Յուպիտերն արեգակնային համակարգի այն հինգ մոլորակներից մեկն է, որը կարելի է տեսնել գիշերային երկնքում առանց օպտիկական սարքերի: Դեռևս պատկերացում չունենալով դրա չափի մասին՝ հին աստղագետներն այն անվանել են հռոմեական գերագույն աստվածություն։
Հանդիպեք Յուպիտերին
Յուպիտերի ուղեծիրը Արեգակից 778 միլիոն կմ հեռավորության վրա է։ Մեկ տարին այնտեղ տևում է 11,86 երկրային տարի: Մոլորակն իր առանցքի շուրջ ամբողջական պտույտ է կատարում ընդամենը 9 ժամ 55 րոպեում, իսկ պտույտի արագությունը տարբեր լայնություններում տարբեր է, իսկ առանցքը գրեթե ուղղահայաց է ուղեծրի հարթությանը, ինչի արդյունքում սեզոնային փոփոխություններ չեն նկատվում։
Յուպիտերի մակերեսի ջերմաստիճանը 133 աստիճան Ցելսիուս է (140 Կ): Շառավիղը 11-ից ավելի է, իսկ զանգվածը 317 անգամ գերազանցում է մեր մոլորակի շառավիղն ու զանգվածը։ Խտությունը (1,3 գ/սմ3) համարժեք է Արեգակի խտությանը և շատ ավելի քիչ, քան Երկրի խտությունը։ Յուպիտերի վրա ձգողության ուժը 2,54 անգամ է, իսկ մագնիսական դաշտը 12 անգամ մեծ է երկրային նմանատիպ պարամետրերից։ Յուպիտերի վրա ցերեկային ջերմաստիճանը չի տարբերվում գիշերայինից։ Դա պայմանավորված է Արեգակից զգալի հեռավորությամբ և մոլորակի աղիքներում տեղի ունեցող հզոր գործընթացներով:
ԷրուՀինգերորդ մոլորակի օպտիկական հետազոտությունը հայտնաբերվել է 1610 թվականին Գ. Գալիլեոյի կողմից։ Հենց նա հայտնաբերեց Յուպիտերի չորս ամենազանգվածային արբանյակները: Մինչ օրս 67 տիեզերական մարմին հայտնի է որպես հսկայի մոլորակային համակարգի մաս։
Հետազոտության պատմություն
Մինչև 1970-ական թվականները մոլորակը ուսումնասիրվում էր ցամաքային, ապա ուղեծրային միջոցների միջոցով օպտիկական, ռադիո և գամմա տիրույթներում: Յուպիտերի ջերմաստիճանն առաջին անգամ գնահատվել է 1923 թվականին Լոուելի աստղադիտարանի (Ֆլագստաֆ, ԱՄՆ) մի խումբ գիտնականների կողմից։ Օգտագործելով վակուումային ջերմազույգներ՝ գիտնականները պարզել են, որ մոլորակը «միանշանակ սառը մարմին է»։ Յուպիտերի աստղերի թաքնվածության ֆոտոէլեկտրական դիտարկումները և սպեկտրոսկոպիկ վերլուծությունը թույլ տվեցին եզրակացություն անել նրա մթնոլորտի կազմության վերաբերյալ։
Միջմոլորակային մեքենաների հետագա թռիչքները կատարելագործեցին և զգալիորեն ընդլայնեցին կուտակված տեղեկատվությունը։ «Պիոներ-10; 11» անօդաչու առաքելությունները 1973-1974 թթ. նրանք առաջին անգամ փոխանցել են մոլորակի նկարները մոտ տարածությունից (34 հազար կմ), տվյալներ մթնոլորտի կառուցվածքի, մագնիսական և ճառագայթային գոտու առկայության մասին։ «Վոյաջերը» (1979), «Ուլիսը» (1992, 2000), «Կասսինին» (2000 թ.), «Նոր հորիզոնները» (2007 թ.) կատարել են Յուպիտերի և նրա մոլորակային համակարգի բարելավված չափումները, իսկ Գալիլեոն (1995-2003 թթ.) և Յունոն (2016 թ.) հսկայի արհեստական արբանյակները.
