nad prstencami, a tiež pod nimi. Je možné, že pri vytváraní prstencov sa uplatňuje i žiarenie z radiačných pásov a magnetické pole planéty.
Remove ads
Telesá pod gravitačným vplyvom
Trójania
Spolu s Jupiterom obiehajú okolo Slnka v približne rovnakej vzdialenosti dve skupiny planétok známych ako Trójania. Každá skupina zviera s planétou a Slnkom 60-stupňový uhol. Telesá v týchto pozíciách, tzv. libračných bodoch, sú dlhodobo stabilné. Prvým objaveným Trójanom Jupitera bola planétka 588 Achilles, ktorá má priemer 135 km. K 26. novembru 2024 bolo klasifikovaných 14 471 Trójanov, čo je ďaleko väčší počet ako u ktorejkoľvek inej planéty.[51] Pôvodné teórie predpokladali, že telesá boli na týchto pozíciách zachytené, ale najnovšie štúdie ukázali, že Jupiterovi Trójania boli na tejto dráhe už v záverečných štádiách formovania slnečnej sústavy.[52] Ide teda o veľmi starú a dynamicky veľmi stabilnú skupinu.[53] Asymetria v rozmiestnení Trójanov je podľa autorov štúdie z Lund University dôkazom o migrácii Jupitera.[20]
Dopad malých telies
Veľká hmotnosť Jupitera a jeho umiestenie blízko vnútornej časti slnečnej sústavy spôsobuje jeho časté zrážky s jadrami komét. V období od 16. júla do 22. júla 1994 dopadlo na južnú pologuľu Jupitera viac ako 20 častí rozpadnutého jadra kométy Shoemaker-Levy 9, čo bola prvá príležitosť priamo pozorovať zrážku dvoch telies v slnečnej sústave.[54] V miestach dopadu vytryskli z atmosféry Jupitera plyny, neskôr sa v miestach dopadu vytvorili tmavé škvrny, ktoré boli pozorovateľné takmer rok. Kolíziu sledoval Hubblov vesmírny ďalekohľad a tiež Keckove teleskopy. Pozorovania kozmickým ďalekohľadom Herschel v 21. storočí dokázali, že dopad tejto kométy zdvojnásobil až strojnásobil množstvo vody obsiahnutej vo vrchných vrstvách Jupiterovej atmosféry.[55] Táto voda sa vyskytuje na južnej pologuli planéty, na ktorú kométa dopadla.[56]
V júli 2009 sa v atmosfére Jupitera objavila nová tmavá škvrna. Na základe snímok infračerveného teleskopu na Mauna Kea sa predpokladá, že tento úkaz je následkom ďalšej kozmickej zrážky Jupitera s iným telesom, pravdepodobne s kométou.[57] Novú tmavú škvrnu vyfotografoval aj Hubblov vesmírny ďalekohľad.
Nárazy malej planétky do Jupitera boli registrované aj v rokoch 2010,[58] 2012[59] a 2021.[60] Tmavé škvrny sa po čase rozplynuli.
Ovplyvňovanie dráh malých telies
Francúzsky matematik Pierre-Simon Laplace v 18. storočí zistil, že kométa Lexell sa niekoľkokrát stretla s Jupiterom. Pri jednom zo stretnutí bola vymrštená do blízkosti Zeme, pri ďalšom, poslednom, zase vymrštená von zo slnečnej sústavy. Vďaka tomu astronómovia videli, že Jupiter nás chráni pred dlhoperiodickými kométami, ktoré by sa mohli zraziť so Zemou. K opačnému záveru však prišli Jonathan Horner z University of New South Wales a Barrie W. Jones z Open University, ktorí poukázali na to, že v skutočnosti k nám Jupiter, naopak, posiela asteroidy z hlavného pásu.[61]
Jupiter kométy nielen vyhadzuje a pohlcuje, ale aj zachytáva na svojej obežnej dráhe. Dočasnými družicami Jupitera sa stali napríklad kométy 147P/Kushida-Muramatsu a 111P/Helin-Roman-Crockett. Časť telies, ktoré unikajú Jupiteru, sa stáva súčasťou rodiny asteroidov Hilda.[62]
Remove ads
Pozorovanie zo Zeme
