Jupiter

Jupiter
Löytäminen
Löytäjät	–
Löytöaika	esihistoriallinen
Kiertoradan ominaisuudet
Keskietäisyys Auringosta	778 412 010 km 5,20336301 AU
Eksentrisyys	0,04839266
Kiertoaika Auringon ympäri	11 y 315 d 1,1 h
Synodinen kiertoaika	398,9 d
Keskiratanopeus	13,0697 km/s
Inklinaatio	1,30530°
Kuiden lukumäärä	64 (15.7.2011)
Fyysiset ominaisuudet
Päiväntasaajan halkaisija	142 984 km
Pinta-ala	6,41×1010 km2
Massa	1,899 × 1027 kg 317,8 Maan massaa
Keskitiheys	1,33 g/cm3
Putoamiskiihtyvyys pinnalla	23,12 m/s2
Pyörähdysaika	9 h 55 m 30 s
Akselin kaltevuus	3,12°
Albedo	0,52
Pakonopeus	59,54 km/s
Pinnan lämpötila	alin: 110 K keski: 152 K ylin: ?
Kaasukehän ominaisuudet
Kaasunpaine	70 kPa
Koostumus
vetyä heliumia metaania vesihöyryä ammoniakkia etaania fosforia vetysulfidia	75 % 24 % 0,1 % 0,1 % 0,02 % 0,0002 % 0,0001 % 0,0001 %

Jupiter (symboli: ) on aurinkokuntamme suurin planeetta. Se on viides planeetta Auringosta lukien. Jupiter on enimmäkseen nestemäisestä vedystä ja heliumista koostuva jättiläisplaneetta, jonka kaasukehässä on valtavia virtauksia ja pyörremyrskyjä. Jupiterin massa on 2,5 kertaa suurempi kuin kaikkien muiden planeettojen yhteensä. Jupiterista nähdään ainoastaan sen pilvien yläosa. Siinä havaitaan vaaleita ja tummia raitoja sekä Suuri punainen pilkku. Jupiter näkyy hyvin paljain silmin ja sen suuret kuut erottuvat jopa tavallisella kiikarilla. Avaruusluotain Voyager 1 löysi Jupiterin ympäriltä ohuet renkaat, jotka eivät näy Maahan asti. Jupiter on tunnettu jo muinaisista ajoista lähtien. Roomalaiset nimesivät sen Juppiter-jumalan mukaan.

Jupiterin läpimitta on noin 11 kertaa Maan läpimitta ja sen massa on 318 Maan massaa ja se on tilavuudeltaan 1 300 kertaa Maata suurempi. Painovoima Jupiterin pinnalla on 2,3 kertaa niin suuri kuin Maan pinnalla. Jupiterilla on 64 tunnettua kuuta, joista kaksi viimeisintä löydettiin vuonna 2010 sekä joista neljää suurinta nimitetään Galilein kuiksi. Aurinkokunnan massiivisimpana taivaankappaleena Jupiter vaikuttaa vetovoimahäiriöillään monien komeettojen ja asteroidien ratoihin, ja on kyennyt sieppaamaan itselleen suuren kuuperheen. Voidaan sanoa että Jupiter kuineen on kuin pienoismalli aurinkokunnasta.

Kiertorata ja pyöriminen

Jupiter on nopeasti pyörivä ulkoplaneetta, jonka pyörähdysaika akselinsa ympäri on lyhin kaikista aurinkokuntamme planeetoista. Pyörähdysaika on alle 10 tuntia. Nopean pyörimisensä takia Jupiter on litistynyt noin 0,06487 eli noin 6,5 %. Jupiterin kiertoaika Auringon ympäri on lähes 12 vuotta ja etäisyys Auringosta noin 780 miljoonaa kilometriä eli noin 5,2 kertaa Maan etäisyys. Auringon ja Jupiterin yhteinen massakeskipiste on hieman Auringon pinnan ulkopuolella (1,068 × Auringon säde keskustasta mitattuna).

Jupiterin eri osien erilaiset pyörähdysajat

Jupiterissa on kolme eri nopeudella pyörivää kokonaisuutta, "systeemiä", joita merkitään roomalaisilla numeroilla I, II ja III. Systeemi III mitataan radiosäteilyn vaihtelusta. Se on Jupiterin magneettikentän pyörähdysaika, 9 tuntia, 55 minuuttia, 29,710 sekuntia. Systeemi I on päiväntasaajan seudun ja alle 9 leveysasteen päässä päiväntasaajasta olevien pilvien pyörimisaika ja systeemi II 9 leveysastetta kauempana päiväntasaajasta sijaitsevien pilvien pyörimisaika.

Systeemi I, jossa on mukana suuret päiväntasaajan vaaleat pilvivyöt, pyörii 9 h 50 min 30,003 sekunnissa yhden kierroksen. Systeemi II pyörii yhden kierroksen ajassa 9 h 55 min 40,632 s.

