Тази снимка на Юпитер бе направена на 21 април 2014 г. от космическия телескоп "Хъбъл". Credit : NASA/ESA/A. Simon
27 юни 2016 г. 16:56 ч.
Светослав Александров. Ако всичко мине по план, на 5-ти юли т.г. автоматичната междупланетна станция на НАСА "Джуно" ще се превърне едва във втория апарат, построен от човешка ръка, станал изкуствен спътник на планетата Юпитер. Макар и планетата да е посетена от "Пайъниър 10" и "Пайъниър 11" през 1973 и 1974 година, от "Вояджър 1" и "Вояджър 2" през 1979 година, от "Юлисис" през 1992 година, от "Касини" през 2000 година, от "Ню Хърайзънс" през 2007 година, повечето от тези мисии са били или изцяло облитащи, или са преминавали край Юпитер транзитно за корекция на полета към някаква друга дестинация. Единствената орбитална мисия до Юпитер е била "Галилео", която е работила като изкуствен спътник на планетата в периода между 1995 и 2003 година. Повечето от фактите за Юпитер ги знаем именно от "Галилео".
Но защо продължаваме да изучаваме Юпитер? Какво знаем и какво още предстои да научим?
Юпитер е петата и най-голяма планета в нашата Слънчева система. Поредицата на планетите е следната: най-близо до Слънцето е Меркурий, след това Венера, Земята и Марс. Отвъд Марс лежи т.нар. астероиден пояс, а отвъд него са Юпитер и неговите луни. Да се каже, че Юпитер е просто голяма планета би било да го омаловажим. Юпитер е чудовищна планета и ако беше куха, в нея щяха да се съберат над хиляда планети като нашата Земя!
Масата на Юпитер е 1.9 x 1027 kg и екваториалният диаметър е 142 800 километра. До този момент са открити и потвърдени 62 спътника, от които четирите най-големи са Калисто, Европа, Ганимед и Йо. Те са наблюдавани за пръв път от Галилео Галилей през далечната 1610 година и затова носят названието Галилееви луни (източник - Solarviews). В тази статия засягаме само тези факти, които касаят планетата Юпитер, докато за неговите луни ще бъдат написани подробни статии по-нататък.
Юпитер има пръстени, но не са с чак толкова сложна структура като сатурновите и освен това много трудно се виждат от Земята (наблюдавани са само с най-големите телескопи като тeзи в обсерваторията Кек). Първоначално са открити от автоматичните междупланетни станции "Вояджър". Пръстеновата система на Юпитер се състои от вътрешен ореол, главен пръстен и пръстен на Госамър (който всъщност е съчленен пръстен от два отделни пръстена, но този факт е открит едва след наблюденията на автоматичната междупланетна станция "Галилео").
Юпитер има много сложна атмосфера. На практика всичко, което виждаме с оптичен телескоп, представлява горната част от атмосферата. Тя е доминирана от цветни ивици и турбулентни вихри. Светлите ивици носят името зони, а тъмните ивици - пояси. Зоните са бели или жълти, докато поясите носят оттенъци на червено-кафяво. Автоматичните междупланетни станции "Пайъниър" са установили, че температурата в тъмните пояси е по-висока от тази в светлите зони, което показва, че поясите са по-ниско в атмосферата - т.е. изглежда, че поясите са региони на спускащ се газ, докато зоните са региони на издигащ се газ (източник).
Говорейки си за Юпитер, не може да не споменем няколко думи за Голямото червено петно. То представлява ясно видим гигантски ураган, толкова голям, че в него спокойно биха се побрали две или три планети с размера на Земята!!! Ранните учени-астрономи са наблюдавали някакво гигантско петно още през 1600-те години при появата на първите телескопи, макар че не е ясно дали тези хора са наблюдавали същото нещо, което наблюдаваме днес, или друга сходна формация. Знаем обаче, че съвременното Голямото червено петно го има от дълги десетилетия, макар че не сме много наясно каква точно е причината за неговото съществуване (източник).
Юпитер е планета, която изследователите причисляват към класа на газовите гиганти. Тя е съставена основно от водород и хелий. Но има ли твърда повърхност? Това ние все още не знаем със сигурност. Можем само да предполагаме. Смята се, че юпитерианските облаци са с дебелина около 30 километра. Под тях се намира слой с дебелина 21 000 километра от водород и хелий. С увеличаването на дълбочината водородът и хелият се втечняват. Предполага се, че след течния водороден слой има един друг слой с дебелина 40 000 километра, при който водородът при тези огромни налягания започва да проявява свойствата на електрически проводим метал. Юпитер има много силно магнитно поле и се смята, че причината за неговото съществуване е този метален водород. Едва под него евентуално би се намирала твърдата повърхност (ядрото на планетата). Дори и такава да съществува, би било невъзможно да се стои, нито да се разхождаме на нея - температурата там би била около 30 000 Целзиеви градуса (източник).
От този кратък обзор на известните досега факти можем да изходим какви ще са задачите, които стоят пред новата изследователска мисия "Джуно". Основният й смисъл е да изясни произхода и еволюцията на Юпитер, но за разгадаването на тези тайни ще трябва да се разбере какво със сигурност има под облачната покривка. Със своя набор от научни инструменти "Джуно" ще провери дали във вътрешността на Юпитер наистина има твърдо ядро. От наличието или отсъствието на такова ядро, както и от неговите характеристики, зависи какви изводи ще направим за ранната еволюция на Слънчевата система. Дълбочинната структура на Юпитер ще бъде определена чрез картографирането на магнитното и гравитационното поле.
Счита се, че Слънчевата система се е образувала след колапса на гигантски облак, съставен от прах и газ, по-голямата част от които са се сгъстили и създали ранното Слънце. Подобно на Слънцето, Юпитер също е съставен от водород и хелий и се смята, че формирането на планетата е станало с остатъчния газ от този облак. Как това точно се е случило, продължава да е неясно за науката. Дали първоначално се е образувало масивно планетарно ядро, което гравитационно е захванало остатъчния газ, или нестабилен регион в рамките на облака е претърпял свой собствен колапс? Разликите между двете теории са фундаментални! (източник: НАСА)
"Джуно" също така (източник) ще определи какво е процентното съдържание на вода в юпитерианската атмосфера. Това ще е не по-малко важно за разбирането на юпитерианската еволюция, както и на еволюцията на цялата Слънчева система, тъй като все още предстои да бъде изяснена ролята на ледените планетезимали. Планетезималиите са предполагаеми обекти, вероятно съществували по времето на ранната Слънчева система, за които се смята, че са доставили водата и въглеродните съединения на Земята, които са най-основните структурни блокчета на живота.
"Джуно" ще има възможността да наблюдава и полярните сияния на Юпитер. Както беше подчертано в параграфите по-горе, смята се, че металният водород участва във формирането на магнитното поле. Мощното магнитно поле от своя страна формира най-ярките сияния в цялата Слънчева система, след като заредените частички проникват дълбоко в юпитерианската атмосфера. "Джуно" директно ще вземе проби от заредените частици в близост до юпитерианските полюси, а същевременно сиянията ще бъдат наблюдавани в ултравиолетовата област. Всичко това ще подобри нашето разбиране за този забележителен феномен.
Да пожелаем успех на екипа на "Джуно" и дано станцията благополучно пристигне на 5-ти юли!