مشتری یکی از پنج سیاره منظومه شمسی است که بدون هیچ ابزار نوری در آسمان شب دیده می شود. ستاره شناسان باستانی هنوز هیچ ایده ای از اندازه آن نداشتند، آن را برترین خدای رومی نامیدند.
مشتری را ملاقات کنید
مدار مشتری ۷۷۸ میلیون کیلومتر از خورشید فاصله دارد. یک سال در آنجا 11.86 سال زمینی طول می کشد. این سیاره فقط در 9 ساعت و 55 دقیقه یک چرخش کامل به دور محور خود انجام می دهد و سرعت چرخش در عرض های جغرافیایی مختلف متفاوت است و محور تقریباً عمود بر صفحه مداری است که در نتیجه تغییرات فصلی مشاهده نمی شود.
دمای سطح مشتری 133 درجه سانتیگراد (140 کلوین) است. شعاع بیش از 11 و جرم آن 317 برابر شعاع و جرم سیاره ما است. چگالی (1.3 g/cm3) متناسب با چگالی خورشید و بسیار کمتر از چگالی زمین است. نیروی گرانش روی مشتری 2.54 برابر و میدان مغناطیسی 12 برابر بیشتر از پارامترهای مشابه زمینی است. دما در روز در مشتری هیچ تفاوتی با شب ندارد. این به دلیل فاصله قابل توجه از خورشید و فرآیندهای قدرتمندی است که در روده های سیاره رخ می دهد.
Eruتحقیقات نوری سیاره پنجم در سال 1610 توسط G. Galileo کشف شد. او بود که چهار قمر عظیم مشتری را کشف کرد. تا به امروز، 67 جرم کیهانی به عنوان بخشی از منظومه سیاره ای غول شناخته شده است.
تاریخچه پژوهش
تا دهه 1970، این سیاره با استفاده از ابزارهای زمینی و سپس مداری در باندهای نوری، رادیویی و گاما مورد مطالعه قرار گرفت. دمای مشتری برای اولین بار در سال 1923 توسط گروهی از دانشمندان رصدخانه لوول (Flagstaff، ایالات متحده آمریکا) برآورد شد. محققان با استفاده از ترموکوپل های خلاء دریافتند که این سیاره «قطعاً یک جسم سرد است». مشاهدات فوتوالکتریک اختفای ستارگان مشتری و تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی، نتیجه‌گیری در مورد ترکیب اتمسفر آن را ممکن کرد.
پروازهای بعدی وسایل نقلیه بین سیاره ای اطلاعات انباشته شده را اصلاح و به طور قابل توجهی گسترش داد. ماموریت های بدون سرنشین "Pioneer-10; 11" در سال های 1973-1974. برای اولین بار آنها تصاویری از این سیاره را از فاصله نزدیک (34 هزار کیلومتر)، داده هایی در مورد ساختار جو، وجود یک کمربند مغناطیسی و تشعشعی ارسال کردند. وویجر (1979)، اولیس (1992، 2000)، کاسینی (2000)، و افق‌های جدید (2007) اندازه‌گیری‌های بهتری از مشتری و منظومه سیاره‌ای آن انجام داده‌اند و گالیله (1995-2003) و جونو (2016) به این فهرست پیوستند. ماهواره های مصنوعی غول پیکر.
ساختار داخلی
هسته سیاره با قطر حدود 20 هزار کیلومتر، متشکل ازمقدار کمی از سنگ و هیدروژن فلزی، تحت فشار 30-100 میلیون اتمسفر است. دمای مشتری در این منطقه حدود 30000 درجه سانتیگراد است. جرم هسته از 3 تا 15 درصد کل جرم سیاره است. تولید انرژی حرارتی توسط هسته مشتری با مکانیسم کلوین-هلمهولتز توضیح داده شده است. ماهیت پدیده این است که با سرد شدن شدید پوسته خارجی (دمای سطح سیاره مشتری -140 درجه سانتیگراد است)، افت فشار رخ می دهد و باعث فشرده شدن بدن و متعاقب آن گرم شدن هسته می شود.
لایه بعدی به عمق 30 تا 50 هزار کیلومتری، ماده ای از هیدروژن فلزی و مایع است که با هلیوم مخلوط شده است. با فاصله گرفتن از هسته، فشار در این منطقه به 2 میلیون اتمسفر کاهش می یابد، دمای مشتری تا 6000 درجه سانتیگراد کاهش می یابد.
ساختار جو. لایه ها و ترکیب
هیچ مرز مشخصی بین سطح سیاره و جو وجود ندارد. برای لایه زیرین آن - تروپوسفر - دانشمندان یک منطقه مشروط را انتخاب کردند که در آن فشار با فشار زمین مطابقت دارد. لایه های بعدی، با دور شدن از "سطح"، به ترتیب زیر قرار گرفتند:
- استراتوسفر (تا 320 کیلومتر).
