Jupiter

The Bringer of Jollity
(Gledesbringeren)

Jupiter er den femte planeten fra Solen, og den definitivt største. Jupiter er mer enn dobbelt så massiv som alle de andre planetene til sammen; 318 ganger så massiv som Jorden.

        omløp:    778,330,000 km (5.20 AU) fra Solen
        diameter: 142,984 km (ved ekvator)
        masse:    1.900e27 kg
Jupiter (alias Jove; gresk Zevs) var gudenes konge, hersker over Olympus og den romerske stats beskytter. Zevs var sønn av Titanen Kronos (Saturn), hersker over tiden.

Jupiter er det 4. mest lyssterke himmellegemet etter Solen, Månen og Venus. Den har vært kjent siden før-historisk tid som en lyssterk "vandrende stjerne". Men i 1610, da Galileo var den første til å peke et teleskop mot himmelen, oppdaget han Jupiters fire store måner Io, Europa, Ganymedes og Callisto (nå kjent som de galileiske månene). Han beskrev bevegelsene deres fram og tilbake rundt Jupiter, og dette var første gang noen så himmellegemer åpenbart bevege seg rundt noe annet enn Jorden. Dette talte til fordel for Copernicus' heliosentriske verdensbilde (sammen med andre bevis fra teleskopet til Galileo: fasene til Venus og fjellene på Månen). Dette førte til at Galileo ble arrestert av Inkvisisjonen. for å ha støttet en teori som stred mot Kirkens lære. Galileo ble tvunget til å gå tilbake på sine påstander og ble dømt til livsvarig fengsel. Idag kan enhver som har en kikkert eller et teleskop gjenta observasjonene til Galileo (uten å frykte represalier :-).

Det første fartøyet som besøkte Jupiter var Pioneer 10 i 1973 og senere ble den besøkt av både Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 og Ulysses. Romsonden Galileo gikk i bane rundt Jupiter i åtte år. Den blir fortsatt observert jevnlig av Romteleskopet Hubble.

De store gassplanetene har ikke faste overflater. Gasstettheten øker simpelthen innover i planeten (radier og tettheter for planetene er gitt for nivåer tilsvarende 1 atmosfære). Det vi ser når vi ser på disse planetene er det øverste av skylaget som ligger høyest i atmosfæren (like over 1 atmosfæres trykk).

Jupiter består av omtrent 90% hydrogen og 10% helium (målt i atomnummer; 75/25% målt i masse) med spor av metan, vann, ammoniakk og "stein". Dette ligger tett opptil sammensetningen i den opprinnelige gass-skyen som Solen og resten av solsystemet oppstod fra. Saturn har en lignende sammensetning, mens Uranus og Neptun har mye mindre hydrogen og helium.

Vår kjennskap til Jupiters indre er i høyeste grad indirekte og vil sannsynligvis forbli slik en god stund fremover. Data fra Galileos atmosfære-sonde går bare ca. 150 km ned under skytoppene.

Jupiter har antagelig en fast kjerne på omtrent 10-15 jordmasser.

Brorparten av planetens masse ligger over kjernen i form av flytende metallisk hydrogen. Denne eksotiske utgaven av Universets mest vanlige bestanddel er bare mulig ved trykk på over 4 milliarder bar, som er situasjonen i Jupiter (og Saturns) indre. Flytende metallisk hydrogen består av ioniserte protoner og elektroner (som i Solens indre, bare ved en langt lavere temperatur). Ved temperaturer og trykk som i Jupiters indre er ikke hydrogenet i gassform, men flytende. Det er elektrisk ledende og er årsak til Jupiters magnetfelt. Dette laget inneholder antagelig også noe helium og spor av ulike former for "is".

Det ytterste laget består først og fremst av vanlig molekylært hydrogen og helium som er flytende i det indre og i gassform lenger ut. Atmosfæren vi ser er bare det øverste av dette meget dype laget. Vann, karbondioksid, metan og andre lette molekyler er også til stede i små mengder.

Nye eksperimenter har vist at hydrogen ikke skifter fase brått. Det er derfor det sannsynligvis ikke er skarpe skiller mellom de ulike lagene i det indre.

Det antas å eksistere tre adskilte lag, som består av hhv. frossen ammoniakk, ammoniakkhydrosulfid og en blanding av is og vann. De foreløbige resultatene fra Galileo-sonden viser bare svake indikasjoner på skyer. (Ett av instrumentene ser ut til å ha detektert det øverste laget mens et annet kan ha observert lag nr. 2). Sondens inngangspunkt var likevel litt uvanlig. Jordbaserte observasjoner og nyere observasjoner fra Galileo tyder på at sonden kan ha gått inn i atmosfæren på et av de varmeste og, på det tidspunktet, minst overskyede områdene.

