Jowisz jest piątą z kolei planetą od Słońca, a zarazem największą planetą Układu Słonecznego. Znany jest już od czasów starożytności, gdyż można go zaobserwować bez problemu gołym okiem – jest trzecim co do jasności ciałem na nocnym niebie. Definitywnie jest to planeta rekordów. Jowisz posiada najsilniejsze pole magnetyczne wśród planet, a także najszybciej obraca się wokół własnej osi.

Ruchy Jowisza

Jowisz jest jedyną planetą, która istotnie przesuwa środek masy układu Słonecznego. Swoją masą sprawia, że środek masy układu Jowisz-Słońce znajduje się  7% promienia Słońca ponad powierzchnią gwiazdy. Obiegnięcie Słońca zajmuje mu prawie 12 ziemskich lat. Ciekawe jest to, że Jowisz wchodzi w rezonans orbitalny z Saturnem. Nachylenie osi obrotu Jowisza względem Słońca wynosi zaledwie 3,13°, więc praktycznie nie zachodzą na nim pory roku. Jowisz jest planetą mającą najszybszy obrót wokół własnej osi w Układzie Słonecznym. Jego okres obrotu to niecałe 10 godzin. W wyniku tego da się łatwo zaobserwować, że jego promień na równiku jest większy niż na biegunie.

Budowa wewnętrzna

Znany jest jedynie ogólny zarys budowy Jowisza. Uważa się, że Jowisz składa się z gęstego jądra zawierającego różne pierwiastki, otoczonego warstwą ciekłego metalicznego wodoru z dodatkiem helu, który rozciąga się na około 78% promienia planety oraz warstwy zewnętrznej, złożonej głównie z wodoru cząsteczkowego, poza nią rozciąga się na 5000 km atmosfera. Temperatura i ciśnienie wnętrza rośnie z głębokością. Istnienie ciężkiego jądra zasugerowano w 1997 roku przez pomiary grawitacyjne. Wskazały one, że ma ono masę od 12 do 45 mas Ziemi, czyli około 3–15% całkowitej masy Jowisza. Znany obecnie model powstawania planet mówi, że jądro powinno istnieć przynajmniej w części historii planety.

Schemat budowy wewnętrznej Jowisza.

Atmosfera

Atmosfera Jowisza jest niezwykle imponująca. Ma ponad 5000 km wysokości, czyli prawie cały promień Ziemi, co czyni ją największą w Układzie Słonecznym. Jako że Jowisz nie posiada stałej powierzchni, uznaje się, że granica atmosfery przebiega w miejscu, gdzie ciśnienie atmosferyczne osiąga 10 barów, czyli 10 razy większe od ciśnienia na powierzchni Ziemi.  Atmosferę tworzy głównie wodór i hel, ale można znaleźć w niej również metan, amoniak, wodę, a także śladowe ilości węgla, etanu, tlenu czy siarki.

Znajoma każdemu miłośnikowi astronomii malownicza, kolorowa warstwa chmur ma tylko około 50 km grubości. Wieją tam bardzo silne wiatry, które kształtują chmury w charakterystyczne pasy. Jasne obszary tzw. sfery powstają, gdy amoniak jest wznoszony przez konwekcję oraz krystalizuje się w wyższych warstwach atmosfery, zasłaniając przy tym niższe, ciemniejsze warstwy chmur. Niesamowitym faktem jest to, że podczas silnych burz węglowodory zamieniają się w diamenty i opadają do jądra planety.

Dobrze znaną strukturą w atmosferze Jowisza jest Wielka Czerwona Plama. Jest to antycyklon, wewnątrz którego Ziemia zmieściłaby się bez problemu. Została odkryta w XVII wieku i trwa nieprzerwanie od tego czasu. Jednak nie będzie ona trwać wiecznie, w ciągu ostatnich 100 lat zmniejszyła się już o połowę. Można ją zaobserwować z Ziemi za pomocą amatorskich teleskopów.

Naturalne satelity

Do 17 lipca 2018 roku odkryto łącznie 79 księżyców Jowisza. Największe z nich to Ganimedes, Kalisto, Io i Europa, tak zwane księżyce galileuszowe.  Ganimedes, Europa i Io pozostają w rezonansie orbitalnym ze sobą. Na cztery obiegi Io wokół Jowisza przypadają dwa obiegi Europy i jeden Ganimedesa. Znaczna większość pozostałych satelit jest mniejsza niż 10 kilometrów w średnicy i nie ma kulistego kształtu. Gazowy gigant posiada także pierścienie, jednak nie są one aż tak spektakularne, jak w przypadku Saturna.

Badania

Jowisz był obserwowany już w starożytności przez astronomów w Babilonii. W 1610 roku Galileusz odkrył 4  największe księżyce:Ganimedesa, Kalisto, Io i Europę. Nieco ponad 50 lat później Giovanni Cassini zaobserwował pasy i plamy w atmosferze Jowisza. Odkrył także, że gazowy gigant jest spłaszczony na biegunach i oszacował jego okres obrotu. Niemal w tym samym czasie Robert Hooke zauważył na powierzchni Jowisza Wielką Czerwoną Plamę.

7 sond kosmicznych dokonało przelotu koło planety, wykonując ciekawe zdjęcia jego atmosfery i księżyców. Najważniejsze pomiary wykonały jednak misje mające Jowisza za swój główny cel. Były to sondy Galileo oraz Juno.

Pierwsza z nich została wysłana w 1989 roku, a ilość wysłanych przez nią informacji była ogromna. Galileo pozostawał na orbicie przez 7 lat. Dokonywał wiele przelotów nad księżycami oraz zaobserwował uderzenie komety Shoemaker-Levy 9 w powierzchnię Jowisza. Sonda wypuściła także próbnik atmosferyczny, który został zmiażdżony po 57,6 minutach opadania wgłąb gazowego giganta. Koniec misji Galileo nastąpił 21 września 2003 roku, po tym, jak sonda została skierowana na kurs kolizyjny z Jowiszem.

Sonda Juno została natomiast wysłana w 2011 roku i po 5 latach weszła na orbitę okołobiegunową wokół Jowisza. Obecnie krąży po orbicie okołobiegunowej i ma za zadanie zbadać skład i strukturę atmosfery oraz zmierzyć pole magnetyczne i grawitacyjne gazowego olbrzyma. Wykonała między innymi niesamowite zdjęcia Jowisza. Misja ma trwać co najmniej do lipca 2021 roku.

Zdjęcie chmur na Jowiszu, wykonane przez sondę Juno podczas 11. Prawie jak z obrazu Van Gogha, prawda?

Autor

Maria Puciata-Mroczynska