Page 1

JUPITER

http://www.astronomic.ro/wp-content/uploads/2009/11/detailed_jupiter1.jpg

Nume : Seceleanu Andreea – Mihaela

Grupa : 104

Specializare : Geografie

Page 2

CUPRINS

1. Dimensiunile corpului cosmic – Jupiter …………… pag 32. Structura interna …………………………………… pag 4 - 53. Miscari ………………………………………………. pag 6

4. Inelele si Satelitii lui Jupiter……………………….. pag 7 - 11

5. Atmosfera ……………………………………………. pag 12 - 136. Explorarea prin programe spatiale………………… pag 14 - 167. Comparatia cu o alta planeta……………………….. pag 178. Bibliografie ………………………………………….. pag 18

Page 3

1. Dimensiunile corpului cosmic

Raza medie ecuatoriala 70.000 km

Raza polara 66854 ± 10 km

Densitate (g/cm3) 1,34

Masa (kg) 1,90 ×1027

Inclinarea pe orbita 3,080

Excentricitatea 0,04

Durata revolutiei (zile) 4.332 (11,86 ani)

Durata rotatiei (ore) 9,55 (exterior) ; 9,92 (interior)

Page 4

2. Structura interna

Jupiter este a cincea planeta de la Soare și este cea mai mare dintre toate planetele sistemului nostru solar. Jupiter este o imensa sfera gazoasa compusa preponderent din hidrogen si heliu, care reprezinta 70% din masa planetelor. Zona miezului este inconjurata de un strat dens de hidrogen metalic ce poate ajunge la 78% din raza planetei.Atmosfera planetei este compusa din aproximativ 90 % hidrogen, si 10 % heliu. Contine si alte elemente ca metan, vapori de apa, amoniac, carbon, etan, neon, oxigen.

Geneza planetei Exista doua modele privind posibila geneza a planetei Jupiter.Primul model pleaca de la idea ca in sectorul planetelor exterioare, gazul protostelar ar fi condensat, formand protoplanete gazoase immense. Ulterior, fragmentele feroase si cele silicatice au coborat

Page 5

spre centrul planetelor unde a luat nastere un nucleu. Conform acestui model insa, compozitia atmosferei planetelor externe ar fi trebuit sa fie identicacu cea a Soarelui (daca se merge pe ideea ca nebuloasa ar fi avut aceeasi compozitie, atat in centru cat si spre periferie). Ca urmare, cantitatile de carbon, azot si oxigen, situate ca valoare imediat dupa hidrogen si heliu, ar fi trebuit sa releve in compozitia lui Jupiter acceasi frecventa relative fata de hidrogen ca si in cazul Soarelui. Raportul carbon/hidrogen la toate planetele gigant, si cel dintre azot si hidrogen la Jupiter si Saturn, este insa cu mult mai mare decat in Soare.Cel de al doilea model pleaca de la idea ca planetele gigant s-au format in doua secvente de timp. La inceput, a aparut nucleul prin acretia grauntilor de fier si silicate, la care s-au adaugat, ca urmare a temperaturilor reduse de la periferia nebuloasei, particule de apa inghetata, amoniac si metan. Nucleul a crescut pana la o valoare critica (de cca zece ori mai mare comparativ cu masa terestra), atragand gravitational componentele nebuloasei primordiale, mai ales hidrogenul si heliul. Acestea au format atmosfera planetelor gigant, neputand condensa, pentru ca temperaturile nu erau suficient de scazute. Prin evaporarea ulterioara a unei parti din continutul de hidrogen, carbon si azot din nucleu se pot explica cantitatile mai mari ale acestor elemente aici, comparative cu raportul lor in masa solara.