Data fra Galileo-sonden indikerer også at det finnes mye mindre vann enn forventet. Det var ventet å finne dobbelt så mye oksygen (som kombinert med de store hydrogenmengdene ville danne vann) som i Solen. Det ser nå ut til at den virkelige konsentrasjonen er mye lavere enn Solens. Den høye temperaturen og tettheten målt i de øvre lagene av atmosfæren var også overraskende.

Jupiter og de andre gassplanetene har sterke vinder som er begrenset til brede bånd. Vinder i tilstøtende bånd blåser i motsatt retning av hverandre. Temperaturforskjeller og kjemiske ulikheter mellom båndene gjør at de har forskjellig farge. De lyse båndene kalles soner mens de mørke kalles belter. Båndene har vært kjent ganske lenge, men de komplekse virvlene i grenseområdene mellom båndene ble først sett av Voyager. Data fra Galileo-sonden tyder på at vindene er ennå kraftigere enn forventet (mer enn 600 km/t), og går dypere ned i atmosfæren enn sonden var i stand til å observere, kanskje tusenvis av kilometer innover. Jupiters atmosfære viser seg også være ganske turbulent. Dette tyder på at vindene i stor grad drives av varme innenfra og ikke av solvarme, som på Jorden.

De klare fargene i Jupiters skylag skyldes antagelig kjemiske reaksjoner mellom sporstoffene i atmosfæren, kanskje i forbindelse med svovel. Svovelforbindelser er kjent for sine varierte farger. Detaljene her er ukjente.

Fargene er korrelert med skyhøyden: De blå er lavest, fulgt av de brune og hvite, med de røde høyest oppe. Noen ganger ser vi de lavereliggende lagene gjennom sprekker i de høyere.

Den store røde flekken har vært observert i mer enn 300 år (men det er vanligvis Cassini eller Robert Hooke i det 17. århundre som får æren av oppdagelsen). Den røde flekken er en ellipse på omtrent 12,000 x 25,000 km, stor nok til å romme to jordkloder. Andre mindre, men lignende, flekker har blitt observert i flere tiår. Infrarøde observasjoner og rotasjonsretningen indikerer at flekken er et høytrykksområde med skytopper som er betraktelig høyere og kaldere enn omgivelsene. Lignende trekk har blitt observert både på Saturn og Neptun. Vi vet ikke hvordan slike strukturer kan vedvare så lenge.

Jupiter stråler ut mer varme enn den mottar fra Solen. Det indre av planeten er varm, rundt 20 000 K. Varmen genereres av noe som kalles Kelvin-Helmholtz-mekanismen, en langsom sammentrykning av planeten på grunn av tyngdekreftene. Jupiter produserer IKKE energi ved hjelp av fusjon som Solen. Til det er den alt for liten, og det indre er dermed alt for kaldt til at slike prosesser kan finne sted. Den indre varmen forårsaker antagelig konveksjon dypt inne i de flytende lagene og er muligens skyld i de kompliserte bevegelsene vi kan observere. Saturn og Neptun ligner Jupiter i denne forstand, men merkelig nok gjør Uranus ikke det.

Jupiter er omtrent så stor som det er mulig for en gassplanet å bli. Hvis den skulle bli større ville gravitasjonen presse den så hardt sammen at den totale radien bare ville øke svakt. En stjerne kan vokse seg større enn dette på grunn av trykket som genereres av den kjernefysiske energiproduksjonen i det indre. Jupiter måtte ha vært hele 80 ganger større for å kunne "antenne" hydrogenet i kjernen og bli en stjerne.

Jupiter har et enormt magnetfelt som er langt sterkere enn Jordens. Magnetosfæren strekker seg mer enn 650 millioner km utover (forbi Saturns bane!). (Jupiters magnetosfære er imidlertid langt fra sfærisk og strekker seg "bare" noen få millioner km i retning mot Solen). Alle månene ligger dermed innenfor magnetosfæren, noe som delvis kan forklare den vulkanske aktiviteten på Io. Et stort problem for fremtidige romfarere og en stor utfordring for dem som designet Voyager- og Galilei-sondene er store konsentrasjoner av høyenergetiske partikler fanget i Jupiters magnetfelt. Dette tilsvarer Jordens Van Allen-belter, bortsatt fra at Jupiters stråling er svært mye sterkere. Strålenivået er dødelig for ubeskyttede mennesker.

