Neue Karte der Jupiteratmosphäre vom Hubble-Teleskop. Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem. Parameter der Bewegung der Erde und des Jupiter

Jupiter ist der größte Planet. Der Durchmesser des Planeten ist 11-mal größer als der Durchmesser der Erde und beträgt 142.718 km.

Um Jupiter herum gibt es einen dünnen Ring. Die Dichte des Rings ist sehr gering, daher ist er unsichtbar (wie Saturn).

Die Rotationsperiode des Jupiter um seine Achse beträgt 9 Stunden 55 Minuten. In diesem Fall bewegt sich jeder Punkt des Äquators mit einer Geschwindigkeit von 45.000 km/h.

Da Jupiter keine feste Kugel ist, sondern aus Gas und Flüssigkeit besteht, rotieren seine äquatorialen Teile schneller als die Polarregionen. Die Rotationsachse des Jupiter verläuft fast senkrecht zu seiner Umlaufbahn, daher ist der Wechsel der Jahreszeiten auf dem Planeten schwach ausgeprägt.

Die Masse des Jupiter übersteigt die Masse aller anderen Planeten im Sonnensystem zusammen bei weitem und beträgt 1,9. 10 27 kg. Darüber hinaus beträgt die durchschnittliche Dichte des Jupiter 0,24 der durchschnittlichen Dichte der Erde.

Allgemeine Eigenschaften des Planeten Jupiter

Atmosphäre des Jupiter

Jupiters Atmosphäre ist sehr dicht. Es besteht aus Wasserstoff (89 %) und Helium (11 %) und ähnelt in seiner chemischen Zusammensetzung der Sonne (Abb. 1). Seine Länge beträgt 6000 km. Orange Farbatmosphäre
Phosphor- oder Schwefelverbindungen hinzufügen. Es ist schädlich für den Menschen, da es giftiges Ammoniak und Acetylen enthält.

Verschiedene Teile der Atmosphäre des Planeten rotieren mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Dieser Unterschied führte zu Wolkengürteln, von denen Jupiter drei hat: oben Wolken aus gefrorenem Ammoniak; Darunter befinden sich Kristalle aus Ammonium- und Methanhydrogensulfid und in der untersten Schicht befindet sich Wassereis und möglicherweise flüssiges Wasser. Die Temperatur der oberen Wolken beträgt 130 °C. Darüber hinaus verfügt Jupiter über eine Wasserstoff- und Heliumkorona. Winde auf Jupiter erreichen Geschwindigkeiten von 500 km/h.

Das Wahrzeichen des Jupiter ist der Große Rote Fleck, der seit 300 Jahren beobachtet wird. Es wurde 1664 von einem englischen Naturforscher entdeckt Robert Hooke(1635-1703). Heute beträgt seine Länge 25.000 km und vor 100 Jahren waren es etwa 50.000 km. Dieser Ort wurde erstmals 1878 beschrieben und vor 300 Jahren skizziert. Es scheint ein Eigenleben zu führen – es dehnt sich aus und zieht sich zusammen. Auch seine Farbe ändert sich.

Die amerikanischen Sonden Pioneer 10 und Pioneer 11, Voyager 1 und Voyager 2 sowie Galileo stellten fest, dass der Fleck keine feste Oberfläche hat, sondern wie ein Zyklon in der Erdatmosphäre rotiert. Es wird angenommen, dass der Große Rote Fleck ein atmosphärisches Phänomen ist, wahrscheinlich die Spitze eines Wirbelsturms, der in der Atmosphäre des Jupiter tobt. In der Jupiteratmosphäre wurde außerdem ein weißer Fleck mit einer Größe von mehr als 10.000 km entdeckt.

Seit dem 1. März 2009 sind für Jupiter 63 Satelliten bekannt. Der größte von ihnen, Europa, hat die Größe von Merkur. Sie sind immer mit einer Seite dem Jupiter zugewandt, wie der Mond der Erde. Diese Satelliten werden Galilei genannt, da sie erstmals von einem italienischen Physiker, Mechaniker und Astronomen entdeckt wurden Galileo Galilei(1564-1642) im Jahr 1610, als er sein Teleskop testete. Io hat aktive Vulkane.

Reis. 1. Zusammensetzung der Jupiteratmosphäre

Die zwanzig äußeren Satelliten des Jupiter sind so weit vom Planeten entfernt, dass sie von seiner Oberfläche aus für das bloße Auge unsichtbar sind, und Jupiter erscheint am Himmel des am weitesten entfernten Satelliten kleiner als der Mond.

Der fünfte und größte Planet im Sonnensystem, der seit der Antike bekannt ist, ist Jupiter. Der Gasriese wurde zu Ehren des antiken römischen Gottes Jupiter benannt, ähnlich dem Donnerer Zeus bei den Griechen. Jupiter liegt jenseits des Asteroidengürtels und besteht fast ausschließlich aus Gasen, hauptsächlich Wasserstoff und Helium. Die Masse des Jupiter ist so groß (M = 1,9∙1027 kg), dass sie fast das 2,5-fache der Masse aller Planeten des Sonnensystems zusammen beträgt. Jupiter dreht sich mit einer Geschwindigkeit von 9 Stunden 55 Minuten um seine Achse und seine Umlaufgeschwindigkeit beträgt 13 km/s. Die Sternperiode (Rotationsperiode auf seiner Umlaufbahn) beträgt 11,87 Jahre.

