Información sobre Júpiter
Órbita: 778.330.000 kilómetros (5,20 unidades astronómicas) del sol.
Diámetro del planeta: 142984 kilómetros (ecuador)
Masa: 1,90 * 10 27 kg
Júpiter es el cuarto cuerpo celeste más brillante del cielo (después del sol, Luna y Venus; a veces Marte es más brillante), Júpiter es conocido por los humanos desde tiempos prehistóricos. Basado en las observaciones de Galileo en 1610 de las cuatro lunas de Júpiter: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto (ahora a menudo denominadas lunas de Galileo), fueron las primeras que no orbitaban la Tierra. El movimiento es también la base principal para llegar a un acuerdo. con la teoría heliocéntrica del movimiento planetario de Copérnico.
Los planetas gaseosos no tienen superficie sólida, y la densidad del material gaseoso sólo aumenta con la profundidad (calculamos su radio y diámetro a partir de un punto de su superficie equivalente a 1 atmósfera de presión). Lo que normalmente vemos son cimas de nubes en la atmósfera, con una presión de aire ligeramente superior a 1 atmósfera.
Júpiter está compuesto por un 90% de hidrógeno, un 10% de helio (relación de número atómico, relación de masa 75/25) y trazas de metano, agua, amoníaco y "piedras". Esto es muy similar a la composición de la nebulosa solar original que formó todo el sistema solar. Saturno tiene una composición similar, pero Urano y Neptuno tienen menos hidrógeno y helio.
La información que tenemos sobre la estructura interna de Júpiter (y del resto de planetas gaseosos) proviene de fuentes indirectas y permanece estancada durante largos periodos de tiempo. (Los datos de la atmósfera de Júpiter de Galileo sólo detectaron 150 kilómetros por debajo de las nubes).
Júpiter puede tener un núcleo rocoso equivalente a entre 10 y 15 masas terrestres.
En el núcleo, la mayor parte del material del planeta se concentra en forma de hidrógeno líquido. Es posible que estas formas más comunes de fundación en Júpiter sólo existan a una presión de 4 mil millones de bares, que es el ambiente dentro de Júpiter (y Saturno). El hidrógeno metálico líquido está compuesto de protones y electrones ionizados (similar al interior del sol, pero mucho más frío). A las temperaturas y presiones del interior de Júpiter, el hidrógeno es líquido, no gaseoso, lo que lo convierte en director de electrones y fuente del campo magnético de Júpiter. Esta capa también puede contener algo de helio y un poco de hielo.
La capa más externa está compuesta principalmente por moléculas ordinarias de hidrógeno y helio, estando el interior en estado líquido y el exterior en estado vaporizado. Lo que podemos ver son las partes más altas de esta profundidad. El agua, el dióxido de carbono, el metano y otras moléculas de gas simples también son escasos aquí.
Se cree que existe una mezcla de hielo de amoníaco, hidrosulfuro de amonio y agua helada en tres capas de nubes distintas. Sin embargo, los resultados preliminares de la demostración de Galileo muestran que estos materiales son extremadamente raros en las nubes (un instrumento pareció detectar la capa más externa y otro pudo haber detectado la segunda capa exterior al mismo tiempo). Pero la ubicación de la superficie demostrada esta vez fue muy inusual: las observaciones telescópicas terrestres y las observaciones más cercanas de la nave espacial Galileo sugieren que la región seleccionada era probablemente la más cálida y menos nublada de la superficie de Júpiter en ese momento.
Los datos atmosféricos de Galileo también demuestran que allí hay mucha menos agua de lo esperado. Originalmente se esperaba que la atmósfera de Júpiter contuviera el doble de oxígeno que el Sol actualmente (incluido suficiente hidrógeno para producir agua), pero su concentración actual es en realidad menor que la del Sol. Otra noticia sorprendente es la alta temperatura de la atmósfera exterior y su densidad.
En la superficie de Júpiter y otros planetas gaseosos hay huracanes de alta velocidad que se limitan a un estrecho rango de latitudes, con vientos cerca de latitudes soplando en direcciones opuestas. Los ligeros cambios de composición química y temperatura en estas bandas crean bandas terrestres coloridas que dominan la apariencia del planeta. Las áreas de la superficie clara se llaman bandas y las oscuras se llaman bandas. Estos cinturones de Júpiter se conocen desde hace mucho tiempo, pero los vórtices que los bordean fueron descubiertos por primera vez por la nave espacial Voyager.
