Jupiter (planeta)
Obsah boxu
Šablona:Infobox Planeta Jupiter je pátá planeta od Slunce a největší planeta ve Sluneční soustavě. Jedná se o plynného obra, jehož hmotnost je přibližně dvaapůlkrát větší než hmotnost všech ostatních planet v soustavě dohromady. Spolu se Saturnem, Uranem a Neptunem patří mezi takzvané joviální planety. Jupiter je pojmenován po nejvyšším bohu z římské mytologie.
Planeta je známá již od starověku a je jedním z nejjasnějších objektů na noční obloze, po Měsíci a Venuši. Jeho nejvýraznějším útvarem je Velká rudá skvrna, obří anticyklonální bouře, která je pozorována již od 17. století. Jupiter je obklopen slabým systémem prstenců a mohutnou magnetosférou. Má také obrovské množství měsíců, z nichž nejznámější jsou čtyři Galileovy měsíce objevené Galileem Galileim v roce 1610.
📜 Historie pozorování
Jupiter byl díky své jasnosti pozorován již starověkými civilizacemi. Babylóňané, Řekové a Římané jej systematicky sledovali a zaznamenávali jeho pohyb po obloze.
Zásadní zlom v pozorování nastal v roce 1610, kdy italský astronom Galileo Galilei poprvé namířil na Jupiter svůj dalekohled. Objevil čtyři největší měsíce – Io, Europa, Ganymedes a Callisto. Tento objev byl klíčovým důkazem pro podporu heliocentrické teorie Mikuláše Koperníka, protože dokazoval, že ne všechna nebeská tělesa obíhají kolem Země.
V 17. století astronomové jako Giovanni Domenico Cassini pozorovali pásy a skvrny v atmosféře planety, včetně Velké rudé skvrny. Dánský astronom Ole Rømer v roce 1676 použil pozorování zatmění měsíce Io k prvnímu odhadu rychlosti světla.
Moderní éra výzkumu začala s nástupem kosmických sond. V 70. letech 20. století proletěly kolem planety sondy Pioneer 10 a Pioneer 11, které poskytly první snímky zblízka. Následovaly je v roce 1979 sondy Voyager 1 a Voyager 2, které odhalily komplexní strukturu atmosféry, objevily Jupiterovy prstence a detailně prozkoumaly Galileovy měsíce, včetně aktivního vulkanismu na Io.
V letech 1995 až 2003 obíhala kolem planety sonda Galileo, která jako první vstoupila na oběžnou dráhu plynného obra a vyslala do jeho atmosféry sestupný modul. Od roku 2016 zkoumá Jupiter sonda Juno, jejímž hlavním cílem je studium gravitačního a magnetického pole a složení hluboké atmosféry.
🪐 Fyzikální charakteristiky
Jupiter je svou podstatou zcela odlišný od terestrických planet, jako je Země. Nemá pevný povrch a jeho složení se podobá složení Slunce.
⚖️ Hmotnost a velikost
Jupiter je skutečným obrem. Jeho rovníkový průměr je přibližně 142 984 km, což je více než 11násobek průměru Země. Jeho hmotnost (1,898 × 10²⁷ kg) je 318krát větší než hmotnost Země. Je tak hmotný, že barycentrum (společné těžiště) soustavy Jupiter-Slunce leží mírně nad povrchem Slunce.
🔄 Rotace a oběžná dráha
Jupiter rotuje nejrychleji ze všech planet Sluneční soustavy. Den na Jupiteru trvá necelých 10 hodin (9 hodin, 55 minut a 30 sekund). Tato rychlá rotace způsobuje výrazné zploštění planety na pólech a přispívá k extrémnímu počasí v jeho atmosféře.
Kolem Slunce oběhne jednou za 11,86 pozemského roku. Jeho oběžná dráha je mírně eliptická a její sklon vůči ekliptice je malý (1,3°). Sklon rotační osy je pouze 3,13°, což znamená, že na Jupiteru nedochází k výrazným ročním obdobím.
🏗️ Vnitřní struktura
Předpokládá se, že Jupiter má husté jádro složené z hornin a kovů, které může mít hmotnost 10 až 15krát větší než Země. Toto jádro je obklopeno obrovskou vrstvou kovového vodíku. Za extrémního tlaku se vodík chová jako elektricky vodivý kov, což je zdroj Jupiterova mohutného magnetického pole.
