Jupiter

Jupiter is de vijfde planeet vanaf de Zon en veruit de grootste. Jupiter heeft meer dan tweemaal het gewicht van alle andere planeten samen (318 maal de aarde).

	omloopbaan:	778.330.000 km (5.20 AE) vanaf de Zon
	diameter:	142.984 km (equatoriaal)
	massa:		1,900e27 kg

Jupiter (in het Grieks Zeus) was de Koning van de Goden, de heerser over Olympos en de patroon van de Romeinse staat. Zeus was de zoon van Cronus (Saturnus).

Jupiter is het vierde helderste object aan de hemel (na de Zon, de Maan en Venus; soms kan Mars helderder zijn dan Jupiter). Jupiter was reeds gekend in prehistorische tijden. Toen Galileo in 1610 vier grote manen rond Jupiter ontdekte : Io, Europa, Ganymedes en Callisto (nu gekend als de Galileïsche manen) was dit de eerste ontdekking van een beweging van hemellichamen rond een ander middelpunt dan de aarde. Het was een belangrijke stap in de richting van de heliocentrische theorie van Copernicus over de beweging van de planeten. Galileo werd wegens zijn uitgesproken standpunt over de theorie van Copernicus vervolgd door de Inquisitie. Hij werd verplicht zijn geloof over de theorie af te zweren.

Jupiter werd voor het eerst bezocht door Pioneer 10 in 1973 en later volgden nog Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 en Ulysses. En op dit ogenblik bevindt Galileo zich in een baan rond Jupiter.

De gasplaneten hebben geen vast oppervlak, het gas waaruit ze bestaan wordt dichter naamate men dieper afdaalt in de planeet(Men gaat er vanuit dat de straal en de diameter van de gasplaneten overeenkomt met de plaats waar de druk gelijk is aan 1 atmosfeer). Wanneer wij vanop aarde of vanuit een ruimtetuig naar Jupiter kijken zien wij de toppen van de wolken hoog in de atmosfeer (een beetje boven de hiervoor beschreven 1 atmosfeer hoogte).

Jupiter bestaat uit ongeveer 90% waterstof en 10% helium er zijn ook sporen van methaan, water, ammoniak en "gesteenten". Dit lijkt sterk op de samenstelling van de primaire Zonnenevel waaruit het volledige zonnestelsel is gevormd. Saturnus heeft een soortgelijke samenstelling, maar Uranus en Neptunus hebben heel wat minder waterstof en helium.

Onze kennis van de binnenzijde van Jupiter (en de andere gasplaneten) is indirect en dit zal nog wel een tijd zo blijven. De Galileo atmosferische sonde was slechts afgedaald tot op de 25 bar niveau toen de communicatie verbroken werd.

Jupiter heeft waarschijnlijk een kern bestaande uit gesteenten van ongeveer 10 tot 15 aardmassa's.

Juist boven de kern bevindt zich het grootste gedeelte van de massa in de vorm van vloeibaar metallisch waterstof. Deze toch wel exotische vorm van waterstof (het meeste voorkomende element in het heelal) is alleen mogelijk onder extreme omstandigheden waar er een druk is van meer dan 4 miljoen bars. Dit is het geval in het binnenste van Jupiter (en Saturnus). Vloeibaar metallisch waterstof bestaat uit geioniseerde protonen en electronen. Door de temperatuur en de druk in het binnenste van Jupiter is waterstof vloeibaar en geen gas. Vloeibaar waterstof is een electrische geleider en is de bron van het magnetisch veld van Jupiter. Deze laag bevat waarschijnlijk ook Helium en sporen van verschillende vormen van "ijs".

De buitenste laag is hoofdzakelijk samengesteld uit moleculair waterstof en helium dat vloeibaar is langs de binnenkant van Jupiter en gasvormig langs de buitenzijde. De atmosfeer zoals wij die kunnen zien van op afstand is de top van deze laag. Water, koolstofdioxide, methaan en andere eenvoudige moleculen zijn in kleine hoeveelheden aanwezig.

De (waarschijnlijk) drie verschillende wolkenlagen bestaan vermoedelijk uit ammoniakijs; ammoniakwaterstofsulfide, en een mengeling van water en ijs. Alhoewel de resultaten van de Galileosonde bevatten weinig informatie over de sonde's (één instrument heeft wellicht de bovenste wolkenlaag gedetecteert terwijl een ander instrument de tweede woklenlaag zou "gezien" hebben.). De landingsplaats van de sonde (links) was echter heel ongewoon. -- Uit waarnemingen vanop Aarde leidt men af dat de landingsplaats een warme zone was waar op dat ogenblik weinig bewolking was.