Jupiter so zdanlivou magnitúdou minimálne -1,6 patril k planétam, ktoré ľudia poznali už od staroveku. Svojou jasnosťou prevyšuje všetky hviezdy (najjasnejšia hviezda oblohy Sírius má magnitúdu -1,46) ale je až treťou najjasnejšou planétou po Venuši a Marse. Aj keď sa Jupiter od nás nachádza omnoho ďalej ako Mars (vzdialenosť od Zeme je 628 700 000 km a od Slnka 778 300 000 km), niekedy je na oblohe jasnejší. Je to preto, lebo je omnoho väčší a má hustú atmosféru, ktorá dobre odráža slnečné svetlo. Ďalekohľadom možno vidieť najväčšie útvary a zmeny, ktoré sa v priebehu času v jeho atmosfére odohrávajú.[40]
Pri pozorovaní voľným okom sa Jupiter javí ako veľmi jasné neblikajúce žlté teleso. Pri svojom najbližšom priblížení k Zemi – v opozícii – má planéta jasnosť -2,8 magnitúd, pri najväčšej vzdialenosti – v konjunkcii – iba -1,6. So zmenou vzdialenosti sa mení aj jeho uhlový priemer od 32" do 52".[13] Za jeden deň sa na oblohe priemerne posunie o uhol 0,0831°.[63] Podobne ako ostatné planéty, aj Jupiter vykresľuje na oblohe slučky, ktoré sú spôsobené zložením pohybu Jupitera a Zeme. Za jeden jeho siderický obeh, ktorý trvá necelých 12 rokov, urobí planéta necelých 11 (presnejšie 10,9) slučiek.[64] Prechod jedným zvieratníkovým znamením mu trvá takmer presne rok.
Už menším ďalekohľadom sa dajú pozorovať jeho štyri najväčšie mesiace. Ich jasnosti sa v opozícii pohybujú na hranici viditeľnosti voľným okom. Sú to 5,0 mag (Io), 5,3 mag (Európa), 4,6 mag (Ganymedes) a 5,6 mag (Kallisto).[13] V ďalekohľade možno už v priebehu niekoľkých hodín sledovať zmeny polôh mesiačikov.[50] Často dochádza aj k ich zákrytom planétou alebo naopak k prechodom cez jej disk. Polohy Galileiho mesiacov na každý deň v roku možno nájsť v astronomickej ročenke. Ľahko pozorovateľná je aj pásová štruktúra planéty.
Remove ads
Výskum
Historické pozorovania
.png)
Nemáme spoľahlivú informáciu o tom, kedy bola táto planéta pozorovaná po prvýkrát, pravdepodobne sa to ale stalo okolo roku 3000 až 4000 pred Kr.[65] Najstaršie záznamy o Jupiteri pochádzajú z babylonskej ríše okolo roku 3 300 p. n. l. Z obdobia okolo roku 3000 p. n. l. pochádzajú záznamy vedomostí o Jupiteri od astronómov zo starovekého Egypta. Zhruba o tisícročie mladšie sú záznamy čínskych astronómov o obežnej dráhe tejto planéty. Neskôr sa objavujú záznamy polohy Jupitera aj od Rimanov.
V roku 364 n. l.[66] alebo v roku 476 n. l. pozoroval čínsky astronóm teleso, ktoré mohlo byť mesiacom Ganymedes.[54]
Ďalekohľadom sa na Jupiter a jeho mesiace prvýkrát preukázateľne pozrel Galileo v roku 1610.[50] Nemecký astronóm Simon Marius tvrdil, že tieto mesiace pozoroval už koncom roku 1609 a navrhol pre tieto mesiace mená, ktoré sa používajú dodnes.[66] V roku 1664 objavil britský chemik a fyzik Robert Hooke Veľkú červenú škvrnu[54] (za predpokladu, že ide o ten istý útvar, ktorý pozorujeme do dnešných čias). Neskôr ju pozoroval aj Giovanni Domenico Cassini, ktorému sa objav tohto útvaru niekedy pripisuje. Cassini bol však objaviteľom diferenciálnej rotácie planéty. Pred vynálezom fotografie bol Jupiter a zmeny v jeho oblačnosti aj polohe jeho mesiacov často pozorovaný a zakresľovaný.[2] V roku 1675 vykonal O. Roemer prvé presné merania rýchlosti svetla pomocou určenia času zákrytov Jupiterových mesiacov.