Nad vrstvou kovového vodíku se nachází vrstva kapalného molekulárního vodíku smíchaného s heliem. Tato vrstva postupně přechází do plynné atmosféry, aniž by existovala jasná hranice nebo povrch. Jupiter vyzařuje více tepla, než přijímá od Slunce, což je důsledkem pomalého smršťování planety (tzv. Kelvin-Helmholtzův mechanismus).
🌪️ Atmosféra
Atmosféra Jupiteru je největší planetární atmosférou ve Sluneční soustavě. Je tvořena převážně vodíkem (asi 89 %) a heliem (asi 10 %), s malým množstvím metanu, amoniaku, sirovodíku a vody.
☁️ Složení a pásy
Viditelný "povrch" Jupiteru tvoří vrcholky mraků. Tyto mraky jsou uspořádány do charakteristických světlých a tmavých pásů rovnoběžných s rovníkem.
- Zóny: Světlejší pásy, kde plyn stoupá vzhůru a ochlazuje se, což vede ke kondenzaci amoniakových ledových krystalků.
- Pásy: Tmavší pásy, kde chladnější plyn klesá do nižších vrstev atmosféry.
Na rozhraní těchto pásů vanou extrémně silné větry (tzv. tryskové proudění) o rychlostech přesahujících 500 km/h. Barvy mraků jsou způsobeny chemickými sloučeninami (tzv. chromofory), jejichž přesné složení stále není plně objasněno.
🔴 Velká rudá skvrna
Nejznámějším útvarem v atmosféře je Velká rudá skvrna, obří anticyklonální bouře v jižní polokouli. Je tak velká, že by se do ní vešly dvě až tři planety velikosti Země. Je pozorována nepřetržitě již více než 150 let, ačkoli podobné útvary byly popsány již v 17. století. Skvrna se pomalu zmenšuje a její barva se mění v čase. Příčina jejího načervenalého zbarvení je stále předmětem výzkumu. Kromě Velké rudé skvrny existuje v atmosféře i mnoho menších bouří, včetně bílých a hnědých oválů.
🧲 Magnetosféra
Jupiter má nejsilnější magnetické pole ze všech planet Sluneční soustavy, které je téměř 20 000krát silnější než magnetické pole Země. Vzniká díky rychlé rotaci a vrstvě elektricky vodivého kovového vodíku v nitru planety.
Magnetosféra Jupiteru je obrovská struktura, která se táhne miliony kilometrů do vesmíru, v některých směrech až za oběžnou dráhu Saturnu. Zachycuje nabité částice ze slunečního větru a z vulkanické činnosti měsíce Io, čímž vytváří intenzivní radiační pásy. Tyto pásy představují značné nebezpečí pro kosmické sondy. Interakce nabitých částic s atmosférou v polárních oblastech vytváří velkolepé a trvalé polární záře, které jsou mnohem intenzivnější než ty pozemské.
💍 Prstence
Jupiter má slabý a tmavý systém prstenců, který byl objeven až v roce 1979 sondou Voyager 1. Jsou složeny převážně z prachových částic, které jsou vyvrhovány z vnitřních měsíců (Metis, Adrastea, Amalthea a Thebe) při dopadech mikrometeoroidů.
Systém se skládá ze tří hlavních částí:
- Halo prstenec: Vnitřní, toroidní prstenec.
- Hlavní prstenec: Nejširší a nejjasnější část.
- Gossamerovy prstence: Dva vnější, velmi slabé prstence.
Na rozdíl od jasných ledových prstenců Saturnu jsou Jupiterovy prstence tmavé a obtížně pozorovatelné ze Země.
🌙 Měsíce
Jupiter má rozsáhlý systém měsíců, který připomíná miniaturní sluneční soustavu. K roku 2023 bylo potvrzeno 95 měsíců.
🔭 Galileovy měsíce
Čtyři největší měsíce, objevené Galileem, jsou světy samy o sobě:
- Io: Nejvnitřnější z Galileových měsíců. Je geologicky nejaktivnějším tělesem ve Sluneční soustavě s více než 400 aktivními sopkami. Jeho vulkanismus je poháněn slapovými silami Jupitera.
