الفلك

كيف سيبدو كوكب المشتري من قمر جاليلي؟

كيف سيبدو كوكب المشتري من قمر جاليلي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إذا كنت على أحد قمر جاليليو لكوكب المشتري ، مثل يوروبا أو جانيميد ، فكيف سيبدو الكوكب؟ (لنفترض أنني في محطة فضائية توفر الغلاف الجوي لجعلها أقل واقعية إلى حد ما).

هل سيبدو مثل قمرنا ، فقط أكبر قليلاً وملونًا مثل كوكب المشتري ، مع الخطوط و "العين" ، أم هل ستكون الأقمار قريبة بما يكفي ليبدو كوكب المشتري عملاقًا ويملأ جزءًا كبيرًا من السماء؟

القمران الأقرب لبعضهما البعض هما Io و Europa. يبدو أنهم على بعد حوالي 250000 كيلومتر من بعضهم البعض. هل سيكون من الممكن رؤية أحدهما من الآخر بالعين المجردة إذا تم اصطفافهما؟ على سبيل المثال ، إذا كان يوروبا في موضع في محوره حيث تضيءه الشمس ، فهل يمكنني رؤيته بالنظر إليه من Io؟ أم سأحتاج إلى تلسكوب؟ لا يبدو أن المجال الكروي لمسافة 3000 كم من مسافة 250.000 كم ممكن. والعكس صحيح ، بالطبع ، Io أكبر قليلاً.

لكن الجزء الذي يهمني أكثر هو: كيف سيبدو كوكب المشتري من أحد هذه الأقمار.


يمكنك ببساطة بدء تشغيل Stellarium وإلقاء نظرة بنفسك. اختر أي مواقع تهتم بها. الأقمار الصناعية الجليل لكوكب المشتري موجودة داخل القائمة الافتراضية للمواقع.

تُظهر الصورة المرفقة كوكب المشتري كما يظهر من Io في وقت معين ، ويوروبا هو الكائن المشرق على اليمين ؛ مع -9 ماج ، يكون أكثر سطوعًا من كوكب الزهرة عند مشاهدته من الأرض ، ولكنه أقل سطوعًا قليلاً من قمر الأرض كما نراه.

من المثير للاهتمام أن نلاحظ أيضًا الامتداد الهائل لكوكب المشتري في مجال الرؤية ، إذا اخترت نصف الكرة الأيمن (Io في حالة قفل المد والجزر). مع ما يقرب من 15 درجة ، تحتاج إلى يدك بالكامل على مسافة ذراع لحجبها بينما تكون الشمس أصغر كثيرًا (حوالي 30x أكبر من الشمس أو القمر عند النظر إليها من الأرض). كما قد يكون الخسوف اليومي للشمس من قبل المشتري جديرًا بالملاحظة.


تخيل كتاب الخيال العلمي والعلماء إمكانية أن تكون الأقمار الخارجية التي تدور حول الكواكب الخارجية العملاقة في أنظمة نجمية أخرى صالحة للسكن.

و htere كانت مقالات علمية تناقش الحدود المحتملة لصلاحية exomoon للعيش.

في إجابتي على هذا السؤال:

https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/176513/what-do-i-bear-in-mind-creating-an-earth-like-world-with-two-moons/176558#1765581

يرتبط الجزء الأخير من إجابتي بهذه المقالة العلمية التي تناقش قابلية الاستيطان الخارجي:

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/776/2/L3382

يحسب مؤلف هذا المقال الحدود الداخلية والخارجية ، من حيث أنصاف أقطار كواكبهم ، لمدارات الأقمار الخارجية الصالحة للسكن.

ومن هذا النطاق من المسافات المدارية ، حسبت تقريبًا أن كوكبًا خارجيًا صالحًا للسكن يدور على مسافات بحيث يبدو أن الكوكب الخارجي العملاق الذي يدور حوله يتراوح بين 5.7295 إلى 22.9183 درجة ، أي حوالي 11 إلى 45 مرة من القطر الزاوي للقمر.

قد أشير أيضًا إلى أنه من بين تلك الأقمار لصفائح عملاقة كبيرة وضخمة بما يكفي لتقريبها جاذبيًا ، سيظهر أصغر قمر بشكل دائري على الحد الفاصل بين نقطة ضوئية وقرص بقطر مرئي عندما كان حوالي 5،729،582.7 كيلومتر ، أو 3،560،197.6 ميل من قمر آخر. لذلك كلما كان أصغر قمر مستدير ممكن أقرب من حوالي 5،729،582.7 كيلومترًا ، أو 3،560،197.6 ميلًا ، سيظهر بالتأكيد كقرص. وإذا كان القمر أكبر من أصغر قمر مستدير ممكن ، فسيظهر كقرص في سماء قمر آخر حتى لو كانت المسافة بينهما أكثر من حوالي 5،729،582.7 كيلومتر ، أو 3،560،197.6 ميل.

أنت تسأل:

القمران الأقرب لبعضهما البعض هما Io و Europa. يبدو أنهم على بعد حوالي 250000 كيلومتر من بعضهم البعض. هل سيكون من الممكن رؤية أحدهما من الآخر بالعين المجردة إذا تم اصطفافهما؟

نظرًا لأن Io و Europa يدوران حول المشتري في مدارات مختلفة ، فإن المسافة بينهما ليست ثابتة. بدلا من ذلك هو دائما يتغير.

يحتوي مدار آيو على محور نصف رئيسي أو نصف قطر يبلغ 421700 كيلومتر ، ومدار أوروبا يبلغ نصف قطره 671034 كيلومترًا ، ومدار جانيميد 1070412 كيلومترًا ، وكاليستو 1،882،709 كيلومترًا.

لذا فإن المسافة بين Io و Europa تتراوح من حوالي 249000 إلى 1،092،734 كيلومترًا. عندما يكونون على مسافة أبعد يكونون على طرفي نقيض من كوكب المشتري ويختبئون به أيضًا.

يوروبا ، التي يبلغ قطرها 3121.6 كيلومترًا ، هي أصغر أقمار غاليليو. في أبعد نقطة عن كاليستو ، تبعد حوالي 2،553،743 كيلومترًا عن كاليستو ، ووفقًا لحساباتي التقريبية ، يجب أن تكون بعرض حوالي 4.2 دقيقة قوسية من كاليستو ، أي حوالي ثُمن قطر القمر كما تُرى من الأرض. بالطبع سيكون يوروبا على الجانب الآخر من كوكب المشتري وسيكون مخفيًا عن كاليستو على أي حال.

يبلغ قطر آيو حوالي 3650 كيلومترًا ، ويمكن أن يكون قريبًا من أوروبا بحوالي 249 ألف كيلومتر. وفقًا لحساباتي التقريبية ، يمكن أن يظهر Io بعرض يصل إلى 50 دقيقة في سماء أوروبا ، أي حوالي ثلثي العرض الظاهر للقمر كما يُرى من الأرض. يجب أن تظهر جانيميد بهذا العرض تقريبًا من أوروبا عندما تكون أقرب.

لذلك يجب أن تظهر كل أقمار الجليل كأقراص في سماء أقمار غاليليو الأخرى متى كانت مرئية منها.


في بعض الوقت ، قمت بعمل دفتر ملاحظات Jupyter (بالفرنسية ، لكن أسماء الأقمار الصناعية متشابهة بدرجة كافية) تقارن القطر الزاوي لكوكب المشتري كما يُرى من أقماره بالقطر الزاوي لقمرنا المرئي من الأرض. بهذه الطريقة ، يمكنك الحصول على فكرة عن كيف سيبدو كوكب المشتري الكبير بالمقارنة مع مشهد مألوف أكثر.

على سبيل المثال ، إذا كان القمر (المرئي من سطح الأرض) هو النقطة الزرقاء ، فإن كوكب المشتري المرئي من سطح كاليستو هو النقطة الحمراء الكبيرة.


استكشاف كوكب المشتري

ال استكشاف كوكب المشتري تم إجراؤه من خلال عمليات المراقبة الدقيقة بواسطة مركبة فضائية آلية. بدأت مع وصول بايونير 10 في نظام جوفيان في عام 1973 ، واعتبارًا من عام 2016 [تحديث] ، استمر في ثماني مهام للمركبات الفضائية. تم تنفيذ جميع هذه المهام من قبل الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (ناسا) ، وكانت جميعها باستثناء اثنتين منها تقوم برصدات مفصلة دون الهبوط أو الدخول في المدار. تجعل هذه المجسات من كوكب المشتري أكثر الكواكب الخارجية زيارةً للنظام الشمسي ، حيث استخدمت جميع البعثات إلى النظام الشمسي الخارجي طائرات جوبيتر flybys. في 5 يوليو 2016 ، المركبة الفضائية جونو وصلت ودخلت مدار الكوكب - ثاني مركبة تقوم بذلك على الإطلاق. يعد إرسال مركبة إلى كوكب المشتري أمرًا صعبًا ، ويرجع ذلك في الغالب إلى متطلبات الوقود الكبيرة وتأثيرات بيئة الإشعاع القاسية على الكوكب.

كانت أول مركبة فضائية تزور كوكب المشتري بايونير 10 في عام 1973 ، تلاه بعد عام بايونير 11. بصرف النظر عن التقاط الصور الأولى عن قرب للكوكب ، اكتشف المسبار غلافه المغناطيسي وداخله السائل إلى حد كبير. ال فوييجر 1 و فوييجر 2 زار المسبار الكوكب في عام 1979 ، ودرس أقماره ونظام الحلقات ، واكتشف النشاط البركاني لـ Io ووجود جليد مائي على سطح أوروبا. يوليسيس درس كذلك الغلاف المغناطيسي للمشتري في عام 1992 ثم مرة أخرى في عام 2000 كاسيني اقترب المسبار من الكوكب في عام 2000 والتقط صورًا مفصلة للغاية لغلافه الجوي. ال آفاق جديدة مرّت المركبة الفضائية بكوكب المشتري في عام 2007 وأجرت قياسات محسّنة لمعلماتها وأقمارها الصناعية.

ال جاليليو كانت المركبة الفضائية هي الأولى التي دخلت المدار حول المشتري ، ووصلت في عام 1995 ودراسة الكوكب حتى عام 2003. خلال هذه الفترة جاليليو جمعت كمية كبيرة من المعلومات حول نظام جوفيان ، حيث اقتربت عن كثب من جميع أقمار غاليليو الأربعة الكبيرة ووجدت أدلة على وجود أغلفة جوية رقيقة على ثلاثة منها ، بالإضافة إلى إمكانية وجود ماء سائل تحت أسطحها. اكتشف أيضًا حقلاً مغناطيسيًا حول جانيميد. عندما اقترب من كوكب المشتري ، شهد أيضًا تأثير المذنب شوميكر-ليفي 9. في ديسمبر 1995 ، أرسل مسبارًا جويًا إلى الغلاف الجوي لجوفيان ، وهو المركبة الوحيدة التي قامت بذلك حتى الآن.

في يوليو 2016 ، جونو أكملت المركبة الفضائية ، التي تم إطلاقها في عام 2011 ، مناورة الإدراج المداري بنجاح ، وهي الآن في مدار حول كوكب المشتري مع استمرار برنامجها العلمي.

اختارت وكالة الفضاء الأوروبية مهمة JUICE من الفئة L1 في عام 2012 كجزء من برنامج الرؤية الكونية [1] [2] لاستكشاف ثلاثة من أقمار جاليليو للمشتري ، مع مركبة هبوط محتملة من طراز Ganymede مقدمة من شركة Roscosmos. [3] يُقترح إطلاق العصير في عام 2022.

تخطط منظمة أبحاث الفضاء الهندية لإطلاق أول مهمة هندية إلى كوكب المشتري في عام 2020 من خلال مركبة إطلاق القمر الصناعي المتزامن مع الأرض Mark III. [4]

تخطط إدارة الفضاء الوطنية الصينية لإطلاق مهمة مدارية إلى كوكب المشتري حوالي عام 2029 لاستكشاف الكوكب وأقماره. [5]

يمكن العثور على قائمة بالبعثات السابقة والقادمة إلى النظام الشمسي الخارجي (بما في ذلك كوكب المشتري) في قائمة المهام إلى مقالة الكواكب الخارجية.


كوكب المشتري

كما ذكرت من قبل ، أود أن أعرض لك أفضل صورة ممكنة من وكالة ناسا حتى يكون لديك مرجع. صورة من وكالة ناسا

كوكب المشتري هو & # 8220King of the Planets & # 8221 في نظامنا الشمسي ، كما أطلق عليه أحد أصدقائي المقربين. يا لها من طريقة لإنهاء مسيرة الكواكب. . أنا & # 8217m لست متأكدًا مما إذا كنت سأقوم بتصوير عطارد ، فمن الصعب الحصول عليه وليس لدي لقطة واضحة في الأفق. كان كوكب المشتري أول كوكب رأيته بتلسكوب جديد. سألت زوجتي ، & # 8220 حسنًا كيف يبدو؟ & # 8221 وقفت للخلف ، نظرت إلى الكوكب في السماء بدون التلسكوب وعندما ضرب حجم ما رأيته للتو ، قلت للتو ، & # 8220Wow! & # 8221

كان أول كوكب حاولت تصويره ، أردت أن يرى الآخرون ويشعرون بما شعرت به ورأيته. كنت أرغب في اصطحاب الأصدقاء في الرحلة. عندما أنظر إلى الكوكب ، فإنني دائمًا مفتون ومذهل بما أراه ، وكلما تعلمت أكثر ، أصبح هذا الكوكب أكثر روعة.

أول الأشياء أولاً ، حجمه & # 8217s ، كوكب المشتري هو أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ، وهو الخامس في المدار. & # 8217s نصف قطرها ضخم 43440.7 ميلا أو 69911 كم. وبالمقارنة ، فإن الأرض & # 8217s هي فقط 3958.8 ميلاً أو 6371.00 كم.

كوكب المشتري جميل بشكل مذهل ، ونطاقاته السحابية مميزة جدًا. لا تتوقع & # 8217t صورًا تشبه هابل مع 6 & # 8243 أو أقل ، بمجرد حصولك على بعض الممارسة ، ستتمكن من رؤية التفاصيل أثناء تدريب عينيك على إخراجها. ستكون قادرًا على رؤية العصابات وأقمار الجليل الأربعة: Io و Europa و Ganymede و Callisto. أستخدم تطبيق ap لهاتفي الذكي المسمى & # 8220Jupiter Guide & # 8221 ، فهو يوضح لك موقع الأقمار وعندما تمر البقعة الحمراء العظيمة أو GRS أو يُقدر أنها تمر بجانب الأرض ، فإن دوران كوكب المشتري هو 10 ساعات ، الأسرع في نظامنا الشمسي.

إن دوران كوكب المشتري و # 8217s بسرعة كبيرة يخلق نفاثات قوية من الرياح على الكوكب ، أضف إلى ذلك أنه لا يوجد شيء معروف يوقف الرياح. تظهر النتائج الأخيرة أن ألوان البني والأحمر تنحرف عن طريق الشمس & # 8220 حرق & # 8221 مركبات الأمونيا والأمونيا (مع مادة كيميائية غير معروفة). هذه الرياح العاتية & # 8220smear & # 8221 وتشكل حزم السحب في الشرائط كما ترى.

عصابات كوكب المشتري والمناطق الزمنية ، رصيد الصورة Skyandtelescope.com

واحدة من السمات البارزة للمشتري هي البقعة الحمراء العظيمة (GRS) ، البقعة الحمراء العظيمة وأبعاد # 8217s هي 24-40.000 كم × 12-14000 كم. إنه كبير بما يكفي لاحتواء اثنين أو ثلاثة كواكب بقطر الأرض & # 8217s. أقصى ارتفاع لهذه العاصفة حوالي 8 كيلومترات (5 ميل) فوق قمم السحب المحيطة. الرياح حول حافة بقعة الذروة عند حوالي 120 م / ث (432 كم / ساعة) ، تبدو التيارات بداخلها راكدة ، مع القليل من التدفق أو التدفق.

في الآونة الأخيرة ، اندمجت ثلاثة أشكال بيضاوية أصغر لتشكل البقعة الحمراء الصغيرة ، أي حوالي نصف حجم ابن عمها الأكبر. لا يعرف العلماء بعد ما إذا كانت هذه الأشكال البيضاوية والعصابات التي تدور حول الكوكب ضحلة أو عميقة الجذور في الداخل.

رسم تخطيطي لكوكب المشتري وداخله وخصائصه السطحية وحلقاته وأقماره الداخلية. تم استخدام عارض ثلاثي الأبعاد لإنشاء الهيكل العظمي لهذه الصورة بحيث يتم رسم كل شيء على نطاق واسع (باستثناء الشفق). رصيد الصورة: Kelvinsong

جو المشتري & # 8217s يشبه الغلاف الجوي للشمس لأنه يتكون في الغالب من الهيدروجين 89.8 ± 2.0٪ (H2) والهيليوم 10.2 ± 2.0٪ (He). أثناء نزولنا إلى الغلاف الجوي ، يزداد الضغط ودرجة الحرارة ، وهذا يضغط غاز الهيدروجين في سائل. يمنح هذا كوكب المشتري أكبر محيط في النظام الشمسي ، وإن كان محيطًا مصنوعًا من الهيدروجين بدلاً من الماء. يعتقد العلماء أنه في الأعماق ربما في منتصف الطريق إلى مركز الكوكب ، يصبح الضغط كبيرًا جدًا بحيث تنضغط الإلكترونات من ذرات الهيدروجين ، مما يجعل السائل موصلًا كهربائيًا. يُعتقد أن الدوران السريع للمشتري & # 8217s يقود التيارات الكهربائية في هذه المنطقة ، ويولد مجالًا مغناطيسيًا قويًا للكوكب. لا يزال من غير الواضح ما إذا كان كوكب المشتري يحتوي على نواة مركزية من المواد الصلبة.

الغلاف المغناطيسي لجوفيان هو منطقة من الفضاء تتأثر بالمجال المغناطيسي القوي للمشتري. يتنقل من 1 إلى 3 ملايين كيلومتر (600000 إلى 2 مليون ميل) نحو الشمس ويتحول إلى ذيل على شكل صدم الريح يمتد أكثر من 1 مليار كيلومتر (600 مليون ميل) خلف كوكب المشتري ، حتى مدار زحل. يدور المجال المغناطيسي مع الكوكب ويكتسح الجسيمات التي لها شحنة كهربائية. بالقرب من الكوكب ، يحبس المجال المغناطيسي سربًا من الجسيمات المشحونة ويسرعها إلى طاقات عالية جدًا ، مما يخلق إشعاعًا مكثفًا يقصف الأقمار الداخلية ويمكن أن يدمر المركبات الفضائية.

تم اكتشاف حلقات كوكب المشتري رقم 8217s في عام 1979 بواسطة NASA و # 8217s Voyager 1 ، وكانت مفاجأة ، لأنها تتكون من جزيئات صغيرة داكنة ومن الصعب (ولكن ليس من المستحيل) رؤيتها إلا عندما تكون مضاءة من الخلف بالشمس. تشير البيانات المأخوذة من مركبة جاليليو الفضائية إلى أن نظام حلقات كوكب المشتري # 8217s قد يتشكل من الغبار المتصاعد مع اصطدام النيازك بين الكواكب بالكوكب العملاق والأقمار الداخلية الصغيرة رقم 8217.

كوكب المشتري & حلقات # 8217s. حقوق الصورة ، وكالة ناسا


معمل 6: أقمار كوكب المشتري الجليل

الائتمان / الإذن: للنص ، ونسخ ديفيد جيفري. للأرقام وما إلى ذلك ، كما هو محدد في الشكل وما إلى ذلك / فقط للقراءة والاستخدام من قبل المدرسين والطلاب في دورة مختبر علم الفلك في UNLV.

هذا تمرين معملي يتضمن ملاحظات ضرورية: انظر خريطة السماء: لاس فيجاس: الوقت الحالي وطقس لاس فيجاس.

  1. المدارات والعبور والغيب والظل العابر لأقمار الجليل. .
  2. ملاحظات أقمار الجليل. ، التكبير ، العدسات أثناء الملاحظات.
  3. علم الكواكب في أقمار الجليل.

يمكن إكمال بعض المهام قبل فترة المعمل. سيكون القيام ببعض منهم قبل فترة المختبر مفيدًا.

ومع ذلك ، يمكنك طباعة نسخة في وقت مبكر إذا كنت ترغب خاصة إذا كنت ترغب في القيام ببعض الأجزاء في وقت مبكر. قد تضطر إلى تعويض التحديثات في هذه الحالة.

تمرين المعمل نفسه ليس طبع في المختبر من أي وقت مضى. سيؤدي ذلك إلى قتل الغابات ، وقد تم تصميم تمرين المعمل ليكون مستند ويب نشطًا.

يتم تقديم ملاحظات عامة حول الإعداد للاختبار في إعداد الاختبار: التعليمات العامة.

بالنسبة لأقسام مختبر DavidJ ، يقوم الإعداد للاختبار بإجراء جميع العناصر المدرجة هنا والاختبار الذاتي باستخدام Prep Quiz إذا كان موجودًا.

ومع ذلك ، لاستكمال و / أو استكمال القراءة ، يجب على الأقل قراءة مقدمة عينة من المقالات المرتبطة بالكلمات الرئيسية التالية وما إلى ذلك حتى تتمكن من تحديد و / أو فهم بعض الكلمات الرئيسية وما إلى ذلك على مستوى فصلنا.

قائمة أخرى من الكلمات الرئيسية التي أنت عليها ليس المطلوب النظر إليه - ولكن سيكون من المفيد القيام بذلك - هو:

يمكن أن يتم ذلك بدون ملاحظات في أي وقت ، ولكن من الأفضل تربويًا معهم.

إذا كانت السماء ستصبح غائمة بشدة ، فيجب اختيار مختبر بديل من تمارين مختبر علم الفلك التمهيدي أو يمكنك القيام بالمختبر 6: أقمار جاليليو للمشتري بدون ملاحظات.

عادة ما يكون الغطاء السحابي الرقيق على ما يرام. عادة ما تطلق التلسكوبات من خلال غطاء سحابة رقيق.

قد يكون الغطاء السحابي غير المكتمل جيدًا إذا لاحظت عندما يكون كوكب المشتري في حالة نقية.


التحقق من صحة الحقائق: خطأ. كوكب المشتري أكبر من القمر

من فضلك - لا نكت - الفضاء خطير

هل هذا أيضًا يلتقط أقمار المشتري؟ يمكنني رؤية 3 نقاط خافتة بجانب J

هذا ما يبدو عليه هؤلاء.

يجب محاذاة الرابع الكبير مع كوكب المشتري. إنهم جميعًا بنفس الحجم تقريبًا.

هذا هو بالفعل 3 من 4 أقمار الجليل! لقد بحثت عنه للتو في WolframAlpha وهو ، من اليسار إلى اليمين ، جانيميد ، كاليستو ، وآيو. يوروبا مخفي بواسطة كوكب المشتري حاليًا.

الصورة مركبة من معارض مختلفة

تم تكديس سلسلة من 8 صور للقمر في صورة واحدة وشحذها في برنامج PIPP RegiStax6

تمت إضافة التوهج الخارجي من نفس الصورة شديدة التعريض الضوئي

تم دمج الجانب المظلم من القمر مع صورة مختلفة التقطتها في تاريخ آخر أثناء مرحلة القمر المعاكسة


كيف سيبدو كوكب المشتري من قمر جاليلي؟ - الفلك

يحتل كوكب المشتري مكانة خاصة في التاريخ بسبب اكتشاف جاليليو في عام 1610 لأربعة أقمار كبيرة تدور حوله. أعطت هذه الملاحظة جاليليو دليلًا قويًا ضد الكون الشعبي المتمركز حول الأرض في عصره. مثل الأرض ، كان كوكب المشتري كوكبًا تدور حوله أقمار. اعتبر جاليليو نظام المشتري مثل نظام شمسي مصغر. هذه الأقمار الأربعة تسمى الأقمار الصناعية الجليل تكريما لاكتشافهم. من أجل زيادة المسافة من المشتري هم Io و Europa و Ganymede و Callisto. منذ ذلك الحين ، تم اكتشاف تسعة وخمسين قمراً آخر يدور حول المشتري. الأقمار الصناعية الجليل لها أهمية خاصة هنا.


أقمار جاليليو (أكبر أربعة أقمار لكوكب المشتري) بنفس المقياس. يظهر قمرنا أيضًا كمرجع.

مناظر متقطعة للهياكل الداخلية المحتملة للأقمار الصناعية الجليل. في اتجاه عقارب الساعة من أعلى اليسار: Io و Europa و Callisto و Ganymede. انظر النص أدناه للحصول على معلومات حول الهيكل الداخلي.

القمر الجليل الأقرب إلى المشتري هو آيو. يحتوي Io على قلب من الحديد والنيكل محاط بقشرة صخرية تمتد على طول الطريق إلى السطح. آيو ليس لها فوهات أثرية على الرغم من أن سطحها صخري صلب. يجب أن يكون السطح صغيرًا جدًا لأن شيئًا ما قد محا الحفر الناتجة عن الاصطدام. على الرغم من أن Io لها نفس الحجم تقريبًا (عرض 3643 كم) والكثافة (3.53X الماء) مثل القمر ، Io هو أكثر عالم جيولوجيًا في النظام الشمسي. يوجد في آيو العديد من البراكين وجميع فوهاتها بركانية في الأصل. إنه نشط للغاية على الرغم من صغر حجمه بسبب الضغوط الهائلة التي يتعرض لها من كوكب المشتري.

على الرغم من أن آيو على مسافة قريبة من كوكب المشتري مثل القمر من الأرض ، إلا أن آيو يواجه تمددًا أقوى للمد والجزر لأن كوكب المشتري أكبر بمقدار 300 مرة من كتلة الأرض - ينتفخ سطح آيو الصخري لأعلى ولأسفل بما يصل إلى 100 أمتار! يستغرق Io أيضًا 1.77 يومًا للدوران حول كوكب المشتري - قارن ذلك بـ 27.3 يومًا يستغرقها القمر للدوران حول الأرض. تم منع مدار آيو من أن يكون دائريًا تمامًا بسبب جاذبية جارتها الجليل يوروبا وجانيميد الأبعد. لدى Io و Europa و Ganymede صدى مداري 4: 2: 1 يحافظ على مداراتهم بيضاوية الشكل. لكل أربعة مدارات من Io ، يدور Europa مرتين و Ganymede يدور مرة واحدة. لا يمكن لـ Io إبقاء جانب واحد يواجه المشتري تمامًا وبسبب القوة المتغيرة للمد والجزر بسبب مداره الإهليلجي ، يتمدد Io ويلتفه خلال فترات زمنية قصيرة. يؤدي انثناء المد والجزر إلى تسخين الجزء الداخلي من Io إلى نقطة الانصهار تمامًا كما يسخن العجين. تهرب الحرارة من خلال الانفجارات القوية التي تقذف مركبات الكبريت في أعمدة عملاقة على شكل مظلة تصل إلى ما يقرب من 300 كيلومتر فوق السطح. أدى تسخين المد والجزر من كوكب المشتري إلى إبعاد الكثير من المواد المتطايرة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك. سطح أيو عبارة عن خليط ملطخ من البرتقالي والأصفر والأسود والأحمر والأبيض. يتم إنشاء الألوان بواسطة الكبريت وثاني أكسيد الكبريت في درجات حرارة مختلفة في الحالة السائلة والصلبة. يحتوي Io على غلاف جوي منخفض الكثافة للغاية يتألف من طبقة خارجية مكونة من جزيئات ثاني أكسيد الكبريت.

ملاحظة تحذير قبل المضي قدمًا: على الرغم من أن تسخين الجزء الداخلي من خلال تأثيرات المد والجزر هو سبب مهم لظهور بعض أقمار كواكب جوفيان نشاطًا جيولوجيًا ، إلا أنه ليس السبب الوحيد. لا يمكن أن يفسر تسخين المد والجزر كل أو أي نشاط يُرى على بعض الأقمار الجليدية. يمكن للآليات الأخرى مثل القص الدوراني من محور دوران متذبذب أن تلعب دورًا. في النهاية ، تكوين الأقمار الجليدية هو الذي يصنع الفرق. يمكن للجليد أن يتشوه ويذوب في درجات حرارة أقل من صخور السيليكات والمعدن الموجودة في الكواكب الأرضية الداخلية وأقمارها.

يوروبا

القمر القادم من كوكب المشتري هو القمر الأبيض الناعم المسمى يوروبا. إنه أصغر من Io (3122 كم عرضًا) وبكثافة 3.01X ماء. يوروبا ذات أهمية خاصة لعلماء الفلك بسبب ما يقع تحت قشرة الجليد. يوروبا لديه لب من الحديد والنيكل وغطاء صخري محاط بمحيط عميق من الماء السائل ، على عمق 100 كيلومتر ، متجمد على السطح. قدمت المركبة الفضائية جاليليو صورًا عالية الدقة لسطحها وأظهرت كتلًا عملاقة من الجليد يبدو أنها تحطمت وطفت بعيدًا في مواضع جديدة - انظر الصورة أدناه. يوجد أدناه صورة بألوان زائفة لإبراز الاختلافات في السطح. تمثل المناطق ذات اللون البني المحمر مادة غير جليدية ناتجة عن النشاط الجيولوجي. المناطق الزرقاء الداكنة عبارة عن سهول جليدية خشنة الحبيبات والأزرق الفاتح عبارة عن سهول جليدية دقيقة الحبيبات. الخطوط الطويلة والمظلمة هي نتوءات وكسور يمتد بعضها لأكثر من 3000 كيلومتر ناتجة عن النشاط التكتوني.

لا يوجد في أوروبا حفر أثر مما يعني أن السطح صغير جدًا. اعتمادًا على الافتراضات حول ما إذا كانت الكويكبات أو المذنبات تقذف السطح ، قد يكون سطح يوروبا يبلغ من العمر 100 مليون سنة إذا كانت الكويكبات تصنع الفوهات أو لا تزال تمارس نشاطًا اليوم إذا كانت المذنبات تصنع الفوهات. من المحتمل أن تتسرب المياه السائلة المتسخة من أسفل القشرة الجليدية من خلال الشقوق لتغطية الميزات القديمة على السطح وتتجمد بسرعة. وجدت مركبة جاليليو الفضائية أن المجال المغناطيسي للمشتري في أوروبا يتغير في شدته مع دوران المشتري. يمكن أن ينتج عن المجال المغناطيسي المتغير تيارات كهربائية في محيط مالح ينتج بدوره مجالًا مغناطيسيًا لمواجهة المجال المغناطيسي للمشتري (شيء يسمى قانون لينز). إن وجود ملف الناجم عن المجال المغناطيسي في أوروبا هو حجة قوية لوجود محيط عالمي مالح.

يوروبا أبعد من كوكب المشتري عن آيو ، لذا فإن المد والجزر الذي يشعر به من جاذبية المشتري الهائلة أقل. يستغرق الأمر حوالي 3.5 أيام للالتفاف حول كوكب المشتري في مداره الإهليلجي. المد والجزر الأضعف على مدى فترة زمنية أطول يعني أن انثناء المد والجزر أقل مما يواجهه Io ، ولكن المقدار المحسوب لتدفئة المد والجزر في أوروبا يمكن أن يكون كافياً للحفاظ على المياه السائلة. يوروبا صغير جدًا بالنسبة للاضمحلال الإشعاعي في قلبه الصخري لتوفير تدفئة كافية. النشاط الجيولوجي على أقمار كواكب جوفيان ، حتى تلك الأصغر من يوروبا ، ممكن ليس فقط بسبب تسخين المد والجزر ولكن أيضًا بسبب تكوينها. يذوب الجليد وينثني عند درجات حرارة أقل من الصخور. إن ثني الجليد الناتج عن التغيرات في المد والجزر ، أثناء تحركه حول المشتري في مداره الإهليلجي ، يخلق نظامًا مثيرًا للإعجاب من الشقوق على السطح. سبب ظهور الألوان الداكنة للشقوق غير معروف ، ولكن قد يكون بسبب المواد العضوية أو الأملاح.

مكنت الملاحظات الدقيقة لكيفية تحرك مركبة الفضاء جاليليو في مجال الجاذبية في أوروبا العلماء من تحديد سمك المحيط. قد يمتد محيط الماء السائل تحت السطح الجليدي يوروبا لأسفل عدة عشرات من الكيلومترات (أو أكثر). والأهم من ذلك ، أن الضغط في قاع المحيط يمكن أن يظل صغيراً بما يكفي بحيث يمكن أن يتلامس الماء السائل مع الوشاح الصخري الذي يمكن أن يوفر العناصر الغذائية للحياة. هل يمكن أن تكون أشكال الحياة قد تطورت في المياه الدافئة تحت السطح الجليدي؟

الاكتشافات للأسماك وسرطان البحر الأبيض والديدان الأنبوبية التي يبلغ طولها 10 أقدام متجمعة حول فتحات بركانية نشطة في قاع المحيط الأرضي بعيدًا حيث يمكن أن تخترق طاقة ضوء الشمس ، عززت وجهة النظر القائلة بأن يوروبا يمكن أن تؤوي الحياة تحت سطحها الجليدي بعيدًا عن ضوء الشمس. قبل اكتشاف الحياة حول الفتحات الحرارية الأرضية ، اعتقد العلماء أن الحياة كلها تعتمد على ضوء الشمس. تم العثور على البكتيريا الموجودة على الأرض في الصخور على بعد بضعة كيلومترات أدناه قاع البحر وسطح الأرض. من الواضح أن الحياة أكثر تنوعًا مما كان يعتقد في الأصل. يوروبا هو المكان الأكثر احتمالية في نظامنا الشمسي لوجود الحياة الحالية خارج الأرض ، حتى أكثر من المريخ. يمكن لمركبة فضائية تدور حول أوروبا أن تستمد سمك القشرة الجليدية من مقدار انتفاخ أوروبا مع المد والجزر المتغير أثناء دورانها حول كوكب المشتري. تكون القشرة الجليدية السميكة أكثر صلابة ولن تنتفخ مثل قشرة الجليد الرقيقة. شاهد فيديو EJSM للحصول على تصور لكيفية عمل ذلك وموقع EJSM لاستكشاف النظام الشمسي للحصول على تفاصيل أخرى. ستستخدم مهمة Europa Clipper المقترحة لعام 2020 رادارًا لاختراق الجليد لتحديد سمك القشرة الجليدية للقمر والبحث عن البحيرات الجوفية المشابهة لتلك الموجودة تحت القارة القطبية الجنوبية. مزيد من التحقيق في بيانات جاليليو يظهر أنه قد تكون هناك بحيرات ضحلة كبيرة داخل الطبقة الجليدية العلوية والتي يمكن أن توفر وسيلة لتبادل المواد بين السطح والمحيط تحتها. هذا من شأنه أن يجعل أوروبا أكثر قابلية للسكنى حتى لو كانت قشرة الجليد العلوية سميكة.

اكتشف تلسكوب هابل علامات على وجود أعمدة من الينابيع الحارة التي اندلعت على أوروبا في عام 2012 على غرار ما وجدناه على قمر زحل إنسيلادوس ، لكن كان هناك قدر كبير من عدم اليقين بشأن الصور فوق البنفسجية المستخدمة في تقديم هذا الادعاء. أظهر تحليل جديد في عام 2018 للبيانات التي تم جمعها بواسطة مقياس المغنطيسية للمركبة المدارية جاليليو في عام 1997 أنه يمكن تفسير انحناء قصير موضعي في المجال المغناطيسي من خلال مرور جاليليو عبر عمود نبع ماء حار. ضربت الجسيمات المشحونة في المجال المغناطيسي للمشتري السطح الجليدي لأوروبا وجزيئات السخان لتخلق جوًا منخفض الكثافة للغاية ومتخلخلًا (مثل تقطيع الجزيئات الفردية من الجليد التي تكون بعد ذلك حرة في التحرك كغاز). يتكون الغلاف الجوي شديد التخلخل من طبقة خارجية من جزيئات الأكسجين. يُظهر تحليل 2018 أيضًا أن قياسات مطياف الموجة البلازمية لموجات البلازما من الجسيمات المشحونة في الغازات حول الغلاف الجوي لأوروبا يمكن تفسيرها من خلال مرور جاليليو عبر عمود السخان. يمكن لـ Europa Clipper أخذ عينات من السائل المجمد وجزيئات الغبار عن طريق الطيران عبر عمود.

جانيميد وكاليستو

أكبر أقمار الجليل (وأكبر قمر في النظام الشمسي) هو جانيميد. يبلغ قطر جانيميد 5262 كم ، وهو أكبر من عطارد ولكن نظرًا لأن جانيميد يدور حول كوكب ، فإنه يُصنف على أنه قمر. يدور جانيميد حول كوكب المشتري في 7.15 يومًا. كثافته 1.94X يظهر الماء أنه مصنوع من نصف صخر ونصف جليد مائي. مكّنه تكوين الجليد المائي من أن يكون أكثر نشاطًا جيولوجيًا من عطارد - يذوب الجليد وينثني عند درجة حرارة أقل من الصخور والمعادن في الكواكب الأرضية الداخلية (والقمر). يحتوي Ganymede على مناطق محفورة مشرقة مع عدد قليل من الحفر بجوار مناطق مظلمة أقدم بكثير مع المزيد من الحفر. قد تكون الحواف اللامعة المتوازية ناتجة عن عملية تكتونية للصفائح لم تدم طويلاً. قد يكون الماء قد تدفق أو ضغط الثلج بين حواف الصفيحة. تشير الفوهات الموجودة على التلال المتوازية والمناطق المظلمة القديمة إلى أن النشاط الجيولوجي لغانيميد ربما توقف منذ مئات الملايين من السنين.

اكتشفت المركبة الفضائية جاليليو حقلاً مغناطيسيًا تم إنشاؤه بواسطة جانيميد نفسه بالإضافة إلى مجال مستحث من شدة المجال المغناطيسي لكوكب المشتري المتغيرة في جانيميد. من المحتمل أن يتم إنشاء المجال المغناطيسي المتولد داخليًا عن طريق الحمل الحراري في قلب حديد سائل يتم تسخينه بواسطة الاضمحلال الإشعاعي وتسخين المد والجزر. يظل مدار جانيميد غريب الأطوار قليلاً بسبب صدى المدار 4: 2: 1 الذي يشترك فيه مع أوروبا وآيو ، لذلك تختلف قوة المد والجزر. المجال المغناطيسي المستحث هو دليل على وجود طبقة ماء سائلة. في ضغوط كبيرة بما فيه الكفاية ، سوف يتحول الماء إلى صلب. يبلغ سمك طبقة الماء في جانيميد مئات الكيلومترات ، لذا فإن الجزء المائي السائل سيكون عبارة عن طبقة رقيقة محصورة بين صفيحة جليدية عادية في الأعلى وطبقة جليدية عالية الكثافة تحتها. هذا يعني أن طبقة الماء السائلة سيتم قطعها عن أي مغذيات من الوشاح الصخري. يوجد في وسط جانيميد نواة من الحديد والنيكل. اصطدمت الجسيمات المشحونة في المجال المغناطيسي للمشتري بسطح جانيميد الجليدي لتخلق جوًا منخفض الكثافة للغاية ومتخلخلًا يتكون من طبقة خارجية من جزيئات الأكسجين والهيدروجين.

ثاني أكبر أقمار جاليليو (قطرها 4821 كم) وأبعدها عن كوكب المشتري هو القمر المليء بالفوهات والمسمى كاليستو. يدور كاليستو حول كوكب المشتري في 16.7 يومًا. تبلغ كثافته 1.83X الماء ، لذلك يحتوي على مياه مجمدة أكثر نسبيًا تحيط بنواة صخرية أصغر من جانيميد. لا يبدو أن سطح كاليستو قد خضع لأي نوع من النشاط الجيولوجي بسبب نقص تسخين المد والجزر. يتم تمييز الجزء الداخلي منه جزئيًا - طبقة جليدية على القمة وصخور وجليد مختلطان معًا. لدى Callisto موقع تأثير ضخم يسمى Valhalla تم إنتاجه منذ حوالي 4 مليارات سنة. عندما اصطدم الكويكب كاليستو ، انفجر عند الاصطدام. أدى الانفجار إلى تسخين الجليد إلى مستوى أعلى من نقطة الانصهار وأنتجت موجات الصدمة نمط تموج بعيدًا عن موقع التأثير. تجمدت التموجات لاحقًا ، لذا تبدو فالهالا الآن وكأنها `` عين ثور '' كبيرة. مثل Ganymede ، يتمتع Callisto بكثافة منخفضة جدًا ، وجو مخلخل ناتج عن اصطدام الجسيمات المشحونة بالسطح الجليدي. يتكون غلافه الجوي من طبقة خارجية من الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

(غادر) الحدود بين تضاريس قديمة ومظلمة (أسفل) ومناطق صدع أكثر إشراقًا (أعلى) في جانيميد كما يراها جاليليو. (حق) توجد ميزة التأثير العملاق على Callisto والتي تسمى Valhalla أعلى يمين وسط هذه الصورة التي التقطتها Voyager. تم تحسين الصورة لتسليط الضوء على نمط التموج من التأثير. الصور مقدمة من NASA / JPL


ما هذا؟

يشبه إلى حد كبير الطريقة التي نرسم بها الأرض على شبكة من خطوط الطول والعرض ، فنحن أيضًا نرسم السماء على شبكة مماثلة مع صعود وانحدار يمينين وهو ما يعادل خطوط الطول والعرض على التوالي.

على عكس النجوم ، تتحرك الكواكب بشكل كبير عبر هذه الشبكة لأنها تدور ، ونحن على كوكب الأرض ، حول الشمس. يحدث الاقتران بين كوكبين عندما يكون لكلا الكواكب نفس الصعود الصحيح.

يدور كل من كوكب المشتري وزحل حول الشمس على مسافة أكبر من الأرض ، لذلك يستغرقان وقتًا أطول للدوران حول الشمس مقارنة بكوكبنا. يكمل كوكب المشتري مدارًا في أقل من 12 عامًا ، بينما يفعل زحل نفس الشيء في أقل من 30 عامًا بقليل.

هذا يعني أن كوكب المشتري وزحل يلتقيان في السماء من أجل اقتران رائع مرة واحدة تقريبًا كل 20 عامًا على مسافات متفاوتة وسنرى ذلك على 21 ديسمبر.

ومع ذلك ، فإن هذا الاقتران الرائع خاص لأنه أقرب كوكب المشتري وزحل كانا منذ 1623

في حين أن معظم الكواكب تدور حول الشمس على نفس المستوى تقريبًا فهي ليست متماثلة تمامًا ، لذلك عندما يقترب المشتري وزحل من بعضهما البعض في السماء ، لا يكونان دائمًا قريبين كما سيكونان هذا العام.

أثناء الاقتران العظيم الأخير ، تم الفصل بين المشتري وزحل بما يزيد قليلاً عن 1 درجة في السماء وهو أوسع قليلاً من قمرين كاملين.

View of Jupiter and Saturn from Sydney on the 21st of December 2020 at 9pm local time. Screenshot from Stellarium a free planetarium software.

This year, Jupiter and Saturn will be separated by just 6 arcseconds which is less than a fifth the width of the moon! They will be so close that they will almost appear to be one point of light in the sky.

Even though Jupiter and Saturn will appear to look really close together, they’ll still be very far apart in space. Despite looking like they’re going to collide, they’ll actually be separated by more than 700 million km! Let’s just say that our depth perception doesn’t work very well beyond the Earth.


Explore the Galileans

Io is the closest moon to Jupiter and, at 2,263 miles across, is the second smallest of the Galilean satellites. It is often called the “Pizza Moon” because its colorful surface looks like a pizza pie. Planetary scientists found out it was a volcanic world in 1979 when the فوييجر 1 و 2 spacecraft flew by and captured the first up-close images. Io has more than 400 volcanoes that spew out sulfur and sulfur dioxide across the surface, to give it that colorful look. Because these volcanoes are constantly repaving Io, planetary scientists say that its surface is "geologically young".

Europa is the smallest of the Galilean moons. It measures only 1,972 miles across and is made mostly of rock. Europa’s surface is a thick layer of ice, and underneath it, there may be a salty ocean of water about 60 miles deep. Occasionally Europa sends plumes of water out into fountains that tower more than 100 miles above the surface. Those plumes have been seen in data sent back by تلسكوب هابل الفضائي. Europa is often mentioned as a place that could be habitable for some forms of life. It has an energy source, as well as organic material that could aid in the formation of life, plus plenty of water. Whether it is or not remains an open question. Astronomers have long talked about sending missions to Europa to search for evidence of life.

Ganymede is the largest moon in the solar system, measuring 3,273 miles across. It’s made mostly of rock and has a layer of salt water more than 120 miles below the cratered and crusty surface. Ganymede’s landscape is divided between two types of landforms: very old cratered regions which are dark-colored, and younger areas containing grooves and ridges. Planetary scientists found a very thin atmosphere on Ganymede, and it’s the only moon known so far that has its own magnetic field.

Callisto is the third-largest moon in the solar system and, at 2,995 miles in diameter, is nearly the same size as the planet Mercury (which is just over 3,031 miles across). It’s the most distant of the four Galilean moons. Callisto’s surface tells us that it was bombarded throughout its history. Its 60-mile thick surface is covered with craters. That suggests the icy crust is very old and hasn’t been resurfaced through ice volcanism. There may be a subsurface water ocean on Callisto, but conditions for life to arise there are less favorable than for neighboring Europa.


A JUICE-y look at Jupiter from Earth

In 2022, the European Space Agency will launch the Jupiter ICy moons Explorer — JUICE — toward the innermost of the gas giants. It'll take more than seven years to get there, and once it arrives it'll go on a series of looping orbits to get close-up views of the big Galilean moons of Jupiter, something we haven't seen in many years.

Missions like this need a lot of prep and testing, and the scientists/engineers for JUICE just did something I think I love: They hauled the Navigation Camera — the instrument used to looks at stars and such and determine where the spacecraft is and where it's pointed — onto the roof of Airbus Defence and Space site in Toulouse, France, put it on a telescope mount, and pointed at different astronomical targets to take observations.

المزيد من علم الفلك السيئ

I have never heard of this being done for a spacecraft camera before! It's a funny idea. So, what targets did they choose? Well, when your destination is Jupiter and it's a big bright light in the southern sky right now, what would أنت choose?

An image of Jupiter and its four big moons taken from Earth by the NavCam on the Jupiter ICy moons Explorer (JUICE), set to launch in 2022. Credit: Airbus Defence and Space

Ha! That's so cool! I mean, I know it's not the spectacular views we've come to expect from spacecraft cameras, but give it a break: We’re over 700 million kilometers from Jupiter! By the time the camera is used for real it’ll be substantially closer to the planet. As it stands, the shot it took is about the same view you'd get through a good set of binoculars.

Jupiter is overexposed since they were looking for the moons and background stars, but you can see the four big moons (though Europa and Io were very close together as seen from Earth at the time).

You can read more about all this at the link above. One reason they did this is to test the software to make sure it can find the targets it needs and figure out where the centers of these objects are. That's important! If an object were exactly a single pixel in size in the detector that would be pretty easy, but in general they're bigger. Finding the centers of extended objects, ones covering multiple pixels, can be a little bit tricky. This is called the centroid, and if the object is bright on one side and faint on the other, or weirdly shaped, or too bright for the detector, the software has to be smart enough to deal with that. Once the centers are found, the observed objects can be checked against maps and identified, and then the spacecraft can use that info to point where it needs to point or get to where it needs to go.

Reading the link, I had a flashback to when I was working on STIS, a camera on Hubble. We had a whole bunch of different things the camera could do, including using a very tiny slit in front of the camera to block out all extraneous light from the sky except the target. But how do you point the telescope accurately enough to get that target centered in such a tiny slit? The tolerances were incredibly tight.

An extreme example of how light from a star gets spread out by telescope optics. On the left is a star seen through a camera on Hubble before the optics were corrected on the right is the same star after the correction. Credit: NASA, ESA, and the COSTAR Team

I wrote software to simulate this. You’d point to where you think the target is and take a short exposure. Then the 'scope would move in a pattern (say, a grid), placing the target in different spots. The light from any target is spread out due to telescope optics (or it being an extended source like a galaxy), so every time you take an exposure you're seeing a different part of that spreads-out light. Assuming you know the actual way the light is spread out, you can then figure out where the center of the light pattern is, which is presumably the target.

I wrote the code to try a bunch of different patterns and telescope movements to minimize the amount of time spent to move Hubble (that's time you're not observing) and to see how spread out we could make the observations in space and still get the target centered.

It was a fun puzzle to tackle, and in the end the software did a pretty good job… in simulation. But from what I heard later the actual on-board software used was based on what I wrote, so that was cool, and I know it worked because it got used many times in real observations.

The JUICE NavCam was being tested in a similar way here, but they got to test it on their actual destination in the sky! 1995 me is very jealous of that. Present me is just glad they got the chance to have some fun with their camera before sending it on its billion-kilometer journey. I can't wait to see what lies at the destination!


Those Other Moons of Jupiter

After being periodically surveyed by robotic spacecraft in recent years, did those astronomers that discovered the other moons of Jupiter years before got the accolades that they truly deserve?

I tend to have a rather rigid definition on the difference between space exploration and astronomy because to me, sending space probes to distant celestial bodies – in my point of view – is space exploration. While peering though an astronomical telescope via the eyepiece or via a high-resolution computer grade monitor in front of me is what I define as true astronomy. The Voyager and Galileo spacecraft flybys of Jupiter and the planet’s retinue of satellites may have gathered data previously unknown to late 19th and early 20th Century astronomers. But the astronomers themselves who discovered those excruciatingly tiny non-Galilean satellites decades before those robotic spacecraft flybys seem to have been largely forgotten in this day and age.

Before the Pioneer X and Voyagers I and II flybys, there are only 12 moons of Jupiter that can be seen from Earth using existing astronomical telescope technology prior to the 1960s. Set side-by-side to the relatively large four Galilean satellites: Io at 2,000 miles, Europa at 1,800 miles, Ganymede at 3,120 miles, and Callisto at 2,800 miles, the other moons of Jupiter look like grains of sands in comparison. With diameters that range from as large as 70 miles to as small as 10 to 12 miles, discovering these Jovian moons without resorting to optical interferometry is probably next to impossible.

The first one of these non-Galilean satellites to be discovered was discovered by an American astronomer named Edward Emerson Barnard of Barnard’s Star fame in 1892 and was called / designated as V. This tiny Jovian moon at just 70 miles in diameter in unique in many ways. V orbits just 110,000 miles from Jupiter allowing Jupiter’s strong gravitation to make the tiny moon hurtle through space at 1,000 miles a minute – 26 times faster than the Earth’s moon.

On average, Jupiter is 629 million kilometers from Earth, which makes Barnard’s discovery of V somewhat of a remarkable feat in astronomy back in 1892 because astronomical telescopes having at least a 4-meter diameter mirror is the minimum needed to see V from Earth due to the Rayleigh Criterion limitations. The smallest celestial object that a 4-meter mirrored astronomical reflecting telescope when the Rayleigh Criterion is taken into account is around 103.5 kilometers – a little under 70 miles - in diameter from 629 million kilometers away using the visible spectrum centered around 550 nanometers. And most important of all, use of optical interferometry in astronomy to bypass the inherent Rayleigh Criterion limitations of existing reflecting telescopes in 1892 was still several years away. Probably a few years after 1910 when Albert A. Michelson used an optical interferometer of his own design to accurately measure the diameters of those newly-discovered tiny satellites or moons of Jupiter.

Even the discovery of the next non-Galilean satellite designated as VI (diameter 50 miles) in 1904 and VII (diameter 20 miles) in 1905 by American astronomer Charles Dillon Perrine is also miraculous given that optical interferometry for astronomical use is still years away. Even back in 1908, when English astronomer Philbert Jaques Mellote discovered Jupiter’s moon designated as VIII with a diameter of 10 miles without an aid of optical interferometry is nothing short of a miracle.

In 1914, an American astronomer named Seth Barnes Nicholson discovered one of the last few moons of Jupiter whose diameter averages between 10 to 12 miles designated as IX, probably with the aid of Albert A. Michelson’s newfangled optical interferometer. Not only will Nicholson discover the last of the tiny moons of Jupiter that can be seen from Earth before the Pioneer X and Voyager spacecraft flybys, he also made remarkable theories that almost accurately predicted the actual climate of the planet Venus. Together with fellow astronomer Charles St. John, their hot and dry Venus climate hypothesis that they proposed back in 1922 was proven to be closer to reality. Compare that to the one proposed in 1918 by Swedish chemist Svante August Arrhenius – who also discovered the mechanism behind the greenhouse effect – depicted planet Venus as covered by hot steamy tropical swamps.

In 1938, Nicholson discovered another two of Jupiter’s very tiny non-Galilean satellites. Designated at the time as X and XI, X because Nicholson declined suggesting names for the new Jovian moons that he discovered orbits in a region 7,400,000 miles away from Jupiter while XI orbits in a region almost 15 million miles away from Jupiter. X is part of the other 4 of Jupiter’s outermost satellites that orbit in a retrograde direction. Two of these outer satellites even have “open” orbits that are never repeated from one circuit to the next. Probably due to the Sun’s much stronger gravitational influence in comparison to Jupiter’s at this distance.

The last of Jupiter’s satellites / moons that can be seen by Earth-based telescopes have to await discovery until 1951 when XII – now known as Ananke – was yet again discovered by Seth B. Nicholson. XII or Ananke was a difficult find not only because of the Jovian moon’s small size – 10 miles – but also because it shines no brighter than the light of a burning candle seen from 3,000 miles away at night. This is primarily due to the Jovian moon’s extremely low visual albedo or reflectivity, not to mention the Jovian moon’s relatively small size of 10 miles in diameter. Sadly, these amazing astronomers, especially Seth Barnes Nicholson, are largely forgotten given their amazing feats in the science of astronomy.


Hubble Captures Spectacular Photos of Jupiter and Its Icy Moon Europa

This image of Jupiter was taken by the NASA/ESA Hubble Space Telescope on August 25, 2020, when the planet was 653 million km (406 million miles) from Earth. Image credit: NASA / ESA / A. Simon, NASA’s Goddard Space Flight Center / M.H. Wong, University of California, Berkeley / OPAL Team.

A bright, white, stretched-out storm moving at 560 km per hour (348 mph) appeared at Jupiter’s mid-northern latitudes on August 18, 2020.

While it’s common for storms to pop up in this region, often several at once, this particular disturbance appears to have more structure behind it than observed in previous storms. Trailing behind the plume are small, counterclockwise dark clumps also not witnessed in the past.

“This may be the beginning of a longer-lasting northern hemisphere spot, perhaps to rival the legendary Great Red Spot that dominates the southern hemisphere,” said astronomers from the Outer Planets Atmospheres Legacy (OPAL) program.

Hubble shows that the Great Red Spot, rolling counterclockwise in the planet’s southern hemisphere, is ploughing into the clouds ahead of it, forming a cascade of white and beige ribbons.

The huge storm system is currently an exceptionally rich red color, with its core and outermost band appearing deeper red.

It now measures about 15,800 km (9,818 miles) across, and is still shrinking, as noted in telescopic observations dating back to 1930, but its rate of shrinkage appears to have slowed.

A multiwavelength observation in ultraviolet/visible/near-infrared light of Jupiter obtained by Hubble on August 25, 2020 is giving astronomers an entirely new view of the giant planet. Hubble’s near-infrared imaging, combined with ultraviolet views, provides a unique panchromatic look that offers insights into the altitude and distribution of the planet’s haze and particles. This complements Hubble’s visible-light pictures that show the ever-changing cloud patterns. In this photo, the parts of Jupiter’s atmosphere that are at higher altitude, especially over the poles, look red as a result of atmospheric particles absorbing ultraviolet light. Conversely, the blue-hued areas represent the ultraviolet light being reflected off the planet. A new storm at upper left, which erupted on August 18, 2020, is grabbing the attention of scientists in this multiwavelength view. The ‘clumps’ trailing the white plume appear to be absorbing ultraviolet light, similar to the center of the Great Red Spot, and Red Spot Jr. directly below it. This provides the astronomers with more evidence that this storm may last longer on Jupiter than most storms. Image credit: NASA / ESA / A. Simon, NASA’s Goddard Space Flight Center / M.H. Wong, University of California, Berkeley / OPAL Team.

The astronomers are noticing that another feature has changed: Oval BA, nicknamed as Red Spot Jr., which appears just below the Great Red Spot in the new images.

For the past few years, Oval BA has been fading in color to its original shade of white after appearing red in 2006.

However, now the core of this storm appears to be darkening to a reddish hue. This could hint that Red Spot Jr. is on its way to reverting to a color more similar to that of its cousin.

The images also show that Jupiter is clearing out its higher-altitude white clouds, especially along the planet’s equator, which is enveloped in an orangish hydrocarbon smog.

In one of the two images, the icy moon Europa is visible to the left of Jupiter.

Hubble also captured a new multiwavelength observation in ultraviolet/visible/near-infrared light of Jupiter, which is giving astronomers an entirely new view of the giant planet.

The telescope’s near infrared imaging, combined with ultraviolet views, provides a unique panchromatic look that offers insights into the altitude and distribution of the planet’s haze and particles.

This complements Hubble’s visible-light picture that shows the ever-changing cloud patterns.

This article is based on press-releases provided by the National Aeronautics and Space Administration and the European Space Agency.


شاهد الفيديو: جاليليو وأقمار المشترى الأربعه (ديسمبر 2022).