الفلك

هل يدور كوكب المشتري بنفس السرعة عند كل عمق؟

هل يدور كوكب المشتري بنفس السرعة عند كل عمق؟

يدور كوكب المشتري في أقل من 10 ساعات. يكون دورانها تفاضليًا ، حيث تدور الطبقات العليا من الغلاف الجوي بشكل أسرع قليلاً عند خط الاستواء عنها في خطوط العرض الأعلى. هل الطبقات الداخلية لكوكب المشتري تدور بنفس السرعة (الزاوية) مثل الطبقات الخارجية من الغلاف الجوي؟


لا. يدور الجزء الداخلي العميق من الكوكب كجسم صلب (تقريبًا) (Guillot et al. 2018) ، بينما يخضع الجزء الخارجي من الكوكب لدوران تفاضلي. لذلك لا يمكن أن يتطابق الدوران الداخلي والخارجي في جميع خطوط العرض في وقت واحد.


مقدمة

على الرغم من أن تكوين كوكب المشتري مشابه لتكوين شمسنا ، إلا أنه فشل في الاشتعال في الاندماج النووي. يتطلب تفاعل الاندماج النووي المشابه لتفاعل الشمس جاذبية شديدة لضغط الهيدروجين إلى نقطة حيث يؤدي الضغط الشديد ودرجة الحرارة إلى تجميع ذرات الهيدروجين في الهيليوم ، وهو مصدر الطاقة للشمس ومعظم النجوم. وهذا أيضًا ما يجعل الشمس تحترق. على الرغم من حقيقة أن كوكب المشتري يتكون من كميات هائلة من الهيدروجين ، إلا أنه لا يكفي لإشعال الكوكب في حالة اندماج نووي. الحد الأدنى من الكتلة المطلوبة لاشتعال جسم ما في اندماج نووي حقيقي هو 80 ضعف كتلة كوكب المشتري ، والذي يعتبر نجمًا قزمًا أحمر. يرسم علماء الفلك الخط الفاصل بين قزم بني وكوكب ونجم اعتمادًا على مجموعة متنوعة من العوامل مثل اشتعال الاندماج النووي. على الرغم من وجود تمييز بين كوكب المشتري والأقزام البنية والنجوم ، يمكن للمرء أن يستنتج أن هناك علاقة محددة بين كوكب المشتري وجميع النجوم. يطرح هذا الإدراك مجموعة متنوعة من الأسئلة: هل يمكن تصنيف كوكب المشتري كنجم أو قزم بني؟ هل يمكن أن يصبح كوكب المشتري نجماً؟ هل يمكن إطلاق الاندماج النووي على كوكب المشتري ، وإذا كان الأمر كذلك ، فماذا سيحدث لنظامنا الشمسي؟ ستجيب صفحة الويب هذه على أسئلة البحث هذه بالإضافة إلى تسليط الضوء على كيفية تشابه كوكب المشتري في التركيب والهيكل عند مقارنته بنجم مثل الشمس. سنستكشف أيضًا كيف يختلف كوكب المشتري في النهاية وبطبيعته عن الشمس وجميع النجوم الأخرى نظرًا لحجمه ومداره ومجاله المغناطيسي ودورانه.


محتويات

كوكب المشتري هو على الأرجح أقدم كوكب في المجموعة الشمسية. [24] تشير النماذج الحالية لتشكيل النظام الشمسي إلى أن كوكب المشتري تشكل عند خط الثلج أو بعده على مسافة من بداية الشمس حيث تكون درجة الحرارة باردة بدرجة كافية لتتكثف المواد المتطايرة مثل الماء إلى مواد صلبة. [25] قام أولاً بتجميع قلب صلب كبير قبل تراكم غلافه الجوي الغازي. نتيجة لذلك ، يجب أن يكون اللب قد تشكل قبل أن يبدأ السديم الشمسي في التبدد بعد 10 ملايين سنة. تشير نماذج التكوين إلى أن كوكب المشتري نما إلى 20 ضعف كتلة الأرض في أقل من مليون سنة. خلقت الكتلة المدارية فجوة في القرص ، ثم ازدادت ببطء بعد ذلك إلى 50 كتلة أرضية في 3-4 ملايين سنة. [24]

وفقًا لـ "فرضية المسار الكبير" ، كان كوكب المشتري سيبدأ في التكون على مسافة 3.5 وحدة فلكية تقريبًا. مع تراكم كتلة الكوكب الشاب ، تسبب التفاعل مع قرص الغاز الذي يدور حول الشمس والرنين المداري مع زحل [25] في هجرته إلى الداخل. [26] هذا من شأنه أن يزعج مدارات ما يعتقد أنها كواكب أرضية فائقة تدور بالقرب من الشمس ، مما يتسبب في اصطدامها بشكل مدمر. كان زحل قد بدأ لاحقًا في الهجرة إلى الداخل أيضًا ، أسرع بكثير من كوكب المشتري ، مما أدى إلى انغلاق الكوكبين في رنين حركة متوسط ​​3: 2 عند 1.5 وحدة فلكية تقريبًا. كان هذا بدوره سيغير اتجاه الهجرة ، مما يجعلهم يهاجرون بعيدًا عن الشمس ويخرجون من النظام الداخلي إلى مواقعهم الحالية. [27] كان من الممكن أن تحدث هذه الهجرات على مدى 800000 عام ، [26] مع حدوث كل هذا على مدى فترة زمنية تصل إلى 6 ملايين سنة بعد أن بدأ كوكب المشتري في التكون (3 ملايين هو الرقم الأكثر احتمالية). [28] كان هذا الخروج سيسمح بتكوين الكواكب الداخلية من الركام ، بما في ذلك الأرض. [29]