Sisäinen rakenne

Jupiterin rakenne

Jupiter on suuresta koostaan huolimatta melko harvaa ainetta, sen tiheys on noin 1,33 g/cm³, josta päätellään, että Jupiterin massasta suurin osa on nestemäistä vetyä ja heliumia. Vety nesteytyy suurissa paineissa. Tämä on jättiläisplaneetoille tyypillistä. Jupiterilla lienee kiinteä rautasilikaattiydin. Lisäksi Jupiterissa on huomattavia määriä metaania, vettä ja ammoniakkia.

Tutkijat ovat laskeneet erilaisia malleja Jupiterin rakenteelle.

Jupiterin kaasukehä on vain noin 1000 kilometriä paksu. Siitä alkaa asteittain kuuma, tihenevä vetymeri.

Vetymeri on nestemäistä molekyylimuodossa olevaa vetyä ja heliumia sisältävä kerros 12 000 kilometrin syvyyteen asti.. Molekulaarinen vety muuttuu nestemäiseksi metalliseksi vedyksi noin 1–4 miljoonassa barissa ja 5000–10000 K:n lämpötilassa.. Metallisen vedyn kerros on 45 000 kilometriä paksu, kattaen suuren osan Jupiterin säteestä, ja siinä on ehkä konvektiivinen vyöhyke. Vety-heliumkerroksessa helium sataa hiljalleen alas kohti ydintä.. Jupiterin nestemäisen vedyn ja heliumin kerros on yhteensä yli 40 000 km:n paksuinen. Sen alapuolella vety muuttuu kiinteäksi. Sisimpänä on kiinteä ydin, jonka säde on muutamia tuhansia kilometrejä. Kiinteän ytimen vähimmäiskooksi arvioidaan 10–15 Maan massaa. Osa kiinteästä ytimestä saattaa liueta ympäröivään vetyvaippaan. Lämpötila Jupiterin ytimessä on 20 000–30 000 K.. Joidenkin arvioiden mukaan rautasilikaattiydin olisi 24 000 km:n läpimittainen. Paine Jupiterin ytimessä lienee 40–80 megabaria.

Jupiter säteilee 1,16 kertaa niin paljon kuin se saa Auringosta, eli sen luminositeetti on 8,67^-10 Auringon luminositeettia, eli 8,24 (-/+0,13)¹⁷ wattia.

Tämä ylimääräinen lämpö on pääosin peräisin Jupiterin jäähtymisestä. Jupiterin kehitystä on koetettu laskea simuloimalla tietokoneella. Kun Jupiter syntyi alkuaurinkosumusta, se kuumeni Jupiteriin sen vetovoiman vaikutuksesta putoavan kaasuvirtauksen kitkasta. Alkujaan Jupiterin luminositeetti oli 0,01 Auringon luminositeettia, eli sama kuin himmeällä normaalilla tähdellä. . Jupiterin keskipisteessä saattoi vallita 50000 K:n lämpötila, ja sen läpimitta oli kymmenen kertaa nykyinen. Jupiter kutistui suunnilleen nykyiselleen 10 miljoonassa vuodessa. Miljoonan vuoden kuluttua syntymästään Jupiter säteili miljoonasosan Auringon säteilyvoimasta.

Osa ylimääräisestä Jupiterin säteilystä voi olla peräisin heliumin kohti keskustaa tapahtuvasta hitaasta vajoamisesta. Jupiterin kaasukehän atomeista noin 18 % on heliumia ja 81 % vetyä, mikä vastaa massasta 75 % vetyä ja 24 % heliumia. Tämä kaasukoostumus on suunnilleen sama kuin Auringossa. Jupiter pyörii navoilla 5 minuuttia hitaammin kuin päiväntasaajalla, koska se on kaasumainen kappale. Voidaan erottaa päiväntasaajan alueen pyöriminen, pyöriminen muualla ja sisustan pyöriminen, joka mitataan radiosäteilyn perusteella. Jupiterin sisustan magneettikenttä aiheuttaa muutoksia planeetasta tulevaan radiosäteilyyn.

Jupiterin kaasukehässä on runsaammin raskaita alkuaineita kuin niitä on Auringossa. Jupiterin kiinteä rautaydin on pieni. Nämä kaksi piirrettä selittynevät parhaiten niin, että Jupiteriin törmäsi sen syntyvaiheessa 10 Maan massainen supermaapallo, jonka aiheuttama törmäysmullistus höyrysti osan ytimestä ja nosti raskaita aineita planeetan vetyvaippaan.

Kaasukehä

Jupiterin kaasukehä on noin 1 000 kilometriä paksu, ja pilvet ovat noin 75 kilometriä paksuja vesipilvistä ammoniakkijääpilviin. Jupiterin pilvien vaaleat raidat eli vyöhykkeet ovat nousevan virtauksen alueita ja tummemmat vyöt laskevan virtauksen alueita. Vyöhykkeet ovat vöitä hieman viileämpiä koska sijaitsevat korkeammalla kaasukehässä ja ovat vaaleampia. Lämpötila 70 km pilvien huipun alla on noin 30 C, ja pilvien huipulla -130°C.

