Jupiter je najstariji i najveći planet u našem Sunčevom sustavu, često najsjajniji na noćnom nebu poslije Venere. Znanstvenici ga prate još od prvih teleskopa. Godine 1610., Galileo Galilei promatrao je Jupiter kroz svoj teleskop i otkrio četiri velika mjeseca. To ga je navelo na revolucionarnu ideju da Zemlja, poput tih mjeseca, možda kruži oko većeg tijela, umjesto da je središte svemira.
Najkarakterističnija osobina Jupitera je njegova ogromna masa. Zahvaljujući svojoj gravitaciji, Jupiter igra ulogu “velikog brata” u Sunčevom sustavu i imao je značajnu ulogu u povijesnim događajima. Prije četiri milijarde godina, zajedno sa Saturnom, svojom gravitacijom bacali su komete i asteroide kroz Sunčev sustav. Ovo je možda uzrokovalo razdoblje poznato kao Kasno teško bombardiranje, kada su planetezimali bombardirali unutarnji Sunčev sustav i stvorili mnoge kratere na Mjesecu.
U posljednjih 50 godina, svemirske misije i napredniji teleskopi omogućili su znanstvenicima da zavire iza Jupiterovih oblaka i istraže ga s neviđenom jasnoćom. Otkriveno je da je Jupiterovo okruženje izuzetno neprijateljsko. Dugotrajne oluje šaraju površinu planeta u raznobojnim trakama, a smrtonosne razine zračenja prijete svakom uljezu. Galilejanski mjeseci, kao i Jupiter, daleko su od mirnih svjetova.
Jupiter svojim prekrasnim kovitlacima i ekstremnom prirodom dugo zaokuplja maštu javnosti i potiče znanstvena istraživanja. Nedavna otkrića dodatno su povećala njegovu mističnost, potičući istraživače da nastave istraživati ovaj udaljeni svijet. Evo nekih od najfascinantnijih otkrića o Jupiteru i njegovim mjesecima u posljednjih pet desetljeća.
1. Jupiter ima neobičnu jezgru
Kao plinoviti div, Jupiter nema čvrstu površinu – sve do svoje nejasne jezgre. U središtu je mješavina čvrstih tvari i plinova stisnutih gravitacijom do neprepoznatljivosti. Zamislite da zagrizete bombon koji je izvana još uvijek mekan, ali se sredina stvrdnula – tako izgleda Jupiterova unutrašnjost, s pahuljastim vanjskim slojem koji prelazi u gustu jezgru.
Jupiterova neobična unutrašnjost otkrivena je misijom Juno 2017. godine, pomoću mjerenja gravitacijskog polja, koje mapira suptilne varijacije gravitacijskog privlačenja na svemirsku letjelicu dok prelazi cijeli planet. Podaci su pokazali da Jupiter ima “fuzzy” jezgru. “Još uvijek ne razumijemo u potpunosti što se točno događa,” kaže Heidi Becker, NASA-ina planetarna znanstvenica i jedna od vodećih istraživača Juno misije.
Razumijevanje Jupiterove jezgre daje naznake o njegovom nastanku. Većina proto-planeta prvo akumulira čvrste tvari dok ne postanu dovoljno masivni za privlačenje plinova. No, Jupiter možda nikada nije prestao akumulirati čvrste tvari dok je rastao, što bi moglo objasniti zašto je planet mješavina čvrstih tvari i plinova od središta do površine. Druga teorija je da je veliki objekt, usporediv s Jupiterom po veličini, pao u planet i uzburkao njegovu unutrašnjost, zamagljujući granicu između jezgre i plašta.
3. Snažna magnetosfera stvara energične struje
Zemljino magnetsko polje nastaje zbog vrtloženja rastaljenog željeza u njezinoj jezgri, koje generira dinamo. Na Jupiteru, umjesto toga, magnetsko polje pokreće neobična tvar poznata kao metalni vodik.
Jupiterova ogromna masa stvara nevjerojatne pritiske duboko u njegovoj unutrašnjosti, stvarajući egzotične oblike materije koji se ne nalaze nigdje drugdje u Sunčevom sustavu. Vodik, najlakši element, obično je plin, ali unutar Jupitera stisnut je do točke gdje se njegovi elektroni odvajaju od atoma i slobodno kreću. Ovo more pokretnih elektrona stvara dinamo koji daje Jupiteru njegovo snažno magnetsko polje. Jupiterova magnetosfera najveći je objekt u Sunčevom sustavu, nekoliko puta šira od Sunca. Ta magnetosfera štiti planet od solarnih vjetrova, odbacujući čestice koje dolaze sa Sunca čak do Saturnove orbite.
Iako Jupiter nije pogođen solarnim vjetrovima, njegov sustav – Jupiter i njegovi mjeseci – stvara vlastite energične čestice. Te čestice zarobljene su i ubrzane magnetskim poljem koje štiti planet od vanjskih ionskih bombardiranja.
“Prisutnost magnetskog polja ima prednosti i nedostatke,” kaže Cheng Li, planetarni znanstvenik sa Sveučilišta Michigan i jedan od istraživača Juno misije.
Nabijene čestice dolaze s Jupiterovog najaktivnijeg mjeseca, Io, čije vulkanske erupcije postaju elektrificirane dok magnetsko polje otkida elektrone iz njegovih molekula. Ovi slobodni elektroni kreću se oko Jupitera gotovo brzinom svjetlosti, emitirajući radio valove. Ove radio emisije predstavljaju problem za znanstvenike jer prekrivaju radarske signale koji istražuju unutrašnjost planeta sa Zemlje. Elektronski štit također stvara radijacijski pojas koji udara svemirske letjelice. Kako bi se nosili s ovom opasnošću, znanstvenici su izgradili Juno “poput oklopljenog tenka,” kaže Becker – svi osjetljivi elektronički dijelovi smješteni su unutar titanske komore koja ih štiti od elektrona i teži gotovo 180 kilograma.
Unatoč ovim izazovima, Jupiterova snažna magnetosfera stvara spektakularne aurore kada elektroni udaraju u druge atome u atmosferi, oslobađajući bljeskove svjetlosti. Budući da je magnetsko polje dovoljno veliko da obuhvati i mjesece, prenosi izbačene čestice s Ioa na druge lokacije. Znanstvenici su detektirali kontaminante čak i na Europi, drugom Jupiterskom mjesecu koji je stotinama tisuća kilometara udaljen od Ioa.
4. Jupiter je vruć
Jupiter se još uvijek nije potpuno ohladio od svojih prvih dana. Toplina još uvijek zrači iz planeta milijardama godina nakon što se formirao. Znanstvenici vjeruju da ta toplina pomaže u pokretanju intenzivnih oluja koje se vide u Jupiterovoj atmosferi.
Misija Voyager izmjerila je količinu topline koju Jupiter ispušta kada je 1979. godine prošla pokraj plinovitog diva. Tada su znanstvenici otkrili da Jupiter emitira više topline nego što su modeli predviđali: neki dijelovi planeta bili su gotovo 800 stupnjeva Fahrenheita topliji nego što se očekivalo.
Tajna dodatne topline razriješena je četiri desetljeća kasnije kada su znanstvenici iz Opservatorija Keck mapirali Jupiterove temperature. Otkrili su da je planet najhladniji blizu ekvatora i najtopliji blizu magnetskih polova, gdje su aurore najintenzivnije. To je pokazalo da aurore predstavljaju dodatni izvor topline. Plazma s Ioa sudara se s Jupiterovom atmosferom stvarajući spektakularne aurore, a interakcija s Jupiterovim brzim vjetrovima stvara dovoljno trenja da globalno podiže temperature.
5. Jupiterovi raznoliki mjeseci
Jupiter ne samo da razmjenjuje kemikalije među svojim mjesecima, već ih može zagrijavati na daljinu pomoću svoje gravitacije.
Ovo zagrijavanje je očito kod četiri Galilejanska mjeseca. Jupiterova gravitacija preoblikovala je ove mjesece u fascinantne svjetove kakvi su danas. “Nisu to samo statične stijene koje stoje u svemiru i postupno se bombardiraju,” kaže Michael H. Wong, planetarni znanstvenik sa Sveučilišta Kalifornija, Berkeley, uključen u misiju Juno.
Galilejanski mjeseci ostaju geološki aktivni zahvaljujući procesu plimnog zagrijavanja. Dok orbitiraju oko Jupitera, gravitacijsko povlačenje između mjeseca i planeta stvara trenje dovoljno snažno da zagrije satelite. “To je gotovo kao da ih se rasteže i komada”, kaže Becker.