Gegevens van de Galileosonde wijzen er op dat de hoeveelheid water heel wat lager is dan men aanvankelijk dacht. Men ging er vanuit dat atmosfeer van Jupiter tweemaal meer zuurstof (vormt in combinatie met waterstof water) dan de zon. Uit de metingen van Galileo blijkt dat de zuurstofhoeveelheid heel wat lager is dan bij de zon. Eveneens verbazend was de hoge temperatuur en druk in de bovenste lagen van de atmosfeer.

Op Jupiter en de andere gasplaneten waaien er winden aan hoge snelheden binnen de brede horizontale banden. Kleine chemische en temperatuurverschillen tussen deze banden liggen aan de oorsprong van de verschillende kleuren die wij zien op Jupiter. De licht gekleurde banden worden zones genoemd; de donkere gordels. De banden op Jupiter zijn reeds lang gekend, maar de complexe draaikolken aan de randen tussen de banden werden voor het eerst waargenomen door de Voyager. Uit de informatie van de Galileo leidt men af dat de winden heel wat heviger zijn dan verwacht (meer dan 650 km/uur). Tot op het laatste ogenblik bleef de sonde winden detecteren. Duizenden kilometers diep onder de wolkentoppen zijn er hevige winden. Jupiter heeft eveneens een heel turbulente atmosfeer. Dit betekendt dat de winden worden aangedreven door de internre hittebron van Jupiter en niet door de zonnewarmte zoals op Aarde.

De heldere kleuren die wij zien in de wolken van Jupiter zijn waarschijnlijk het gevolg van chemische reactie van elementen in de atmosfeer van Jupiter. Wellicht zwavelzuur waarvan de onderdelen verschillende kleuren aannemen, de details hiervan zijn nog niet gekend.

De kleuren komen overeen met de hoogte van de wolken : blauw voor de laagste, gevolgd door bruin en wit, met rood voor de hoogste lagen. Soms zien wij de onderste lagen door openingen in de bovenste.

De Grote Rode Vlek (GRV) wordt reeds meer dan 300 jaar vanop aarde geobserveerd. (de ontdekking ervan wordt toegeschreven aan Cassini, of Robert Hooke in de 17de eeuw). De Grote Rode Vlek heeft een ovale vorm van ongeveer 12.000 op 25.000 km, groot genoeg om tweemaal de aarde te omvatten. Andere kleinere maar gelijkaardige vlekken zijn gekend sedert tientallen jaren (foto rechts). Infrarood observaties en de richting van zijn rotatie tonen aan dat de Grote Rode Vlek een hogedrukgebied is waarvan de wolktoppen duidelijk hoger zijn dan de omringende omgeving. Dezelfde structuren werden ook op Saturnus en Neptunus teruggevonden. Men heeft geen idee hoe het mogelijk is dat dergelijke fenomen zo lang kunnen blijven bestaan.

Jupiter straalt meer energie uit dan hij ontvangt van de zon. De binnenzijde van Jupiter is heel heet : de kern is waarschijnlijk rond de 20.000 graden Celsius. De hitte wordt veroorzaakt door het Kelvin-Helmholtz mechanisme, de trage gravitationele samentrekking van de planeet. (Jupiter produceert GEEN energie door kernfusie zoals in de Zon; de planeet is te klein en de binnenzijde te koel om het proces van kernreacties op gang te brengen.) De hitte wordt waarschijnlijk op gang gebracht door convectie diep onder het oppervlak in de vloeibare lagen. De complexe bewegingen in de wolktoppen zijn wellicht ook een gevolg van deze convectiestroom. Wat dit laatste betreft zijn Saturnus en Neptunus vergelijkbaar met Jupiter, maar Uranus wijkt er vanaf.

Jupiter heeft ongeveer de maximum grootte dat een planeet ooit kan bereiken. Mocht haar massa groter zijn dan zou ze door haar eigen aantrekkingskracht samengedrukt worden en zou de straal verkleinen. Een ster kan alleen maar groter zijn als gevolg van kernreacties die een enorme hitte produceren. (Jupiter zou ongeveer 100 maal meer massa moeten hebben om een ster te worden.)

