Jupiter: Planeetta, jonka painovoimaa Aurinko ei voi täysin vaatia

Jupiter: Planeetta, jonka painovoimaa Aurinko ei voi täysin vaatia

Teknisesti jokainen aurinkokunnan planeetta kiertää pistettä, jonka se jakaa Auringon kanssa, ei Auringon tarkkaa keskustaa. Jokaisen planeetan kohdalla paitsi yhden, kyseinen piste on silti Auringon sisällä. Jupiter on poikkeama: se on ainoa planeetta, jonka painopiste Auringon kanssa sijaitsee Auringon tilavuuden ulkopuolella, noin 7% Auringon säteestä. Aurinkoa vedetään omaan pieneen kiertorataansa.

Tämä yksi fakta kertoo paljon siitä, mitä Jupiter on: kaasujättiläinen, jonka massa on lähes 2,5 kertaa kaikkien muiden aurinkokuntamme planeettojen massa yhteensä, ja silti vain noin tuhannesosa sen Auringon massasta, jonka ympärillä se kiertää. Se on muotoillut loput aurinkokuntaa siitä lähtien, ennen kuin useimmat muut planeetat olivat olemassa, ja viisi vuosisataa sen jälkeen, kun Galileo osoitti ensimmäistä kertaa teleskoopia siihen, avaruustutkimuslaitteet löytävät edelleen asioita, joita se ei ollut koskaan näyttänyt kenellekään.

Vanhin planeetta naapurustossa

Jupiterin uskotaan olevan aurinkokuntamme vanhin planeetta, koska se on muodostunut vain miljoona vuotta Auringon jälkeen ja noin 50 miljoonaa vuotta ennen Maata. Sillä oli etumatka materiaalin keräämisessä, ja tämä alkuperäinen etu lisääntyi: kun kallioiset sisäplaneetat olivat vielä kokoamassa, Jupiterilla oli jo painovoimavoima vaikuttaa siihen, miten ne yhdistyivät.

Varhaisen, massiivisen saapumisen merkitys oli suuri — Jupiterin painovoima auttoi määrittämään, mitkä rakennuspalikat pysyivät muodostamaan muita planeettoja ja mitkä heitettiin pois, mikä tekee siitä yhden aurinkokuntamme lopullisen arkkitehtuurin vaikutusvaltaisimmista muotoilijoista.

Kymmenen tunnin päivä suurimmalla planeetalla

Huolimatta koostaan Jupiter pyörii nopeammin kuin mikään muu aurinkokunnan planeetta, suorittaen täyden kierroksen akselinsa ympäri hieman alle kymmenessä tunnissa — NASA määrittää sen noin 9,9 tunniksi, lyhyimmäksi päiväksi millä tahansa planeetalla. Maata 11 kertaa leveämpi maailma, joka pyörii näin nopeasti, on seurauksensa: pyöriminen litistää sitä hieman, joten Jupiterin päiväntasaajan säde on 7% pidempi kuin sen napainen säde, pullistuma, joka on näkyvä jopa harrastajatelekoopilla.

Tämä sama nopea pyöriminen yhdessä planeetan sisäisen lämmön kanssa on osa sitä, mikä aiheuttaa ankean sään Jupiterin ilmakehässä — mukaan lukien sen tunnetuin ominaisuus.

Myrsky, joka saattaa olla vanhempi kuin teleskoopit

Suuri Punainen Piste on pysyvä korkean paineen alue Jupiterin ilmakehässä, joka tuottaa aurinkokuntamme suurimman antikyklonisen myrskyn. Sijainniltaan 22 astetta planeetan päiväntasaajan eteläpuolella, se tuottaa tuulennopeuksia jopa 496 km/h (308 mph) — verrattavissa Maalla koskaan tallennettuihin voimakkaimmin tornadoihin, paitsi että tämä myrsky ei liene minuuteissa.

Kukaan ei voi sanoa varmuudella, kuinka vanha se on. Suuri Punainen Piste on saattanut olla olemassa ennen 1664, mutta on myös mahdollista, että tuolloin nähty myrsky vaimeni, ja piste, jonka näemme tänään, huomattiin vasta 1830 ja tutkittiin vakavasti vasta vuonna 1879 merkittävän esiintymisen yhteydessä. Joka tapauksessa ihmiskunta on nyt tarkastellut sitä yli vuosisataa.

Saimme ensimmäisen lähikuvansa vuonna 1979, kun Voyager 1 -avaruusluotain, joka oli vielä 9 200 000 km (5 700 000 mailia) Jupiterista, lähetti ensimmäisen yksityiskohtaisen kuvan myrskysta. Sen jälkeen Suuri Punainen Piste on muuttunut näkyvästi. Varhaiset havainnot 1800-luvun lopulla sijoittivat sen noin 41 000 km (25 500 mailia) leveäksi; 3. huhtikuuta 2017 se mitattiin 16 350 km (10 160 mailia) leveäksi — silti 1,3 kertaa Maan halkaisija, mutta huomattavasti kutistunut, ja 21. vuosisata on jatkanut sen pääkehän kutistumisen näyttämistä.