ومع ذلك ، فإن المقاييس الزمنية لتكوين الكواكب الأرضية الناتجة عن فرضية المسكة الكبرى تبدو غير متسقة مع التركيب الأرضي المقاس. [30] علاوة على ذلك ، فإن احتمالية حدوث الهجرة الخارجية بالفعل في السديم الشمسي منخفضة للغاية. [31] في الواقع ، تتنبأ بعض النماذج بتشكيل نظائر المشتري التي تكون خصائصها قريبة من خصائص الكوكب في العصر الحالي. [32]

نماذج أخرى لديها كوكب المشتري يتشكل على مسافات أبعد بكثير ، مثل 18 AU. [33] [34] في الواقع ، استنادًا إلى تكوين كوكب المشتري ، توصل الباحثون إلى قضية تكوين أولي خارج النيتروجين الجزيئي (N2) خط الثلج ، والذي يقدر بـ 20-30 AU ، [35] [36] وربما حتى خارج خط ثلج الأرجون ، والذي قد يصل إلى 40 AU. بعد أن تشكل في إحدى هذه المسافات القصوى ، كان المشتري قد هاجر إلى الداخل إلى موقعه الحالي. كان من الممكن أن تحدث هذه الهجرة الداخلية على مدى فترة زمنية تقارب 700000 عام ، [33] [34] خلال حقبة ما يقرب من 2-3 مليون سنة بعد أن بدأ الكوكب في التكون. كان من الممكن أن يتشكل زحل وأورانوس ونبتون أبعد من كوكب المشتري ، وكان زحل قد هاجر أيضًا إلى الداخل.

كوكب المشتري هو أحد عمالقة الغاز الأربعة ، ويتكون بشكل أساسي من الغاز والسائل بدلاً من المواد الصلبة. إنه أكبر كوكب في المجموعة الشمسية ، ويبلغ قطره 142،984 كم (88،846 ميل) عند خط الاستواء. [37] متوسط ​​كثافة كوكب المشتري ، 1.326 جم / سم 3 ، هو ثاني أعلى مستوى للكواكب العملاقة ، ولكنه أقل من تلك الموجودة في الكواكب الأرضية الأربعة. [38]

تكوين

يتكون الغلاف الجوي العلوي للمشتري من 90٪ هيدروجين و 10٪ هيليوم من حيث الحجم. نظرًا لأن ذرات الهليوم أكبر من ذرات الهيدروجين ، فإن الغلاف الجوي لكوكب المشتري يتكون من 75٪ هيدروجين و 24٪ هيليوم بالكتلة ، بينما تتكون نسبة 1٪ المتبقية من عناصر أخرى. يحتوي الغلاف الجوي على كميات ضئيلة من الميثان وبخار الماء والأمونيا والمركبات القائمة على السيليكون. هناك أيضًا كميات جزئية من الكربون والإيثان وكبريتيد الهيدروجين والنيون والأكسجين والفوسفين والكبريت. تحتوي الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي على بلورات من الأمونيا المجمدة. من خلال قياسات الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ، تم أيضًا العثور على كميات ضئيلة من البنزين والهيدروكربونات الأخرى. [39] يحتوي الجزء الداخلي من كوكب المشتري على مواد أكثر كثافة - من حيث الكتلة يكون حوالي 71٪ هيدروجين و 24٪ هيليوم و 5٪ عناصر أخرى. [40] [41]

نسب الهيدروجين والهيليوم في الغلاف الجوي قريبة من التركيب النظري للسديم الشمسي البدائي. النيون في الغلاف الجوي العلوي يتكون فقط من 20 جزءًا في المليون من الكتلة ، وهو ما يقرب من عُشر وفرة الشمس. [42] يُستنفد الهيليوم أيضًا إلى حوالي 80٪ من تركيبة الهيليوم في الشمس. هذا النضوب ناتج عن ترسب هذه العناصر كقطيرات غنية بالهيليوم في أعماق باطن الكوكب. [43]

استنادًا إلى التحليل الطيفي ، يُعتقد أن زحل مشابه في تكوينه لكوكب المشتري ، لكن الكواكب العملاقة الأخرى ، أورانوس ونبتون تحتوي على نسبة أقل نسبيًا من الهيدروجين والهيليوم وأكثر نسبيًا من العناصر التالية الأكثر وفرة ، بما في ذلك الأكسجين والكربون والنيتروجين والكبريت. [44] نظرًا لأن مركباتها المتطايرة تكون أساسًا في شكل جليدي ، فإنها تسمى عمالقة الجليد.

الكتلة والحجم

تبلغ كتلة كوكب المشتري 2.5 ضعف كتلة جميع الكواكب الأخرى في النظام الشمسي مجتمعة - وهذه الكتلة ضخمة جدًا لدرجة أن مركزها الباري مع الشمس يقع فوق سطح الشمس عند 1.068 نصف قطر شمسي من مركز الشمس. [٤٥] كوكب المشتري أكبر بكثير من الأرض وأقل كثافة إلى حد كبير: يبلغ حجمه حوالي ١٣٢١ من كوكب الأرض ، ولكنه أكبر بنحو ٣١٨ مرة فقط. [7] [46] يبلغ نصف قطر كوكب المشتري عُشر نصف قطر الشمس ، [47] وكتلته تساوي واحدًا من ألف من كتلة الشمس ، لذا فإن كثافتي الجسمين متشابهة. [48] ​​"كتلة كوكب المشتري" (M. ي أو م جوب) كوحدة لوصف كتل الأجسام الأخرى ، وخاصة الكواكب خارج المجموعة الشمسية والأقزام البنية. على سبيل المثال ، الكوكب خارج المجموعة الشمسية HD 209458 b كتلته 0.69 M ي، بينما تبلغ كتلة Kappa Andromedae b 12.8 M ي. [49]