Astronóm Thomas Wright vo svojej knihe An Original Theory or New Hypothesis of the Universe z roku 1750 znázorňuje Jupiter ako svet, ktorý je pod pásmi oblačnosti podobný Zemi, s kontinentmi a oceánmi. O sopkách na povrchu planéty špekuloval ešte o viac než storočie neskôr astronóm Nicolas Camille Flammarion.[2]
Koncom 19. storočia začali astronómovia prostredníctvom spektroskopu získavať prvé údaje o chemickom zložení Jupiterovej atmosféry. Vodík a hélium boli ako hlavné prvky tvoriace planétu známe už z jeho hustoty. Spektroskopicky sa v atmosfére Jupitera našli tiež amoniak, metán, etán a acetylén a potvrdil sa tiež vodík. Ďalšie informácie pred vyslaním kozmických sond získali astronómovia zo zákrytov hviezd planétou.[67] Od 20. storočia,[2] ale ešte pred preletom kozmických sond, bola planéta považovaná za výhradne plynnú guľu.[16] Od tohto obdobia začalo zároveň dochádzať k objavom ďalších, menších mesiacov Jupitera počnúc Amaltheou.
V roku 1955 americký astronóm Kenneth Franklin zachytil rádiové žiarenie planéty.[54] Existencia Jupiterovho magnetického poľa bola známa od konca 50. rokov 20. storočia vďaka intenzívnemu rádiovému žiareniu netepelného pôvodu, ktoré z Jupitera prichádzalo.[9] Od roku 1991 začal planétu sledovať aj Hubblov vesmírny ďalekohľad.[54]
Jupiter je v súčasnej dobe sledovaný zo Zeme napríklad teleskopmi Keck, ktoré pomohli okrem iného objaviť jednu z nových červených škvŕn.[44] Ďalekohľady ESO, VLT, zase v infračervenej oblasti spektra skúmali vysoký opar nachádzajúci sa nad viditeľnými mrakmi planéty.[68] V infračervenom spektre pozorovalo opakovane túto planétu a Galileiho mesiace aj lietajúce americko-nemecké observatórium SOFIA.[69] Z kozmických teleskopov planétu v súčasnosti pozorujú napríklad Hubblov vesmírny ďalekohľad, Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba,[35] jeho polárne žiare skúmali observatóriá Chandra, XMM-Newton[70] a japonská družica Hisaki.[34] Vodu vo vrchných vrstvách atmosféry zase skúmal Herschelov vesmírny ďalekohľad,[55] kým údaje o veľkostiach a tvaroch Jupiterových najväčších mesiacov zbierala v roku 2017 družica Gaia.[71] Snímky z Hubblovho ďalekohľadu z roku 2021 napríklad odhalili netypické oranžové zafarbenie inokedy bielej až béžovej rovníkovej zóny.[72]
Kozmické sondy
Jupiter navštívilo deväť výskumných sond, pričom sedem z nich okolo neho len preletelo. U troch z nich nebol Jupiter medzi hlavnými objektami ich výskumu, ale potrebovali pri ňom zvýšiť rýchlosť prostredníctvom gravitačného manévru. Aj tieto sondy však Jupiter ako sekundárny cieľ skúmali. Dve z troch sond zameraných pre zmenu výlučne na Jupiter sa stali jeho umelými družicami. Silná radiácia v okolí planéty, najmä jej radiačné pásy, predstavuje pre kozmické sondy na obežnej dráhe okolo Jupitera riziko a záťaž.
Prelety sond Pioneer
Pioneer 10 preletel okolo Jupitera v decembri 1973, nasledovaný Pioneerom 11 presne o rok neskôr. Sondy poskytli nové dôležité dáta o Jupiterovej magnetosfére a získali niekoľko fotografií planéty s nízkym rozlíšením. Pioneer 10 okrem snímkovania meral tiež teploty oblačnosti a množstvo elektrónov na osvetlenej aj nočnej strane planéty. Dráha sondy bola zvolená tak, aby umožnila preskúmať aj atmosféru mesiaca Io. Pri odlete sonda preletela až 17-krát cez zvlnenú rázovú vlnu magnetosféry Jupitera. Pioneer 11 zase, podobne ako aj Pioneer 10, nasnímal Veľkú červenú škvrnu a skúmal prostredie okolo planéty. Z jeho údajov sa podarilo tiež vypočítať hmotnosť mesiaca Kalisto.[73]
Prelety sond Voyager
Voyager 1 preletel okolo Jupitera v marci 1979. Najtesnejšie priblíženie k planéte na 280 000 km dosiahla sonda 5. marca 1979.[73] Počas priblíženia, ale aj pred ním a po ňom prebiehal detailný fotografický a rádiový prieskum. K 15. marcu 1979 odoslala sonda Voyager 1 na Zem viac ako 15 000 fotografií Jupitera a jeho mesiacov.
V júli toho istého roku preletel okolo planéty aj Voyager 2. Jeho najbližšie priblíženie k Jupiteru sa odohralo 9. júla 1979, keď sa sonda priblížila iba na 570 000 km od mračien na planéte. Podrobné pozorovanie Veľkej červenej škvrny ukázalo, že ide o komplex niekoľkých búrok okolo jednej obrovskej búrky zúriacej v atmosfére posúvajúcej sa ľavotočivým smerom. Na zaslaných fotografiách (celkom približne 18 000 snímok)[74] boli rozpoznané ďalšie menšie búrky, ktoré ukázali atmosféru Jupitera ako dynamický a búrlivý celok, ktorý nebol do dnešných dní celkom vysvetlený a popísaný. Veľkým objavom oboch Voyagerov bola tiež sopečná aktivita na mesiaci Io. Sondy objavili aj nové mesiace.[73]
Voyagery nesmierne zlepšili naše vedomosti o štyroch najväčších Jupiterových mesiacoch a zaznamenali Jupiterove prstence. Získali tiež detailnejšie zábery atmosféry planéty. Obe sondy využili gravitáciu Jupitera na to, aby boli urýchlené smerom k Saturnu, ktorý bol ďalším cieľom ich misie.
Ulysses
Sonda Ulysses sa niekedy medzi sondy skúmajúce Jupiter neradí; ide totiž v skutočnosti len o slnečnú sondu, ktorej prelet okolo Jupitera mal upraviť dráhu. Napriek tomu však 31. januára 1991 začala s jeho pozorovaním. Skúmala jeho magnetické pole. 8. februára bola pri planéte najbližšie, 376 000 km (zhruba vo vzdialenosti Zem – Mesiac) od jej oblačnej pokrývky. 15. februára magnetosféru Jupitera opustila a 18. februára pozorovania ukončila.[75]
V roku 1992 sa sonda stretla s touto planétou znova, aj keď v omnoho väčšej vzdialenosti. Opäť prebiehalo pozorovanie magnetosféry.[76]
Galileo
Sonda Galileo odštartovala z paluby raketoplánu v roku 1989. Navedená na obežnú dráhu okolo Jupitera bola v roku 1995 ako vôbec prvá kozmická sonda, ktorá kedy obiehala plynného obra. Vypustila na Jupiter atmosférickú sondu, ktorá vnikla do atmosféry nad rozhraním svetla a tmy blízko Jupiterovho rovníka. Vysielala údaje k materskej sonde, ktorá ich, pre vlastnú zaneprázdnenosť, až neskôr odvysielala na Zem. Materská sonda v priebehu svojej dlhej činnosti uskutočnila niekoľko preletov okolo všetkých Galileových mesiacov. Planétu skúmala kamerou a ôsmimi ďalšími vedeckými prístrojmi.[77] Študovala plazmový prstenec mesiaca Io, spektrum Jupiterových prstencov, objavila napríklad meteorologické systémy nazvané horúce škvrny. Orbitálna časť sondy fungovala viac ako 7 rokov, čo bol viac než osemnásobok jej pôvodne plánovanej životnosti. Sonda Galileo sa ešte pred navedením na obežnú dráhu okolo Jupitera stala tiež svedkom dopadu kométy Shoemaker-Levy 9 na Jupiter. 21. septembra 2003 jej misia skončila zhorením vo vyšších vrstvách Jupiterovej atmosféry, kam bola navedená zámerne.[78]
Prelety Cassini a New Horizons
V roku 2000 preletela sonda Cassini na ceste k Saturnu okolo Jupitera a poskytla niekoľko snímok. Medzi vedecké ciele výskumu Jupitera patrilo mapovanie oblačnej vrstvy atmosféry, vytvorenie jej trojrozmernej mapy, globálna meteorológia, mapovanie výskytu polárnych žiar, snímkovanie známych satelitov, hľadanie stôp atmosféry na nich a tiež hľadanie ďalších, dovtedy neznámych obežníc Jupitera a mapovanie jeho rozsiahlej magnetosféry. Pri najväčšom priblížení bola sonda od vrchných mrakov Jupitera vzdialená 9,72 miliónov kilometrov. Z tejto vzdialenosti urobila zábery planéty s rozlíšením 120 km na pixel.[79]