Los datos enviados por la nave espacial Galileo mostraron que los vientos en la superficie eran mucho más rápidos de lo esperado (más de 400 mph) y se extendieron hasta las raíces observables, extendiéndose hacia adentro varios miles de kilómetros. También se descubrió que la atmósfera de Júpiter está bastante desordenada, lo que sugiere que los huracanes en su mayoría se mueven rápidamente debido al calor que contienen, en lugar de simplemente obtener calor del sol como lo hace la Tierra.
Las nubes de colores en la superficie de Júpiter pueden ser causadas por diferencias sutiles en la composición química y su papel en la atmósfera, posiblemente con una mezcla de azufre para crear el efecto visual colorido, pero los detalles específicos aún se desconocen. saber.
Los cambios de color están relacionados con la altura de la nube: el punto más bajo es azul, seguido del marrón y el blanco, y el punto más alto es rojo. Sólo podemos ver las nubes de abajo a través de los agujeros en las nubes de arriba.
Hace ya 300 años, las observaciones de la Tierra descubrieron la Gran Mancha Roja en la superficie de Júpiter (este descubrimiento suele atribuirse a Cassini o a Robert Hooke en el siglo XVII). La Gran Mancha Roja es una elipse de 25.000 kilómetros de largo y 12.000 kilómetros de ancho, suficiente para albergar dos Tierras. A lo largo de las décadas han aparecido otras manchas más pequeñas. Las observaciones de luz infrarroja y las inferencias sobre sus tendencias de rotación indican que la Gran Mancha Roja es un área de alta presión donde las cimas de las nubes son particularmente altas y más frías que el área circundante. Una situación similar existe en Saturno y Neptuno. No está claro por qué esta estructura duró tanto tiempo.
Júpiter irradia más energía de la que recibe del Sol. El interior de Júpiter es muy caliente: las temperaturas centrales pueden alcanzar los 20.000 Kelvin. Esta producción de calor es generada por el principio de Kelvin-Helmholtz (compresión gravitacional lenta del planeta). Júpiter no produce energía mediante reacciones nucleares como el Sol. Es demasiado pequeño y la temperatura interna no es lo suficientemente alta como para provocar una reacción nuclear. ) Este calor interno puede haber desencadenado en gran medida la convección en las capas líquidas de Júpiter y haber causado los movimientos complejos en las cimas de las nubes que vemos. Saturno y Neptuno son similares a Júpiter en este aspecto, pero curiosamente Urano no lo es.
Júpiter encaja dentro del diámetro máximo que puede alcanzar un planeta gaseoso. Si la composición aumenta aún más, la gravedad la comprimirá, lo que hará que el radio global aumente solo un poco. Una estrella sólo puede crecer debido a una fuente de calor interna (energía nuclear), pero para que Júpiter se convierta en estrella, debe ser al menos 80 veces más grande.
Los resultados del estudio enviados por la nave espacial muestran que Júpiter tiene un fuerte campo magnético, con una intensidad de campo magnético superficial de 3 a 14 Gauss, que es mucho más fuerte que el campo magnético superficial de la Tierra (la superficie de la Tierra La intensidad del campo magnético es sólo de 0,3 a 0,8 Gauss). El campo magnético de Júpiter, al igual que el de la Tierra, es dipolar, con una inclinación de 10 8' entre el eje magnético y el eje de rotación. El polo magnético positivo de Júpiter no es el polo norte, sino el polo sur, que es exactamente lo contrario de la situación en la Tierra. La magnetosfera de Júpiter se forma debido a la interacción del campo magnético de Júpiter y el viento solar. La magnetosfera de Júpiter es de gran alcance y de estructura compleja. El enorme espacio situado entre 14.000 y 7 millones de kilómetros de distancia de Júpiter es la magnetosfera de Júpiter, que se encuentra a sólo 7 a 8 kilómetros del centro de la Tierra. Las cuatro grandes lunas de Júpiter están protegidas del viento solar por la magnetosfera de Júpiter. Hay un cinturón de radiación alrededor de la Tierra llamado cinturón de Van Allen, y también existe un cinturón de radiación alrededor de Júpiter. La Voyager 1 también descubrió que hay 30.000 kilómetros de auroras boreales en el lado de Júpiter opuesto al sol. A principios de 1981, la Voyager 2 volvió a verse afectada por el campo magnético de Júpiter después de abandonar la magnetosfera de Júpiter y volar hacia Saturno. Desde esta perspectiva, la cola magnética de Júpiter tiene al menos 60 millones de kilómetros de largo y ha alcanzado la órbita de Saturno.