Page 6

3. Mișcările de rotatie, revolutie, durata, sens comparatie cu Terra

Cea mai mare planeta din cele noua care exista in Sistemul Solar, Jupiter are un diametru de 11,2 ori mai mare decat cel al Pamantului si o masa de 318 ori mai mare decat a acestuia din urma. De fapt, masa planetei Jupiter este de aproximativ 2,5 ori mai mare decat a celorlalte planete la un loc. Fiind compusa mai mult din hidrogen si heliu,densitatea medie este doar de 1,314 ori mai mare decat cea a apei. Forta gravitationala a planetei Jupiter este de 2,4 ori mai mare decat cea a Pamantului.

Planeta Jupiter Planeta Pamant

-Distanta fata de Soare 778.300.00 149.600.000-Perioada de revolutie 11.86 ani 365.25 zile

-Perioada de rotatie 9,9 ore 23,93 zile-Diametrul 142,800 km 12.756 km-Temperatura la suprafata

- 130 oC in medie 15oC

Page 7

4. Inelele si Satelitii lui Jupiter

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/07/Jupiter.moons2.jpg/220px-Jupiter.moons2.jpg

Inelele planetei Jupiter sunt mult mai subtiri decat cele ale lui Saturn sau Uranus (grosimi de maxim 30km), au margini clare, fiind formate din particule de praf. Ele au fost descoperite de Voyager 1, la 4 martie 1979, dar pot fi observate in infrarosu chiar de pe Pamant. Inelele au in component patru sectoare: o parte luminoasa, centrala, cu latimi de 6.000 km, care se termina in exterior printr-un inel mai deschis la culoare, de cca 800 km latime. Spre interior apare o zona cu densitati foarte reduse care se desfasoara pana la partea superioara a norilor din atmosfera planetei. Toate sectoarele apar invaluite intr-un halou extrem de fin. In 1985 erau cunoscuti 16 sateliti ai planetei Jupiter. In prezent numarul lor a ajuns la 63. In afara celor patru sateliti mari descoperiti de Galilei in 1610 (Io, Europa, Ganimede, Callisto), mai exista patru luni mici in imediata vecinatate a planetei (Adrastea, Metis, Amalthea, Thebe), pe care o inconjoara pe orbite circulare in planul ei ecuatorial, si opt sateliti destul de indepartati de Jupiter, avand orbite cu excentricitate

Page 8

mare (0,37 – Pasiphae) si destul de inclinate fata de planul ecuatorial planetar (164o – Carme). Primii 7 sateliti de la planeta se afla in interiorul puternicei magnetosfere a lui Jupiter. Cei mai indepartati sateliti (Ananke, Carme, Pasiphae si Sinope) au o miscare de revolutie in sens retrograde, fapt ce sustine ipoteza asteroizilor captati. Orbita planetei este urmarita de doua grupuri de asteroizi numiti dupa eroii razboiului troian: asteroizii greci (Ahile, Nestor, Agamemnon, Ajax), care preced planeta si cei troieni (Priam si Enea), care o urmeaza, la distante aproximativ egale cu cca 1/6 din lungimea orbitei lui Jupiter. Asemanarea dintre satelitii externi si grupurile asteroizilor troieni (forme neregulate, suprafete presarate cu mici cratere de impact si culoare extreme de inchisa), indica originea din asteroizi. Cei patru sateliti descoperiti de Galilei s-au format prin acretie din gazul si praful interstelar ce inconjura planeta, asemanator modului in care planetele s-au format in jurul Soarelui. Satelitii au orbite circulare in planul ecuatorial al planetei si stau sub influenta puternica a magnetosferei lui Jupiter. In ordinea departarii de planeta, acestia sunt: Io, Europa, Ganimede si Callisto.

Io Io prezinta cel mai activ vulcanism din sistemul solar, care continua de peste 4 mld. Ani, ca urmare a fortelor mareice cu amplitudini de peste 100 m exercitate de Jupiter. Caldura generata prin frecare iradiaza spre exterior printr-o intensa activitate eruptiva. Deformarea impusa doar prin forta de gravitatie a planetei nu ar avea insa nici un efect asupra lunii, daca distant dintre aceasta si Jupiter nu ar varia din cauza atractiei exercitate de ceilalti sateliti mari: Europa si Ganimede (mai ales in timpul conjunctiilor).