V roku 2007 nastal prelet sondy New Horizons okolo Jupitera na jej ceste k trpasličej planéte Pluto. Prvé skúšobné pozorovanie Jupitera urobila sonda 5. januára 2007. V nasledujúcich týždňoch sonda snímkovala planétu pravidelne a tiež skúmala vlastnosti medziplanetárneho prostredia, magnetosféru, malé mesiačiky Elara a Himalia, ale aj Galileiho mesiace Ganymedes, Európa a Io.[80] Obrázky z New Horizons predstavovali atmosféru, ktorá sa líšila od toho, čo videli sondy Cassini a Galileo pred niekoľkými rokmi. Rovníkové a južné oblasti vrátane Veľkej červenej škvrny pôsobili pokojnejším dojmom. Atmosféra bola čistejšia a búrkové prejavy menej výrazné. 27. februára sonda minula Jupiter v minimálnej vzdialenosti 2,3 milióna km. Gravitačný manéver jej umožnil pokračovať ďalej v jej ceste k Plutu.[81]
Sonda Juno
5. augusta 2011 odštartovala z Cape Canaveral sonda Juno, ktorá k Jupiteru doletela v roku 2016. Tam bola navedená na obežnú dráhu okolo planéty podobne ako sonda Galileo, ale na rozdiel od Galilea dráha sondy Juno prechádza ponad Jupiterove póly. Dráha je navrhnutá tak, aby sonda postupne pozorovala všetky geografické dĺžky a šírky planéty a zároveň sa nikdy nedostala do jej tieňa. Vďaka výstrednej eliptickej dráhe sa Juno vyhýba oblastiam s vysokou radiáciou a k oblačnej vrstve planéty sa priblíži maximálne na 4 800 km. Problémy s hlavným motorom však naviedli Juno na dráhu s obežnou dobou až 53 dní oproti plánovaným 14 dňom. Táto dráha pravdepodobne predĺžila očakávanú životnosť sondy a tiež jej umožnila skúmať aj Galileiho mesiace. Má merať globálny výskyt kyslíka a dusíka, pozorovať vodu a čpavok, mapovať gravitačné a magnetické pole, stanoviť globálnu štruktúru a dynamiku atmosféry pod úrovňou vrchných mrakov, merať distribúciu nabitých častíc a s nimi spojených polí a ultrafialové žiarenie z polárnej magnetosféry.[82]
.jpg)
V máji 2017 vedecká komunita odhalila prvé poznatky získané zo sondy Juno. Podľa nich sú póly Jupitera pokryté tesne nahromadenými búrkami rozmerov Zeme. Ďalej napríklad ukázali, že rovníkový pás planéty preniká veľmi hlboko a že magnetické pole planéty je ešte silnejšie a nepravidelnejšie, než predpokladali dovtedajšie modely.[36] Od roku 2023 skúma sonda aj hlbšie vrstvy atmosféry planéty vďaka tzv. rádiovým experimentom, pri ktorých posiela rádiový signál cez vrstvy atmosféry na Zem a z ohybu týchto vĺn sa odvodzujú informácie o teplote a hustote Jupitera.[45] Misia sondy bola predĺžená a navzdory pôvodným predpokladom, že ju zničia prelety radiačnými pásmi, je funkčná dodnes (september 2025). Počas predĺženej misie sa jej prieskum rozšíril aj na Galileiho mesiace.[83] Je možné, že táto misia bude v roku 2026 tak ako aj ďalšie misie kozmických sond ukončená z rozpočtových dôvodov.[84]
Budúci prieskum
V nedávnej minulosti ani v súčasnosti nemieri k Jupiteru ďalšia misia na prieskum planéty samotnej, existovali však koncepty, niektoré zrealizované, na výskum telies v jeho okolí. NASA plánovala výpravu na preskúmanie tekutých oceánov na mesiaci Európa, ako aj prieskum ďalších dvoch veľkých ľadových mesiacov Ganymeda a Kallisto. Táto misia sa nazývala JIMO (angl. Jupiter Icy Moons Orbiter). Sonda JIMO mala byť po určitú dobu navedená na obežnú dráhu okolo každého z troch skúmaných mesiacov. Tri hlavné vedecké ciele tejto misie boli skúmať pôvod a evolúciu spomínaných mesiacov, zistiť, aké sú možnosti udržania života na nich a skúmať radiáciu v okolí mesiacov (čo je zároveň poznatok dôležitý pre zhodnotenie možnosti života na nich).[85] Misia však bola zrušená.