In Bezug auf die Beleuchtung steht Jupiter, abgesehen von der Sonne, nach Venus an zweiter Stelle und ist daher ein hervorragendes Beobachtungsobjekt. Er leuchtet in weißem Licht mit einer Albedo von 0,52. Bei gutem Wetter kann man selbst mit dem einfachsten Teleskop nicht nur den Planeten selbst, sondern auch die vier größten Satelliten sehen.
Die Entstehung der Sonne und anderer Planeten begann vor Milliarden von Jahren aus einer gemeinsamen Gas- und Staubwolke. Jupiter hatte also 2/3 der Masse aller Planeten im Sonnensystem. Da der Planet jedoch 80-mal leichter ist als der kleinste Stern, kam es nie zu thermonuklearen Reaktionen. Allerdings strahlt der Planet 1,5-mal mehr Energie aus, als er von der Sonne erhält. Seine eigene Wärmequelle ist vor allem mit radioaktiven Zerfällen von Energie und Materie verbunden, die beim Kompressionsprozess freigesetzt werden. Tatsache ist, dass Jupiter kein fester Körper, sondern ein gasförmiger Planet ist. Daher ist die Rotationsgeschwindigkeit in verschiedenen Breitengraden nicht gleich. An den Polen erfährt der Planet aufgrund der schnellen Rotation um seine Achse eine starke Kompression. Die Windgeschwindigkeiten überschreiten 600 km/h.

Die moderne Wissenschaft geht davon aus, dass die Masse des Jupiterkerns derzeit 10 Erdmassen oder 4 % der Gesamtmasse des Planeten beträgt und dass seine Größe das 1,5-fache seines Durchmessers beträgt. Es ist felsig mit Spuren von Eis.

Die Zusammensetzung der Jupiteratmosphäre besteht zu 89,8 % aus Wasserstoff (H2) und zu 10 % aus Helium (He). Weniger als 1 % bestehen aus Methan, Ammonium, Ethan, Wasser und anderen Bestandteilen. Unter dieser Krone des Riesenplaneten befinden sich 3 Wolkenschichten. Die obere Schicht besteht aus vergletschertem Ammoniak mit einem Druck von etwa 1 atm, die mittlere Schicht enthält Methan- und Ammoniumkristalle und die untere Schicht besteht aus Wassereis oder winzigen flüssigen Wassertropfen. Die orange Farbe der Jupiteratmosphäre entsteht durch eine Kombination aus Schwefel und Phosphor. Es enthält Acetylen und Ammoniak, daher ist diese Zusammensetzung der Atmosphäre schädlich für den Menschen.
Die Streifen, die sich entlang des Jupiteräquators erstrecken, sind seit langem jedem bekannt. Aber niemand konnte ihren Ursprung bisher wirklich erklären. Die Haupttheorie war die Konvektionstheorie – das Absinken kälterer Gase an die Oberfläche und das Aufsteigen wärmerer Gase. Doch im Jahr 2010 wurde vermutet, dass die Satelliten (Monde) des Jupiter die Bildung der Streifen beeinflussen. Angeblich bildeten sie durch ihre Anziehung bestimmte „Stoffsäulen“, die ebenfalls rotieren und als Streifen sichtbar sind. Die Theorie wurde unter Laborbedingungen und experimentell bestätigt und erscheint nun am wahrscheinlichsten.

Die vielleicht mysteriöseste und langfristigste Beobachtung, die in den Eigenschaften des Planeten beschrieben wird, kann als der berühmte Große Rote Fleck auf Jupiter angesehen werden. Es wurde 1664 von Robert Hooke entdeckt und wird daher seit fast 350 Jahren beobachtet. Dies ist eine riesige Formation, deren Größe sich ständig ändert. Höchstwahrscheinlich handelt es sich hierbei um einen langlebigen, gigantischen atmosphärischen Wirbel, dessen Abmessungen zum Vergleich 15x30.000 km betragen, der Durchmesser der Erde beträgt etwa 12,6.000 km;

Jupiters Magnetfeld

Das Magnetfeld des Jupiter ist so groß, dass es sogar über die Umlaufbahn des Saturn hinausreicht und etwa 650.000.000 km beträgt. Es übertrifft das der Erde um fast das Zwölffache und die Neigung der magnetischen Achse beträgt 11° relativ zur Rotationsachse. Metallischer Wasserstoff, der im Inneren des Planeten vorhanden ist, erklärt das Vorhandensein eines so starken Magnetfelds. Es ist ein hervorragender Leiter und erzeugt, wenn es sich mit enormer Geschwindigkeit dreht, Magnetfelder. Auf Jupiter gibt es wie auf der Erde auch zwei magnetische Umkehrpole. Aber die Kompassnadel des Gasriesen zeigt immer nach Süden.

Heute findet man in der Beschreibung des Jupiter etwa 70 Satelliten, obwohl es angeblich etwa hundert davon sind. Die ersten und größten Jupitermonde – Io, Europa, Ganymed und Callisto – wurden bereits 1610 von Galileo Galilei entdeckt.

Der Satellit Europa zieht die größte Aufmerksamkeit der Wissenschaftler auf sich. In Bezug auf die Möglichkeit des Lebens folgt er dem Saturnmond Enceladus und liegt an zweiter Stelle. Sie glauben, dass es Leben darauf geben könnte. Erstens aufgrund des Vorhandenseins eines tiefen (bis zu 90 km) subglazialen Ozeans, dessen Volumen sogar das des Erdozeans übersteigt!
Ganymed ist einfach der größte Mond im Sonnensystem. Bisher ist das Interesse an seiner Struktur und seinen Eigenschaften minimal.
Io ist ein vulkanisch aktiver Mond, dessen Oberfläche größtenteils von Vulkanen und Lava bedeckt ist.
Vermutlich hat auch der Mond Callisto einen Ozean. Höchstwahrscheinlich befindet es sich unter der Oberfläche, wie das Magnetfeld zeigt.
Die Dichte von Galium-Satelliten wird durch ihre Entfernung vom Planeten bestimmt. Zum Beispiel: Die Dichte des am weitesten entfernten großen Satelliten – Callisto – beträgt p = 1,83 g/cm³. Mit zunehmender Nähe nimmt die Dichte zu: für Ganymed p = 1,94 g/cm³, für Europa p = 2,99 g/cm³, für Io p = 3,53 g/cm³. Alle großen Satelliten sind immer mit einer Seite dem Jupiter zugewandt und rotieren synchron.
Der Rest wurde viel später eröffnet. Einige von ihnen drehen sich im Vergleich zur Mehrheit in die entgegengesetzte Richtung und stellen eine Art Meteoritenkörper unterschiedlicher Form dar.

