|
|||||||||||||||
|
Jupiter
sistemin beşinci ve en büyük gezegenidir. Kütlesi bütün diğer
gezegenlerin toplamından 2 kat fazladır. 1.9 x 1027 kg kütlesi ve 142,800
kilometre ekvator çevresiyle dev bir gezegendir. Zaman zaman Mars'ın
parlaklığı Jupiteri geçse de, Güneş, Ay ve Venüs'den sonra gökyüzünün 4. en
parlak cismidir.
Tanrıların kıralı Jupiter'den alır ismini (yunan : Zeus). Zeus, Kronus'un (Satürn)
oğludur. Tarih öncesi çağlardan beri tanınmaktadır. Dört büyük uydusu Io,
Europa, Ganimede ve Castillo 1610 yılında Galileo tarafından keşfedilmiş
(Galilean uydular olarak da adlandırılırlar) ve dünya çevresinde dönmediği
kesinleşen ilk cisimler olarak Kopernik'in güneş merkezli evren modeli
lehine değerlendirilmişlerdir.
Jupiter ilk kez 1973'de Pioneer10 ve sonra da sırasıyla Pioneer11, Voyager1,
Voyager2, Ulysses ve Galileo uzay araçları tarafından ziyaret edilmiştir.
Galileo halen Jupiter çevresindeki yöründesinde olup en azından 2 yıl daha
bilgi göndemeye devam edecektir.
Gaz gezegenler, katı bir yüzeye sahip değildirler. Gazdan yapıları
derinlikle yoğunluk kazanır. 1 atmosfer basınca eşit olan düzey gezegenin
yüzeyi olarak kabul edilir. Bu gezegenlere bakarken gördüğümüz,
atmosferlerinin (1 atmosfer seviyesinin hemen üzerindeki) en yüksek
bulutlarıdır. .
Jupiter hacmen %90'ı hidrojen, %10'u helyumdan, kütlesel olarak da %75'i
hidrojen, %25'i helyumdan (eser oranlarda metan su amonyum ve kayadan)
oluşmuştur. Bu bileşim güneş sisteminin oluşumundan önceki solar nebulanın
bileşimine çok yakındır. Satürn de benzer bir bileşime sahip olmakla
birlikte hidrojen ve helyum daha azdır.
İç yapısı hakkındaki bilgilerimiz büyük oranda dolaylı edinilmiş bilgilerdir.
Galileo'nun atmosferik sondasının verdiği bilgiler, Tepe bulutlarından ancak
150 km. daha aşağıdaki seviyelere kadar olmuştur.
Muhtemelen 10-15 dünya kütlesinde bir çekirdeği, üzerinde gezegenin ana
kütlesini oluşturan, sıvı metalik halde hidrojen, sonra moleküler sıvı
hidrojen ve daha yukarılarda gaz atmosfer. Hidrojenin iyonize proton ve
elektronlardan oluşmuş bu egzotik formu 4 milyon barı geçen basınçlar
altında söz konusu olmaktadır. Anlaşılacağı gibi Jupiterin iç hidrojeni gaz
değil sıvı haldedir, elektriksel olarak iletkendir ve Jupiterin manyetik
alanının kaynağıdır. Bu katman muhtemelen helyum da içermektedir.
Bunun dışındaki katman ise derinlerde sıvı halde, daha dış kısımlara
ulaştıkça da gaz halinde normal moleküler hidrojen ve helyumdan oluşmaktadır.
Bizim görebildiğimiz atmosfer bu son kalın katmanın en tepe bölgesinden
ibarettir.
Yakın zamanda yapılan deneylerin sonuçlarına bakılırsa, hidrojen ani olarak
faz değiştirmemektedir. Bundan, Jupiterin ve diğer gaz gezegenlerin değişik
katmanları arasında belirgin bir sınır olmadığı anlaşılır. Aşağıdaki resim
daha açıklayıcı olabilir.