تشير النماذج النظرية إلى أنه إذا كان للمشتري كتلة أكبر بكثير مما هي عليه في الوقت الحالي ، فسوف يتقلص. [50] بالنسبة للتغيرات الصغيرة في الكتلة ، لن يتغير نصف القطر بشكل ملحوظ ، وفوق 160٪ [50] من الكتلة الحالية ، سيصبح الجزء الداخلي أكثر انضغاطًا تحت الضغط المتزايد بحيث يصبح حجمه تخفيض على الرغم من زيادة كمية المادة. نتيجة لذلك ، يُعتقد أن قطر المشتري يبلغ حجمه تقريبًا مثل كوكب من حيث تكوينه والتاريخ التطوري الذي يمكن أن يحققه. [51] ستستمر عملية الانكماش الإضافي مع زيادة الكتلة حتى يتم تحقيق اشتعال نجمي ملموس ، كما هو الحال في الأقزام البنية عالية الكتلة التي تحتوي على حوالي 50 كوكب المشتري. [52]

على الرغم من أن كوكب المشتري يحتاج إلى كتلة أكبر بحوالي 75 مرة لدمج الهيدروجين ويصبح نجمًا ، فإن أصغر قزم أحمر هو نصف قطره أكبر بحوالي 30 بالمائة فقط من كوكب المشتري. [53] [54] على الرغم من ذلك ، لا يزال كوكب المشتري يشع حرارة أكثر مما يتلقاه من الشمس ، فإن كمية الحرارة الناتجة داخله تشبه إجمالي الإشعاع الشمسي الذي يتلقاها. [55] يتم توليد هذه الحرارة الإضافية بواسطة آلية كلفن-هيلمهولتز من خلال الانكماش. تتسبب هذه العملية في تقلص كوكب المشتري بحوالي 1 ملم / سنة. [56] [57] عندما تشكل كوكب المشتري ، كان أكثر سخونة وكان قطره حوالي ضعف قطره الحالي. [58]

الهيكل الداخلي

قبل أوائل القرن الحادي والعشرين ، توقع معظم العلماء أن يتكون المشتري إما من نواة كثيفة ، وطبقة محيطة بها من الهيدروجين المعدني السائل (مع بعض الهيليوم) تمتد إلى حوالي 80٪ من نصف قطر الكوكب ، [59] وغلاف جوي خارجي يتكون في الغالب من الهيدروجين الجزيئي ، [57] أو ربما لا يحتوي على نواة على الإطلاق ، ويتألف بدلاً من سائل أكثر كثافة وكثافة (في الغالب هيدروجين جزيئي ومعدني) على طول الطريق إلى المركز ، اعتمادًا على ما إذا كان الكوكب قد نشأ أولاً كجسم صلب أو انهارت مباشرة من قرص الكواكب الغازية الأولية. عندما جونو وصلت المهمة في يوليو 2016 ، [21] ووجدت أن للمشتري نواة منتشرة جدًا تختلط في عباءته. [60] [61] والسبب المحتمل هو تأثير كوكب تبلغ كتلته حوالي عشر كتل أرضية بعد بضعة ملايين من السنين من تشكل كوكب المشتري ، والذي كان من شأنه أن يعطل جوهر المشتري الصلب في الأصل. [62] [63] تشير التقديرات إلى أن اللب هو 30-50٪ من نصف قطر الكوكب ، ويحتوي على عناصر ثقيلة تعادل 7-25 ضعف كتلة الأرض. [64]

فوق طبقة الهيدروجين المعدني يوجد جو داخلي شفاف من الهيدروجين. عند هذا العمق ، يكون الضغط ودرجة الحرارة أعلى من الضغط الحرج للهيدروجين الجزيئي البالغ 1.3 ميجا باسكال ودرجة الحرارة الحرجة 33 كلفن فقط [65] في هذه الحالة ، لا توجد أطوار سائلة وغازية مميزة - يُقال أن الهيدروجين موجود في سائل فوق الحرج حالة. من الملائم معالجة الهيدروجين على أنه غاز يمتد إلى أسفل من طبقة السحب إلى عمق حوالي 1000 كيلومتر ، [55] وكسائل في طبقات أعمق. ماديًا ، لا توجد حدود واضحة - يصبح الغاز بسلاسة أكثر سخونة وكثافة مع زيادة العمق. [66] [67] تتسرب قطرات الهيليوم والنيون الشبيهة بالمطر إلى أسفل عبر الغلاف الجوي السفلي ، مما يؤدي إلى استنفاد وفرة هذه العناصر في الغلاف الجوي العلوي. [43] [68] تشير الحسابات إلى أن قطرات الهيليوم منفصلة عن الهيدروجين المعدني في دائرة نصف قطرها 60.000 كم (11000 كم تحت قمم السحب) وتندمج مرة أخرى عند 50000 كم (22000 كم تحت السحب). [69] تم اقتراح حدوث تساقط للماس ، وكذلك على زحل [70] وعمالقة الجليد أورانوس ونبتون. [71]

تزداد درجة الحرارة والضغط داخل كوكب المشتري باطراد إلى الداخل ، ويلاحظ ذلك في انبعاث الميكروويف وهو مطلوب لأن حرارة التكوين لا يمكن أن تفلت إلا عن طريق الحمل الحراري. عند مستوى ضغط 10 بار (1 ميجا باسكال) ، تكون درجة الحرارة حوالي 340 كلفن (67 درجة مئوية 152 درجة فهرنهايت). الهيدروجين دائمًا فوق حرج (أي أنه لا يواجه أبدًا انتقال طور من الدرجة الأولى) حتى عندما يتغير تدريجيًا من سائل جزيئي إلى سائل معدني عند حوالي 100-200 جيجا باسكال ، حيث ربما تكون درجة الحرارة 5000 كلفن (4،730 درجة مئوية) 8.540 درجة فهرنهايت). تقدر درجة حرارة قلب المشتري المخفف بحوالي 20.000 كلفن (19.700 درجة مئوية 35500 درجة فهرنهايت) أو أكثر بضغط يقدر بحوالي 4500 جيجا باسكال. [72]

أجواء

كوكب المشتري لديه أعمق جو كوكبي في النظام الشمسي ، يمتد على ارتفاع أكثر من 5000 كيلومتر (3000 ميل). [73] [74]

طبقات السحب

كوكب المشتري مغطى دائمًا بسحب تتكون من بلورات الأمونيا ، وربما هيدرو كبريتيد الأمونيوم. تقع الغيوم في منطقة التروبوبوز وتقع في نطاقات من خطوط عرض مختلفة ، تُعرف بالمناطق الاستوائية. وتنقسم هذه إلى لون أفتح المناطق وأغمق أحزمة. تتسبب تفاعلات أنماط الدوران المتضاربة هذه في حدوث عواصف واضطرابات. سرعة الرياح 100 متر في الثانية (360 كم / ساعة 220 ميل في الساعة) شائعة في التيارات النفاثة في المنطقة. [75] وقد لوحظ أن المناطق تختلف في العرض واللون والشدة من سنة إلى أخرى ، لكنها ظلت مستقرة بما يكفي للعلماء لتسميتها. [46]

يبلغ عمق الطبقة السحابية حوالي 50 كيلومترًا (31 ميلًا) ، وتتكون من طابقين على الأقل من السحب: سطح سفلي سميك ومنطقة رقيقة أكثر وضوحًا. قد تكون هناك أيضًا طبقة رقيقة من السحب المائية تحت طبقة الأمونيا. يدعم وجود السحب المائية ومضات البرق المكتشفة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. يمكن أن تصل قوة هذه التفريغات الكهربائية إلى ألف مرة مثل قوة البرق على الأرض. [76] يُفترض أن تولد السحب المائية عواصف رعدية بنفس طريقة العواصف الرعدية الأرضية ، مدفوعة بالحرارة المتصاعدة من الداخل. [77] كشفت مهمة جونو عن وجود "برق ضحل" ينشأ من سحب مياه الأمونيا المرتفعة نسبيًا في الغلاف الجوي. [78] تحمل هذه التصريفات "كرات عيشية" من سوائل الأمونيا المائية المغطاة بالجليد والتي تسقط في أعماق الغلاف الجوي. [79] لوحظ برق الغلاف الجوي العلوي في الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري ، ومضات ضوئية ساطعة تدوم حوالي 1.4 مللي ثانية. تُعرف هذه باسم "الجان" أو "العفاريت" وتظهر باللون الأزرق أو الوردي بسبب الهيدروجين. [80] [81]

ينتج اللونان البرتقالي والبني في سحب المشتري عن المركبات المتصاعدة التي تغير لونها عندما تتعرض للأشعة فوق البنفسجية من الشمس. لا يزال التركيب الدقيق غير مؤكد ، ولكن يُعتقد أن المواد هي الفوسفور أو الكبريت أو ربما الهيدروكربونات. [55] [82] تختلط هذه المركبات الملونة ، المعروفة بالكروموفور ، مع الطبقة السفلية الأكثر دفئًا من السحب. تتشكل المناطق عندما تتشكل خلايا الحمل الحراري المرتفعة من الأمونيا المتبلورة التي تحجب هذه السحب السفلية عن الأنظار. [83]

يعني الميل المحوري المنخفض لكوكب المشتري أن القطبين يستقبلان دائمًا إشعاعًا شمسيًا أقل من المنطقة الاستوائية للكوكب. يعمل الحمل الحراري داخل باطن الكوكب على نقل الطاقة إلى القطبين ، مما يؤدي إلى موازنة درجات الحرارة في الطبقة السحابية. [46]

بقعة حمراء كبيرة ودوامات أخرى

أفضل ميزة معروفة لكوكب المشتري هي البقعة الحمراء العظيمة ، [84] وهي عاصفة مستمرة مضادة للأعاصير تقع على بعد 22 درجة جنوب خط الاستواء. من المعروف أنها كانت موجودة منذ عام 1831 على الأقل ، [85] وربما منذ عام 1665. [86] [87] أظهرت الصور بواسطة تلسكوب هابل الفضائي ما يصل إلى "نقطتين أحمرتين" بجوار البقعة الحمراء العظيمة. [88] [89] يمكن رؤية العاصفة من خلال التلسكوبات الأرضية بفتحة 12 سم أو أكبر. [90] يدور الجسم البيضاوي عكس اتجاه عقارب الساعة لمدة ستة أيام تقريبًا. [91] أقصى ارتفاع لهذه العاصفة حوالي 8 كيلومترات (5 ميل) فوق قمم السحب المحيطة. [92] لا يزال تكوين البقعة ومصدر لونها الأحمر غير مؤكد ، على الرغم من أن الأمونيا المنفصلة ضوئيًا والتي تتفاعل مع الأسيتيلين هي مرشح قوي لشرح اللون. [93]

البقعة الحمراء العظيمة أكبر من الأرض. [94] تشير النماذج الرياضية إلى أن العاصفة مستقرة وستكون سمة دائمة للكوكب. [95] ومع ذلك ، فقد انخفض حجمه بشكل ملحوظ منذ اكتشافه. أظهرت الملاحظات الأولية في أواخر القرن التاسع عشر أنه يبلغ عرضه حوالي 41000 كم (25500 ميل). بحلول وقت فوييجر flybys في عام 1979 ، كان طول العاصفة 23300 كيلومتر (14500 ميل) وعرضها حوالي 13000 كيلومتر (8000 ميل). [96] هابل أظهرت الملاحظات في عام 1995 أنه قد انخفض في الحجم إلى 20950 كم (13020 ميل) ، وأظهرت الملاحظات في عام 2009 أن الحجم هو 17910 كم (11،130 ميل). اعتبارًا من عام 2015 [تحديث] ، تم قياس العاصفة بحوالي 16500 × 10940 كم (10،250 × 6،800 ميل) ، [96] وكان يتناقص في الطول بحوالي 930 كم (580 ميل) في السنة. [94] [97]

تظهر بعثات جونو أن هناك العديد من مجموعات الأعاصير القطبية في قطبي المشتري. تحتوي المجموعة الشمالية على تسعة أعاصير ، مع واحدة كبيرة في الوسط وثمانية أخرى حولها ، في حين أن نظيرتها الجنوبية تتكون أيضًا من دوامة مركزية ولكنها محاطة بخمس عواصف كبيرة وواحدة أصغر. [98] [ أفضل مصدر مطلوب ] هذه الهياكل القطبية ناتجة عن الاضطرابات في الغلاف الجوي للمشتري ويمكن مقارنتها مع الشكل السداسي في القطب الشمالي لزحل.

في عام 2000 ، تشكلت سمة الغلاف الجوي في نصف الكرة الجنوبي والتي تشبه في مظهرها البقعة الحمراء العظيمة ، ولكنها أصغر. تم إنشاء هذا عندما اندمجت عواصف أصغر بيضاء بيضاوية الشكل لتشكل ميزة واحدة - وقد لوحظت هذه الأشكال البيضاوية البيضاء الثلاثة الأصغر لأول مرة في عام 1938. وقد تم تسمية الميزة المدمجة Oval BA وأطلق عليها اسم "Red Spot Junior". منذ ذلك الحين ازدادت شدته وتغيرت من الأبيض إلى الأحمر. [99] [100] [101]

في أبريل 2017 ، تم اكتشاف "بقعة باردة عظيمة" في الغلاف الحراري لكوكب المشتري في قطبه الشمالي. يبلغ عرض هذه الميزة 24000 كم (15000 ميل) ، وعرضها 12000 كم (7500 ميل) ، و 200 درجة مئوية (360 درجة فهرنهايت) أكثر برودة من المواد المحيطة. بينما يتغير شكل هذه البقعة وكثافتها على المدى القصير ، فقد حافظت على مكانتها العامة في الغلاف الجوي لأكثر من 15 عامًا. قد تكون دوامة عملاقة تشبه البقعة الحمراء العظيمة ، ويبدو أنها شبه مستقرة مثل الدوامات في الغلاف الحراري للأرض. من المحتمل أن تؤدي التفاعلات بين الجسيمات المشحونة المتولدة من Io والمجال المغناطيسي القوي للكوكب إلى إعادة توزيع تدفق الحرارة ، وتشكيل البقعة. [103]

الغلاف المغناطيسي

المجال المغناطيسي للمشتري أقوى بأربعة عشر مرة من المجال المغناطيسي للأرض ، ويتراوح من 4.2 غاوس (0.42 طن متري) عند خط الاستواء إلى 10-14 غاوس (1.0-1.4 مليون طن) عند القطبين ، مما يجعله الأقوى في النظام الشمسي (باستثناء البقع الشمسية). [83] يُعتقد أن هذا المجال ناتج عن التيارات الدوامة - الحركات الدوامة للمواد الموصلة - داخل قلب الهيدروجين المعدني السائل. تنبعث من البراكين على القمر آيو كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت ، وتشكل طوقًا غازيًا على طول مدار القمر. يتأين الغاز في الغلاف المغناطيسي ، وينتج أيونات الكبريت والأكسجين. هم ، مع أيونات الهيدروجين التي تنشأ من الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، تشكل لوح بلازما في المستوى الاستوائي لكوكب المشتري. تدور البلازما الموجودة في الصفيحة مع الكوكب ، مما يتسبب في تشوه المجال المغناطيسي ثنائي القطب وتحويله إلى قرص مغناطيسي. تولد الإلكترونات الموجودة في ورقة البلازما توقيعًا لاسلكيًا قويًا ينتج عنه رشقات نارية في نطاق يتراوح بين 0.6 و 30 ميجاهرتز والتي يمكن اكتشافها من الأرض باستخدام مستقبلات الراديو على الموجات القصيرة للمستهلكين. [104] [105]

عند حوالي 75 نصف قطر كوكب المشتري من الكوكب ، يولد تفاعل الغلاف المغناطيسي مع الرياح الشمسية صدمة القوس. يحيط الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري فترة توقف مغناطيسي ، تقع على الحافة الداخلية للغلاف المغناطيسي - وهي المنطقة الواقعة بينه وبين صدمة القوس. تتفاعل الرياح الشمسية مع هذه المناطق ، مما يؤدي إلى إطالة الغلاف المغناطيسي على جانب كوكب المشتري وتوسيعه إلى الخارج حتى يصل تقريبًا إلى مدار زحل. تدور جميع أقمار المشتري الأربعة الأكبر داخل الغلاف المغناطيسي ، الذي يحميها من الرياح الشمسية. [55]

الغلاف المغناطيسي للمشتري مسؤول عن نوبات مكثفة من الانبعاثات الراديوية من المناطق القطبية للكوكب. النشاط البركاني على قمر المشتري Io يضخ الغاز في الغلاف المغناطيسي لكوكب المشتري ، مما ينتج عنه طارة من الجسيمات حول الكوكب. بينما يتحرك آيو عبر هذا الطارة ، يولد التفاعل موجات ألفين تحمل المادة المؤينة إلى المناطق القطبية للمشتري. نتيجة لذلك ، يتم إنشاء موجات الراديو من خلال آلية مازر السيكلوترون ، وتنتقل الطاقة على طول سطح مخروطي الشكل. عندما تتقاطع الأرض مع هذا المخروط ، يمكن للانبعاثات الراديوية من المشتري أن تتجاوز ناتج الراديو الشمسي. [106]

كوكب المشتري هو الكوكب الوحيد الذي يقع مركزه الباري مع الشمس خارج حجم الشمس ، على الرغم من أنه بنسبة 7 ٪ فقط من نصف قطر الشمس. [107] متوسط ​​المسافة بين كوكب المشتري والشمس هو 778 مليون كيلومتر (حوالي 5.2 ضعف متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس ، أو 5.2 AU) ويكمل مدارًا كل 11.86 سنة. هذا هو ما يقرب من خمسي الفترة المدارية لكوكب زحل ، وتشكل رنينًا مداريًا قريبًا. [108] يميل المستوى المداري لكوكب المشتري بمقدار 1.31 درجة مقارنة بالأرض. نظرًا لأن الانحراف المركزي في مداره هو 0.048 ، فإن كوكب المشتري يقع على مسافة تزيد قليلاً عن 75 مليون كيلومتر بالقرب من الشمس عند الحضيض من الأوج. [7]

الميل المحوري لكوكب المشتري صغير نسبيًا ، 3.13 درجة فقط ، لذا فإن فصوله غير مهمة مقارنة بموسم الأرض والمريخ. [109]

دوران المشتري هو الأسرع من بين جميع كواكب المجموعة الشمسية ، حيث يُكمل دوران حول محوره في أقل من عشر ساعات بقليل ، مما يؤدي إلى انتفاخ استوائي يمكن رؤيته بسهولة من خلال تلسكوب هواة. الكوكب كروي مفلطح ، مما يعني أن القطر عبر خط الاستواء أطول من القطر المقاس بين قطبيه. على كوكب المشتري ، يبلغ القطر الاستوائي 9275 كم (5763 ميل) أطول من القطر القطبي. [67]

لأن كوكب المشتري ليس جسمًا صلبًا ، فإن غلافه الجوي العلوي يخضع لدوران تفاضلي. إن دوران الغلاف الجوي القطبي للمشتري أطول بحوالي 5 دقائق من دوران الغلاف الجوي الاستوائي ، وتستخدم ثلاثة أنظمة كإطارات مرجعية ، لا سيما عند رسم حركة معالم الغلاف الجوي. ينطبق النظام الأول على خطوط العرض من 10 درجات شمالاً إلى 10 درجات جنوباً ، فدورته هي الأقصر على كوكب الأرض ، عند 9 ساعات و 50 دقيقة و 30.0 ثانية. ينطبق النظام II على جميع خطوط العرض شمال وجنوب هذه الفترة ، وهي 9 س و 55 د و 40.6 ث. تم تعريف النظام الثالث من قبل علماء الفلك الراديوي ويتوافق مع دوران الغلاف المغناطيسي للكوكب ، فدورته هي الدوران الرسمي لكوكب المشتري. [110]

عادة ما يكون كوكب المشتري رابع ألمع جسم في السماء (بعد الشمس والقمر والزهرة) [83] عند معارضة كوكب المريخ يمكن أن يبدو أكثر سطوعًا من كوكب المشتري. اعتمادًا على موقع المشتري بالنسبة إلى الأرض ، يمكن أن يتفاوت في الحجم البصري من سطوع 2.94 [13] عند التعارض إلى [13] −1.66 أثناء الاقتران مع الشمس. متوسط ​​الحجم الظاهري هو 2.20 مع انحراف معياري 0.33. [13] وبالمثل يختلف القطر الزاوي لكوكب المشتري من 50.1 إلى 29.8 ثانية قوسية. [7] تحدث الاعتراضات المواتية عندما يمر المشتري بالحضيض الشمسي ، وهو حدث يحدث مرة واحدة في كل مدار. [111]

نظرًا لأن مدار كوكب المشتري يقع خارج مدار الأرض ، فإن زاوية طور المشتري كما تُرى من الأرض لا تتجاوز أبدًا 11.5 درجة ، لذا يظهر كوكب المشتري دائمًا مضاءً بالكامل تقريبًا عند مشاهدته من خلال التلسكوبات الأرضية. فقط خلال بعثات المركبات الفضائية إلى المشتري تم الحصول على مناظر الهلال للكوكب. [112] عادةً ما يُظهر تلسكوب صغير أقمار جاليليو الأربعة للمشتري وأحزمة السحب البارزة عبر الغلاف الجوي لكوكب المشتري. [113] سيظهر تلسكوب كبير بقعة المشتري الحمراء العظيمة عندما يواجه الأرض. [114]

