JUPITER

Jupiter je planeta koja sa pravom nosi ime kralja svih bogova. Ne samo da je najveca planeta, vec svojom masom skoro dva i po puta nadmasuje masu svih ostalih planeta zajedno. Mnogi ga nazivaju “promasenom zvezdom”  jer su zastupljeni isti elementi i u istom odnosu kao u zvezdama  – oko 90% vodonika i 10% helijuma ali nikad nije dostigao dovoljnu temperaturu koja bi pokrenula termonuklearne reakcije. Da je nekoliko desetina puta masivniji, nas planetarni sistem bi imao dva sunca.

Sjaj Jupitera na nebu  nadjacava jedino sjaj Venere, naravno ne racunajuci Mesec i Sunce, tako da je veoma pogodan za posmatranje malim teleskopom. Kroz amaterski teleskop lepo se vidi osvetljeni disk pun detalja, koji se menjaju od posmatranja do posmatranja, tako da se uvek nesto novo i neocikivano dogadja. Cetiri Galilejeva satelita mogu se posmatrati amaterskom opremom, pa cak i obicnim dvogledom. Njihov polozaj se menja iz casa u cas, kako se obrcu oko planete.

Posle upoznavanja sa unutrasnjim planetama tokom sezdesetih i pocetkom sedamdesetih godina, doslo je vreme da se upute kosmicke misije ka velikim spoljasnjim planetama, Jupiteru, Saturnu, Uranu i Neptunu. Letovi “Pionira 10”, “Pionira 11”, “Vojadzera 1” i “Vojadzera 2”, praceni su sa velikim interesovanjem. Prolaz svakog od ovih kosmickih brodova pored neke planete, predstavljao je pravu malu revoluciju u poznavanju Suncevog sistema.

Prvi kosmicki brod upucen prema spoljnim planetama je “Pionir 10”, lansiran 3. marta 1972. u Kejp Kanaveralu. Tvorce “Pionira 10” mucile su mnoge brige u vezi sa njegovom sudbinom. Neki su postavljali pitanje o verovatnoci bezbednog prolaska kosmickog broda kroz pojas asteroida. U ovaj pojas “Pionir 10” je usao jula 1972. i ostao u njemu sve do februara 1973. Ispitivanja u toku leta pokazala su da je verovatnoca sudara objekta velicine “Pionira 10” sa nekim vecim asteroidom mala i da pojas asteroida ne predstavlja nepremostivu prepreku koja bi coveka zadrzavala u Suncevoj blizini. 4. decembra 1973. “Pionir 10” prolazi na rastojanju od 131 000 km od Jupiterovih oblaka i salje vise od tri stotine slika Jupitera i njegovih satelita, koji su izvrsili pravu revoluciju u poznavanju kralja planeta. 

Sestog aprila 1973, lansiran je i “Pionir 11”. Vec 3. decembra 1974. godine on prolazi na 42 760 km od Jupiterovih oblaka i salje 28 snimaka. Koristeci gravitaciono polje Jupitera kao odskocnu dasku, “Pionir 11” biva usmeren prema Saturnu.

Period izmedju 1976. i 1978. godine bio je izuzetno pogodan za upucivanje kosmickih brodova ka spoljasnjim planetama. Raspored planeta bio je takav, da kada kosmicki brod posle godinu dana stigne do Jupitera, gravitacija ove dzinovske planete moze da ga skrene ka Saturnu, ovaj ka Uranu a Uran dalje ka Neptunu. Na ovaj nacin, ne samo da bi se jednom ekspedicijom posetile ove spoljasnje planete sem Plutona, nego bi se i trajanje puta do Urana i Neptuna znatno skratilo. U normalnim prilikama let do Urana trajao bi 16 a do Neptuna citavih 20 godina. Koriscenjem gravitacionih polja usputnih planeta, let se skracuje na 9 odnosno 12 godina. Ovako povoljna prilika ne ponavlja se cesto, sledeca ce biti tek 2155. godine. Zato su americki naucnici resili da ostvare “Veliko putovanje” odnosno da upute kosmicki brod koji ce posetiti Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Uprkos velikih finansijskih teskoca i drugih prepreka na koje se nailazilo, posto su aparature “Vojadzera” proradile u blizini Neptuna, ovaj projekat se ostvario. 