Eigenschaften von Jupiter

Masse: 1,9*1027 kg (318-fache Masse der Erde)
Durchmesser am Äquator: 142.984 km (11,3-facher Erddurchmesser)
Durchmesser am Pol: 133708 km
Achsenneigung: 3,1°
Dichte: 1,33 g/cm3
Temperatur der oberen Schichten: etwa –160 °C
Rotationsperiode um die Achse (Tage): 9,93 Stunden
Entfernung von der Sonne (Durchschnitt): 5,203 a. e. oder 778 Millionen km
Umlaufzeit um die Sonne (Jahr): 11,86 Jahre
Umlaufgeschwindigkeit: 13,1 km/s
Orbitale Exzentrizität: e = 0,049
Bahnneigung zur Ekliptik: i = 1°
Erdbeschleunigung: 24,8 m/s2
Satelliten: Es gibt 70 Stück

Neben der Sonne ist der Planet Jupiter in der Tat der größte und massereichste in unserem Sonnensystem. Nicht umsonst ist er nach dem wichtigsten und mächtigsten Gott des antiken Pantheons benannt – Jupiter in der römischen Tradition (alias Zeus). in der griechischen Tradition). Auch der Planet Jupiter ist voller Geheimnisse und wurde auf den Seiten unserer wissenschaftlichen Website schon mehr als einmal erwähnt. Im heutigen Artikel werden wir alle Informationen über diesen interessanten Riesenplaneten zusammentragen, also weiter zu Jupiter.

Wer hat Jupiter entdeckt?

Aber zuerst eine kleine Geschichte der Entdeckung des Jupiter. Tatsächlich kannten sich die babylonischen Priester und Teilzeitastronomen der Antike bereits gut über Jupiter; in ihren Werken wurde dieser Riese zum ersten Mal in der Geschichte erwähnt. Die Sache ist, dass Jupiter so groß ist, dass man ihn immer mit bloßem Auge am Sternenhimmel sehen konnte.

Der berühmte Astronom Galileo Galilei war der erste, der den Planeten Jupiter durch ein Teleskop untersuchte, und er entdeckte auch die vier größten Jupitermonde. Damals war die Entdeckung der Jupitermonde ein wichtiges Argument für das heliozentrische Modell von Kopernikus (dass das Zentrum des Himmelssystems und nicht die Erde ist). Und der große Wissenschaftler selbst wurde damals wegen seiner revolutionären Entdeckungen von der Inquisition verfolgt, aber das ist eine andere Geschichte.

Anschließend betrachteten viele Astronomen Jupiter durch ihre Teleskope und machten verschiedene interessante Entdeckungen, zum Beispiel entdeckte der Astronom Cassini einen großen roten Fleck auf der Oberfläche des Planeten (wir werden weiter unten mehr darüber schreiben) und berechnete auch die Rotationsperiode und das Rotationsdifferential Rotation der Jupiteratmosphäre. Der Astronom E. Bernard entdeckte den letzten Satelliten des Jupiter, Amatheus. Die Beobachtung des Jupiter mit immer leistungsfähigeren Teleskopen wird bis heute fortgesetzt.

Merkmale des Planeten Jupiter

Wenn wir Jupiter mit unserem Planeten vergleichen, dann ist die Größe des Jupiter 317-mal größer als die Größe der Erde. Darüber hinaus ist Jupiter 2,5-mal größer als alle anderen Planeten im Sonnensystem zusammen. Die Masse des Jupiter ist 318-mal größer als die Masse der Erde und 2,5-mal größer als die Masse aller anderen Planeten im Sonnensystem zusammen. Jupiters Masse beträgt 1,9 x 10*27.

Temperatur des Jupiter

Wie hoch ist die Temperatur auf Jupiter tagsüber und nachts? Angesichts der großen Entfernung des Planeten von der Sonne ist es logisch anzunehmen, dass es auf Jupiter kalt ist, aber nicht alles ist so einfach. Die äußere Atmosphäre des Riesen ist zwar ziemlich kalt, die Temperatur liegt dort bei etwa -145 Grad Celsius, aber wenn man mehrere hundert Kilometer tiefer in den Planeten vordringt, wird es wärmer. Und nicht nur wärmer, sondern einfach heiß, denn auf der Oberfläche des Jupiter kann die Temperatur bis zu +153 °C erreichen. Ein so starker Temperaturunterschied ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Oberfläche des Planeten aus brennender, freisetzender Wärme besteht. Darüber hinaus geben die inneren Teile des Planeten noch mehr Wärme ab, als Jupiter selbst von der Sonne erhält.

Ergänzt wird dies durch die stärksten Stürme auf dem Planeten (Windgeschwindigkeiten erreichen 600 km/h), die die von der Wasserstoffkomponente des Jupiter ausgehende Wärme mit der kalten Luft der Atmosphäre vermischen.

Gibt es Leben auf Jupiter?

Wie Sie sehen, sind die physikalischen Bedingungen auf Jupiter sehr rau, sodass Leben auf Jupiter aufgrund des Fehlens einer festen Oberfläche, des hohen atmosphärischen Drucks und der hohen Temperatur an der Oberfläche des Planeten nicht möglich ist.

Atmosphäre des Jupiter

Die Atmosphäre von Jupiter ist riesig, ebenso wie Jupiter selbst. Die chemische Zusammensetzung der Jupiteratmosphäre besteht zu 90 % aus Wasserstoff und zu 10 % aus Helium; die Atmosphäre enthält auch einige andere chemische Elemente: Ammoniak, Methan, Schwefelwasserstoff. Und da Jupiter ein Gasriese ohne feste Oberfläche ist, gibt es keine Grenze zwischen seiner Atmosphäre und der Oberfläche selbst.