Zbog toga Galilejanski mjeseci nisu mrtvi svjetovi poput našeg Mjeseca. Io, najbliži Jupiteru, osjeća punu snagu njegove gravitacije i vulkanski je najaktivniji objekt u Sunčevom sustavu. Europa, iako ledena, skriva ogroman ocean tekuće vode ispod svoje smrznute površine. Zahvaljujući plimnom zagrijavanju, Europa je glavno mjesto za istraživanje potencijalne nastanjivosti.
6. Jupiterova atmosfera i oblaci
Iako je Jupiterova atmosfera 90% vodik, prisutnost drugih spojeva daje planetu njegove karakteristične bijele i narančaste nijanse. Površinu oblikuju molekule acetilena, vodikovih sulfida i fosfina u šarene vrtloge.
Godine 1995., sonda Galileo ušla je u Jupiterovu atmosferu i analizirala njezin sastav. Otkrila je tri vrste oblaka: amonijak, amonij-hidrosulfid i vodeni led. Različite vrste kiše padaju kroz Jupiterovo nebo, ovisno o visini.
Sonda je također otkrila visoke razine teških plinova—više nego što su znanstvenici očekivali. Ovo ukazuje na to da je Jupiter možda nastao dalje od Sunca, gdje je bilo dovoljno hladno da privuče led i smrznute plinove, a zatim se postupno približio Suncu dok ga Saturnova gravitacija nije zaustavila. “Saturn je pomogao Jupiteru da se kreće prema van,” kaže Li, “inače bi Jupiter vjerojatno bio progutan od strane Sunca.”
7. Egzotične vremenske pojave
Jupiter ima impresivne oluje, od kojih je najpoznatija Velika crvena pjega, vrtlog s vjetrovima koji dosežu 400 milja na sat i proteže se 300 milja u dubinu. Iako traje više od dva stoljeća, smanjuje se – nekada velika kao tri Zemlje, sada je širina dovoljno velika za samo jednu, ali je i dalje najveća oluja u Sunčevom sustavu.
Gornja atmosfera Jupitera također sadrži plitke bljeskove munja. Otkriće je došlo 2020. kada je Juno snimila slabe bljeskove svjetlosti na tamnoj strani planeta. Na Zemlji, munje nastaju sudaranjem čestica leda i kapljica vode unutar oblaka, stvarajući odvajanje pozitivnih i negativnih naboja. Na Jupiteru, prisutnost amonijaka omogućuje stvaranje tekuće vode visoko u atmosferi, unatoč niskim temperaturama.
Oluje također izbacuju čestice leda, koje susreću amonijak i formiraju “amonij-vodne lopte”, vrstu tuče koja sadrži i čvrsti led i tekuću vodu. Iako znanstvenici nisu izravno promatrali ove lopte, spekuliraju da izgledaju poput Slushieja oblikovanog u loptu. Kada padaju, hvataju amonijak iz atmosfere, objašnjavajući džepove bez amonijaka koje je Juno primijetio.
7. Da, Jupiter ima prsten
“Mnogi ljudi niti ne znaju da Jupiter ima prsten,” kaže Becker. Jupiterov prašnjavi vijenac dugo je bio neprimijećen jer je premalen da bi se vidio amaterskim teleskopom. Otkriven je tek 1979. godine tijekom preleta Voyagera 1. Od tada su ga promatrali snažniji teleskopi sa Zemlje i druge svemirske letjelice.
Poput prstena drugih planeta u Sunčevom sustavu, Jupiterov prsten je polje krhotina. Ostaci meteorita koji su se sudarili s Jupiterom okupljaju se oko planeta. Ova mješavina leda, prašine i stijena proteže se na udaljenosti od 32.000 do 130.000 milja od Jupiterove površine.
Kada drugi nebeski objekti prolaze kroz prsten, ostavljaju tragove u prašnjavom materijalu. Jedan od najpoznatijih tragova ostavio je komet Shoemaker-Levy 9 kada se sudario s Jupiterom 1994. godine. Godinama kasnije, letjelice Galileo i New Horizons otkrile su valove u Jupiterovom prstenu koje su podigli fragmenti kometa, što je poput otisaka stopala u svježe napadanom snijegu.