- Europa: Má hladký, ledový povrch s mnoha prasklinami. Pod ledovou kůrou se s vysokou pravděpodobností nachází globální oceán kapalné vody, což z Europy činí jednoho z hlavních kandidátů pro hledání mimozemského života.
- Ganymedes: Největší měsíc ve Sluneční soustavě, je dokonce větší než planeta Merkur. Jako jediný měsíc má vlastní magnetické pole. Jeho povrch je směsí starých, tmavých kráterovaných oblastí a mladších, světlejších terénů s rýhami.
- Callisto: Nejvzdálenější z Galileových měsíců. Jeho povrch je nejstarší a nejvíce kráterovaný ve Sluneční soustavě, což svědčí o minimální geologické aktivitě.
🪐 Ostatní měsíce
Většina ostatních měsíců jsou malá, nepravidelná tělesa, pravděpodobně zachycené asteroidy. Jsou seskupeny do rodin podle podobných oběžných drah. Mezi nejznámější skupiny patří skupina Amalthea, skupina Himalia, skupina Carme a skupina Ananke.
🛰️ Kosmický výzkum
Jupiter byl cílem mnoha kosmických misí, které zásadně rozšířily naše znalosti o této planetě a jejím systému.
- Průlety: Pioneer 10 (1973), Pioneer 11 (1974), Voyager 1 (1979), Voyager 2 (1979), Ulysses (1992), Cassini-Huygens (2000), New Horizons (2007).
- Orbitery:
* Galileo (1995–2003): První sonda na oběžné dráze Jupiteru. Provedla detailní studium planety, měsíců a magnetosféry. Její atmosférická sonda jako první přímo měřila vlastnosti atmosféry. * Juno (2016–současnost): Sonda na polární oběžné dráze, která studuje nitro planety, gravitační a magnetické pole a polární magnetosféru.
- Budoucí mise:
* JUICE (ESA): Sonda odstartovala v roce 2023 a k Jupiteru dorazí v roce 2031. Zaměří se na studium Galileových měsíců, zejména Ganymeda. * Europa Clipper (NASA): Start plánovaný na rok 2024, mise se zaměří na detailní průzkum měsíce Europa a jeho potenciálního podpovrchového oceánu.
✨ Pro laiky
Co je to plynný obr?
Představte si planetu, která nemá pevný povrch, na kterém byste mohli přistát. Místo toho je to obrovská koule plynů a kapalin. Kdybyste se pokusili sestoupit do Jupiteru, procházeli byste stále hustšími a teplejšími vrstvami atmosféry, až by vás nakonec rozdrtil obrovský tlak. Jeho složení je podobné hvězdě, ale Jupiter není dostatečně hmotný na to, aby v jeho jádře zažehl termonukleární fúzi a stal se hvězdou.
Proč má Jupiter pásy?
Barevné pásy na Jupiteru jsou způsobeny jeho extrémně rychlou rotací (den trvá jen 10 hodin). Tato rychlost vytváří silné větry, které vanou v opačných směrech v různých zeměpisných šířkách. Světlé pásy (zóny) jsou oblasti, kde teplý plyn stoupá vzhůru, a tmavé pásy jsou místa, kde chladnější plyn klesá. Chemické látky v atmosféře jim pak dodávají různé barvy.
Co je Velká rudá skvrna?
Velká rudá skvrna je v podstatě obrovský hurikán, který je ale mnohem větší a trvalejší než jakákoli bouře na Zemi. Je tak velká, že by pohltila celou naši planetu. Tato bouře zuří v atmosféře Jupiteru už stovky let. Její načervenalá barva je stále záhadou, ale pravděpodobně ji způsobují složité chemické reakce poháněné slunečním zářením.
Proč je Jupiter důležitý pro Zemi?
Jupiter hraje roli "kosmického ochránce" nebo "vysavače" Sluneční soustavy. Díky své obrovské gravitaci přitahuje a odklání mnoho komet a asteroidů, které by jinak mohly ohrozit vnitřní planety, včetně Země. Bez Jupitera by byla naše planeta bombardována mnohem častěji.