Podobné ciele má novšia misia JUICE (angl. JUpiter ICy moons Explorer). Tentoraz však ide o európsku sondu. Odštartovala s raketou Ariane 5 14. apríla 2023. Na jej prístrojovom vybavení sa podieľala aj SAV.[86] Po piatich gravitačných manévroch – tri pri Zemi, po jednom pri Venuši a Marse – by v roku 2031 mala byť navedená na obežnú dráhu okolo Jupitera. Tam by mala slúžiť dva a pol roka a 35-krát preletieť okolo veľkých Jupiterových mesiacov. V závere misie prejde na obežnú dráhu okolo mesiace Ganymedes ako prvá sonda, čo bude obiehať iný mesiac než Mesiac Zeme.[28] Aj ona sa zameria najmä na výskum troch veľkých ľadových mesiacov Jupitera.[87][28] Okrem toho bude skúmať aj vrchnú atmosféru a magnetosféru samotnej planéty.[28]
16. októbra 2021 odštartovala do Jupiterovej sústavy sonda Lucy, ktorá je aktuálne na ceste k svojmu cieľu. Lucy má ako prvá sonda v dejinách preskúmať planétky zo skupiny Jupiterových Trójanov.[88]
Výlučne na prieskum Jupiterovho mesiaca Európa je zase zameraná sonda Europa Clipper. Štartovala 14. októbra 2024[89] a svoj cieľ má študovať prostredníctvom série preletov na obežnej dráhe okolo Jupitera. Pri svojom lete predbehne Juice a dosiahne Jupiter o viac než rok skôr, pretože štartovala na výkonnejšej rakete.[19]
Remove ads
Jupiter v kultúre
Mytológia
.JPG)
Planéta je pomenovaná podľa rímskeho boha Jupitera, ktorý je obdobou najvyššieho gréckeho boha Dia.[12] Po stotožnení Jupitera s Diom môžeme za jeho rodičov považovať boha roľníctva Saturna a bohyňu Ops. Bol vládcom všetkých bohov, búrok a bleskov. Vládu nad ostatnými bohmi získal potom, ako porazil svojho otca Saturna a zvrhol ho z trónu. U Rimanov mal Jupiter ešte väčšiu úctu ako Zeus u Grékov a oveľa väčšiu úlohu mal aj ako ochranca vojska a darca víťazstva vo vojne. Jupiterovi boli zasvätené tzv. ídy, dni v mesiaci, na ktoré pripadal spln.[90]
Jupiter vo fikcii
Jupiterova sústava sa objavuje vo vedecko-fantastických románoch ako miesto budúceho pilotovaného kozmického výskumu a jeho Galileove mesiace ako miesto ľudských kolónií. Planéta sa objavuje napríklad v známej sérii autora Arthura C. Clarka Vesmírna odysea. V knihe 2001: Vesmírna odysea okolo Jupitera preletela kozmická loď Discovery na svojej ceste k Saturnu. V pokračovaní 2010: Druhá vesmírna odysea však autor pôvodný koncept pozmenil a Jupiter bol pre kozmickú loď Discovery jej definitívnym cieľom. V závere tohto románu inteligentný a starý mimozemský druh premení Jupiter na hviezdu, aby umožnil rozvoj života a novej inteligencie na jeho chladnom mesiaci Európa. Samotná planéta sa ďalej objavuje napríklad v Clarkovej poviedke Stretnutie s medúzou, kde kyborg skúma atmosféru Jupitera vo vzducholodi vznášajúcej sa v nej vďaka tomu, že je naplnená horúcim vodíkom.
Za pevný považuje Jupiterov povrch autor Clifford D. Simak v poviedke Desertion. Ľudia ho môžu skúmať, ale iba tak, že sa nechajú transformovať do podoby bytostí znášajúcich obrovskú gravitáciu. Nijaký z takto pozmenených ľudí sa ale nevrátil na základňu, aby o tom podal svedectvo, čo je záhada, ktorú sa rozhodne hlavná postava poviedky preskúmať. Život na povrchu Jupitera predpokladá aj Isaac Asimov v poviedke Victory Unintentional, kde sú na vytvorenie kontaktu s Jupiteranmi vyslaní roboti.
Jupiter v astrológii
V tradičnej západnej astrológii je Jupiter považovaný za planétu s blahodarným vplyvom, za planétu šťastia.[91] Mal by ponúkať možnosti rastu, vývoja, rozmachu, ochranu, optimizmus a pod.[92] Spolu so Saturnom sa zaraďuje k tzv. spoločenským planétam. Od jeho pohybu Zvieratníkom bol odvodený čínsky horoskop.[93]
Referencie
Iné projekty
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads