2. osa: Päikesesüsteem

6. peatükk: Jupiter

Veel Jupiterist Jupiter on esimene hiidplaneet nii järjekorra kui ka suuruse mõttes. Tema keskmine kaugus Päikesest -- 5,2 a.ü. -- on üle kolme korra suurem kui neljandal planeedil, Marsil. Jupiter paistab silma heleda ja püsiva valgusega ning ta liigub tähtede vahel soliidse aeglusega. Vist sellepärast peetigi teda antiikajal peajumalaks -- kreeklastele Zeus ja roomlastele Jupiter. Väikese pikksilmaga on näha planeedi neli suurt kaaslast ning iseloomulikud vöödid Jupiteri pinnal. Planeet on märgatavalt lapik, sest kiire pöörlemine surub Jupiteri pooluste kohalt kokku. Jupiteri ööpäev kestab napilt alla kümne tunni, tema aasta pikkuseks on umbes 11,9 Maa aastat ehk 10 000 Jupiteri ööpäeva. Planeet väärib igati peajumala nime: ta on 318 korda massiivsem kui Maa ning kaks ja pool korda massiivsem kui kõik teised päikesesüsteemi planeedid kokku. Jupiteri läbimõõt on umbes 140 600 kilomeetrit, 11 korda suurem kui Maal. Läbipaistmatu pilvkatte pärast ei ole võimalik näha Jupiteri pinda ning ta keskmine tihedus leitakse pilvkattega piiratud ruumala järgi. Niiviisi saadakse Jupiteri keskmiseks tiheduseks 1,34 vee tihedust (Maa vastav näit on 5,52). Raskusjõud on Jupiteril 2,8 korda suurem kui Maal. Kui astronaudid kunagi külastaksid Jupiteri, siis nad peavad arvestama, et Maalt äralennuks vajalik kiirus (paokiirus) on 11,2 km/s, aga Jupiterilt lahkumiseks on vaja kiirust 61 km/s. Kui teda oleks uuritud vaid teleskoopide abil, oleks esimese hiidplaneedi kohta praeguseks veel kaunis vähe teada. Jupiteri vahetut uurimist alustasid esimestena USA automaatjaamad projektist "Pioneer". Neile järgnenud USA automaatjaamad "Voyager 1" ja "Voyager 2" startisid 1977. aastal ning möödusid Jupiterist 1979. aasta märtsis ja juulis, jätkates pärast seda teiste Päikesesüsteemi välisplaneetide uurimist. 1995. a. detsembris jõudis Jupiteri juurde USA automaatjaam "Galileo", mis enne hiidplaneedi tehiskaaslaseks minekut saatis planeedi atmosfääri selle uurimiseks sondi. Ta uurib nii Jupiteri ennast kui ka mitmeid tema kaaslasi. Pilved ja õhk reljeefi asemel Keemilise koostise järgi sarnaneb Jupiter rohkem tähtedega: tema atmosfäär ja arvatavasti ka sisemus koosneb peamiselt vesinikust (mahu järgi 87-90%) ja heeliumist (10-13%). Jupiterist olekski võinud saada täht, kuid selleks oleks ta pidanud olema veel 7-8 korda massiivsem. Tähed tekivad hõreda gaasi kokkutõmbumisel, kui vabaneb niipalju soojust, et aine sisemuses saavad alata termotuumareaktsioonid. Selleks on vaja temperatuuri vähemalt kümme miljonit kraadi. Jupiteri esialgsel kokkutõmbumisel ei läinud ta sisemus küllalt kuumaks ja termotuumareaktsioonid ei puhkenud. Sellest hoolimata kiirgab Jupiter soojuskiirgust ja tõenäoliselt toimub see gravitatsioonilise kokkutõmbumise energia arvel. Planeet on ka tugeva raadiokiirguse allikaks ning selle põhjuseks on Jupiteri väga tugev magnetväli ja teda ümbritsevad kiirgusvööndid. Enamik uurijaid arvab, et Jupiter on vaid hiiglaslik, keskelt tahkeks kokku surutud gaasimull, ning maataoliste planeetidele iseloomulikku gaasilise ja tahke aine vahelist pinda tal ei olegi. Kui aga siiski Jupiteril pind on olemas, siis see on vähemalt 1000 kilomeetrit planeedi pilvede ülemisest piirist allpool. Ainult väga paksu pilvekihiga saab seletada kummalist asjaolu -- Jupiter pöörleb ekvaatoril kiiremini kui poolustel. Planeedi ekvaator kulutab täispöördeks 9 tundi ja 50 minutit, aga poolustelähedased alad 9 tundi ja 55 minutit. Üleminekud ühelt kiiruselt teisele toimuvad hüppeliselt. Jupiteri tihedas õhkkonnas on leitud mitmesuguseid keemilisi ühendeid, nende hulgas ka keerulisi orgaanilisi molekule. Põhikomponentideks on vesinik ja heelium, kuid viimast on oodatust poole vähem. Olulisemad lisandid planeedi atmosfääris on ammoniaak (NH3) -- 0,01 mahuprotsenti, metaan (CH4) -- 0,07% ja etaan (C2H6) -- 0,003%. Atmosfääri keskmine molekulmass on 2,2. Lisandid moodustavad paksu ja mitmevärvilise pilvekihi. Jupiteri pilvkate jaguneb vöönditeks ja tsoonideks, kusjuures nad pöörlevad erinevate kiirustega. Vööndid on kitsad ja tumedamad, tsoonid laiad ja heledamad ning kulgevad nad kõik enam-vähem ekvaatoriga paralleelselt. Aeg-ajalt mõned neist laienevad ja ühinevad teistega, vahel osa neist kaob. Ekvaatorile lähedased vööndid on heledamad ja sisaldavad palju tumedaid laike. Tihti on näha ka heledaid ja harva punaseid laike. Planeedi pooluste läheduses leidub laike harva. Kõik need laigud on tegelikult atmosfäärikeerised ja tuletavad meelde maiseid tsükloneid ning antitsükloneid, mida tugevad tuuled edasi kannavad. Tumedad vöödid saavad oma värvi ammoniaagilt ja metaanilt. Need alad paiknevad sügavamal, kus temperatuur on kõrgem. Kõige huvitavam objekt Jupiteri nähtaval pinnal on Suur Punane Laik. Teda nähakse juba üle kolmesaja aasta. Esimesena märkas laiku itaalia rahvusest prantsuse astronoom Cassini 1666. aastal. 1878. aastast tänaseni vaadeldakse Suurt Punast Laiku pidevalt. Laik on ellipsikujuline ja ta pikem läbimõõt on neli Maa läbimõõtu -- 50 000 kilomeetrit, lühem 30 000 km. Laigu suurus ja heledus muutuvad aja jooksul, kuid päris ära ei kao ta kunagi. Suur Punane Laik asub planeedi lõunapoolkeral, umbes kakskümmend kraadi ekvaatorist lõuna pool. "Voyageride" poolt 1979. aastal tehtud fotod näitavad, et tegemist on tõepoolest hiiglasliku antitsükloniga. Punase värvi annab laigule fosfiin (PH3). Numbrilised rehkendused ennustavad Jupiteri atmosfääri hiigelkeeristele tuhandete aastate pikkust eluiga. Jupiter kiirgab kaks korda rohkem soojust kui ta ise Päikeselt saab ning läbi paksu õhukihi saab soojus pinnale liikuda ainult konvektsiooni teel. Tekivad tugevad tuuled ja keerised. Tuule tugevuseks on mõõdetud kuni 100 meetrit sekundis. Pilvede ülapiiril kõigub õhutemperatuur vahemikus -100°C kuni -160°C. Üheatmosfäärilisel rõhul sulab ammoniaak temperatuuril -78°C ja aurustub temperatuuril -33°C ja umbes selline rõhk Jupiteri pilvepiiril ongi. Allapoole minnes kasvab nii rõhk kui temperatuur ja kuskil 12-15 kilomeetri sügavusel, kus õhurõhk ulatub 2-3 atmosfäärini, algavad jääkristallidest koosnevad pilved. Jupiteri läheduses Üle kolme ja poole sajandi peeti planeet Saturni ainulaadseks teda kaunistavate rõngaste tõttu. Tõsi küll, Jupiteri rõngaste olemasolu on pidanud võimalikuks mitmed astronoomid, kuid kõigile pingutustele vaatamata neid avastada ei õnnestunud. 1976. a. saatis automaatjaam "Pioneer-11" Maale andmed laetud osakeste paiknemisest Jupiteri ümbruses. Osakeste jaotus viitas rõngaste olemasolule. Esimest korda pildistasid Jupiteri rõngaid "Voyagerid" 1979. a. Rõngad paiknevad planeedi ekvatoriaaltasandil umbes 55 000 km kaugusel pilvepiirist, see on kolmveerandi Jupiteri raadiuse kaugusel. Lähima kuuni, Amaltheiani, jääb veel umbes samapalju maad. Rõngaste laius on 6000 km ning paksus umbes 1 km. Selgus, et Jupiteri rõngas koosneb väga tumedatest osakestest, ta pindheledus on üle kümne tuhande korra väiksem kui kuulsatel Saturni rõngastel. Seetõttu on neid Maalt väga raske märgata, kuid koheselt peale avastamist õnnestus Jupiteri rõngaid ka maapealsest Mauna Kea observatooriumist pildistada. Rõngas koosneb osakestest läbimõõduga mõnest mikromeetrist mõnede meetriteni. Peegeldumisomaduste põhjal oletatakse, et Jupiteri rõnga koostis langeb kokku Amaltheia koostisega. Nähtavasti on tegemist moodustumata jäänud kuuga: kriitiline piir, nn. Roche'i piir on 2,4 planeedi raadiust. Sellest piirist seespool kaaslased tekkida ei saa.

[ Peatüki indeks | Õpiku tekst | Illustratsioonid | Viited | Kordamisküsimused ]

• Eelmine peatükk: Marss
• Järgmine peatükk: Saturn
• Sisukord
• Täiendavad tekstid

Õpiku tegijad / opik@obs.ee © Tartu Tähetorni Astronoomiaring 1997-99 19. veebruar 1999

Selle õpiku valmimist on toetanud Avatud Eesti Fond.