En dış katman moleküler hidrojen'e karşılık gelir. Üst bölgelerinde gaz
derin bölgelerinde sıvı haldedir. 10,000 km derinikte basınç 1 milyon bar'a
ve ısı 6,000 Kelvin'e ulaşır ve hidrojen sıvımetalik faza dönüşür. Bu fazda
Hidrojen atomları parçalanarak güneşin içindeki gibi ionize proton ve
elektronlar halindedir. (en kalın katman) Üçüncü katman yüksek basınç ve ısı
altınaki su, amonyak ve metandan oluşan koyu çorba kıyamında buzdan
oluşmaktadır. En derinde de 10-15 dünya kütlesinde kaya ya da buzsu-kaya
çekirdek bulunmaktadır Atmosferin üst bölgelerinde üç farklı bulut tabakası
olduğuna inanılmaktadır. Amonyak buzu bulutları, amonyumhidrosülfid
bulutları ve su buzu bulutları. Ancak Galileo sondası bulutlar hakkinda
belirgin olmayan sonuçlar göndermiştir (Sondalardan ilki en üst bölge
hakkında bilgi verirken ikincisi biraz daha alçak bölge verilerini
göndermiştir). Sondalar, ayrıca, atmosferin beklenenden çok daha az
miktarlarda su içerdiğini göstermiştir. Şaşırtıcı olan bir diğer konu da
sıcaklığın ve yoğunluğun beklenenden yüksek bulunmasıdır. Sonuçların,
beklenenden farklı olması, sondaların atmosfere giriş notalarının (sağda)
olağan dışı olmasına, giriş noktasının en sıcak ve bulutsuz bir bölgeye
rastlamasına bağlanmıştır. Jupiter ve diğer gaz gezegenlerin üst
atmosferleri, enlemleri boyunca kalın bantlar halinde birbirlerinden ayrılan
çok hızlı rüzgarlarla karakterizedir. Birbirine komşu bantların rüzgarları
aksi yündedir. Bantlar arasında renk değişikliğinin nedeni olarak minimal
kimyasal farklılıklar ve ısı farklılıkları gösterilmektedir. Açık renkli
bantlar zone (bölge,kuşak), koyu renkli bantlar ise belt (kemer) olarak
adlandırılır. Jupiterin bantları uzun zamandan beri bilinmektedir, ancak
bantlar arasındaki girdaplar ilk kez Voyager uzay aracı tarafından
görüntülenmiştir.
Galileo Sondası bantların hızının beklenenden çok yüksek olduğunu, saatte
650 km.'yi aştığını ve sondanın gözlem yapabildiği derinliğe kadar da aynen
devam ettiğini göstermiştir. Bu rüzgarlar binlerce km derinliklere kadar
ulaşıyor da olabilir. Jupiter atmosferinin aynı zamanda yoğun türbülanslar
içerdiği de anlaşılmıştır. Rüzgarların, dünyadaki gibi güneşin etkisiyle
değil, Jupiterin iç ısısından kaynaklandığı anlaşılmaktadır.
Bulutların canlı renklerinin nedeni muhtemelen atmosferde eser miktarlarda
bulunan elementler arasındaki kimyasal reaksiyonlardır. Belki de bundan,
bileşimleri farklı renklere sahip olan kükürt sorumludur. Henüz bu olayın
detayları bilinmemektedir. Renkler bulutların yükseklikleri ile de
ilişkilidir. Alçak bulutlardan yüksek bulutlara doğru sıralarsak, en
aşağıdakiler mavi, sonra kahverengi, beyaz ve en yüksektekiler de kırmızı
bulutlardır. Bazen aşağıdaki bulutlar, üsttekiler arasında oluşan
deliklerden görülürler.
Büyük Kırmızı Nokta (GRS, Great Red Spot) üçyüz yıldan fazla bir zamandan
beri astronomlar tarafından gözlenmektedir.(İlk farkeden Cassini ya da
Robert Hook - 17.Yüzyıl). GRS 12,000 km'ye 25,000 km boyutlarında, iki adet
dünyayı içine alabilecek büyüklükte oval bir lekedir. Bulut tepeleri
çevreden beligin şekilde daha yüksek ve soğuk olan bu bölgenin, kendi
etrafındaki dönüş yönünden, bir yüksek basınç alanı olduğu
anlaşılmaktadır.Benzer yapılar Satürn ve Neptünde de görülmüştür. Böyle bir
oluşumun bu kadar uzun zamandan beri varlığını sürdürebilmesinin nedenleri
henüz bilinmemektedir.