Aber wenn wir tiefer in das Innere des Planeten vordringen würden, würden wir Veränderungen in der Dichte und Temperatur von Wasserstoff und Helium bemerken. Basierend auf diesen Veränderungen haben Wissenschaftler Teile der Atmosphäre des Planeten wie die Troposphäre, Stratosphäre, Thermosphäre und Exosphäre identifiziert.

Warum Jupiter kein Stern ist

Vielleicht ist den Lesern aufgefallen, dass Jupiter in seiner Zusammensetzung und insbesondere im Vorherrschen von Wasserstoff und Helium der Sonne sehr ähnlich ist. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, warum Jupiter immer noch ein Planet und kein Stern ist. Tatsache ist, dass er einfach nicht genug Masse und Wärme hatte, um mit der Fusion von Wasserstoffatomen zu Helium zu beginnen. Wissenschaftlern zufolge muss Jupiter seine derzeitige Masse um das 80-fache erhöhen, um thermonukleare Reaktionen auszulösen, die auf der Sonne und anderen Sternen stattfinden.

Foto des Planeten Jupiter

Oberfläche des Jupiter

Aufgrund des Fehlens einer festen Oberfläche auf dem Riesenplaneten nahmen Wissenschaftler den tiefsten Punkt seiner Atmosphäre, an dem der Druck 1 bar beträgt, als eine bestimmte konventionelle Oberfläche an. Verschiedene chemische Elemente, aus denen die Atmosphäre des Planeten besteht, tragen zur Bildung der bunten Jupiterwolken bei, die wir im Teleskop beobachten können. Es sind Ammoniakwolken, die für die rot-weiß gestreifte Farbe des Planeten Jupiter verantwortlich sind.

Großer roter Fleck auf Jupiter

Wenn Sie die Oberfläche der Riesenplaneten sorgfältig untersuchen, werden Sie auf jeden Fall den charakteristischen großen roten Fleck bemerken, der dem Astronomen Cassini erstmals im späten 16. Jahrhundert bei der Beobachtung von Jupiter auffiel. Was ist dieser große rote Fleck des Jupiter? Laut Wissenschaftlern handelt es sich um einen großen atmosphärischen Sturm, der so groß ist, dass er seit mehr als 400 Jahren und möglicherweise sogar noch länger auf der Südhalbkugel des Planeten wütet (wenn man bedenkt, dass er lange vor Cassini entstanden sein könnte).

Allerdings haben Astronomen kürzlich festgestellt, dass der Sturm langsam nachlässt, da die Größe des Flecks zu schrumpfen beginnt. Einer Hypothese zufolge wird der Große Rote Fleck bis 2040 eine kreisförmige Form annehmen, aber wie lange dies anhalten wird, ist unbekannt.

Zeitalter des Jupiter

Das genaue Alter des Planeten Jupiter ist derzeit unbekannt. Die Schwierigkeit bei der Bestimmung besteht darin, dass Wissenschaftler noch nicht wissen, wie Jupiter entstanden ist. Einer Hypothese zufolge entstand Jupiter, wie andere Planeten auch, vor etwa 4,6 Milliarden Jahren aus dem Sonnennebel, aber das ist nur eine Hypothese.

Ringe des Jupiter

Ja, Jupiter hat, wie jeder anständige Riesenplanet, Ringe. Natürlich sind sie nicht so groß und auffällig wie die seines Nachbarn. Jupiters Ringe sind dünner und schwächer; höchstwahrscheinlich bestehen sie aus Substanzen, die von den Satelliten des Riesen bei Kollisionen mit umherwandernden Asteroiden ausgestoßen werden.

Monde des Jupiter

Jupiter hat bis zu 67 Satelliten, deutlich mehr als alle anderen Planeten im Sonnensystem. Die Satelliten des Jupiter sind für Wissenschaftler von großem Interesse, da es unter ihnen so große Exemplare gibt, dass ihre Größe einige kleine Planeten (wie „Nicht-Planeten“) übertrifft, die auch über erhebliche Grundwasserreserven verfügen.

Rotation des Jupiter

Ein Jahr auf Jupiter dauert 11,86 Erdenjahre. In dieser Zeitspanne vollführt Jupiter einen Umlauf um die Sonne. Die Geschwindigkeit der Umlaufbahn des Planeten Jupiter beträgt 13 km pro Sekunde. Die Umlaufbahn des Jupiter ist im Vergleich zur Ebene der Ekliptik leicht geneigt (ca. 6,09 Grad).

Wie lange dauert ein Flug zum Jupiter?

Wie lange dauert es, von der Erde zum Jupiter zu gelangen? Wenn Erde und Jupiter einander am nächsten sind, sind sie 628 Millionen Kilometer voneinander entfernt. Wie lange werden moderne Raumschiffe brauchen, um diese Distanz zurückzulegen? Das 1979 von der NASA gestartete Forschungsshuttle Voyager 1 brauchte 546 Tage für den Flug zum Jupiter. Für Voyager 2 dauerte ein ähnlicher Flug 688 Tage.

• Trotz seiner wirklich gigantischen Größe ist Jupiter auch der schnellste Planet im Sonnensystem, was die Rotation um seine Achse angeht. Für eine Umdrehung um seine Achse benötigen wir also nur 10 unserer Stunden, ein Tag auf Jupiter entspricht also 10 Std.
• Wolken auf Jupiter können bis zu 10 km dick sein.
• Jupiter verfügt über ein intensives Magnetfeld, das 16-mal stärker ist als das Erdmagnetfeld.
• Es ist durchaus möglich, Jupiter mit eigenen Augen zu sehen, und höchstwahrscheinlich haben Sie ihn mehr als einmal gesehen, Sie wussten nur nicht, dass es Jupiter war. Wenn Sie einen großen und hellen Stern am Sternenhimmel sehen, dann ist er es höchstwahrscheinlich.

Planet Jupiter, Video

Und zum Schluss noch eine interessante Dokumentation über Jupiter.

