Wikijunior:Zonnestelsel/Jupiter
 | |||
|
Jupiter wordt terecht een reus genoemd. Hij heeft een diameter van 142700 km - meer dan 11 keer de diameter van de aarde - en zijn massa bedraagt meer dan het dubbele van alle andere planeten in het zonnestelsel samen. Daarom krijgt hij bijzondere aandacht van de sterrenkundigen.
Door zijn indrukwekkende afmetingen beïnvloedt de belangrijkste planeet van ons zonnestelsel de banen van de andere hemellichamen die rond de zon draaien. Het zichtbaar oppervlak van deze gasreus vertoont een enorme afwisseling van patronen en kleuren. Dit wijst op een intense atmosferische activiteit, die met windsnelheden van 600 km per uur zelfs zeer gewelddadig te noemen is. De wolkenbanden die de planeet omgeven verraden de vlugge rotatie van Jupiter. Met minder dan tien uur voor een omwenteling is het de snelst draaiende planeet van het zonnestelsel.
En in tegenstelling tot de aarde, waarbij de bewegingen in de atmosfeer het gevolg zijn van de wisselwerking met een uitwendige energiebron, namelijk de zonnestraling, ontstaan ze bij Jupiter door een inwendige energiebron, Infrarode waarnemingen hebben namelijk uitgewezen dat Jupiter 2.5 keer meer energie uitstraalt dan de planeet van de zon ontvangt. Dit verschijnsel vindt zijn oorsprong in scheikundige reacties in de kern van de planeet.
Jupiter wordt daarom ook wel een " mislukte ster" genoemd. Hoewel Jupiter voor een planeet enorme afmetingen heeft, zijn de massa en de inwendige temperatuur echter niet voldoende groot om een nucleaire fusiereactie teweeg te brengen.
Astronomen schatten nu dat er op Jupiter windsnelheden van meer dan 640 km per uur voorkomen, wat meer is dan de eerste schattingen van 530 km per uur. De verhouding tussen helium en waterstof in de atmosfeer van Jupiter is ongeveer 24 %, net zoveel als bij de zon.
Het is deze verhouding helium - waterstof, elementen die 99 % van de Jupiter atmosfeer uitmaken, die doet vermoeden dat de globale samenstelling van Jupiter niet geëvolueerd is sinds de vorming van de planeet. Dat bevestigt dat Jupiter in zijn binnenste een merkelijke hogere temperatuur heeft dan zijn buur Saturnus, de tweede grootste planeet van het zonnestelsel. Er werden zeer weinig organische bestanddelen gevonden. De kansen om biologische activiteit op Jupiter te vinden zoals op de aarde zijn dus uiterst klein. Anderzijds toonde de analyse van de gegevens van sondes aan dat de atmosfeer van Jupiter relatief… droog lijkt te zijn. En dat terwijl vroegere studies een overvloed aan water op Jupiter voorspelden…
Jupiter is de reus onder de planeten en heel veel zwaarder kan een planeet niet meer worden vooraleer sterachtige trekjes te krijgen. Een lichaam met een massa van minstens 13 Jupitermassa’s is een bruine dwerg. Waterstoffusie is dan uitgesloten; tijdelijk kennen we er deuteriumfusie. Een ster moet minstens ongeveer 80 Jupitermassa’s zwaar zijn. Dan zijn kernfusiereacties met de omzetting van waterstof in helium in het centrum mogelijk.
Eigenschappen
bewerken
Deze planeet heeft een diameter van 448.600 km. Hij staat ruim 816,5 miljoen kilometer van de zon af en tot nu toe zijn er 63 manen ontdekt.
Atmosfeer
bewerkenHet wolkendek van Jupiter is wondermooi en veranderlijk. Heldere zones (hoge drukgebieden) wisselen af met donkere banden (lage drukgebieden). De ruimtesonde Cassini heeft in de donkere banden van Jupiter oprijzende individuele stormcellen waargenomen, die bestaan uit witte wolken. Daalt de lucht dan in de heldere zones? We zien er vlekken allerhande, die soms lang blijven bestaan. Zo wordt de Grote Rode Vlek al meer dan 300 jaar waargenomen. Bovenaan het wolkendek is het koud en temperaturen van -150° C zijn normaal. Winden waaien met snelheden van 100 m/s (360 km/h) in banden parallel met de evenaar, met verschillende snelheden en zelfs in onderling tegengestelde richtingen. De witte wolken bestaan uit ammoniakkristallen; zij bevinden zich bovenaan in het wolkendek. Dieper liggen wolken van ammoniumwaterstofsulfide (NH4HS), met sporen fosfine (PH3), zwavel (S) en bepaalde koolwaterstoffen. Nog dieper bestaan de wolken vermoedelijk uit waterijs en misschien zelfs uit waterdruppels. De Galileosonde, die in de atmosfeer van Jupiter is afgedaald, heeft een grotere abundantie aan de edelgassen argon, krypton en xenon aangetoond dan verwacht.