Page 9

Voyager I a observant 8 eruptii care atingeau inaltimi cuprinse intre 70 si 280 km, ceea ce inseamna ca materialul expulzat avea viteze intre 300 si 1.000 m/s, fiind cu mult mai violente decat Etna, Vesuviu sau Krakatoa (in cazul Etnei vitezele sunt de 50 m/s). Satelitul adduce la suprafata, prin activitatea sa eruptive, peste 100 mld. tone annual, la care se adauga raurile de lava de sute de km lungime, care “recicleaza” intreaga suprafata a lunii la fiecare 100 de ani. Acest fapt explica lipsa craterelor de impact si tineretea scoartei pe Io. Sistemele vulcanice reprezinta 5% din suprafata satelitului. In apropierea craterelor, temperature atinge 17o C, in timp ce in jur este de -146 o C. Suprafata satelitului, colorata in nuantede la rosu la galben, indica prezenta unor cantitati mari de sulf, iar portiunile albe sunt compuse din dioxid de sulf (SO2) solid. Totodata, Io este singurul satelit al lui Jupiter care are si o atmosfera cu grosimi de cca 700 km. Aceasta dezvolta o presiune maxima de 10-3

milibari la ecuator, fiind compusa predominant din SO2. Activitatea vulcanica intensa este sursa de alimentare, cu cca o tona pe secunda, a unui imens “inel” (tor) de ioni de sulf si oxigen, care inconjoara orbita lui Io in jurul lui Jupiter. La nivelul acestui “inel” se inregistreaza un current electric de 5 mil. amperi.

Europa Cel mai mic dintre satelitii descoperiti de Galilei, Europa pare format dintr-un nucleu silicatic cu o raza de 1.400 km, care suporta o manta subtire din gheata sau apa. Caracteristica morfologica este data de liniile inchise la culoare care brazdeaza suprafata de gheata a Europei. Acestea au traiectorii drepte, dar si curbe sau neregulate, cu lungimi de la sute la mii de km si latimi de la 10 km la 70 km. Fracturile se concentreaza in sectoarele deschise

Page 10

la culoare, dar se remarca si regiuni mai intunecate, caracterizate printr-un numar foarte redus de cratere de impact. Evolutia satelitului pare sa fi urmat trei etape. In prima etapa, Europa era acoperita de un “ocean” care invadase suprafata sa initiala, silicatica. Acest ocean, care pe alocuri avea adancimi de 100 km, a sters din relief urmele bmbardamentului meteoritic suferit de crusta silicatica. A doua faza se refera la inghetarea pana in profunzime a oceanului si la formarea scoartei actuale. Expansiunea ulterioara a crustei (pana la 15%), datorita miscarilor convective din manta, a generat nenumaratele fracturi. Aceste rupture in crusta de gheata pot fi, in parte, si rezultatul influentelor mareice exercitate de planeta. Ultima etapa se refera la umplerea fracturilor respective cu material adus din manta.

Ganimede Ganimede este cel mai mare satelit din intregul sistem solar. Densitatea sa foarte mica (1,9 g/cm3), arata ca el este compus in cea mai mare parte din gheata si apa. Structura sa interna existent unui nucleu solid, invaluit intr-o manta de apa sau gheata. Imaginile transmise de Voyager 2 arata o morfologie extreme de complexa, unica in sistemul solar. Suprafata de gheata a satelitului apare compusa din doua parti distinct, dar egale ca extindere: una intunecata iar alta deschisa la culoare. Suprafetele inchise au aspect poligonal si sunt presarate cu numeroase cratere de impact, vechi de peste 4 mld. ani. Acest fapt demonstreaza ca cele constituie fragmente din crusta initiala, formata din gheata cu densitatemai mare. Sectoarele vechi sunt bine delimitate intre ele prin fasii deschise la culoare. Acestea sunt mai noi si par compuse din canale foarte largi si lungi de sute de km, a caror origine nu este pe deplin cunoscuta. Procesul care a dus la formarea sistemului de fracture trebuie pus in legatura cu structura interna a satelitului, afectata – la un moment dat –

Page 11

de miscari convective. Acestea au provocat rupture in crusta groasa de 300 km. Fracturile au fost umplute cu apa si gheata din manta, cu densitate mai mica.