Vaaleiden ja tummien raitojen leveys ja väri muuttuvat ajan mukana. Jupiterissa on nopeita tuulia jotka puhaltavat useinkin 600 km/h. Pilvien erilaiset värit johtuvat eri lämpöisissä kaasukehän kerroksissa esiintyvistä erilaisista aineista. Jupiterin vyöhykkeiden ja vöiden pinnan suuntaiset valtavan nopeat tuulet saavat energiansa planeetan sisustasta. Sen kaasukehässä on jälkiä metaanista, vesihöyrystä, ammoniakista ja silikaateista. Kaasukehässä on myös hyvin pieniä määriä hiiltä, etaania, vetysulfidia, neonia, happea, fosfiinia ja rikkiä. Kaasukehän uloimmassa kerroksessa on jäätynyttä ammoniakkia kiteinä.

Jupiterissa on valtavia revontulia ja ukkosia, sillä sen magneettikenttä ja kaasukehän virtaukset ovat voimakkaampia kuin Maassa.

Magneettikenttä

Jupiterin magneettikentän voimakkuus on 4,28 gaussia, 14 kertaa Maan magneettikentän voimakkuus, ja dipolimomentti 20000 kertaa maan magneettikentän dipolimomentti. Se vaatii ainakin miljardien ampeerien virtoja Jupiterin metallisen vedyn kerroksessa, jossa toimii Jupiterin pyörimisen ylläpitämä dynamo.

Kenttä on 10 astetta kallellaan pyörimisakseliin nähden ja maalle vastakkainen. Jupiteria ympäröivä voimakas magneettikenttä vangitsee nopeita ja vaarallisia alkeishiukkasia, jotka saattavat helposti vahingoittaa avaruusluotaimia ja -aluksia. Niinpä Jupiterillakin on noin 20 planeetan säteen päässä Van Allenin vyöhykkeet, joissa on säteily 10000 kertaa Maan Van Allenin vyöhykkeiden säteilyä voimakkaampaa. Nämä hiukkaset tekivät NASA:n Pioneer 10:n laitteet melkein toimintakyvyttömiksi luotaimen lentäessä Jupiterin ohi vuonna 1973. Voimakkaan säteilyn vuoksi Jupiteriin ei voida tehdä miehitettyä lentoa, vaikka lentoon tarvittava teknologia olisikin olemassa. Mahdolliset miehitetyt lennot suuntautuisivatkin todennäköisesti Jupiterin sijasta sen kuille kuten Ganymedekselle tai Europalle.

Jupiterin magneettikentän etäisyys Auringon suunnalla on 3–7 miljoonaa kilometriä eli 50–100 Jupiterin sädettä. Etäisyys vaihtelee huomattavasti aurinkotuulen mukaan. Aurinkotuuli venyttää Jupiterin yöpuolella planeetan magneettikentän pitkäksi pyrstöksi.

Jupiterin magneettikenttä aiheuttaa voimakasta radiosäteilyä, tasaista desimetriaalloilla ja epätasaista dekametriaalloilla. Osan radiosäteilystä synnyttävät Jupiterin magneettikentässä lähes valon nopeudella kiitävät elektronit. Tämä on synkrotronisäteilyä, jonka tuottavat hiukkaset kiitävät jopa 300–400 miljoonan kelvinin lämpötilaa vastaavilla nopeuksilla. Io-kuun tulivuorenpurkauksista vapautuu Ion radalla ionisoitunutta kaasua, plasmaa, joka aiheuttaa aika-ajoin purkauksia Jupiterista tulevaan radiosäteilyyn, silloin kun Io on tietyssä paikassa radallaan. Jupiterin magneettikentässä on sen päiväntasaajan tasossa plasmalevy, joka aika ajoin vaihtaa hiukkasia Iosta vapautuneesta kaasusta koostuvan munkkirinkilän kanssa. Iosta tulevan renkaan hiukkastiheys vaihtelee huomattavasti Ion aktiivisuuden mukaan.

Jupiterin radiosäteily on pinnalla n. 20 kertaa niin voimakasta kuin Maassa. Lisäksi siinä kieppuvat hiukkaset aiheuttavat toisen vakaamman radioaaltovuon.

Pilvet

Pääartikkeli: Jupiterin pilvet

Jupiterissa on vaaleita vyöhykkeitä (engl. zone) ja tummia vöitä (engl. belt). Vaaleat vyöhykkeet ovat matalapaineen alueita ja tummat vyöt korkeapaineen alueita. Vaaleat vyöhykkeet ovat korkeammalla olevia viileämpiä pilviä, joiden kohdalla tapahtuu kaasun virtausta ylöspäin. Jupiterin pilvet koostuvat tutkijoiden mukaan monesta eri aineista koostuvista kerroksista, mutta Galileo-luotain havaitsi laskeutumispaikallaan vain ammoniakkipilvikerroksen.