Hay auroras en los polos de Júpiter, que parecen estar formadas por material expulsado de los volcanes de Ío que ingresan a la atmósfera de Júpiter a lo largo de las líneas de gravedad de Júpiter. Júpiter tiene anillos. El sistema de anillos es la misma característica de los planetas gigantes del sistema solar y está compuesto principalmente por pequeñas rocas y masas de nieve. Los anillos de Júpiter son difíciles de observar. No es tan espectacular como Saturno, pero se puede dividir en cuatro círculos. Los anillos de Júpiter tienen unos 6.500 kilómetros de ancho pero menos de 10 kilómetros de espesor.
Anillos de Júpiter
Los anillos de Júpiter son más oscuros que los de Saturno (el albedo es 0,05). Están compuestos de muchos materiales rocosos granulares.
Júpiter tiene un anillo como Saturno, pero es más pequeño y más débil.
(Derecha) Su descubrimiento fue completamente inesperado, simplemente porque los dos científicos de la Voyager 1 insistieron repetidamente en ver si había un halo después de viajar mil millones de kilómetros. Algunas personas piensan que la posibilidad de encontrar un halo es nula, pero en realidad existe. Qué plan tan inteligente se les ocurrió a estos dos científicos. Posteriormente fueron fotografiados con telescopios terrestres.
Las partículas de los anillos de Júpiter pueden no ser estables (afectadas por la atmósfera y el campo magnético). De esta manera, el anillo debe reponerse constantemente para mantener su forma. Dos pequeños satélites que operan en Halo: Io XVI e Io XVII, son claramente los mejores candidatos para los recursos de Halo.
La detección de la atmósfera de Júpiter por parte de la nave espacial Galileo encontró que hay un fuerte cinturón de radiación entre los anillos de Júpiter y la atmósfera más exterior, que es aproximadamente diez veces el cinturón de radiación ionosférico. Sorprendentemente, el cinturón recién descubierto contiene iones de helio de alta energía de origen desconocido.
En julio de 1994, el cometa Shoemaker-Levy 9 chocó con Júpiter. Fue un fenómeno sorprendente. Incluso los telescopios de aficionados pueden observar claramente los fenómenos superficiales. Casi un año después, el Hubble todavía puede observar restos de la colisión.
Júpiter es la estrella más brillante del cielo (después de Venus, que a menudo es invisible en el cielo nocturno). Los cuatro satélites galileanos se pueden observar fácilmente con binoculares; las bandas luminosas y la Gran Mancha Roja en la superficie de Júpiter se pueden observar a través de pequeños telescopios astronómicos. El mapa de búsqueda de planetas de Mike Harvey muestra la ubicación de Marte y otros planetas en el cielo. Programas astronómicos como Brilliant Galaxy descubrirán y completarán cada vez más detalles y diagramas cada vez mejores.
En el pasado, la gente especulaba que había una capa de polvo o un anillo de polvo cerca de Júpiter, pero esto nunca ha sido confirmado. En marzo de 1979, la Voyager 1 fotografió los anillos de Júpiter. Pronto, la Voyager 2 obtuvo más información sobre los anillos de Júpiter y finalmente confirmó que Júpiter también tiene anillos. El halo de Júpiter tiene la forma de un disco delgado con un espesor de unos 30 kilómetros y una anchura de unos 6.500 kilómetros. Se encuentra a 12.800 kilómetros de Júpiter. El aura se divide en un anillo interior y un anillo exterior. El anillo exterior es brillante y el anillo interior es oscuro, casi tocando la atmósfera de Júpiter. El tipo espectral del anillo es de tipo G. El anillo también gira alrededor de Júpiter y realiza una revolución cada 7 horas. Los anillos de Júpiter están compuestos por muchos bloques de grava negra con diámetros que oscilan entre decenas y cientos de metros. Debido a que la piedra negra no refleja la luz del sol, hace mucho tiempo que no la descubrimos.