Callisto Este cel mai intunecat dintre satelitii lui Jupiter (desi apare mult mai luminos comparativ cu Luna), fiind format dintr-un amestec de gheata si silicate. Caracteristica sa morfologica este data de densitatea mare a craterelor de impact. Acestea au diametre de cca 100 km (cu exceptia bazinului Walhalla de 600 km) si provin din ultima faza a bombardamentului meteoritic, inceputa acum 3,5 mld. ani. Crusta de gheata nu a pastrat craterele mai mari si mai vechi, ca urmare a unui fenomen de expansiune a scoartei, pe baza proceselor convective din manta. Expansiunea scoartei s-a incheiat acum 3,5 mld. ani, cand s-a incheiat faza de diferentiere a materialului din interiorul satelitului intr-un nucleu solid, inconjurat de o manta de gheata sau apa cu grosimi de 1.000 km, si o scoarta de gheata cu grosimi de 100 – 200 km.

5. Atmosfera

Page 12

Jupiter este format predominant din hidrogen si heliu, care apar comprimate spre interiorul planetei prin propria lor greutate. Compozitia difera cu adancimea si cresterea presiunii: la presiuni de 1 atm. si -2000C, pana la 2 mil. atm si 10.0000 C, atmosfera este formata din hidrogen molecular (90%) si heliu (10%), iar densitatea atinge 1,1g/cm3. In sectorul care coboara pana la presiuni de 45 mil. atm si 20.0000 C, predomina hidrogenul atomic si heliul. La o presiune de 2 mil. atm; la aproximativ 8.500 km sub stratul vizibil de nori, hidrogenul se lichefiaza si prezinta un compartiment metalic, generand conductibilitatea electrica mare care intretine puternicul camp magnetic al planetei. Densitatea creste in salturi de la 1,1 g/cm3 la 4 g/cm3.

Nucleul solid se gaseste la cca 57.000 adancime, suportand o presiune de 45 mil, atm. si temperaturi de 20.000 – 30.000 K. Dupa cum au aratat masuratorile efectuate in infrarosu, caldura nucleului reprezinta sursa de energie care face ca Jupiter sa iradieze in spatiu de 1,7 ori mai multa energie decat primeste de la Soare. Norii constituie aspectul neobisnuit al planetei Jupiter, cat si al lui Saturn, prin simetria dispuneri lor : zeci de benzi inchise si deschise la culoare se succed in linii paralele fata de ecuator, indicand o intense dinamica a atmosferei. Portiunile deschise la culoare poarta denumirea de zone, iar cele inchise se numesc benzi . Aerosolii sunt compusi din cristale de amoniac sau hidrosulfat de amoniu (NH4OHSO4), prin care se pot explica insa doar portiunile albe. Norii albi, care amintesc de cei cirrus de pe Pamant, sunt rezultatul miscarilor ascendente in atmosfera si sunt formati din cristale de amoniac pur, la temperature de 150 K. Atmosfera planetei este insa presarata cu nori de diferite culori (predominant este rosul, portocaliul, caramiziul si gri-albastruiul). Aceste culori sunt in legatura cu inaltimea la care se afla norii si temperature din atmosfera. De exemplu, norii in