Ներքին կառուցվածք
Մոլորակի միջուկը՝ մոտ 20 հազար կմ տրամագծով, բաղկացած.փոքր քանակությամբ քար և մետաղական ջրածին, գտնվում է 30-100 միլիոն մթնոլորտի ճնշման տակ: Յուպիտերի ջերմաստիճանն այս գոտում կազմում է մոտ 30000 ˚С։ Միջուկի զանգվածը կազմում է մոլորակի ընդհանուր զանգվածի 3-ից 15%-ը։ Ջերմային էներգիայի առաջացումը Յուպիտերի միջուկով բացատրվում է Քելվին-Հելմհոլց մեխանիզմով։ Երևույթի էությունն այն է, որ արտաքին թաղանթի կտրուկ սառեցման դեպքում (Յուպիտեր մոլորակի մակերևութային ջերմաստիճանը -140˚С) տեղի է ունենում ճնշման անկում՝ առաջացնելով մարմնի սեղմում և միջուկի հետագա տաքացում։
Հաջորդ շերտը՝ 30-ից 50 հազար կմ խորությամբ, մետաղական և հեղուկ ջրածնի նյութ է՝ խառնված հելիումի հետ։ Միջուկից հեռավորության դեպքում ճնշումն այս տարածաշրջանում նվազում է մինչև 2 միլիոն մթնոլորտ, Յուպիտերի ջերմաստիճանը իջնում է մինչև 6000 ˚С:
Մթնոլորտի կառուցվածքը. Շերտեր և բաղադրություն
Մոլորակի մակերեսի և մթնոլորտի միջև հստակ սահման չկա: Նրա ստորին շերտի` տրոպոսֆերայի համար գիտնականները վերցրել են պայմանական տարածք, որտեղ ճնշումը համապատասխանում է երկրի ճնշմանը: Հետագա շերտերը, երբ նրանք հեռանում էին «մակերեսից», նստում էին հետևյալ հաջորդականությամբ՝
- Ստրատոսֆերա (մինչև 320 կմ):
- Ջերմոսֆեր (մինչև 1000 կմ).
- Էկզոլորտ.
Չկա մեկ պատասխան այն հարցին, թե ինչ ջերմաստիճան է Յուպիտերի վրա: Մթնոլորտում տեղի են ունենում կատաղի կոնվեկցիոն պրոցեսներ, որոնք առաջանում են մոլորակի ներքին ջերմությունից: Դիտարկվող սկավառակն ունի ընդգծված գծավոր կառուցվածք։ Սպիտակ շերտերում (գոտիներում) օդային զանգվածները վեր են բարձրանում, մթության մեջ (գոտիներում) իջնում են,կոնվեկտիվ ցիկլերի ձևավորում. Ջերմոսֆերայի վերին շերտերում ջերմաստիճանը հասնում է 1000 ˚С-ի, իսկ երբ այն ավելի է խորանում և ճնշումը մեծանում, աստիճանաբար իջնում է բացասական արժեքների։ Երբ Յուպիտերը հասնում է տրոպոսֆերա, Յուպիտերի ջերմաստիճանը նորից սկսում է բարձրանալ:
Մթնոլորտի վերին շերտերը ջրածնի (90%) և հելիումի խառնուրդ են։ Ստորինների կազմը, որտեղ տեղի է ունենում ամպերի հիմնական ձևավորումը, ներառում է նաև մեթան, ամոնիակ, ամոնիումի հիդրոսուլֆատ և ջուր։ Սպեկտրային վերլուծությունը ցույց է տալիս էթանի, պրոպանի և ացետիլենի, հիդրոցիանաթթվի և ածխածնի մոնօքսիդի, ֆոսֆորի և ծծմբի միացությունների հետքեր։
Cloud Tiers
Յուպիտերի ամպերի տարբեր գույները վկայում են դրանց բաղադրության մեջ բարդ քիմիական միացությունների առկայության մասին: Ամպի կառուցվածքում հստակ տեսանելի են երեք մակարդակ՝
- Վերին - հագեցած սառեցված ամոնիակի բյուրեղներով:
- Ամոնիումի հիդրոսուլֆիդի պարունակությունը միջինում զգալիորեն ավելանում է։
- Ներքևում - ջրային սառույց և, հնարավոր է, ջրի փոքրիկ կաթիլներ:
Մթնոլորտային որոշ մոդելներ, որոնք մշակվել են գիտնականների և հետազոտողների կողմից, չեն բացառում հեղուկ ամոնիակից կազմված մեկ այլ ամպային շերտի առկայությունը։ Արեգակի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը և Յուպիտերի հզոր էներգետիկ ներուժը սկիզբ են դնում մոլորակի մթնոլորտում բազմաթիվ քիմիական և ֆիզիկական գործընթացների հոսքին։
Մթնոլորտային երևույթ
Յուպիտերի վրա գոտիների և գոտիների սահմանները բնութագրվում են ուժեղ քամիներով (մինչև 200 մ/վրկ): Հասարակածից մինչև ուղղության բևեռներհոսքերը պարբերաբար հերթափոխվում են: Քամու արագությունը նվազում է լայնության աճի հետ և գործնականում բացակայում է բևեռներում: Մոլորակի վրա մթնոլորտային երևույթների մասշտաբները (փոթորիկներ, կայծակնային արտանետումներ, բևեռափայլ) մեծության կարգով ավելի մեծ է, քան Երկրի վրա։ Հայտնի Մեծ Կարմիր Կետը ոչ այլ ինչ է, քան հսկա փոթորիկ, որն իր տարածքով ավելի մեծ է, քան Երկրի երկու սկավառակը: Բծը դանդաղորեն շեղվում է մի կողմից: Ավելի քան հարյուր տարվա դիտարկումների ընթացքում նրա ակնհայտ չափը կրկնակի կրճատվել է:
Վոյաջեր առաքելությունը նաև պարզել է, որ մթնոլորտային հորձանուտների գոյացությունների կենտրոնները լի են կայծակներով, որոնց գծային չափերը գերազանցում են հազարավոր կիլոմետրերը։
Կա՞ կյանք Յուպիտերի վրա:
Հարցը շատերի մոտ տարակուսանք կառաջացնի. Յուպիտերը՝ մոլորակ, որի մակերևույթի ջերմաստիճանը (ինչպես նաև բուն մակերեսի գոյությունը) երկիմաստ մեկնաբանություն ունի, հազիվ թե կարող է լինել «մտքի օրրան»։ Սակայն դեռ անցյալ դարի 70-ականներին հսկայի մթնոլորտում կենսաբանական օրգանիզմների առկայությունը գիտնականները չէին բացառում։ Փաստն այն է, որ վերին շերտերում ճնշումը և ջերմաստիճանը շատ բարենպաստ են ամոնիակի կամ ածխաջրածինների մասնակցությամբ քիմիական ռեակցիաների առաջացման և ընթացքի համար: Աստղագետ Կ. Սագանը և աստղաֆիզիկոս Է. Սալպետերը (ԱՄՆ), առաջնորդվելով ֆիզիկական և քիմիական օրենքներով, համարձակ ենթադրություն են արել կյանքի ձևերի մասին, որոնց գոյությունը չի բացառվում այս պայմաններում.
- Խորտակիչները միկրոօրգանիզմներ են, որոնք կարող են արագ և մեծ քանակությամբ բազմանալ՝ թույլ տալով բնակչությանը գոյատևել փոփոխվող միջավայրում:կոնվեկտիվ հոսանքների պայմանները.
- Լողացողները փուչիկների նման հսկա արարածներ են: Թանձր հելիումի արտազատումը՝ վերին շերտերում տեղաշարժվելով։
Համենայն դեպս, ոչ Գալիլեոն, ոչ Յունոն նման բան չեն գտել:
