Jupiter

Další planetou, kterou by potkal imaginární poutník Sluneční soustavou, je Jupiter. Pod vrstvou jeho mraků by se ale marně snažil přistát. Jupiter je podobný spíše hvězdě, než kamenným planetám. 

Obří planeta obíhá Slunce ve vzdálenosti 4,95 – 5,46 astronomických jednotek, nachází se tedy od Slunce zhruba pětkrát dále, než Země. Znaly ji už staré civilizace. Římané dali Jupiteru, který je hned po Venuši druhou nejjasnější planetou na naší obloze, jméno svého nejvyššího božstva. Když na něj v roce 1610 namířil Galileo Galilei svůj první dalekohled, objevil po stranách kotoučku planety malé tečky. Původně je považoval za hvězdy. Poté, co je nějakou dobu sledoval, však nabyl jistotu - nejen Země má svůj Měsíc, Jupiter jich vlastní hned několik. Pokud máte k dispozici menší teleskop nebo dobrý dalekohled, můžete si je prohlédnout na vlastní oči.

Z našeho pohledu se měsíce Jupitera nacházejí  na jedné přímce. Během oběhu planety se tedy střídavě ukazují po její pravé nebo levé straně. 

Složení

Jupiter je v pořadí první z planet, které se vytvořily za sněžnou hranicí. Toto pomyslné pásmo je obohaceno o zmrzlé plyny, vytlačené zářením Slunce z vnitřního planetárního systému. Zároveň je v něm teplota natolik nízká, že si plyn udrží své pevné skupenství. Planety, které vznikají za sněžnou hranicí, mají tedy k dispozici oba druhy materiálu – jak pevné částečky prachu, tak plyn. Aby nebyla situace tak jednoduchá, vytváření různé plyny specifické sněžné hranice, které mohou mít i rozdílnou vzdálenost od centrální hvězdy.

V našem Slunečním systému to byl právě Jupiter, jemuž se podařilo nasbírat největší množství plynové a prachové hmoty. Je největší planetou, která obíhá Slunce. Vlastní tolik malých i větších měsíců, že bývá někdy s trochou nadsázky nazýván „planetární systém Jupiter“.

Jupiter nemá pevný povrch. Prakticky celá planeta se skládá z různých plynů, které s narůstající hloubkou přecházejí do kapalného stavu. Ve svém středu má s největší pravděpodobností pevné jádro. Jeho povrch je zbrázděn různobarevnými pásy a útvary, podobnými uragánům. Jedním z nich je známá „rudá skvrna“, která ovšem není jediným podivným jevem v Jupiterově atmosféře. Za jejich barvu může přítomnost aerosolů. Nejvrchnější vrstvou atmosféry probíhá ve východo-zápaním směru několik pásů. V těch světlých je nejspíš přítomen čpavkový led, ve tmavých najdeme spíše fosfor, síru a uhlíkové sloučeniny. Navzájem je oddělují oblasti, kde se atmosféra pohybuje vysokou rychlostí. Na jejích hranicích také vznikají uragány – pověstné skvrny. Ne všechny mají červenou barvu, tak, jako nejstarší pozorovaná Jupiterova skvrna. Většina z nich je spíše světlá (viz obrázek nahoře).

Směrem k pólům planety tyto aktivity klesají, takže u pólů samotných už nepozorujeme žádné znatelné struktury.

Struktura

Jupiterova hmotnost se odhaduje na celkem 318 hmotností Země.

Ve vrstvách, které se nacházejí blízko povrchu, byl nalezen vodík a helium v hmotnostním poměru 75 % k 24 %. Na ostatní složky, jako je metan, čpavek  nebo kyslík, uhlík a síra připadá jen 1 %. Protože je molekula vodíku menší a lehčí než je tomu u helia, je objemový poměr trochu jiný – zhruba 90 % k 10 % ve prospěch vodíku.

Působením vysokého tlaku přechází v hlubších vrstvách vodík z plynného do kapalného skupenství. Přechod plynu do kapaliny je pozvolný a plynulý. Nedá se tedy vypozorovat přesná hranice mezi kapalinou a plynem. V hloubce, která odpovídá 78 % poloměru Jupitera, a ve kterém je látka pod obrovským tlakem (zhruba 300 000 000 atmosfér), přechází vodík do stavu, který se nazývá „kovový“.

Ve čtvrtinové vzdálenosti od centra planety se pak může nacházet kamenné jádro se zhruba 20-ti násobnou hmotností naší Země.

Počasí na Jupiteru

Nikoho nejspíš nepřekvapí, že obří planeta vykazuje také extrémní počasí.

Jakkoliv jsou naše pozemské uragány ničivé, ve srovnání s Jupiterovou tzv. „rudou skvrnou“ jsou to trpaslíci. Obří rudá skvrna byla pozorována už před 300 lety. Tvoří ji obří oválný anticyklón, který je dvakrát větší než naše Země a nachází se mezi dvěma oblačnými pásy na jižní polokouli.

 Další obrázek ukazuje vývoj rudé skvrny v průběhu několika desetiletí. Jupiterův povrch se neustále dynamicky mění, pásy vznikají a zanikají, stejně jako různě velké skvrny – uragány. Porovnáním snímků posledních let se ukazuje, že se rudá skvrna momentálně zmenšuje. Je to nejspíše následek interakce s ostatními skvrnami.   

Nové výzkumy našly na Jupiteru 70-letý klimatický cyklus Vznikají a zanikají v něm cyklóny, mění se povrchová struktura. V obdobích, kdy je na Jupiteru relativně málo cyklónových „skvrn“, může se teplota jeho pólů a rovníku lišit až o deset stupňů. V dobách, kdy se jeho atmosféra díky bouřím lépe promíchává, tento rozdíl klesá. 

Magnetické pole a záření Jupitera

Jupiter vlastní obzvláště silné magnetické pole. Jeho chvost, který se nachází na Slunci odvrácené straně, sahá až k oběžné dráze Saturnu. Elektricky nabité částice, které se pohybují podél linií tohoto magnetického pole, tvoří (ve vzdálenosti zhruba 300 000 km od planety) životu nebezpečnou zónu. Je "nezdravá" také pro techniku, sondy, které se kolem Jupiter pohybují, se musí této oblasti vyhýbat. 

Největší planeta naší soustavy emituje do svého okolí o 335 MW více záření, než ho dostává od Slunce (zhruba 500 MW) . Jeho zdrojem mohou být procesy v nitru Jupitera. K pozitivní bilanci může přispívat gravitační smršťování o zhruba 3 cm za rok, tak zvaný Kelvin-Helmholtzův mechanismus

Planeta Jupiter je kromě toho i silným zdrojem radiového a rentgenového záření. Objevil ho už v roce 1979 rentgenový satelit Einstein. Jak se ukázalo později, díky měření satelitu Chandra, je Jupiter navíc každých 45 minut zdrojem rentgenového pulsu o síle zhruba jednoho gigawatu. Oblast, ze které záření vychází, se nachází nedaleko severního pólu planety.

Polární záře patří i na naší domovské planetě k těm nejkrásnějším jevům, jaké na obloze pozorujeme. "Aurora" na Jupiteru pak musí být úžasným zážitkem: je dvojnásobně větší než celá Země a tisíckrát energetičtější. Zatímco je pozemská polární záře vyvolána pouze srážkami slunečního větru s vrchní částí atmosféry, je zdrojem iontů na Jupiteru také vulkanismus jeho nejbližšího měsíce Io. Vyvržený ionizovaný materiál je transportován podél magnetických linií až k Jupiteru, aby se tam spolupodílel na vzniku jeho "Aurory". 

Příště: Planeta s prstenem - nejen Saturn, ale i Jupiter má vlastní prstence