U okviru misije “Vojadzer', prema Jupiteru i ostalim spoljnim planetama su upucena dva kosmicka broda. 20. avgusta 1977. u Kejp Kanaveralu je lansiran “Vojadzer 2”. “Vojadzer 1” je lansiran kasnije, 5. septembra iste godine, ali je njegova putanja bila takva da je ubrzo prestigao “Vojadzer 2” i nasao se na celu misije. Osnovni cilj misije bio je ispitivanje Jupitera, Saturna i njihovih satelita, narocito Titana. “Vojadzer 2” je pod uslovom da uspe misija “Vojadzera 1”, trebalo da produzi prema Uranu i Neptunu.

Danas, posle “Pionira” i “Vojadzera” i skorasnje misije “Galileja”, znamo da je Jupiter skoro u celini tecno telo osim malog, gvozdeno silikatnog jezgra u centru, u kome temperatura dostize 30000 K. Iznad ovog jezgra nalazi se sloj tecnog vodonika debljine 70000 km, koji zauzima gotovo celu zapreminu planete. Medjutim pritisak u Jupiterovoj unutrasnjosti, koji je sto miliona puta veci od pritiska u Zemljinij atmosferi, pretvara ga u potpuno nesvakidasnji oblik – metalni vodonik u tecnom stanju. Obican tecni vodonik je samo gusto pakovanje vodonikovih molekula; ali u Jupiterovoj unutrasnjosti ti molekuli su razbijeni na pojedinacne atome. U tako gustoj skupini atoma neki pojedinacni elektroni mogu da se oslobode i provode elektricnu struju. Stalno mesanje Jupiterovog jezgra proizvodi jake struje, a one stvaraju magnetno polje deset puta jace od Zemljinog. Dalje, prema povrsini, vodonik gubi metalna svojstva ali ostaje u tecnom stanju. Jos dalje, gustina vodonika opada, da bi se konacno stopio sa atmosferom, tako da Jupiter nema cvrstu povrsinu.

Debljina atmosfere je oko 1000 km. Gornji sloj oblaka sastoji se od kristalica amonijaka,  srednji od amonijum bisulfida a donji od kristalica vode. Prisustvo amorfnog crvenog fosfora, vodonicnih i amonijacnih polisulfida i sumpora, boji Jupiter crvenom, braon i zutom bojom. 

Nekoliko stotina godina atmosfera Jupitera krila je veliku zagonetku. To je velika crvena pega koju je Kasini otkrio 1665. godine. Danas je ustanovljeno da je ova tvorevina, siroka 14000 km a dugacka 30-40 000 km, sto je dovoljno da u nju stanu tri Zemlje, ustvari “oko” dzinovskog tornada koji traje vec stotinama godina i prema kome su najjaci Zemaljski uragani obicni povetarci. Danas se cak zna kako mirise crvena pega. Zahvaljujuci prisustvu fosfina, koji je glavni sastojak arome belog luka i crvena pega ima takav miris. U ovako surovoj atmosferi u kojoj vetrovi u ekvatorijalnim oblastima duvaju brzinama od 400 km/h, i sa praznjenjima prema kojima su munje i gromovi na Zemlji decija igracka, mesta za zivot ima samo u naucnoj fantastici.

Radio-astronomska istrazivanja Jupitera takodje su donela niz znacajnih rezultata, i postavila neka interesantna pitanja. Godine 1955. otkriveno je radiozracenje Jupitera. Energija bljeskova radiozracenja na Jupiteru odgovara energiji milijarde istovremenih bljesaka munje na Zemlji. Takodje, utvrdjeno je da Jupiter usled nekog unutrasnjeg izvora toplote oslobadja dva puta vise energije nego sto prima od Sunca. Veruje se da bi izvor te energije moglo da bude postepeno skupljanje planete, sto je tesko proveriti jer potrebno skupljanje iznosi svega jedan milimetar godisnje.  

Jupiter je planeta sa najbrzom rotacijom u Suncevom sistemu. Jednom oko svoje ose se obrne za svega 9,84 casa i to brzinom koja iznosi 45 km/h, sto je gotovo ista brzina kojom se krece oko Sunca! Usled ovako brze rotacije, i snaznih vetrova, temperatura u atmosferi izmedju nocne i dnevne strane  je veoma ujednacena, oko –150°C. Kruzeci na srednjem rastojanju od 778 miliona km, Jupiter napravi pun krug oko Sunca za 11,86 godina. U ovaj gasoviti dzin, sa precnikom od 142 900 km, moglo bi se smestiti ravno 1323 Zemaljskih kugli, a njegovoj masi odgovara 318 Zemljinih masa.