Inwendige
bewerkenOngeveer 86% van Jupiter bestaat uit waterstof en 13,6% uit helium. Centraal ligt een rotskern van vermoedelijk 10 tot 15 aardmassa’s. Druk en temperatuur stijgen naarmate men dieper in de atmosfeer afdaalt. De moleculaire waterstof wordt vloeibaar en uiteindelijk, bij zeer hoge druk, metallisch (een verzameling van protonen en elektronen) en dit reeds op een diepte van 7000 km. Dit metallisch waterstof is elektrisch geleidend en samen met de rotatie van de planeet krijgen we hier een dynamo, verantwoordelijk voor het sterk magnetisch veld van de planeet. Jupiter zendt meer energie uit dan de planeet van de Zon ontvangt. Dit komt doordat de planeet nog steeds aan het samentrekken is, wat een omzetting geeft van potentiële energie in kinetische energie en dus warmte.
Ringen
bewerken
Voyager 1 ontdekte in 1979 een dunne, platte ring rond Jupiter, bestaande uit uiterst kleine deeltjes. De ring is ongeveer 6000 km breed en bezit een scherp begrensde buitenrand op 58 000 km boven Jupiter’s wolkendek. De ring bestaat uit twee delen. Verder naar buiten ligt nog de zeer zwakke Gossamerring.
Manen
bewerken
De vier belangrijkste "Galileïsche" satellieten van de reuzenplaneet zijn: Io, Callisto, Europa en Ganymedes. De vier belangrijkste manen van Jupiter heten " Galileïsch" omdat Galilei ze voor het eerst waarnam in 1610.
De vier grote manen van Jupiter zijn vergelijkbaar met onze Maan en Ganymedes is zelfs groter dan Mercurius. De gemiddelde dichtheid vermindert van Io naar Callisto. Daarnaast bezit Jupiter 51 onregelmatige manen: ze bewegen omheen de planeet in een eerder onstabiele, veranderlijke baan en het zijn hoogstwaarschijnlijk ingevangen objecten. De onregelmatige manen komen in groepen voor. De naam van de manen die prograad om Jupiter lopen eindigt op “a”, die retrograad lopen op “e” (Themisto is de uitzondering). Kunnen ze, per groep, dan afkomstig zijn van één object dat in stukken is gebroken? Het aantal manen bedraagt voor het ogenblik 63.
Io is een geologisch erg actief object en heeft een magnetisch veld. Haar binnenste wordt gekneed door de getijdenwerking met Jupiter en de maan Europa. Er komt zowel zwavel- als silicaatvulkanisme voor. Dit maakt dat het oppervlak voortdurend vernieuwd wordt; het is een jong oppervlak. Men vindt er haast geen kraters.
Europa is de ijsmaan met een complexe geologische geschiedenis. Het oppervlak is vrij glad met maximale hoogteverschillen van enkele honderden meters. We vinden weinig kraters. Onder een dikke ijslaag ligt vermoedelijk een vloeibare zoutoceaan. Deze oceaan is de oorzaak van het zwakke, door Jupiter’s krachtig magneetveld, geïnduceerd magnetisch veld van de maan en bron van speculatie in verband met het voorkomen van leven.
Ganymedes is de grootste maan in het zonnestelsel en ze is groter dan de planeet Mercurius. De maan bezit een eigen magnetisch veld en een complexe geologie. Een groot deel van het oppervlak bestaat uit oud en donker terrein met veel kraters en groeven. Men heeft sterke aanwijzingen gevonden voor een laag zoutwater, diep onder het oppervlak gelegen. Het magnetisch veld kan ook opgewekt worden door een gedeeltelijk vloeibare kern.
Callisto, de verste maan van Jupiter, bezit van de vier Galileïsche manen de kleinste dichtheid. Op het donker oppervlak liggen veel ondiepe kraters; het is een zeer oud oppervlak. De kraters en basins op de ijsmanen zijn erg ondiep en velen hebben geen duidelijk reliëf meer (palimpsests). Dit komt door wat men visceuze relaxatie noemt. Ieder vast lichaam is onderhevig aan een langzame neerwaartse, kruipende beweging. Hoe vaster het materiaal, hoe langer de tijd nodig om hierdoor een vervorming te veroorzaken. Op de Aarde en de Maan is dit proces te traag om op geologische schaal merkbaar te zijn. Maar op het Venusoppervlak, waar we halverwege het smeltpunt van rots zitten, en op de ijsmanen, waar het ijsmateriaal niet stevig genoeg is om lang rechtop te blijven staan, is deze visceuze relaxatie goed merkbaar. Ook onder het oppervlak van Callisto ligt vermoedelijk een zoutoceaan.