Jupiter Güneşden aldığından daha fazla enerji yayar. İç kısımları oldukça
sıcaktır. Çekirdeği muhtemelen 20,000 Kelvin civarındadır. Isı yerçekimine
bağlı olarak, gezegenin yavaş sıkışması sonucu oluşur (Kelvin-Helmholtz
mekanizması). Jupiter, güneşte olduğu gibi nükleer füzyonla ısı oluşturmaz,
sıcaklık ve basınç nükleer reaksiyonları tetikleyebilecek düzeyde değildir.
Oluşan ısı jupiterin sıvı katmanlarında konveksiyona neden olur.
Atmosferdeki bulut hareketliliğinin nedeni olarak bu konveksiyon akımları
gösterilmektedir.
Jupiterin çapı, bir gaz gezegeninin olabileceği en büyük çapa yakındır.
Jupiterin kütlesini arttıracak şekilde madde ilave edilebilse çapının
değişmediği ya da çok az büyüdüğü görülürdü. Bir yıldızın daha büyük
olabilmesinin nedeni, çekirdeğindeki nükleer reaksiyondur. Jupiterin bir
yıldız olabilmesi için kütlesinin 80 kat daha büyük olması gerekirdi.
Jupiterin muazzam büyüklükte bir manyetik alanı vardır. Jupiter manyetosferi
650 milyon km.'den öteye uzanır, aylarını içine alır, dahası Satürn'ün
yörüngesini aşar. Io'daki aktivitenin bir bölümü kısmen de olsa, bu manyetik
alana bağlanır. Yandaki 1. görüntü, Cassini uzay aracındaki iyon ve nötr
kütle spektrometresiyle elde edilmiştir ve Jupiter'in muazzam manyetik
alanını göstermektedir.
Soldaki resimde Jupiterin kuzey kutbunu bir kement gibi çevreleyen , ve
floresan gibi ışıldayan bir gaz perdesi görülmekte. Bu gezegenin kuvvetli
manyetik alanıyla oluşan aurora'dır. Tıpkı dünyadaki kuzey ışıkları gibi ama
çok daha kuvvetli ve büyük. (Aurora, yüksek enerjili elektronların manyetik
alan içindeki akımı sırasında atmosferik gazları iyonize ederek
parlamalarına neden olmasından kaynaklanır.) Satürn gibi Jupiterin de
halkaları vardır, ancak çok daha küçük ve solukturlar.Voyager 1 Jupiter'i
ziyaret edene dek hiç kimse halkaları olacağını beklemiyordu. O zamandan
beri, infrared teleskoplarla hem yeryüzünden hem de Galileo aracından pek
çok görüntü elde edildi. Jupiter halkaları, Satürn'ünkilerin tersine oldukça
karanlıktır, kaya menşeli olduğu, buz içermediği düşünülmektedir.
1994 Temmuzunda Shomaker-Levy 9 kuyruklu yıldızı Jupiterle çarpıştı.
Astronomik anlamda bile çok sık rastlanamayacak bu olay amatör teleskoplarla
dahi izlenebildi. Hubble Uzay Teleskopu ile bir yıl sonrasına kadar olayın
etkileri (kalıntıları) takip edilebildi. (Kuyruklu yıldızlar bölümüne
bakınız)
Geceleyin Jupiter Venüs'den sonra en parlak gezegendir. Galilean uyduları iyi bir dürbünle görülebilir. Bilinen 28 uydusu vardır. Dört büyük Galilean uydu, isimlendirilmiş 12 küçük uydu ve yeni bulunmuş ve halen isimlendirilmemiş 12 uydu daha.