Jedan od senzacionalnih rezultata koji su dobijeni prilikom prolaska “Vojadzera 1” pored Jupitera, predstavlja otkrice prstena oko ove planete. Jupiterov prsten je debeo manje od jednog kilometra a sirok 6000 km i nalazi se na 128 000 km od centra planete unutar orbite satelita Amaltee. Sastavljen je od veoma tamnih cestica. Njegov sjaj je vise od 10 hiljada puta manji od sjaja Saturnovih prstenova pa ga je veoma tesko posmatrati sa Zemlje. Ipak, grupa americkih astronoma uspela je da ga posmatra sa nase planete, ali ne u vidljivoj nego u infracrvenoj oblasti spektra. Dimenzije cestica koje cine prsten krecu se od nekoliko mikrona do nekoliko metara i one naprave krug oko Jupitera za oko 7 casova. Prsten slabo reflektuje svetlost i u svoj svojoj lepoti bi se pokazao tek onome, ko mu se priblizava iz spoljasnjih delova Suncevog sistema. Ovo se desava usled toga, sto se pri osvetljavanju sitnih cestica, najveci sjaj dobija u smeru koji je suprotan od smera ka izvoru svetlosti. Po svemu sudeci, prsten je u stvari neformirani satelit koji se nalazi toliko blizu planete da je usled destruktivnog delovanja gravitacionih sila postojanje satelita teorijski nemoguce. Prsten oko planete je donedavno smatran za izuzetnu pojavu, a danas, kod planeta Jupiterovog tipa, on postaje pravilo.

Od prolaska “Vojadzera” bilo je poznato 16 Jupiterovih  satelita. Oni se mogu razvrstati u cetiri grupe. Najblizi Jupiteru su  cetiri mala satelita (Teba, Metis, Amaltea, Adrastea),a zatim slede veliki Galilejevi sateliti Io, Evropa, Ganimed i Kalisto. Trecu grupu cine mali sateliti na koji kruze oko Jupitera na razdaljini izmedju 11 i 12 miliona kilometara (Leda, Himalia, Lisita i Elara).  Najdalju grupu cine Ananka, Karma, Pasifa i Sinopa koji kruze  retrogradnim orbitama. Nesto kasnije su pronadjena jos dva, a nedavno je otkriveno da oko Jupitera kruzi jos deset novih svetova.

Cetiri najveca Jupiterova satelita otkrio je 1610. godine Galileo Galilej pa se Io,  Evropa, Ganimed i Kalisto, nazivaju Galilejevi sateliti. Sateliti Jupitera su cesto pomagali coveku da dobije bolju predstavu o Vasioni i shvati neke od fizickih zakona. Na primer otkrice Galilejevih satelita je pokazalo da Zemlja nije jedinstveni centar kretanja u Vasioni sto je mnogima pomoglo da napuste geocentricnu sliku sveta. Ole Remer je 1675. godine izmerio po prvi put brzinu svetlosti, koristeci posmatranje pomracenja Jupiterovih satelita, a matematicka analiza kretanja satelita, ukazala je pocetkom veka na znacaj rezonatnih fenomena u nebeskoj mehanici. Pravilno shvatanje nastanka i evolucije porodice Jupiterovih satelita moze da odigra odlucujucu ulogu u nasem shvatanju nastanka Suncevog sistema. Prolazak “Pionira” i “Vojadzera” pored njih, pretvorio nam je ove objekte od svetlih tacaka, u nove svetove koje smo po prvi put jasno sagledali.

Najvise uzbudjenja, astronomima je priredio Io, Galilejev satelit koji je najblizi Jupiteru. Ocekivalo se da ce njegova povrsina biti izbrazdana kraterima poput povrsine naseg Meseca, medjutim, stvarni dogadjaji su prevazisli i najsmelije pretpostavke. Nekoliko dana posle susreta “Vojadzera 1” sa Jupiterom, na jednoj fotografiji Ioa primecena je velika svetla mrlja na ivici juzne polulopte satelita.

Posto su propali svi pokusaji da se ona objasni kao neke greske na snimku, zakljuceno je da je to ogroman oblak koji se dize 270 km iznad povrsine satelita. Ubrzo je ustanovljeno da na istoj slici postoji jos jedna vulkanska erupcija. Tokom prolaska “Vojadzera 1” potvrdjeno je postojanje osam aktivnih vulkana cije erupcije su isle od 70 do 300 km u visinu. Od tih osam, sest je bilo jos uvek aktivno kada je dosao “Vojadzer 2”, jedna erupcija je prestala, a jedan od vulkana se nalazio u oblasti koja je bila nedostupna kamerama “Vojadzera 2”

Neki od planetarnih geologa smatraju da su potoci materije koji isticu iz vulkana od cistog sumpora a ne od lave od silikatnog stenja. Oni smatraju da razlicite nijanse zivih boja poticu od alotropskih modifikacija sumpora, koje su stabilne na razlicitim temperaturama. Suprotno misljenje je da su ovi tokovi sastavljeni od “obicnije” bazaltne lave koja je obojena usled visokog sadrzaja sumpora i njegovih naslaga na povrsini.  Io je dakle, telo sa najizrazenijom vulkanskom aktivnoscu u Suncevom sistemu.

Ustanovljeno je da Io poseduje veoma retku atmosferu ciji je osnovni sastojak sumpor dioksid. Sumpor dioksid na Iou ima niz interesantnih osobina. Pre svega nove kolicine gasa obilato dolaze iz vulkana. Zatim SO2 se moze kondenzovati na povrsini. U polarnim predelima, za vreme noci, temperature su dovoljno niske da se gotovo sav SO2 zaledi. Osim toga, na temperaturama koje vladaju u umerenim dubinama, moguce je topljenje sumpora tako da ispod sloja cvrstog sumpora pomesanog sa sumpordioksiodom lezi okean rastopljenog sumpora. Mocni tokovi tecnog sumpora izlaze i na povrsinu i vide se u obliku ogromnih ravnica sa slabo izrazenim reljefom. 

Jupiter na Io deluje veoma jakim plimskim silama (to su gravitacione sile pomocu kojih Mesec na Zemlji izaziva plimu i oseku) koje usled trenja stvaraju toplotu u njegovoj unutrasnjosti i izazivaju takvu vulkansku aktivnost. Drugi potencijalni izvor energije je jedinstveni polozaj Ioa u Jupiterovoj magnetosferi. Posto je period Jupiterove rotacije oko svoje ose 10 sati, a Io se obrne oko njega za 1,77 dana, Io prolazi kroz linije sila Jupiterovog magnetnog polja brzinom od 57 km/s. Interakcija jonosfere satelita sa pokretnim poljem stvara naponsku razliku od 600 000 volti, tako da izmedju satelita i planete postoji strujna cev u kojoj jacina struje mozda dostize i citavih 5 000 000 ampera a provodnu sredinu stvaraju naelektrisane cestice u magnetosferi planete. 

Osim zagonetne strujne cevi Io je odgovoran i za nastanak plazmenog torusa oko cele planete. Naime, Io stalno gubi atmosferu koja se neprestano obnavlja usled vulkanske aktivnosti. Ovaj proces je doveo do formiranja oblaka koji se proteze duz cele putanje satelita u ravni malo nagnutoj u odnosu na ravan putanje. Torus sadrzi veliki broj jona sumpora i vodonika nastalih verovatno pod uticajem elektrona zarobljenih u magnetooferi Jupitera,  a detektovano intenzivno ultraljubicasto zracenje visoko jonizovanog sumpora ukazuje na to da neki, za sada nepoznati, mehanizam snabdeva torus energijom.

Evropa, blistave narandzaste boje, drugi je Galilejev satelit Jupitera. Njena povrsina ima veoma cudan izgled, jedinstven u Suncevom sistemu. Pokrivena je lavirintom linija i traka, koje podsecaju na cuvene Marsovske kanale. Duzina nekih linija dostize i hiljade km a sirina 20-40 km Satelit ima ledenu koru debljine 75-100 km, a linije i trake,  sugerisu na postojanje razlicitih tenzija ispod kore. To se moze lako shvatiti ako se ima u vidu blizina Jupitera i plimskih sila usled kojih je unutrasnjost Evrope vrela. Mada je srednja temperatura na povrsini oko –150°S, u dubljim slojevima ledene kore temperatura bi mogla biti znatno povoljnija zbog tople unutrasnjosti. Stavise, po podacima koje je poslao “Galileo” veoma je verovatno da se ispod ledenog pokrivaca krije okean vode u tecnom stanju! Usled ledene kore koja stalno poravnava povrsinu satelita, Evropa je najglatkije telo Suncevog sistema, na kome se najvece “planine” uzdizu samo 40 m iznad povrsine. Ona lici na jako izgrebanu narandzastu kristalnu kuglu.  Mnogobrojni primeri prisustva udarnih kratera, ukazuju na, u astronomskim razmerama gotovo trenutno zaceljivanje rana.

Ledeni gigant Ganimed najveci je satelit Jupitera. Do prolaska “Vojadzera” mislilo se da je Titan koji kruzi oko Saturna najveci satelit u Suncevom sistemu. Danas se zna da je to Ganimed koji je veci i od dve planete, Merkura i Plutona. Njegova povrsina odlicno odbija svetlost, a srednja temperatura mu je –130°S. Vidjen izdaleka, sa malom razdvojnom moci, podseca na Mesec, sa nepravilnim tamnijim oblastima na svetlijoj pozadini. Velika kruzna tamna oblast koja zahvata gotovo trecinu satelita, i ima 3200 km u precniku, nazvana je Galilejeva oblast. Slike sa velikom rezolucijom koje je napravio “Vojadzer”, pokazale su koliko se Mesec i Ganimed razlikuju.  Tamne oblasti nisu kao na Mesecu nacinjene tokovima materijala slicnog lavi, nego su najstariji delovi satelita i gusto su prekrivene kraterima. Svetliji delovi Ganimedove povrsine prekriveni su snopovima paralelnih brazdi koje su siroke 1 do 10 km i sa ivicama visokim, mozda, i do nekoliko stotina metara. One se prostiru hiljadama kilometara,  savijajuci se i sekuci se medjusobno. 

Poslednji od Galilejevih satelita je Kalisto. Oko planete obidje za 16,689 dana a precnik mu je je 4840 km. Sastoji se od gotovo jednakih delova stenja i leda, prljavo sive je boje i izbrazdan kraterima. Krateri su gusto poredjani jedan do drugog i za razliku od ostalih satelita i planeta, na njemu ne postoje ravnije oblasti,  “doline” ili “mora”, u kojima su krateri poravnati kasnijim procesima. Vidi se da je Kalisto telo najgusce prekriveno kraterima u Suncevom sistemu. Na Kalistu se nalazi i ogromna struktura sa mnogo koncentricnih prstenova i sjajnom centralnom oblascu ciji je precnik oko 300 km. Osam do deset prstenastih grebena koncentricno okruzuju centar do rastojanja od gotovo 1500 km. Ova struktura nazvana je Valhala. Prstenovi su mogli biti formirani dinamicki usled sudara velikog tela ili su posledica kasnijeg prilagodjavanja okolne povrsine. 

Podaci o Galilejevim satelitima koje su prikupili “Vojadzeri” i “Galilej” predstavljaju napredak u znanju gotovo isto tako dubok kao i njihovo originalno otkrice. Za vreme uzbudljivih casova, marta i jula 1979. i u periodu 1995-1997, ove svetle tackice na nebu sa ukupnom povrsinom koja je jednaka povrsini Zemlje, pretvorili su se u cetiri nova sveta koja su nam geografski i geoloski poznata a istovremeno puna novih pitanja i izazova. 

Paznju siroke javnosti kralj svih bogova je ponovo privukao 1994. kada je ceo svet posmatrao pad komete Sumaher-Levi 9 na Jupiter. Posmatrajuci kako ova majusna kometa pravi oziljke na gigantskom Jupiteru i imajuci u vidu da izmedju orbite Marsa i Jupitera oko Sunca kruzi veliki broj asteroida, ljudi su se prisetili da bi takva sudbina pre ili kasnije mogla da zadesi i Zemlju. Zato je predlozen program “Svemirske Straze” u okviru koga bi trebalo da se traga za telima koje predstavljaju potencijalnu opasnost po Zemlju kako bi se pravovremeno mogle preduzeti odgovarajuce mere.