Jupiterin Suuri Punainen Piste ja ympäröivät turbulentit pilvet, joita on kuvattu NASAn Juno-luotaimella
Suuri Punainen Piste ja sen turbulentti ympäristö, kuvattu NASAn Juno-luotaimella. Kuva: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran, public domain, via Wikimedia Commons

Magneettikenttä, joka varjostaa Maan omaa

Jupiterin magneettikenttä on vahvoin millä tahansa aurinkokunnan planeetalla, jonka dipolimomentti on 4 170 gaussia (0,4170 mT), kallistettuna 10,31° planeetan pyörimisakselista. Kenttä luo magnetosfäärin, joka on riittävän suuri suojaamaan planeetan suurimpia kuita aurinkotuulelta, ja se on niin tehokas, että sen radioraivot havaittiin jo Maasta vuonna 1955, kun Bernard Burke ja Kenneth Franklin ottivat ne kiinni 22,2 MHz:n taajuudella.

Enemmän kuita kuin kukaan on lopettanut laskemisen

Jupiterilla on 115 tunnettua luonnollista satelliittia, ja tämä luku nousee jatkuvasti, kun teleskoopit paranevat — näistä vain 16 on yli 10 km. Loput ovat pieniä siepattuja kohteita, muistutus siitä, kuinka paljon roskia niin massiivinen planeetta voi gravitaatiovoimin pitää.

Neljä näistä kuista ovat olleet kuuluisia yli neljä vuosisataa. Vuonna 1610 italialainen polymaatti Galileo Galilei löysi Jupiterin neljä suurinta satelliittia — joita kutsutaan nyt Galilein kuiksi — teleskooppia käyttäen, joka uskotaan olevan ensimmäinen teleskooppinen havainto muista kuista kuin omastamme.

Kolme maailmaa, kolme eri ääritapausta

Neljä Galilein kuu osoittautuivat yksittäin huomionarvoiksi. Ganymed on aurinkokunnan suurin ja massiivisin kuu — jopa suurempi kuin planeetta Merkurius, jonka halkaisija on 4 880 km (3 030 mailia), vaikka Ganymed on vain 45 prosenttia Merkuriuksen massasta, koska suuri osa siitä on jäätä eikä kiveä.

Koon vertailu Maan, Kuun ja Ganymeden välillä
Ganymed verrattuna Maahan ja Kuuhun. Kuva: NASA/JPL - käsitellyt Kevin Gill, public domain, via Wikimedia Commons

Io, sisimpänä neljästä, on vastakkainen äärimmäisyyden tyyppi: yli 400 aktiivisen tulivuoren kanssa se on aurinkokunnan geologisesti aktiivisin kohde, joka on jatkuvasti muotoillut vuorovesi-voimilla, joita Jupiter ja sen naapurikuut siihen kohdistaa.

Vulkaaninen pöly Pele Jupiterin kuulla Io, joka nousee pinnalta sateenvarjon muodossa
Vulkaaninen pöly, joka puhkeaa Iosta, aurinkokunnan geologisesti aktiivisimmasta kuusta. Kuva: NASA/JPL/USGS, public domain, via Wikimedia Commons

Europa, pienin ja vähiten massiivinen neljästä, on pinnalla rauhallisempi, mutta mahdollisesti kiehtovampi alla. Sen arvioidaan olevan noin 100 km (62 mailia) paksu ulkokerros vettä — osittain jäätynyt jääkuoreksi, osittain neste valtameri sen alla, suljettu pois avaruuden tyhjiöstä.

Jupiterin kuun Euroopan jäinen, halkeillut pinta
Euroopan jäinen pinta, jonka muoto kuoren alla olevaksi uskottava valtameri. Kuva: NASA / Jet Propulsion Lab-Caltech / SETI Institute, public domain, via Wikimedia Commons

Vierailijat Maasta

Jupiterin mittakaava tekee siitä magneettia sekä tarkoituksellisille että tahattomille vierailijoille. Heinäkuussa 1994 kometta Shoemaker-Levy 9 törmäsi planeetalle, mikä antoi tähtitieteilijöille harvinaisen, suoran kurkistuksen siihen, mitä tapahtuu, kun kometta tapaa kaasujättiläisen.

Avaruusluotaimet ovat myös tarkoituksella matkanneet. Galileo-luotain toimitettiin Maan kiertoradalle 18. lokakuuta 1989 avaruussukkula Atlantis-lentäjien toimesta STS-34-tehtävän aikana ja saavutti Jupiterin 7. joulukuuta 1995 painovoimaavussa Venukselle ja Maalle. Sen saapuminen teki siitä ensimmäisen avaruusluotaimen, joka kiertää ulkoplanetaa — arvonimen, joka vuosikymmen myöhemmin kuuluu edelleen sille ja sitä seuraavien tehtävien kanssa.

Lähteet