البحث قبل التلسكوبي

تعود مراقبة كوكب المشتري إلى علماء الفلك البابليين في القرن السابع أو الثامن قبل الميلاد على الأقل. [115] عرف الصينيون القدماء كوكب المشتري باسم "سو نجمة" (Suìxīng 歲星) وأنشأوا دورتهم المكونة من 12 فرعًا أرضيًا بناءً على عدد سنواتها التقريبي ، ولا تزال اللغة الصينية تستخدم اسمها (المبسط كـ 歲) عند الإشارة إلى سنوات العمر. بحلول القرن الرابع قبل الميلاد ، تطورت هذه الملاحظات إلى الأبراج الصينية ، [116] مع كل عام مرتبط بنجم تاي سوي وإله يتحكم في منطقة السماوات المقابلة لموقع جوبيتر في سماء الليل ، وتبقى هذه المعتقدات في بعض الممارسات الدينية الطاوية وفي البروج الاثني عشر في شرق آسيا ، يُفترض الآن في كثير من الأحيان على نطاق واسع أنها مرتبطة بوصول الحيوانات قبل بوذا. زعم المؤرخ الصيني Xi Zezong أن Gan De ، عالم فلك صيني قديم ، أبلغ عن وجود نجم صغير "متحالف" مع الكوكب ، [117] مما قد يشير إلى رؤية أحد أقمار المشتري بالعين المجردة. إذا كان هذا صحيحًا ، فسوف يسبق اكتشاف جاليليو بحوالي ألفي عام. [118] [119]

تشير ورقة عام 2016 إلى أن البابليين استخدموا القاعدة شبه المنحرفة قبل عام 50 قبل الميلاد لدمج سرعة كوكب المشتري على طول مسير الشمس. [120] في القرن الثاني له عمل المجسطقام عالم الفلك الهلنستي كلاوديوس بتوليماوس ببناء نموذج كوكبي مركزية الأرض يعتمد على المؤجِّلات والمفالك لشرح حركة المشتري بالنسبة إلى الأرض ، مع إعطاء الفترة المدارية حول الأرض 4332.38 يومًا ، أو 11.86 سنة. [121]

أبحاث التلسكوب الأرضية

في عام 1610 ، اكتشف عالم الرياضيات الإيطالي جاليليو جاليلي أكبر أربعة أقمار لكوكب المشتري (المعروفة الآن باسم أقمار جاليليو) باستخدام تلسكوب يُعتقد أنه أول رصد تلسكوبي للأقمار بخلاف الأرض. بعد يوم واحد من اكتشاف جاليليو ، اكتشف سيمون ماريوس بشكل مستقل الأقمار حول كوكب المشتري ، على الرغم من أنه لم ينشر اكتشافه في كتاب حتى عام 1614. [122] ومع ذلك ، فقد كانت أسماء ماريوس للأقمار الرئيسية عالقة: أيو ، ويوروبا ، وجانيميد ، و كاليستو. كانت هذه النتائج أول اكتشاف للحركة السماوية التي لم تتمركز على ما يبدو على الأرض. كان هذا الاكتشاف نقطة رئيسية لصالح نظرية مركزية الشمس لكوبرنيكوس لحركات الكواكب أدى دعم جاليليو الصريح لنظرية كوبرنيكوس إلى محاكمته وإدانته من قبل محاكم التفتيش. [123]

خلال ستينيات القرن السادس عشر ، استخدم جيوفاني كاسيني تلسكوبًا جديدًا لاكتشاف البقع والعصابات الملونة ، وملاحظة أن الكوكب بدا مفلطحًا ، وتقدير فترة دوران الكوكب. [124] في عام 1690 ، لاحظت كاسيني أن الغلاف الجوي يخضع لدوران تفاضلي. [55]

ربما تم رصد البقعة الحمراء العظيمة منذ عام 1664 من قبل روبرت هوك وفي عام 1665 بواسطة كاسيني ، على الرغم من أن هذا موضع خلاف. أنتج الصيدلاني هاينريش شواب أول رسم معروف لإظهار تفاصيل البقعة الحمراء العظيمة في عام 1831. [125] يُقال إن البقعة الحمراء فقدت عن الأنظار في عدة مناسبات بين عامي 1665 و 1708 قبل أن تصبح واضحة تمامًا في عام 1878. تم تسجيلها على أنها باهتة مرة أخرى في عام 1883 وفي بداية القرن العشرين. [126]

قام كل من جيوفاني بوريلي وكاسيني بعمل جداول دقيقة لحركات أقمار المشتري ، مما يسمح بالتنبؤ بموعد مرور الأقمار قبل أو خلف الكوكب. بحلول سبعينيات القرن السابع عشر ، لوحظ أنه عندما كان المشتري على الجانب الآخر من الشمس من الأرض ، فإن هذه الأحداث ستحدث بعد حوالي 17 دقيقة مما كان متوقعًا. استنتج أولي رومر أن الضوء لا ينتقل على الفور (وهو استنتاج رفضه كاسيني سابقًا) ، [41] وتم استخدام هذا التناقض الزمني لتقدير سرعة الضوء. [127]

في عام 1892 ، لاحظ إي.إي.بارنارد قمرًا صناعيًا خامسًا لكوكب المشتري به منكسر 36 بوصة (910 ملم) في مرصد ليك في كاليفورنيا. سمي هذا القمر فيما بعد أمالثيا. [128] كان آخر قمر كوكبي يتم اكتشافه مباشرة من خلال الملاحظة البصرية. [129] تم اكتشاف ثمانية أقمار صناعية إضافية قبل تحليق مسبار فوييجر 1 في عام 1979. [د]

في عام 1932 ، حدد روبرت وايلد نطاقات امتصاص الأمونيا والميثان في أطياف كوكب المشتري. [130]