Beim Schreiben des Artikels habe ich versucht, ihn so interessant, nützlich und hochwertig wie möglich zu gestalten. Für Feedback und konstruktive Kritik in Form von Kommentaren zum Artikel wäre ich dankbar. Sie können Ihren Wunsch/Frage/Vorschlag auch an meine E-Mail schreiben. [email protected] oder auf Facebook, mit freundlichen Grüßen der Autor.

Der Planet ist den Menschen seit der Antike bekannt und spiegelt sich in der Mythologie und dem religiösen Glauben vieler Kulturen wider.

Jupiter besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Höchstwahrscheinlich befindet sich im Zentrum des Planeten ein felsiger Kern aus schwereren Elementen unter hohem Druck. Aufgrund seiner schnellen Rotation hat Jupiter die Form eines abgeflachten Sphäroids (er weist eine deutliche Ausbuchtung um den Äquator herum auf). Die äußere Atmosphäre des Planeten ist entlang der Breiten deutlich in mehrere längliche Bänder unterteilt, was zu Stürmen und Unwettern entlang ihrer interagierenden Grenzen führt. Eine bemerkenswerte Folge davon ist der Große Rote Fleck, ein riesiger Sturm, der seit dem 17. Jahrhundert bekannt ist. Nach Angaben des Galileo-Landers steigen Druck und Temperatur rapide an, je tiefer man in die Atmosphäre vordringt. Jupiter hat eine starke Magnetosphäre.

Das Satellitensystem des Jupiter besteht aus mindestens 63 Monden, darunter 4 große Monde, auch „Galiläer“ genannt, die 1610 von Galileo Galilei entdeckt wurden. Der Durchmesser des Jupitermondes Ganymed ist größer als der von Merkur. Unter der Oberfläche Europas wurde ein globaler Ozean entdeckt, und Io ist dafür bekannt, die mächtigsten Vulkane im Sonnensystem zu haben. Jupiter hat schwache Planetenringe.

Jupiter wurde von acht interplanetaren Sonden der NASA erkundet. Die wichtigsten waren Studien mit den Raumsonden Pioneer und Voyager und später mit Galileo, das eine Sonde in die Atmosphäre des Planeten abschlug. Das letzte Fahrzeug, das Jupiter besuchte, war die Sonde New Horizons auf dem Weg zu Pluto.

Überwachung

Planetenparameter

Jupiter ist der größte Planet im Sonnensystem. Sein Äquatorradius beträgt 71,4 Tausend km, was dem 11,2-fachen des Erdradius entspricht.

Die Masse des Jupiter ist mehr als doppelt so groß wie die Gesamtmasse aller anderen Planeten im Sonnensystem, 318-mal so groß wie die Masse der Erde und nur 1000-mal kleiner als die Masse der Sonne. Wenn Jupiter etwa 60-mal massereicher wäre, könnte er ein Stern werden. Die Dichte des Jupiter entspricht ungefähr der Dichte der Sonne und ist der Dichte der Erde deutlich unterlegen.

Die Äquatorialebene des Planeten liegt nahe an der Ebene seiner Umlaufbahn, daher gibt es auf Jupiter keine Jahreszeiten.

Jupiter dreht sich um seine Achse und nicht wie ein starrer Körper: Die Rotationswinkelgeschwindigkeit nimmt vom Äquator zu den Polen hin ab. Am Äquator dauert ein Tag etwa 9 Stunden 50 Minuten. Jupiter dreht sich schneller als jeder andere Planet im Sonnensystem. Aufgrund der schnellen Rotation ist die Polarkompression des Jupiter sehr deutlich spürbar: Der Polarradius ist 4,6 Tausend km kleiner als der Äquatorradius (also 6,5 %).

Alles, was wir auf Jupiter beobachten können, sind die Wolken der oberen Atmosphäre. Der Riesenplanet besteht hauptsächlich aus Gas und hat nicht die feste Oberfläche, die wir gewohnt sind.

Jupiter gibt zwei- bis dreimal mehr Energie ab, als er von der Sonne erhält. Dies kann durch die allmähliche Kompression des Planeten, das Absinken von Helium und schwereren Elementen oder die Prozesse des radioaktiven Zerfalls im Inneren des Planeten erklärt werden.

Die meisten der derzeit bekannten Exoplaneten sind in Masse und Größe mit Jupiter vergleichbar, daher beträgt seine Masse ( MJ) und Radius ( RJ) werden häufig als praktische Maßeinheiten zur Angabe ihrer Parameter verwendet.

Interne Struktur

Jupiter besteht hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium. Unter den Wolken befindet sich eine 7-25.000 km tiefe Schicht, in der Wasserstoff mit zunehmendem Druck und steigender Temperatur (bis zu 6000 °C) allmählich seinen Zustand von gasförmig in flüssig ändert. Es scheint keine klare Grenze zwischen gasförmigem und flüssigem Wasserstoff zu geben. Es sollte wie ein kontinuierliches Sieden des globalen Wasserstoffozeans aussehen.

Modell der inneren Struktur des Jupiter: ein felsiger Kern, umgeben von einer dicken Schicht aus metallischem Wasserstoff.

Unter dem flüssigen Wasserstoff befindet sich eine Schicht aus flüssigem metallischem Wasserstoff mit einer Dicke, theoretischen Modellen zufolge etwa 30-50.000 km. Bei Drücken von mehreren Millionen Atmosphären entsteht flüssiger metallischer Wasserstoff. Protonen und Elektronen existieren darin getrennt und es ist ein guter Stromleiter. Starke elektrische Ströme, die in der Schicht aus metallischem Wasserstoff entstehen, erzeugen das gigantische Magnetfeld des Jupiter.

Wissenschaftler glauben, dass Jupiter einen festen Gesteinskern hat, der aus schweren Elementen (schwerer als Helium) besteht. Seine Abmessungen betragen 15-30.000 km Durchmesser, der Kern weist eine hohe Dichte auf. Theoretischen Berechnungen zufolge beträgt die Temperatur an der Grenze des Planetenkerns etwa 30.000 K und der Druck 30 bis 100 Millionen Atmosphären.