Jupiterin pilvien vyöhykkeet ja vyöt
Engl. nimi	Engl. lyhenne	Pyörimis- systeemi	Suomalainen nimi
South Polar Region	SPR	III	Eteläinen napa-alue
South South Temperate Zone	SSTZ	II	Eteläinen lauhkea vyöhyke
South South Temperate Belt	SSTB	II	Eteläinen lauhkean alueen vyö
South Temperate Zone	STZ	II	Eteläinen lauhkea vyöhyke
South Temperate Belt	STB	II	Eteläinen lauhkean alueen vyö
South Tropical Zone	STropZ	II	Eteläinen trooppinen vyöhyke
South Equatorial Belt, south	SEBs	II	Eteläinen ekvaattorivyö s
South Equatorial Belt, center	SEBc,SEBZ	II	Eteläinen ekvaattorivyö c
South Equatorial Belt, north	SEBn	I	Eteläinen ekvaattorivyö n
Equatorial Zone	EZ	I	Ekvaattorivyöhyke
Equatorial Band	EB	I	Ekvaattorivyö
North Equatorial Belt, south	NEBs	I	Pohjoinen ekvaattorivyö s
North Equatorial Belt, center	NEBc, NEBZ	II	Pohjoinen ekvaattorivyö c
North Equatorial Belt, north	NEBn	II	Pohjoinen ekvaattorivyö n
North Tropical Zone Band	NTrZB	II	Pohjoisen trooppisen vyöhykkeen tumma ohut nauha (ei näy aina)
North Tropical Zone	NTropZ	II	Pohjoinen trooppinen vyöhyke
North Temperate Belt	NTB	II	Pohjoinen lauhkean alueen vyö
North Temperate Zone	NTZ	II	Pohjoinen lauhkea vyöhyke
North North Temperate Belt	NNTB	II	Pohjoinen lauhkean alueen vyö
North North Temperate Zone	NNTZ	II	Pohjoinen lauhkea vyöhyke
North Polar Region	NPR	III	Pohjoinen napa-alue

Joskus havaitaan napa-alueilla SSSTB, SSSTZ ja NNNTB sekä NNNTZ. SEB ja NET ovat leveitä tummia vyöhykkeitä päiväntasaajan suunnassa. Jupiterin Suuren punaisen pilkun lyhenne on GRS (lyhenne sanoista Great Red Spot). Suuri punainen pilkku on STrZ:ssä oleva SEB:in sisään ulottuva pullistuma. Se on korkeapaineen vyöhyke. Sen reunalla on tumma pullistuma, Great Red Spot Hollow. STB:ssä oli kolme pitkäikäistä lauhkean alueen ovaalia FA, BC ja DE enne kuin ne yhdistyivät Jupiterin pieneksi punaiseksi pilkuksi, eli ovaaliksi BA, joka kasvaa jatkuvasti.

Vöiden ja suuren punaisen pilkun tummuus vaihtelee vuosittain.

Koska Jupiterin pyörii nopeimmin planeetoista, saa se pilvet kiertymään nauhamaisiksi vöiksi. Jupiterissa puhaltavat tuulet ovat monta kertaa Maan rajuimpia tuulia voimakkaampia.

Jupiter voidaan jakaa viiteen kerrokseen, joista ensimmäinen on pilvien yläkerros ja viides on planeetan ydin. Ensimmäinen kerros koostuu tuulien pilvinauhoiksi puhaltamista pilvistä, toinen kerros on pilvikerroksessa olevat aukot, joista voi nähdä syvemmälle planeetan sisuksiin, kolmas kerros on noin 17 000 kilometrin paksuinen, neljäs kerros taas on hyvin tiiviisti kasaan puristunutta vetyä ja tässä kerroksessa on noin 77 % Jupiterin massasta. Viimeinen eli viides kerros on mahdollisesti kiinteä kiviydin.

Suuri punainen pilkku

Pääartikkeli: Jupiterin suuri punainen pilkku

Jupiterin Suuri punainen pilkku Voyager 1:n kuvaamana

Jupiterissa esiintyy myös suhteellisen lyhytikäisiä korkeintaan pari vuotta kestäviä valkeita ja ruskeita tai punertavia täpliä, jotka ovat pyörremyrskyjä. Jupiterin Suuri punainen pilkku on aurinkokuntamme suurin pyörremyrsky, jonka tummuus muuttuu aika ajoin. Pilkku on soikea ja pitkulainen leveysasteiden suunnassa. Sen sijainti on 22° eteläistä leveyttä.

Aika ajoin pilkku haalenee niin, ettei sitä näe lainkaan. Pilkun mitat ovat suunnilleen 12 000 x 25 000 km. Pilkun paikka, soikeus ja koko vaihtelevat vuosikymmenten saatossa. Pilkku vaeltelee ja vaihtaa värähdellen paikkaansa eri pituusasteille. Koko vaihtelee välillä n. 24–40 000 km × 12–14 000 km. Sata vuotta sitten pilkku oli kaksi kertaa nykyistä suurempi, eli sen pituus oli 50 000 km ja leveys 11 000 km, tämän jälkeen pilkku on pyöristynyt kutistuen pituussuunnassa. Pilkku pyörii vastapäivään ja yksi kierros kestää kuusi päivää. Pilkut ovat 8 km ympäröivien pilvien huippujen yläpuolella.