Page 13

nuante de albastru sunt specifici atmosferei inferioare, cu temperature ridicate. Ei pot fi vazuti atunci cand nu sunt acoperiti de formatiuni noroase superioare. Cu altitudinea, culoarea norilor se schimba; ei devin mai intai caramizii, avand de obicei si o forma ovala, apoi trec prin nuante de la galben la portocaliu, iar la partea superioara a atmosferei sunt albi. Specific atmosferei planetei este Marea Pata Rosie din emisfera sudica, a carei culoare ramane o enigma, fiind situate in atmosfera superioara, mai sus chiar decat sectorul norilor albi. Marea Pata Rosie, rezultatul unui vartej anticiclonic tropical (sensul de rotatie este cel al acelor de ceas), are o prezenta constanta de peste 300 de ani, de cand a fost observata pentru prima data. In present, si-a restrans lungimea la 26.200 km. In interiorul ei apar mici vartejuri, cu o constanta redusa. Pata se deplaseaza spre veste cu cativa m/s, intr-un sector unde vanturile zonele ating 100 m/s, inconjurand planeta in 6 zile. Dinamica atmosferei nu este inca pe deplin explicate de nici unul dintre modelele existente. Altfel decat in atmosfera terestra unde exista doar doi curenti de altitudine (curentul jet, de la vest spre est, la latitudinile medii, si cel mai slab, orientat de la est la vest, in zona ecuatoriala), in atmosfera lui Jupiter apar mai multi curenti jet, avand viteze de pana la 150 m/s. Totodata, atmosfera planetei este incalzita in totalitate prin caldura interna, diferentele de temperature din straturile superioare fiind minime intre ecuator si poli (de doar 30C). La aceasta se adauga viteza mare de rotatie a planetei.

6. Explorarea prin programe spatiale

Page 14

Misiunile Jupiter : Pioneer 10 Galileo

Misiuni multiplanetare :Pioneer 11 – Jupiter și SaturnVoyager 1 – Jupiter și SaturnVoyager 2 – Jupiter, Saturn, Uranus și NeptunNew Horizons (planificat pentru 2006) – Jupiter, Pluto și Centura Kuiper

Pioneer 10 şi Pioneer 11 Pioneer 10 a fost prima navă care a ajuns în preajma lui Jupiter în 1973. Pioneer 11 a urmat-o în 1974, dar şi-a continuat drumul fiind prima sondă care a studiat Saturn în 1979. Navele Pioneer au fost proiectate pentru a testa abilitatea navelor spaţiale de a supravieţui la trecerea prin centura de asteroizi şi prin magnetosfera lui Jupiter. Centura de asteroizi a fost un test uşor, însă au fost aproape prăjite de ionii capturaţi de câmpul magnetic al lui Jupiter. Această informaţie a fost crucială pentru succesul misiunilor Voyager. Generatorul RTG al lui Pioneer 11 e mort. Ultima comunicare cu Pământul a avut-o în Noiembrie 1995. Pioneer 10 funcţionează încă (cu greu) însă nu mai este urmărit cu regularitate datorită reducerilor de buget. Ultimele date au fost recepţionate de la el pe 31 Martie 1997. Au lăsat-o să se afunde în spaţiul interstelar, de altfel, prima navă cu o astfel de soartă. Fiind primele nave spaţiale care părăsesc sistemul nostru solar, Pioneer 10 & 11 sunt purtătoarele unui mesaj grafic sub forma unei plăcuţe placată cu aur, de 6 pe 9 inch, prinsă de panoul de comandă al navei.Voyager 1