Sowohl von der Erde als auch von Sonden aus durchgeführte Messungen haben ergeben, dass die Energie, die Jupiter aussendet, hauptsächlich in Form von Infrarotstrahlung, etwa 1,5-mal größer ist als die Energie, die er von der Sonne empfängt. Daraus geht hervor, dass Jupiter über eine erhebliche Reserve an Wärmeenergie verfügt, die bei der Kompression von Materie während der Planetenbildung entsteht. Im Allgemeinen geht man davon aus, dass das Innere des Jupiter immer noch sehr heiß ist – etwa 30.000 K.

Atmosphäre

Die Atmosphäre des Jupiter besteht aus Wasserstoff (81 % der Atomzahl und 75 % der Masse) und Helium (18 % der Atomzahl und 24 % der Masse). Der Anteil anderer Stoffe beträgt maximal 1 %. Methan, Wasserdampf und Ammoniak sind in der Atmosphäre vorhanden; Es gibt auch Spuren organischer Verbindungen, Ethan, Schwefelwasserstoff, Neon, Sauerstoff, Phosphin, Schwefel. Die äußeren Schichten der Atmosphäre enthalten Kristalle aus gefrorenem Ammoniak.

Wolken in unterschiedlichen Höhen haben ihre eigene Farbe. Die höchsten davon sind rot, etwas tiefer sind weiß, noch niedriger sind braun und in der untersten Schicht sind sie bläulich.

Die rötlichen Farbschwankungen des Jupiter können auf das Vorhandensein von Phosphor-, Schwefel- und Kohlenstoffverbindungen zurückzuführen sein. Da die Farbe stark variieren kann, variiert auch die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre von Ort zu Ort. Beispielsweise gibt es „trockene“ und „nasse“ Bereiche mit unterschiedlichem Wasserdampfgehalt.

Die Temperatur der äußeren Wolkenschicht beträgt etwa −130 °C, steigt aber mit der Tiefe rasch an. Nach Angaben des Galileo-Landers beträgt die Temperatur in 130 km Tiefe +150 °C, der Druck 24 Atmosphären. Der Druck an der oberen Grenze der Wolkenschicht beträgt etwa 1 atm, also der gleiche wie an der Erdoberfläche. Galilei entdeckte „warme Flecken“ entlang des Äquators. Offenbar ist an diesen Stellen die äußere Wolkenschicht dünn und im Inneren sind wärmere Bereiche zu erkennen.

Die Windgeschwindigkeiten auf Jupiter können über 600 km/h betragen. Die atmosphärische Zirkulation wird durch zwei Hauptfaktoren bestimmt. Erstens ist die Rotation des Jupiters in der Äquator- und Polarregion nicht dieselbe, sodass sich atmosphärische Strukturen in Streifen ausdehnen, die den Planeten umgeben. Zweitens kommt es zu einer Temperaturzirkulation durch die aus der Tiefe freigesetzte Wärme. Anders als auf der Erde (wo aufgrund der unterschiedlichen Sonnenerwärmung in der Äquator- und Polarregion eine atmosphärische Zirkulation stattfindet) ist der Einfluss der Sonnenstrahlung auf die Temperaturzirkulation auf Jupiter unbedeutend.

Konvektive Strömungen, die innere Wärme an die Oberfläche transportieren, erscheinen äußerlich als helle Zonen und dunkle Gürtel. Im Bereich heller Zonen herrscht entsprechend Aufwärtsströmungen erhöhter Druck. Die die Zonen bildenden Wolken befinden sich auf einer höheren Ebene (ca. 20 km) und ihre helle Farbe ist offenbar auf eine erhöhte Konzentration hellweißer Ammoniakkristalle zurückzuführen. Die dunklen Wolken der darunter liegenden Gürtel bestehen vermutlich aus rotbraunen Kristallen von Ammoniumhydrogensulfid und haben eine höhere Temperatur. Diese Strukturen stellen Bereiche mit Abwinden dar. Zonen und Gürtel haben unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten in Richtung der Rotation des Jupiter. Die Umlaufzeit variiert je nach Breitengrad um mehrere Minuten. Dies führt dazu, dass es stabile zonale Strömungen oder Winde gibt, die ständig parallel zum Äquator in eine Richtung wehen. Die Geschwindigkeiten in diesem globalen System betragen 50 bis 150 m/s und mehr. An den Grenzen von Gürteln und Zonen werden starke Turbulenzen beobachtet, die zur Bildung zahlreicher Wirbelstrukturen führen. Die bekannteste Formation dieser Art ist der Große Rote Fleck, der seit 300 Jahren auf der Oberfläche des Jupiter beobachtet wird.

In der Atmosphäre des Jupiter werden Blitze beobachtet, deren Stärke drei Größenordnungen höher ist als die der Erde, sowie Polarlichter. Darüber hinaus entdeckte das Orbitalteleskop Chandra eine Quelle pulsierender Röntgenstrahlung (den sogenannten Großen Röntgenfleck), deren Ursachen noch immer ein Rätsel sind.

Toller roter Fleck

Der Große Rote Fleck ist eine ovale Formation unterschiedlicher Größe in der südlichen tropischen Zone. Derzeit hat es Abmessungen von 15 × 30.000 km (deutlich größer als die Größe der Erde), und vor 100 Jahren stellten Beobachter fest, dass seine Abmessungen doppelt so groß waren. Manchmal ist es nicht sehr deutlich sichtbar. Der Große Rote Fleck ist ein einzigartiger, langlebiger Riesenhurrikan (Antizyklon), dessen Substanz sich gegen den Uhrzeigersinn dreht und in 6 Erdentagen eine vollständige Umdrehung durchführt. Es zeichnet sich durch Aufwärtsströmungen in der Atmosphäre aus. Die Wolken liegen dort höher und ihre Temperatur ist niedriger als in benachbarten Gebieten.

Magnetfeld und Magnetosphäre

Leben auf Jupiter

Aufgrund der geringen Wasserkonzentration in der Atmosphäre und des Fehlens einer festen Oberfläche erscheint das Vorhandensein von Leben auf Jupiter derzeit unwahrscheinlich. In den 1970er Jahren wies der amerikanische Astronom Carl Sagan auf die Möglichkeit von Leben auf Ammoniakbasis in der oberen Atmosphäre des Jupiter hin. Es ist zu beachten, dass selbst in geringen Tiefen der Jupiteratmosphäre die Temperatur und Dichte recht hoch sind und die Möglichkeit zumindest einer chemischen Entwicklung nicht ausgeschlossen werden kann, da die Geschwindigkeit und Wahrscheinlichkeit des Ablaufs chemischer Reaktionen dies begünstigt. Allerdings ist auch die Existenz von Wasser-Kohlenwasserstoff-Leben auf Jupiter möglich: In der Atmosphärenschicht mit Wasserdampfwolken sind Temperatur und Druck ebenfalls sehr günstig.

Komet Shoemaker-Levy

Eine Spur von einem der Kometenfragmente.

Im Juli 1992 näherte sich ein Komet dem Jupiter. Er flog in einer Entfernung von etwa 15.000 Kilometern an der Spitze der Wolken vorbei und der starke Gravitationseinfluss des Riesenplaneten riss seinen Kern in 17 große Stücke. Dieser Kometenschwarm wurde am Mount Palomar Observatory von den Eheleuten Caroline und Eugene Shoemaker und dem Amateurastronomen David Levy entdeckt. Im Jahr 1994, bei der nächsten Annäherung an Jupiter, stürzten alle Trümmer des Kometen mit enormer Geschwindigkeit in die Atmosphäre des Planeten – etwa 64 Kilometer pro Sekunde. Diese enorme kosmische Katastrophe wurde sowohl von der Erde als auch aus dem Weltraum beobachtet, insbesondere mit Hilfe des Hubble-Weltraumteleskops, des Infrarotsatelliten IUE und der interplanetaren Raumstation Galileo. Der Fall der Kerne ging mit interessanten atmosphärischen Effekten einher, zum Beispiel Polarlichtern, schwarzen Flecken an den Einschlagsorten von Kometenkernen und Klimaveränderungen.

Ein Ort in der Nähe von Jupiters Südpol.

Anmerkungen

Links

Der Name „Jupiter“ ist der größte der acht Planeten im Sonnensystem. Jupiter ist seit der Antike bekannt und für die Menschheit immer noch von großem Interesse. Die Erforschung des Planeten, seiner Satelliten und der damit verbundenen Prozesse findet in unserer Zeit aktiv statt und wird auch in Zukunft nicht gestoppt.

Herkunft des Namens

Jupiter erhielt seinen Namen zu Ehren der gleichnamigen Gottheit im antiken römischen Pantheon. In der römischen Mythologie war Jupiter der höchste Gott, Herrscher des Himmels und der ganzen Welt. Zusammen mit seinen Brüdern Pluto und Neptun gehörte er zu der Gruppe der mächtigsten Hauptgötter. Der Prototyp von Jupiter war Zeus, der wichtigste der olympischen Götter im Glauben der alten Griechen.

Namen in anderen Kulturen

In der Antike war der Planet Jupiter nicht nur den Römern bekannt. Beispielsweise identifizierten die Bewohner des babylonischen Königreichs es mit ihrem höchsten Gott – Marduk – und nannten es „Mula Babbar“, was „weißer Stern“ bedeutete. Wie bereits klar ist, assoziierten die Griechen Jupiter mit Zeus; in Griechenland wurde der Planet „Stern des Zeus“ genannt. Astronomen aus China nannten Jupiter „Sui Xing“, also „Stern des Jahres“.

Eine interessante Tatsache ist, dass Indianerstämme auch Jupiterbeobachtungen durchführten. Beispielsweise nannten die Inkas den Riesenplaneten „Pirva“, was in der Quechua-Sprache „Lagerhaus, Scheune“ bedeutet. Vermutlich wurde der Name gewählt, weil die Indianer nicht nur den Planeten selbst, sondern auch einige seiner Satelliten beobachteten.

Über die Eigenschaften

Jupiter ist der fünfte Planet von der Sonne aus gesehen, seine „Nachbarn“ sind Saturn und Mars. Der Planet gehört zur Gruppe der Gasriesen, die im Gegensatz zu terrestrischen Planeten hauptsächlich aus gasförmigen Elementen bestehen und daher eine geringe Dichte und eine schnellere tägliche Rotation aufweisen.

Die Größe des Jupiter macht ihn zu einem echten Riesen. Der Radius seines Äquators beträgt 71.400 Kilometer, was elfmal größer ist als der Radius der Erde. Die Masse des Jupiter beträgt 1,8986 x 1027 Kilogramm und übersteigt damit sogar die Gesamtmasse der anderen Planeten.

Struktur

Bis heute gibt es mehrere Modelle der möglichen Struktur von Jupiter, aber das bekannteste Dreischichtmodell ist folgendes:

• Atmosphäre. Es besteht aus drei Schichten: äußerem Wasserstoff; mittlerer Wasserstoff-Helium; das untere ist Wasserstoff-Helium mit anderen Verunreinigungen. Eine interessante Tatsache ist, dass sich unter der Schicht aus undurchsichtigen Wolken des Jupiter eine Wasserstoffschicht befindet (von 7.000 bis 25.000 Kilometern), die allmählich vom gasförmigen in den flüssigen Zustand übergeht, während ihr Druck und ihre Temperatur ansteigen. Es gibt keine klaren Grenzen für den Übergang von Gas zu Flüssigkeit, das heißt, es kommt zu so etwas wie einem ständigen „Sieden“ eines Ozeans aus Wasserstoff.
• Eine Schicht aus metallischem Wasserstoff. Die ungefähre Mächtigkeit beträgt 42 bis 26.000 Kilometer. Metallischer Wasserstoff ist ein Produkt, das bei hohem Druck (ca. 1.000.000 At) und hoher Temperatur entsteht.
• Kern. Die geschätzte Größe übersteigt den Durchmesser der Erde um das 1,5-fache und die Masse ist 10-mal größer als die der Erde. Masse und Größe des Kerns können durch Untersuchung der Trägheitsmomente des Planeten bestimmt werden.