Tietokonesimulaatioiden mukaan pilkku imee muita ilmakehän häiriöitä. Neptunuksellakin on samankaltainen tumma pilkku.

Jupiteriin on syntynyt jatkuvasti kasvava Jupiterin pieni punainen pilkku, toiselta nimeltään ovaali BA. Toukokuussa 2008 Jupiterin pinnalle ilmestyi kolmas pilkku, kooltaan kahta muuta pienempi. Kuitenkin vain kaksi kuukautta tämän jälkeen pilkku joutui Jupiterin suuren punaisen pilkun "imaisemaksi" ja katosi näin kokonaan.

Kuut

Pääartikkeli: Jupiterin kuut

Jupiter ja sen Galilein löytämät kuut Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto.

Jupiterin suurimmat kuut ovat Galilein löytämät Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto, jotka ovat kooltaan pienen planeetan kokoisia. Näiden sisällä kiertää joukko pienempiä kuita, mm. punainen, perunan muotoinen Amalthea. Sisemmät kuut kiertävät renkaita ulompana ja niiden sisässä. Jupiterilla on ympärillään eräänlainen kuista koostuva "pienoisaurinkokunta". Sisemmät kuut lienevät syntyneet Jupiterin syntyessä, mutta kaukana olevat ulompien kuiden ryhmät ovat ehkä siepattuja asteroideja. Toisten tutkijoiden mukaan nämäkin kuut ovat syntyneet Jupiterin ympärille, koska pikkuplaneettasieppaukset ovat heidän mukaansa harvinaisia.

Yhteensä kuita on löydetty jo 64. Jupiterilla onkin enemmän kuita kiertolaisinaan kuin millään muulla aurinkokuntamme planeetalla. Tämä ei ole ihme, planeetta pystyy suurella vetovoimallaan vaikuttamaan kauas aurinkokunnassa. Galileo Galilei näki Jupiterin neljä suurinta kuuta ensimmäisenä kaukoputkellaan vuonna 1610 ja oletti aivan oikein niiden olevan Jupiterin kiertolaisia. Seuraava kuu Amalthea löytyi vasta vuonna 1892. Sittemmin paremmilla havaintolaitteilla on havaittu Jupiteria kiertämässä yhä pienempiä kuita ja varsinkin 2000-luvun alussa niitä on löydetty kymmenittäin.

Suuret kuut

Jupiter ja sen neljä kuuta ylhäältä lukien Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto.

Pääartikkeli: Galilein kuut

Jupiterin neljä suurta kuuta Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto kiertävät niin lähellä Jupiteria, että Jupiterin vetovoima on lukinnut ne kiertämään aina saman puolen kohti Jupiteria.

Vuorovesivoimat ovat tehneet luotainkuvissa pizzaa muistuttavasta Iosta Aurinkokunnan tuliperäisimmän kappaleen. Kuu kiertää Jupiterin magneettikentän sisällä tappavan voimakkaassa säteilyvyöhykkeessä, ja sen asema radallaan vaikuttaa Jupiterin radiosäteilyyn. Iossa on vettä hyvin vähän, jos lainkaan.

Europa-kuulla on tasainen jäinen pinta, jossa on railoja. Kuu lienee ollut sula melko äskettäin. Noin 15 km paksun jään alla lienee noin 100 km sulaa vettä. On arveltu, että tässä vedessä voisi olla alkeellista elämää.

Ganymedes on Aurinkokunnan suurin kuu, ja sen pinnalla on Kuun meriä muistuttavia tummia alueita. Kuulla on happea sisältävä ohut kaasukehä, ja magneettikenttä toisin kuin millään muulla tunnetulla kuulla. Happi lienee peräisin Auringon säteilyn hapeksi ja vedyksi hajottamasta vedestä, raskaampi happi leijuu Ganymedeksen yllä veden toisen aineosan vedyn karatessa kevyempänä avaruuteen.

Kallisto on Jupiterin toiseksi suurin kuu ja suunnilleen planeetta Merkuriuksen kokoinen. Ruskea Kallisto on aurinkokunnan kraatteroitunein kuu.

Jupiterin suuret kuut Io, Europa ja Ganymedes ovat 1:2:4 resonanssissa eli niiden kiertoaikojen suhde on 1:2:4. Tässä resonanssisysteemissä ovat mukana myös Amalthea ja Kallisto.

