Защо ще изучаваме Юпитер?
Ако всичко мине по проект, на 5-ти юли т.г. автоматизираната междупланетна станция на НАСА “Джуно ” ще се трансформира едвам във втория уред, издигнат от човешка ръка, станал неестествен сателит 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, множеството от тези задачи са били или напълно облитащи, или са прекосявали край Юпитер директно за промяна на полета към някаква друга дестинация. Единствената орбитална задача до Юпитер е била “Галилео ”, която е работила като неестествен сателит на планетата в интервала сред 1995 и 2003 година. Повечето от обстоятелствата за Юпитер ги знаем точно от “Галилео ”.
Но за какво продължаваме да учим Юпитер? Какво знаем и какво още следва да научим?
Юпитер е петата и най-голяма планета в нашата Слънчева система. Поредицата на планетите е следната: най-близо до Слънцето е Меркурий, по-късно Венера, Земята и Марс. Отвъд Марс лежи така наречен астероиден пояс, а оттатък него са Юпитер и неговите луни. Да се каже, че Юпитер е просто огромна планета би било да го омаловажим. Юпитер е чудовищна планета и в случай че 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 миг са открити и доказани 62 спътника, от които четирите най-големи са Калисто, Европа, Ганимед и Йо. Те са следени за пръв път от Галилео Галилей през далечната 1610 година и по тази причина носят названието Галилееви луни (източник – Solarviews). В тази публикация засягаме единствено тези обстоятелства, които касаят планетата Юпитер, до момента в който за неговите луни ще бъдат написани подробни публикации по-нататък.
Юпитер има пръстени, само че не са с чак толкоз комплицирана конструкция като сатурновите и също така доста мъчно се виждат от Земята (наблюдавани са единствено с най-големите телескопи като тeзи в обсерваторията Кек). Първоначално са открити от автоматизираните междупланетни станции “Вояджър ”. Пръстеновата система на Юпитер се състои от вътрешен ореол, основен пръстен и пръстен на Госамър (който в действителност е съчленен пръстен от два обособени пръстена, само че този факт е открит едвам след наблюденията на автоматизираната междупланетна станция “Галилео ”).
Юпитер има доста комплицирана атмосфера. На процедура всичко, което виждаме с оптичен телескоп, съставлява горната част от атмосферата. Тя е доминирана от цветни линии и турбулентни вихри. Светлите линии носят името, а тъмните линии –. Зоните са бели или жълти, до момента в който поясите носят оттенъци на червено-кафяво. Автоматичните междупланетни станции “Пайъниър ” са открили, че температурата в тъмните пояси е по-висока от тази в светлите зони, което демонстрира, че поясите са по-ниско в атмосферата – т.е. наподобява, че поясите са райони на спускащ се газ, до момента в който зоните са райони на издигащ се газ (източник).
Говорейки си за Юпитер, не може да не споменем няколко думи за Голямото алено леке. То съставлява ясно забележим великански вихър, толкоз огромен, че в него умерено биха се побрали две или три планети с размера на Земята!!! Ранните учени-астрономи са следили някакво гигантско леке още през 1600-те години при появяването на първите телескопи, въпреки че не е ясно дали тези хора са следили същото нещо, което следим през днешния ден, или друга сходна групировка. Знаем обаче, че актуалното Голямото алено леке го има от дълги десетилетия, въпреки че не сме доста наясно каква тъкмо е повода за неговото битие (източник).
Юпитер е планета, която откривателите причисляват към класа на газовите колоси. Тя е формирана главно от водород и хелий. Но има ли твърда повърхнина? Това ние към момента не знаем сигурно. Можем единствено да допускаме. Смята се, че юпитерианските облаци са с дебелина към 30 километра. Под тях се намира пласт с дебелина 21 000 километра от водород и хелий. С увеличението на дълбочината водородът и хелият се втечняват. Предполага се, че след течния водороден пласт има един различен пласт с дебелина 40 000 километра, при който водородът при тези големи налягания стартира да демонстрира свойствата на електрически проводим метал. Юпитер има доста мощно магнитно поле и се счита, че повода за неговото битие е този железен водород. Едва под него вероятно би се намирала твърдата повърхнина (ядрото на планетата). Дори и такава да съществува, би било невероятно да се стои, нито да се разхождаме на нея – температурата там би била към 30 000 Целзиеви градуса (източник).
От този къс преглед на известните до момента обстоятелства можем да изходим какви ще са дилемите, които стоят пред новата изследователска задача “Джуно ”. Основният й смисъл е да обясни произхода и еволюцията на Юпитер, само че за разгадаването на тези секрети ще би трябвало да се разбере какво сигурно има под облачната завивка. Със своя набор от научни принадлежности “Джуно ” ще ревизира дали навътре в Юпитер в действителност има твърдо ядро. От съществуването или отсъствието на такова ядро, както и от неговите характерности, зависи какви заключения ще създадем за ранната еволюция на Слънчевата система. Дълбочинната конструкция на Юпитер ще бъде избрана посредством картографирането на магнитното и гравитационното поле.
Счита се, че Слънчевата система се е образувала след колапса на великански облак, формиран от прахуляк и газ, по-голямата част от които са се сгъстили и основали ранното Слънце. Подобно на Слънцето, Юпитер също е формиран от водород и хелий и се счита, че образуването на планетата е станало с остатъчния газ от този облак. Как това тъкмо се е случило, продължава да е неразбираемо за науката. Дали в началото се е образувало солидно планетарно ядро, което гравитационно е захванало остатъчния газ, или неустойчив район в границите на облака е претърпял собствен личен колапс? Разликите сред двете теории са фундаментални! (източник: НАСА)
“Джуно ” също по този начин (източник) ще дефинира какво е процентното наличие на вода в юпитерианската атмосфера. Това ще е не по-малко значимо за разбирането на юпитерианската еволюция, както и на еволюцията на цялата Слънчева система, защото към момента следва да бъде изяснена ролята на ледените планетезимали. Планетезималиите са хипотетични обекти, евентуално съществували по времето на ранната Слънчева система, за които се счита, че са доставили водата и въглеродните съединения на Земята, които са най-основните структурни блокчета на живота.
“Джуно ” ще има опцията да следи и полярните сияния на Юпитер. Както беше очебийно в параграфите нагоре, счита се, че металният водород взе участие във образуването на магнитното поле. Мощното магнитно поле от своя страна образува най-ярките сияния в цялата Слънчева система, откакто заредените частички проникват надълбоко в юпитерианската атмосфера. “Джуно ” непосредствено ще вземе проби от заредените частици наоколо до юпитерианските полюси, а в същото време сиянията ще бъдат следени в ултравиолетовата област. Всичко това ще усъвършенства нашето схващане за този незабравим феномен.
Да пожелаем триумф на екипа на “Джуно ” и нека станцията наред дойде на 5-ти юли!