Ringe

Saturn war nicht der einzige mit Ringen. Sie wurden später in der Nähe von Uranus und dann Jupiter entdeckt. Die Ringe des Jupiter sind unterteilt in:

1. Hauptsächlich. Breite: 6.500 km. Reichweite: von 122.500 bis 129.000 km. Mächtigkeit: 30 bis 300 km.
2. Arachnoidea. Breite: 53.000 (Ring von Amalthea) und 97.000 (Ring von Theben) km. Radius: von 129.000 bis 182.000 (Amalthea-Ring) und 129.000 bis 226.000 (Theben-Ring) km. Mächtigkeit: 2000 (Ring von Amateri) und 8400 (Ring von Theben) km.
3. Heiligenschein. Breite: 30.500 km. Reichweite: von 92.000 bis 122.500 km. Dicke: 12.500 km.

Zum ersten Mal vermuteten sowjetische Astronomen das Vorhandensein von Ringen auf dem Jupiter, doch diese wurden erstmals 1979 von der Raumsonde Voyager 1 entdeckt.

Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte

Heute gibt es in der Wissenschaft zwei Theorien über den Ursprung und die Entwicklung des Gasriesen.

Kontraktionstheorie

Grundlage dieser Hypothese war die Ähnlichkeit der chemischen Zusammensetzung von Jupiter und Sonne. Die Essenz der Theorie: Als das Sonnensystem gerade erst begann, sich zu bilden, bildeten sich große Klumpen in der protoplanetaren Scheibe, die sich dann in die Sonne und die Planeten verwandelten.

Akkretionstheorie

Der Kern der Theorie: Die Entstehung des Jupiter erfolgte über zwei Perioden. In der ersten Periode kam es zur Bildung von Gesteinsplaneten, beispielsweise terrestrischen Planeten. Während der zweiten Periode fand der Prozess der Akkretion (d. h. Anziehung) von Gas durch diese kosmischen Körper statt, wodurch die Planeten Jupiter und Saturn entstanden.

Kurze Geschichte der Studie

Wie deutlich wird, wurde Jupiter erstmals von den Völkern der Antike bemerkt, die ihn überwachten. Wirklich ernsthafte Forschungen zum Riesenplaneten begannen jedoch erst im 17. Jahrhundert. Zu dieser Zeit erfand Galileo Galilei sein Teleskop und begann mit der Erforschung des Jupiters, wobei es ihm gelang, die vier größten Satelliten des Planeten zu entdecken.

Als nächstes kam Giovanni Cassini, ein französisch-italienischer Ingenieur und Astronom. Als erstes bemerkte er Streifen und Flecken auf dem Jupiter.

Im 17. Jahrhundert untersuchte Ole Roemer die Verfinsterungen der Satelliten des Planeten, wodurch er die genaue Position seiner Satelliten berechnen und letztendlich die Lichtgeschwindigkeit bestimmen konnte.

Später machte das Aufkommen leistungsstarker Teleskope und Raumfahrzeuge die Erforschung des Jupiter sehr aktiv. Die führende Rolle übernahm die US-Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, die eine Vielzahl von Raumstationen, Sonden und anderen Geräten ins All brachte. Mit Hilfe jedes einzelnen von ihnen wurden die wichtigsten Daten gewonnen, die es ermöglichten, die auf Jupiter und seinen Satelliten ablaufenden Prozesse zu untersuchen und die Mechanismen ihres Auftretens zu verstehen

Einige Informationen zu Satelliten

Heute kennt die Wissenschaft 63 Satelliten des Jupiter – mehr als jeder andere Planet im Sonnensystem. 55 davon sind externe, 8 interne. Wissenschaftler gehen jedoch davon aus, dass die Gesamtzahl aller Satelliten des Gasriesen über hundert liegen könnte.

Die größten und bekanntesten sind die sogenannten „Galiläischen“ Satelliten. Wie der Name schon sagt, war ihr Entdecker Galileo Galilei. Dazu gehören: Ganymed, Callisto, Io und Europa.

Frage des Lebens

Ende des 20. Jahrhunderts erkannten Astrophysiker aus den USA die Möglichkeit der Existenz von Leben auf Jupiter an. Ihrer Meinung nach könnte seine Entstehung durch Ammoniak und Wasserdampf begünstigt werden, die in der Atmosphäre des Planeten vorhanden sind.

Über das Leben auf einem Riesenplaneten muss jedoch nicht ernsthaft gesprochen werden. Der gasförmige Zustand des Jupiter, der niedrige Wasserstand in der Atmosphäre und viele andere Faktoren machen solche Annahmen völlig unbegründet.

• In puncto Helligkeit steht Jupiter nach Mond und Venus an zweiter Stelle.
• Eine Person mit einem Gewicht von 100 Kilogramm würde auf dem Jupiter aufgrund der hohen Schwerkraft 250 Kilogramm wiegen.
• Alchemisten identifizierten Jupiter mit einem der Hauptelemente – Zinn.
• Die Astrologie betrachtet Jupiter als Schutzpatron der anderen Planeten.
• Der Rotationszyklus des Jupiter dauert nur zehn Stunden.
• Jupiter dreht sich alle zwölf Jahre um die Sonne.
• Viele Satelliten des Planeten sind nach den Mätressen des Gottes Jupiter benannt.
• Mehr als tausend erdähnliche Planeten könnten in das Volumen des Jupiter passen.
• Es gibt keine Jahreszeiten auf dem Planeten.