Galilein kuut verrattuna Kuuhun
Nimi	Läpimitta (km)	Massa (kg)	Radan säde (km)	Kiertoaika (päivää)
Io	3643 (105 % Kuu)	8,9×1022 (120 % Kuu)	421 700 (110 % Kuu)	1,77 (6,5 % Kuu)
Europa	3122 (90 % Kuu)	4,8×1022 (65 % Kuu)	671 034 (175 % Kuu)	3,55 (13% Kuu)
Ganymedes	5262 (150 % Kuu)	14,8×1022 (200 % Kuu)	1 070 412 (280 % Kuu)	7,15 (26 % Kuu)
Kallisto	4821 (140 % Kuu)	10,8×1022 (150 % Kuu)	1 882 709 (490 % Kuu)	16,69 (61 % Kuu)

Rengas

Pääartikkeli: Jupiterin renkaat

Jupiterin heikko rengas koostuu pääosin Adrasteia- ja Metis-kuista irtoavasta pölystä. Rengas näkyy vain avaruusluotainten ottamissa kuvissa. Pöly on savunkaltaista ja irtoaa kuusta meteoriittien iskuista. Kaksi lisärengasta on irronnut Thebe ja Amalthea -kuista. Jupiterilla on myös kaukainen rengas. Rengashiukkasten läpimitta on vain muutama mikroni. Halo on harva rengas, jonka hiukkaset liikkuvat kohti planeettaa. Renkaat ovat hyvin tummia, niiden albedo on vain 0,05.

Nimi	Säde (km)	Leveys (km)	Halkaisija (km)
1979 J1R ('Halorengas')	100 000–122 800	22 800	200 000 - 245 600
1979 J2R ('Päärengas')	122 800–129 200	6 400	245 600 - 258 400
1979 J3R ('Lisärengas')	129 200–214 200	85 000	258 400 - 428 400

Päärenkaan massa on 10¹³ kilogrammaa.

Synty

Jupiter lienee syntynyt aikaisemmin kuin Maa,jopa ehkä 3–10 miljoonaa vuotta aikasemmin. Yleensä ollaan sitä mieltä, että Jupiter syntyi jäästä ja kivestä koostuneen planeetan kasvettua niin suureksi, että se pystyi keräämään kaasua alkuaurinkoa ympäröivästä esiplanetaarisesta kaasu- ja pölykiekosta. Jupiterin kiinteistä aineista koostuvan ytimen massa olisi silloin vähintään 10 Maan massaa. Jotkut tutkijat ovat väittäneet Jupiterin kutistuneen muutamassa sadassa vuodessa tiheän Aurinkoa ympäröivän kaasukiekon häiriöstä. Muodostuttuaan Jupiter säteili lämpöä niin runsaasti, että se hehkui punaisena. Nykyisten siirtymisteorioitten (migraatioteorioitten) kannattajat uskovat Jupiterin siirtyneen radallaan 0,45 AU 100 000 vuodessa. Siirtyminen on johtunut Jupiterin ja ympäröivän kaasu- ja pikkuplaneettakiekon välisestä vuorovaikutuksesta. Alkuaurinkosumun kaasukiekossa liikkunut Jupiter on saattanut singota pikkuplaneettoja radoille, joissa ne törmäävät Maahan ja kiihdyttänyt siten Maan syntyä.

Vaikutus aurinkokuntaan

Jupiterilla on mahtava vetovoima ja se on Auringon jälkeen aurinkokunnan toiseksi merkittävin kappale. Jupiterin radalla kiertää monia niin sanottuja troijalaisia asteroideja, jotka sijaitsevat sen kiertoradalla noin 60° planeetan edessä ja takana. Se on siepannut osan komeetoista kymmeniä komeettoja käsittävään Jupiterin komeettaperheeseen. Jupiter on aiheuttanut vetovoimallaan asteroidivyöhykkeeseen alueita, joissa asteroideja ei ole lainkaan. Arvellaan että kaukaisessa aurinkokunnan menneisyydessä Jupiter on estänyt suuren planeetan synnyn asteroidivyöhykkeelle.

Jupiterin arvellaan singonneen valtavat määrät komeettoja Oortin pilveen. On myös esitetty spekulaatioita, joiden mukaan Maan vesi olisi saanut alkunsa Jupiterin vetovoimallaan sinkoamista komeetoista. Jos pieni kappale – kuten komeetta – ohittaa läheltä suuren kappaleen, pieni kappale voi sinkoutua suurella nopeudella kauas avaruuteen.

Todennäköisesti Jupiterin sijainnin ja suuren massan vuoksi planeetta imee komeettoja ja asteroideja itseensä muita planeettoja enemmän. On arveltu, että ilman Jupiteria Maahan törmäisi kilometrin läpimittainen asteroidi joka 50. vuosi. Toisaalta se, että Jupiterin massainen planeetta on estänyt suuren planeetan synnyn asteroidivyöhykkeelle, on saattanut edistää evoluutiota Maassa, nimittäin muutaman kymmenen miljoonan vuoden välein tapahtuva joukkotuho pyyhkii pois lajeja ja antaa tilaa uusille lajeille, vauhdittaen näin evoluutiota. Esimerkiksi dinosaurukset eivät suuren kokonsa vuoksi tarvinneet älykkyyttä ja sopeutuivat hyvin vain kuumiin oloihin.

Shoemaker-Levy 9:n törmäys

Hubble-avaruusteleskoopin kuva Shoemaker-Levy 9:stä vuodelta 1994.

Yli kaksikymmentä komeetta Shoemaker-Levy 9:n kappaletta iskeytyi Jupiterin eteläiselle puoliskolle 16.–22. heinäkuuta 1994. Tapahtuma oli ensimmäinen kahden aurinkokunnan kappaleen välinen törmäys, josta voitiin tehdä suoria havaintoja.

Shoemaker-Levy 9 oli aluksi kokonainen komeetta, mutta Jupiterin valtava vetovoima repi sen kappaleiksi ja kaappasi mukaansa. Palaset kiersivät hetken aikaa Jupiteria ja iskeytyivät sitten planeettaan suurella voimalla. Tämä törmäys vapautti Jupiterin kaasukehään enemmän energiaa kuin kaikkien maailman ydinaseiden teho yhteensä.

Heinäkuussa 2009, tarkalleen viidentoista vuoden kuluttua Shoemaker-Levy 9:n törmäyksestä Jupiter ilmeisesti joutui uuden törmäyksen kohteeksi. Kaukoputkihavainnot viittasivat törmäykseen, jonka aiheutti mahdollisesti jokin komeetta.

Jupiterin tutkimuksen historiaa

Ennen avaruusaikaa

Jupiter on helppo havaita paljain silmin ja tunnettiin jo esihistoriallisena aikana. Ptolemaioksen maakeskisessä maailmanjärjestelmässä se oli viides Maata kiertäneistä planeetoista sisältä päin lukien. Muiden planeettojen tapaan se siirrettiin kiertämään Aurinkoa Kopernikuksen aurinkokeskisessä mallissa. Tarkemmin itse Jupiteria tutki vasta Galileo Galilei, joka ensimmäisenä suuntasi sitä kohti hiljattain kehitetyn kaukoputken. Galilei tutki usein Jupiteria ja hän löysikin sitä kiertävät Galilein kuut. Cassini määritti planeetan pyörähdysajan, Friedrich Bessel sen massan. 1664 Robert Hooke havaitsi Suuren punaisen pilkun.

Jupiteria tutkineita avaruusluotaimia

Jupiter on Guinnessin ennätysten kirjan mukaan tutkituin planeetta heti maapallon jälkeen.

Pioneer 10 ja 11

Pääartikkelit: Pioneer 10 ja Pioneer 11

Runsaasti tietoja on saatu amerikkalaisilla avaruusluotaimilla, jotka ovat tutkineen Jupiteria. Pioneer 10 ja 11 lensivät Jupiterin ohi 1970-luvulla. Näiden luotainten antama kuvanlaatu oli kuitenkin 1970-luvun luotainten tapaan varsin huono.

Pioneer 10 oli ensimmäinen Jupiterista lähihavaintoja tehnyt ihmisen tekemä laite. Se laukaistiin matkaan 2. maaliskuuta 1972. Pioneer 11 taas oli lähes identtinen verrattuna Pioneer 10:een ja se olikin rakennettu varakappaleeksi, mikäli Pioneer 10 sattuisi hajoamaan matkallaan ulos aurinkokunnasta.

Voyagerit

Pääartikkelit: Voyager 1 ja Voyager 2

Hyviä kuvia antoivat vasta Voyager 1 ja 2 1980-luvun alussa.

Voyager 1 painoi 815 kilogrammaa ja se lähetettiin pitkälle matkalleen 5. syyskuuta 1977. Voyager 1 aloitti Jupiterin kuvaamisen tammikuussa 1979 ja lähimpänä planeettaa se oli 5. maaliskuuta 1979, jolloin se oli noin 349 000 kilometrin päässä planeetan keskuksesta. Lähietäisyys mahdollisti suuremman havaintotarkkuuden. Suurin osa kuita, rengasjärjestelmiä, magneettikenttiä ja säteilyä koskevista havainnoista tehtiinkin ohilentoa edeltävänä ja seuraavana vuorokautena. Planeetan valokuvaus päättyi huhtikuussa. Kumpikin Voyager-luotain teki tärkeitä uusia havaintoja Jupiterista ja sen kiertolaisista. Yllättävin niistä oli Io-kuun tuliperäinen toiminta, jota ei ollut aikaisemmin havaittu Maasta tai Pioneer 10 ja Pioneer 11 -luotaimien ohilennoilla.

Voyager 2 taas ei tutkinut Jupiteria yhtä paljon kuin lähes identtinen kaksoiskappaleensa Voyager 1. Voyager 2 (alkujaan tarkoitettu olemaan Mariner 12) otti suurimman osan vauhdistaan kiertämällä Saturnusta, minkä vuoksi se sinkoutui nopeasti Uranuksen ja Neptunuksen luo jättäen Jupiterin vähemmälle huomiolle.

Galileo

Pääartikkeli: Galileo

18. lokakuuta 1989 laukaistu ydinkäyttöinen Galileo-luotain oli aikansa suurin ja kallein luotain. NASAn insinöörit olivat kaavailleet sen tehtäviksi mm. lähettää liikkuvaa kuvaa Jupiterin pilvistä. Galileon suunniteltiin pystyvän lähettämään maapallolla sijaitsevalle havaintoasemalle n. 130 000 bittiä dataa sekunnissa, mutta pääantennin vaurioiduttua oli lopulta tyydyttävä apuantennin vaivaiseen 160 bittiin sekunnissa. Tämän vuoksi osasta Galileon toiminnoista oli luovuttava ja mm. edellä mainittu liikkuvan kuvan lähettäminen katsottiin mahdottomaksi.

Galileon oli tarkoitus tutkia Jupiteria ja sen kuita perusteellisesti, mutta teknisten virheiden vuoksi projekti epäonnistui osittain. Galileo välitti kuitenkin tärkeää tietoa havaintoasemalleen, eikä kallis projekti mennyt täysin hukkaan. Galileo mm. lähetti Jupiterin kaasukehään iskeytymisluotaimen, joka lähetti mittaustietoja ennen murskautumistaan suuressa paineessa. Galileo havainnoi myös Shoemaker-Levy 9:n komeetan jäännöksien törmäystä Jupiteriin.

Cassini-luotaimen Jupiterista ottama kuva.

Jupiterin kuista Galileo tutki enimmäkseen Ioa, Ganymedestä, Europaa ja Kallistoa. Ion tapauksessa Galileo keräsi lisätietoa Voyager-luotaimien Iossa havaitsemasta tuliperäisestä toiminnasta. Galileon havainnot Europasta taas viittasivat siihen, että jääpeitteen alla oli meri.

Cassini-Huygens -luotaimen ohilento

Pääartikkeli: Cassini-Huygens

Saturnuksen tutkimiseen tarkoitettu Cassini-Huygens -luotain oli lähimmillään Jupiteria 30. joulukuuta 2000 ja suoritti lukuisia tieteellisiä mittauksia. Kuukausia kestäneen ohilennon aikana luotain otti noin 26 000 valokuvaa, joiden joukossa oli tähän saakka yksityiskohtaisin koskaan Jupiterista otettu värivalokuva. Kuvan pienimmät yksityiskohdat ovat noin 60 km:n kokoisia.

New Horizons

Pääartikkeli: New Horizons

Plutoon matkalla oleva New Horizons -luotain ohitti Jupiterin 28. helmikuuta 2007. Luotain käytti planeettaa painovoimalinkona, ja ohilentoa käytettiin hyväksi planeetan ja sen kuiden tutkimukseen ja luotaimen laitteiden testaukseen.

Juno

Pääartikkeli: Juno

Juno on 5. elokuuta 2011 laukaistu Jupiteria tutkiva Nasan luotain.

Massa

Jupiterin massaa (lyhennetään esim. M_J tai MJ ) käytetään mittayksikkönä ilmoitettaessa esim. ruskeiden kääpiöiden ja eksoplaneettojen massoja.

Jupiterin massa on 1,899$\cdot$10²⁷ kg eli MJ = 317,8 Maan massaa, tai MJ = 0,0009545 Auringon massaa. Auringon massa on 1047,7 Jupiterin massaa.

Eksoplaneettoja massoja ilmoitettaessa käytetään myös Saturnuksen massaa, joka on 5,6846$\cdot$10²⁶ kg eli 95,162 Maan massaa, eli melko tarkkaan 0,3 Jupiterin massaa. Kolmannen vertailuplaneetan, Neptunuksen massa on 1,0243$\cdot$10²⁶ kg eli 17,147 Maan massaa tai 0,054 Jupiterin massaa. Jupiter on 18,53 kertaa Neptunusta massiivisempi.

Lähteet

• Heikki Oja ja Markku Poutanen: Aurinkokuntamme. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 1990. ISBN 951-9269-54-1.
• Lisa Miles, Alastair Smith: Avaruuden aapinen. WSOY, 1999. ISBN 951-0-23631-4.
• Hannu Karttunen, Karl Johan Donner, Pekka Kröger, Heikki Oja ja Markku Poutanen: Tähtitieteen perusteet. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2000. ISBN 952-5329-01-1.

Kirjallisuutta

1. Otava: Tähtitaivas. Otava Kustannusosakeyhtiö, 1994. ISBN 951-1-13207-5.
2. Heikki Oja: Maailmankaikkeus 2000. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 1999. ISBN 951-9269-97-5.
3. Hannu Karttunen, Olli Manner ja Pentti Tuovinen: Tähtitaivas 2000. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 1995. ISBN 951-9269-66-5.
4. Valittujen Palojen toimitus: Tiedon jännittävä maailma. Valitut Palat, 1992. ISBN 951-8933-42-1.

Aiheesta muualla

• Astronetti.com, tähtiharrastustietoa
• tietoa Jupiterista englanniksi
• Jupiter Ursan Kosmos-tietokannassa
• Karttoja ja kaavioita (englanniksi)
• Videoita Jupiterin ilmiöistä (englanniksi)