Page 15

Voyager 1 a fost lansat pe 5 Septembrie 5 1977, şi a zburat pe deasupra lui Jupiter pe 5 Martie 1979 şi a lui Saturn pe 13 Noiembrie 1980. Voyager 2 a fost lansat pe 20 August 1977 (înaintea lui Voyager 1), şi a zburat pe deasupra lui Jupiter pe 7 August 1979, a lui Saturn pe 26 August 1981, a lui Uranus pe 24 Ianuarie 1986 şi a lui Neptun pe 8 August 1989. Voyager 2 a profitat de o aliniere rară (o dată fiecare 189 de ani) pentru a trece de la o planetă exterioară la alta. Voyager 1 ar fi putut, în principiu, să-şi continue drumul spre Pluto, dar JPL a optat pentru o apropiere sigură de Titan Datorită celor 2 sonde, cunoştinţele noastre despre cele 4 planete gigantice, sateliţii lor, şi inelele lor s-au îmbogăţit consistent. Voyager 1&2 a descoperit că Jupiter are o dinamică a atmosferei complicată, fulgere şi aurore. S-au descoperit trei sateliţi. Două din surprizele cu adevărat mari au fost că Jupiter are inele şi că Io are vulcani sulfuroşi activi, cu efecte majore asupra atmosferei joviene. Când cele două sonde au ajuns la Saturn, au descoperit peste 1000 de bucle şi 7 sateliţi, incluzând şi presupuşii sateliţi păstoriţi care ţin pe loc inelele. Vremea era blândă faţă de cea de pe Jupiter: jeturi masive se substaţă care variază foarte puţin în (este cunoscută o buclă albă activă de 33 de ani). Atmosfera pe Titan era înceţoşată. Aspectul lui Mimas era înspăimântător: un crater de impact masiv îl făcea să se asemene cu o Stea Moartă. Surpriza cea mare o constituia aspectul ciudat al inelelor. Prezenţa buclelor, ondulaţiilor şi a spiţelor era neaşteptată şi greu de explicat.

Voyager 2

Page 16

Voyager 2, mulţumită unor eforturi inginereşti şi de programare de-a dreptul eroice, şi-a continuat misiunea spre Uranus şi Neptun. Uranus în măreţia lui apărea ca o planetă monocromatică. Ca o ciudăţenie, s-a descoperit că axa sa magnetică erau puternic deplasată faţă de axa sa rotaţională complet răsucită, ceea ce-i conferea lui Uranus o magnetosferă neobişnuită. Au fost găsite canale îngheţate pe Ariel, iar Miranda era o neobişnuită mixtură de felurite regiuni. Au mai fost descoperiţi 10 sateliţi şi încă un inel. Spre deosebire de Uranus, pe Neptun s-a găsit o atmosferă încă activă, fiind descoperite mai multe tipuri de nori. Arcele inelelor s-au dovedit a fi petece strălucitoare ale inelelor. S-au mai descoperit două inele, şi alţi sateliţi. Axa magnetică a lui Neptun era de asemenea răsucită. Triton avea un aspect brăzdat de gheizere.

Galileo

Jupiter orbitator şi sondă atmosferică, în prezent pe orbita lui Jupiter. Va face ample survolări ale sateliţilor jovieni iar sonda a coborât în atmosfera lui Jupiter pentru a furniza pentru prima dată aspectul interior al unui gigant de gaz. Galileo a trimis deja primele imagini clare ale celor doi asteroizi, 951 Gaspra şi 243 Ida, luate în timp ce se îndrepta spre Jupiter. A trimis de asemenea imagini ale impactului Cometei SL9 cu Jupiter dintr-un unghi privilegiat.

Page 17

7. Comparatia cu o alta planeta JUPITER – PAMANT

Jupiter PamantOrbita 778,330,000 km Raza

ecuatoriala6378,14 km

Diametrul 142,984 km Raza polara 6356,75 kmExcentricitatea 0,048774888 Turtirea 1/298

Masa 1.900x1027 kg Masa 5,973X10²¹ tonAcceleratia

gravitational la suprafata

24,79 m/s² Acceleratia gravitationala la

Ecuator

9,7801 m/s²

Suprafata 6,21796×1010 Suprafata 510,07 mil. km²Volumul 1,43128×1015 Volumul 1083 mld. km³Albedoul 0,343 Albedoul 0,367

Inclinarea pe orbita

3,13° Inclinarea pe orbita

23,45°

Page 18

Bibliografie

Geografie fizica generala I “Pamantul in spatiul cosmic” de Iuliana Armas, 2009

http://www.referate-scolare.ro/astronomie/Planete/

http://www.astrotm.home.ro/Cele%20noua%20planete/ spacecraft.htm

http://ro.wikipedia.org/wiki/Jupiter