Jupiter heeft een magnetisch veld dat veel sterker is dan dat van de aarde. Zijn magnetosfeer strekt zich meer dan 650 miljoen km uit (voorbij de baan van Saturnus!). (Noteer dat de magnetosfeer van Jupiter niet sferisch is -- in de richting van de zon is het slechts "enkele" miljoenen kilometers groot.) Dit betekent dat de manen van Jupiter binnen de magnetosfeer liggen, dit verklaart dan ook voor een stuk de activiteit op Io. Jammer voor de toekomstige ruimtereizigers en een echt probleem voor de ontwerpers van de Voyager en Galileo ruimtetuigen is de omgeving van Jupiter die bestaat uit hoge energierijke deeltjes veroorzaakt door het magnetisch veld van Jupiter. Deze "straling" is dezelfde, maar heel wat minder krachtig, dan diegene die wij vinden in de Van Allen gordels van de aarde. Het zou onmiddellijk fataal zijn voor onbeschermd menselijk leven. Galileo ontdekte een nieuwe stralingsgordel tussen de ring van Jupiter en de bovenste lagen van de atmosfeer. Deze stralingsgordel is tienmaal sterker dan Van Allen stralingsgordel van de Aarde. Tot ieders verbazing bevat deze stralingsgordel hoog energierijke helium ionen, waarvan de oorsprong onbekend is.

Jupiter heeft net zoals Saturnus ringen, maar ze zijn heel wat smaller. De ringen van Jupiter werden totaal buiten de verwachtingen ontdekt. Twee wetenschappers van de Voyager 1 drongen er op aan, om na zo een lange reis van de Voyager, na te gaan of Jupiter geen ringen zou hebben. Ondanks niemand er in geloofde vonden ze toch de ringen.

In tegenstelling tot die van Saturnus, zijn de ringen van Jupiter donker (albedo van ongeveer ,05). Ze zijn waarschijnlijk samengesteld uit uit heel kleine stenen korrels.

De korrels waaruit de ringen van Jupiter bestaan verdwijnen waarschijnlijk snel (door atmosferische en magnetische druk). Vermits de ringen in Jupiter van blijvende aard zijn, moeten zij op één of andere manier telkens opnieuw aangevuld worden. De kleine satellieten Metis en Adrastea, die zich bevinden tussen de ringen, zijn waarschijnlijk de bronnen.

In juli 1994 botste Komeet Shoemaker-Levy 9 op een spectaculaire manier op Jupiter. Maanden later zijn de gevolgen van de inslagen nog steeds te zien.

Aan de nachthemel is Jupiter dikwijls de helderste "ster" (alleen Venus is helderder. Met een goede verrekijker zijn de vier Galileïsche manen mooi te zien; met een klein telescoop kan met de Grote Rode Vlek en een paar wolkenbanden zien. Meer gedetailleerde en aangepaste kaarten kunnen gemaakt worden met een planetarium programma zoals Starry Night. Jupiter heeft 16 gekende satellieten, de vier grote Galileïsche manen en 12 kleinere.

• De aswenteling van Jupiter vertraagd langzaam als gevolg van getijdewerking van de Galileïsche manen. Als gevolg van diezelfde getijdewerking verwijderen de vier manen zich langzaam van Jupiter.

• Als gevolg van de getijdewerking verhouden de omlopen van Io, Europa en Ganymedes zich tot elkaar in een 1:2:4 resonantie : Europa heeft tweemaal zoveel tijd nodig als Io om rond Jupiter te draaien en Ganymedes doet er viermaal langer over. Binnen een paar miljoen jaar zal Callisto eveneens in dit systeem terecht komen en zal er dan precies acht maal zo lang over doen als Io.

• De satellieten van Jupiter zijn genoemd naar ander figuren uit het leven van Zeus (de meesten naar zijn geliefden).

	Afstand   Straal    Massa
	Satelliet  (000 km)   (km)     (kg)   Ontdekker   Datum
	---------  --------  ------  -------  ----------  -----
	Metis           128      20  9,56e16  Synnott      1979
	Adrastea        129      10  1,91e16  Jewitt       1979
	Amalthea        181      98  7,17e18  Barnard      1892
	Thebe           222      50  7,77e17  Synnott      1979
	Io              422    1815  8,94e22  Galileo      1610
	Europa          671    1569  4,80e22  Galileo      1610
	Ganymedes      1070    2631  1,48e23  Galileo      1610
	Callisto       1883    2400  1,08e23  Galileo      1610
	Leda          11094       8  5,68e15  Kowal        1974
	Himalia       11480      93  9,56e18  Perrine      1904
	Lysithea      11720      18  7,77e16  Nicholson    1938
	Elara         11737      38  7,77e17  Perrine      1905
	Ananke        21200      15  3,82e16  Nicholson    1951
	Carme         22600      20  9,56e16  Nicholson    1938
	Pasiphae      23500      25  1,91e17  Melotte      1908
	Sinope        23700      18  7,77e16  Nicholson    1914

De ringen van Jupiter

	Afstand    Breedte Massa
	Ring      (km)        (km)   (kg)
	----      --------   -----  ------
	Halo      100000     22800   ?
	Main      122800      6400  1e13
	Gossamer  129200    850000   ?