- ترموسفر (تا 1000 کیلومتر).
- Exosphere.
هیچ پاسخ واحدی برای این سوال که دمای مشتری چقدر است وجود ندارد. فرآیندهای همرفتی خشونت آمیز در جو رخ می دهد که ناشی از گرمای داخلی سیاره است. دیسک مشاهده شده ساختار راه راه مشخصی دارد. در نوارهای سفید (مناطق) توده های هوا به سرعت بالا می روند، در تاریکی (کمربند) پایین می روند.تشکیل چرخه های همرفتی در لایه های بالایی ترموسفر، دما به 1000 درجه سانتیگراد می رسد و با حرکت به عمق و افزایش فشار، به تدریج به مقادیر منفی کاهش می یابد. با رسیدن مشتری به تروپوسفر، دمای مشتری دوباره شروع به افزایش می‌کند.
لایه های بالایی جو مخلوطی از هیدروژن (۹۰٪) و هلیوم است. ترکیب پایین ترها، جایی که تشکیل اصلی ابرها اتفاق می افتد، همچنین شامل متان، آمونیاک، هیدروسولفات آمونیوم و آب است. آنالیز طیفی ردپایی از اتان، پروپان و استیلن، اسید هیدروسیانیک و مونوکسید کربن، ترکیبات فسفر و گوگرد را نشان می‌دهد.
Cloud Tiers
رنگ های مختلف ابرهای مشتری نشان دهنده وجود ترکیبات شیمیایی پیچیده در ترکیب آنهاست. سه لایه به وضوح در ساختار ابر قابل مشاهده است:
- بالا - اشباع شده با کریستال های آمونیاک منجمد.
- مقدار هیدروسولفید آمونیوم به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
- در پایین - یخ آب و احتمالاً قطرات کوچک آب.
برخی از مدل‌های جوی که توسط دانشمندان و محققان ایجاد شده‌اند، وجود لایه ابری دیگری متشکل از آمونیاک مایع را رد نمی‌کنند. تابش فرابنفش خورشید و پتانسیل انرژی قدرتمند مشتری جریان بسیاری از فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی را در جو سیاره آغاز می کند.
پدیده های جوی
مرزهای مناطق و کمربندهای مشتری با بادهای قوی (تا 200 متر بر ثانیه) مشخص می شود. از استوا تا قطب های جهتجریان ها به صورت دوره ای متناوب می شوند. سرعت باد با افزایش عرض جغرافیایی کاهش می یابد و عملاً در قطب ها وجود ندارد. مقیاس پدیده های جوی در این سیاره (طوفان، تخلیه رعد و برق، شفق قطبی) مرتبه ای بزرگتر از زمین است. لکه قرمز معروف چیزی بیش از یک طوفان غول پیکر نیست که مساحتی بزرگتر از دو قرص زمین دارد. این نقطه به آرامی از یک طرف به سمت دیگر حرکت می کند. بیش از صد سال مشاهده، اندازه ظاهری آن به نصف کاهش یافته است.
ماموریت وویجر همچنین دریافت که مراکز تشکیلات گرداب جوی مملو از رعد و برق است که ابعاد خطی آن بیش از هزاران کیلومتر است.
آیا در مشتری حیات وجود دارد؟
این سوال برای بسیاری گیج خواهد شد. مشتری - سیاره ای که دمای سطح آن (و همچنین وجود خود سطح) تعبیری مبهم دارد - به سختی می تواند "گهواره ذهن" باشد. اما دانشمندان وجود موجودات بیولوژیکی در جو یک غول را در دهه 70 قرن گذشته رد نکردند. واقعیت این است که در لایه های بالایی، فشار و دما برای وقوع و سیر واکنش های شیمیایی شامل آمونیاک یا هیدروکربن ها بسیار مطلوب است. اخترشناس K. Sagan و اخترفیزیکدان E. Salpeter (ایالات متحده آمریکا)، با هدایت قوانین فیزیکی و شیمیایی، فرضی جسورانه در مورد اشکال حیات ارائه کردند که وجود آنها تحت این شرایط منتفی نیست:
غرق‌کننده‌ها میکروارگانیسم‌هایی هستند که می‌توانند به سرعت و در تعداد زیادی تکثیر شوند و به جمعیت اجازه می‌دهند در محیط‌های متغیر زنده بمانند.شرایط جریانهای همرفتی.
به هر حال، نه گالیله و نه جونو چیزی از این دست پیدا نکردند.