Júpiter tiene una atmósfera espesa. El principal componente de la atmósfera es el hidrógeno, que representa más del 80%, seguido del helio, que representa alrededor del 18%, y el resto son metano, amoníaco, carbono, oxígeno y vapor de agua, con un contenido total inferior al 1%. . Debido a la fuerte energía interna de Júpiter, la temperatura en el ecuador y en los polos es aproximadamente la misma, sin exceder los 3°C. Por lo tanto, el viento norte-sur en Júpiter es muy pequeño, principalmente viento este-oeste, con un máximo. velocidad del viento de 130 ~ 150 metros/segundo. La atmósfera de Júpiter está llena de una atmósfera densa y activa de sistema de nubes. Nubes de varios colores se hinchaban como olas. También se han observado relámpagos y tormentas eléctricas en la atmósfera de Júpiter. Debido a la rápida rotación de Júpiter, en su atmósfera se pueden observar franjas claras y oscuras alternadas paralelas al ecuador. Las franjas brillantes son áreas que se mueven hacia arriba y las franjas oscuras son nubes más bajas y más oscuras.
La Gran Mancha Roja de Júpiter está situada a 23° de latitud sur, 40.000 kilómetros de largo de este a oeste y 13.000 kilómetros de ancho de norte a sur. El detector descubrió que la Gran Mancha Roja es un violento flujo de aire ascendente de color marrón oscuro. Este colorido torbellino gira en sentido antihorario. Hay una pequeña partícula en el centro de la Gran Mancha Roja, que es el núcleo de la Gran Mancha Roja y tiene un tamaño de unos pocos cientos de kilómetros. Este núcleo permanece inmóvil en el movimiento giratorio en sentido antihorario que lo rodea. La Gran Mancha Roja tiene una larga vida útil, cientos de años o más.
Debido a que la distancia promedio de Júpiter al Sol es de 778 millones de kilómetros, la temperatura de la superficie de Júpiter es mucho más baja que la de la Tierra. Calculada en base a la radiación solar de Júpiter, la temperatura efectiva de la superficie es de -168°C, mientras que el valor de observación de la Tierra es de -139°C. El valor de detección de la nave espacial Pioneer 11 es de -150°C, ambos superiores al valor teórico. También muestra que Júpiter tiene una fuente de calor interna.
Los resultados de la investigación de Júpiter realizada por la sonda Pioneer muestran que Júpiter no tiene una superficie sólida y es un planeta fluido. Principalmente hidrógeno y helio. El interior de Júpiter está dividido en dos capas: el núcleo de Júpiter y el manto de Júpiter. El núcleo de Júpiter está situado en el centro de Júpiter y está compuesto principalmente de hierro y silicio.
Se trata de un núcleo sólido con una temperatura de 30.000°C. El manto de Júpiter se encuentra fuera del núcleo de Júpiter. Es una capa gruesa con hidrógeno como elemento principal y tiene un espesor de unos 70.000 kilómetros. Más allá de la cortina de madera se encuentra la atmósfera de Júpiter, que luego se extiende 1.000 kilómetros hasta las cimas de las nubes.
La Gran Mancha Roja
La mayoría de las características de la superficie de Júpiter son cambios repentinos, pero algunas tienen características persistentes y semipersistentes, la más llamativa y persistente de las cuales es la Gran Mancha Roja.
La Gran Mancha Roja es una zona ovalada de color rojo situada al sur del ecuador, de más de 20.000 kilómetros de largo y unos 1.1.000 kilómetros de ancho. La gente comenzó a observar de forma intermitente desde mediados del siglo XVII y comenzó a registrar continuamente después de 1879. Fueron descubiertos en 1879 ~ 1882, 1893 ~ 1894 y 6543. Especialmente 1911 ~ 1914, 1919 ~ 1920, 1926 ~ 1927. Otras veces se ve opaco y ligeramente rojo, a veces sólo el contorno de una mancha roja.
¿Cuál es la estructura de la Gran Mancha Roja? ¿Por qué es rojo? ¿Cómo pudo durar tanto? Para comprender estas cuestiones, es realmente imposible basarse únicamente en observaciones terrestres.
Según la teoría del científico Raymond Hayd, la Gran Mancha Roja es una perturbación atmosférica causada por algún rasgo permanente, como una montaña debajo de ella. Sin embargo, el "Pionero" descubrió que la superficie de Júpiter es fluida, descartando por completo la posibilidad de una estructura de superficie sólida en la capa exterior de Júpiter, y la teoría anterior, naturalmente, fue descartada.