Galileos atmosfæresonde oppdaget et nytt intenst strålingsbelte mellom Jupiters ring og de øverste atmosfærelagene. Dette nye beltet er omtrent 10 ganger sterkere enn Jordens Van Allen-belter. Overraskende nok har man her funnet helium-ioner med høy energi og av ukjent opprinnelse.

Jupiter har tynne ringer som Saturn, men mye mindre og svakere (til høyre). De var fullstendig uventede og ble utelukkende oppdaget fordi to av forskerne i Voyager 1-prosjektet insisterte på at det ikke ville skade å ta en ekstra titt siden fartøyet deres tross alt hadde reist 1 milliard kilometer. Alle andre mente at sjansene for å finne ringer var lik null. Men der var de. Det var et kupp! Ringene har siden blitt avbildet i infrarødt lys fra bakkebaserte teleskop.

I motsetning til Saturns ringer er Jupiter-ringene mørke (albedo på omtrent 0.05). De består antagelig av støv og grus. Ulikt Saturns ringer ser de ikke ut til å inneholde is.

Partiklene i ringene forsvinner antagelig ganske fort på grunn av atmosfæriske og magnetiske krefter. Galileo har funnet klare indikasjoner på at ringene blir kontinuerlig etterfylt med støv som dannes ved svært energirike mikrometeoritt-nedslag på de fire innerste månene. Den innerste halo-ringen blir forbredet på grunn av vekselvirkninger med Jupiters magnetfelt.

I juli 1994 kolliderte Komet Shoemaker-Levy 9 med Jupiter i et storslagent sammenstøt (til venstre). Effektene var godt synlige, selv med små amatørteleskop. Restene etter sammenstøtet var synlige i nesten ett år gjennom Hubble-teleskopet.

Når den er synlig, er Jupiter ofte det klareste objektet på himmelen. Den blir bare overgått av Venus, som sjelden er synlig når himmelen er på det mørkeste. De fire galileiske månene er lett synlige gjennom en prismekikkert og noen få belter, og den store røde flekken kan ses gjennom et lite teleskop. Flere Web sider viser Jupiters (og de andre planetenes) posisjon på himmelen til enhver tid. Mer detaljerte og tilpassede kart kan lages med egne planetariumprogram.

Jupiters måner

Jupiter har 63 kjente måner (feburar 2004), de fire store galileiske månene, og mange som er mindre der noen ikke har fått noe navn ennå
           Avstand   Radius    Masse
Måne       (000 km)   (km)     (kg)   Oppdager    År
---------  --------  ------  -------  ----------  -----
Metis           128      20  9,56e16  Synnott      1979
Adrastea        129      10  1,91e16  Jewitt       1979
Amalthea        181      98  7,17e18  Barnard      1892
Thebe           222      50  7,77e17  Synnott      1979
Io              422    1815  8,94e22  Galileo      1610
Europa          671    1569  4,80e22  Galileo      1610
Ganymedes      1070    2631  1,48e23  Galileo      1610
Callisto       1883    2400  1,08e23  Galileo      1610
Leda          11094       8  5,68e15  Kowal        1974
Himalia       11480      93  9,56e18  Perrine      1904
Lysithea      11720      18  7,77e16  Nicholson    1938
Elara         11737      38  7,77e17  Perrine      1905
Ananke        21200      15  3,82e16  Nicholson    1951
Carme         22600      20  9,56e16  Nicholson    1938
Pasiphae      23500      25  1,91e17  Melotte      1908
Sinope        23700      18  7,77e16  Nicholson    1914
Verdiene gitt for de minste månene er omtrentlige, og det finnes mange flere små måner som ikke er listet opp her.

Jupiters ringer

          Avstand    Bredde  Masse
Ring      (km)       (km)    (kg)
----      --------   ------  ------
Halo      100000      22800   ?
Main      122800       6400  1e13
Gossamer  129200     214200   ?
(Avstandene er gitt fra sentrum av Jupiter til ringenes indre kant.)

Mer om Jupiter og dens måner (engelsk)

Åpne spørsmål


Ekspress til Io

Contents ... Solen ... Mars ... Deimos ... Jupiter ... Metis ... Saturn ... Data Host

Copyright © Bill Arnett; sist oppdatert 7. desember 2006 av Unni Fuskeland