Las fotografías enviadas por la "Voyager 1" muestran claramente que la Gran Mancha Roja es como un enorme remolino que gira en sentido contrario a las agujas del reloj, que es lo suficientemente vasto y ancho como para albergar varias Tierras. En la foto también se pueden distinguir algunas estructuras de anillos. Después de un estudio cuidadoso, los científicos creen que la superficie de Júpiter está cubierta de espesas nubes y que la Gran Mancha Roja está formada por poderosos ciclones que se encuentran en lo alto del cielo e incrustados en las nubes, o por un violento flujo de aire ascendente.
En Júpiter, existen algunas características similares a la Gran Mancha Roja. Por ejemplo, en la parte sur de la Gran Mancha Roja, hay tres estructuras ovaladas de color blanco que aparecieron por primera vez en 1938. Además, en 1972, mediante observaciones terrestres, apareció un pequeño punto rojo en el hemisferio norte de Júpiter. Cuando Pioneer 10 llegó a Júpiter 18 meses después, se descubrió que tenía una forma y un tamaño casi similares a la Gran Mancha Roja. Un año más tarde, cuando la Pioneer 11 pasó por Júpiter, no había rastro de esta mancha roja. Parece que esta mancha roja sólo ha estado allí durante unos dos años.
Las estructuras moteadas de Júpiter generalmente duran meses o años, y se caracterizan por la rotación en el sentido de las agujas del reloj del hemisferio norte y la rotación en sentido antihorario del hemisferio sur. El aire emerge lentamente desde el centro y luego se asienta en los bordes, formando así una forma ovalada. Son equivalentes a las tormentas de la Tierra, pero más grandes y duran más.
La colorida Nebulosa de Wood demuestra que la atmósfera de Júpiter es muy activa químicamente. En las fotografías tomadas por la sonda se puede ver el patrón de bandas de nubes en la atmósfera de Júpiter. Hay 17 bandas de nubes desde la Antártida hasta el Polo Norte. Varían en color y brillo y pueden estar compuestos por cristales de amoníaco. Las nubes en las nubes marrones son más profundas y ligeramente más cálidas, por lo que la atmósfera fluye hacia abajo; la parte azul es obviamente un gran agujero en la nube superior a través del cual se puede ver el cielo despejado; Las nubes azules tienen la temperatura más alta y las nubes rojas tienen la temperatura más baja. Se considera que la Gran Mancha Roja es una estructura muy fría. Lo que resulta desconcertante es que todas las nubes deberían ser blancas según el estado de equilibrio, y que sólo aparecerán diferentes colores cuando se altere el equilibrio químico. Entonces, ¿qué es lo que rompe el equilibrio químico? Los científicos especulan que pueden ser partículas cargadas, fotones de alta energía, rayos o el rápido movimiento de la materia en dirección vertical a través de regiones de diferentes temperaturas.
El color rojo anaranjado de la Gran Mancha Roja siempre ha confundido a la gente. Algunas personas piensan que se trata de un fenómeno de descarga de nubes provocado por la corriente ascendente de la Gran Mancha Roja. Con este fin, un médico llamado Bonan Bellomai de la Universidad de Maryland realizó un interesante experimento. Puso en un matraz algunos gases presentes en la atmósfera de Júpiter, como metano, amoníaco, hidrógeno, etc. y aplicar chispas eléctricas a estos gases. Como resultado, descubrió que el gas originalmente incoloro se convertía en una nube y una sustancia rojiza precipitaba en la pared de la botella. Este experimento parece proporcionar una inspiración útil para que la gente resuelva el misterio del color de la Gran Mancha Roja. Varios astrónomos creen que el fósforo explica el color de la Gran Mancha Roja.
Han pasado más de 300 años desde que Cassini descubrió la Gran Mancha Roja. ¿Por qué duró tanto? Algunas personas piensan que la densa y espesa atmósfera de Júpiter es la razón principal de la longevidad de la Gran Mancha Roja, pero esto es sólo una especulación.
La vida útil de la Gran Mancha Roja y otras estructuras elípticas en Júpiter implica principalmente dos cuestiones: una es que estas estructuras en forma de manchas deben ser estables; de lo contrario, solo pueden existir durante unos pocos días; cuestiones energéticas. Si no hay energía para mantener un vórtice estable, se hundirá rápidamente.