لوحظت ثلاث سمات معادية طويلة العمر تسمى الأشكال البيضاوية البيضاء في عام 1938. وظلت لعدة عقود على أنها سمات منفصلة في الغلاف الجوي ، وأحيانًا تقترب من بعضها البعض ولكنها لم تندمج أبدًا. أخيرًا ، اندمج اثنان من الأشكال البيضاوية في عام 1998 ، ثم امتص الثالث في عام 2000 ، ليصبح Oval BA. [131]

بحوث التلسكوب الراديوي

في عام 1955 ، اكتشف برنارد بيرك وكينيث فرانكلين اندفاعات من الإشارات الراديوية القادمة من كوكب المشتري عند 22.2 ميجاهرتز. [55] تطابقت فترة هذه الدفقات مع دوران الكوكب ، واستخدموا هذه المعلومات لتحسين معدل الدوران. تم العثور على انفجارات الراديو من كوكب المشتري في شكلين: رشقات طويلة (أو رشقات L) تدوم حتى عدة ثوانٍ ، ورشقات نارية قصيرة (أو رشقات S) تدوم أقل من مائة من الثانية. [132]

اكتشف العلماء أن هناك ثلاثة أشكال من الإشارات الراديوية المرسلة من كوكب المشتري:

  • الانفجارات الراديوية العشرية (بطول موجة عشرات الأمتار) تختلف باختلاف دوران المشتري ، وتتأثر بتفاعل Io مع المجال المغناطيسي للمشتري. [133]
  • لاحظ فرانك دريك وهاين هفاتوم لأول مرة انبعاث لاسلكي عشري (مع أطوال موجية تقاس بالسنتيمتر) في عام 1959. [55] وكان أصل هذه الإشارة عبارة عن حزام على شكل طارة حول خط استواء كوكب المشتري. هذه الإشارة ناتجة عن إشعاع السيكلوترون من الإلكترونات التي يتم تسريعها في المجال المغناطيسي للمشتري. [134]
  • ينتج الإشعاع الحراري عن طريق الحرارة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. [55]

استكشاف

منذ عام 1973 ، زار عدد من المركبات الفضائية الآلية كوكب المشتري ، وأبرزها بايونير 10 مسبار الفضاء ، أول مركبة فضائية تقترب بدرجة كافية من كوكب المشتري لإرسال معلومات عن خصائصها وظواهرها. [135] [136] يتم إنجاز الرحلات إلى الكواكب داخل النظام الشمسي بتكلفة في الطاقة ، والتي يتم وصفها من خلال صافي التغير في سرعة المركبة الفضائية ، أو delta-v. يتطلب دخول مدار انتقال Hohmann من الأرض إلى كوكب المشتري من مدار أرضي منخفض دلتا- v تبلغ 6.3 كم / ثانية ، [137] وهو ما يمكن مقارنته بـ 9.7 كم / ثانية من دلتا للوصول إلى مدار أرضي منخفض. [138] يمكن استخدام الجاذبية من خلال تحليق الكواكب لتقليل الطاقة المطلوبة للوصول إلى المشتري ، وإن كان ذلك على حساب مدة طيران أطول بكثير. [139]

بعثات Flyby

بعثات Flyby
مركبة فضائية الأقرب
مقاربة
مسافة
بايونير 10 3 ديسمبر 1973 130.000 كم
بايونير 11 4 ديسمبر 1974 34000 كم
فوييجر 1 5 مارس 1979 349000 كم
فوييجر 2 9 يوليو 1979 570.000 كم
يوليسيس 8 فبراير 1992 [140] 408894 كم
4 فبراير 2004 [140] 120.000.000 كم
كاسيني 30 ديسمبر 2000 10،000،000 كم
آفاق جديدة 28 فبراير 2007 2،304،535 كم

ابتداءً من عام 1973 ، قامت العديد من المركبات الفضائية بمناورات تحليق كوكبي جعلتها ضمن نطاق مراقبة كوكب المشتري. حصلت بعثات بايونير على أول صور قريبة من الغلاف الجوي لكوكب المشتري والعديد من أقماره. اكتشفوا أن الحقول الإشعاعية بالقرب من الكوكب كانت أقوى بكثير مما كان متوقعًا ، لكن كلتا المركبتين الفضائيتين تمكنت من البقاء في تلك البيئة. تم استخدام مسارات هذه المركبات الفضائية لتحسين تقديرات الكتلة لنظام جوفيان. نتج عن الاختلالات الراديوية من قبل الكوكب قياسات أفضل لقطر المشتري ومقدار التسطيح القطبي. [46] [141]

بعد ست سنوات ، حسنت مهمات فوييجر بشكل كبير من فهم أقمار جاليليو واكتشفت حلقات كوكب المشتري. كما أكدوا أن البقعة الحمراء العظيمة كانت مضادة للإعصار. أظهرت مقارنة الصور أن النقطة الحمراء قد تغيرت لونها منذ مهمات بايونير ، وتحولت من اللون البرتقالي إلى البني الداكن. تم اكتشاف طارة من الذرات المتأينة على طول مسار أيو المداري ، وتم العثور على براكين على سطح القمر ، وبعضها في طور الانفجار. عندما مرت المركبة الفضائية خلف الكوكب ، لاحظت ومضات من البرق في الغلاف الجوي الليلي. [46] [142]

كانت المهمة التالية لمواجهة كوكب المشتري هي يوليسيس مسبار شمسي. It performed a flyby maneuver to attain a polar orbit around the Sun. During this pass, the spacecraft studied Jupiter's magnetosphere. Ulysses has no cameras so no images were taken. A second flyby six years later was at a much greater distance. [140]

In 2000, the كاسيني probe flew by Jupiter on its way to Saturn, and provided higher-resolution images. [143]

ال آفاق جديدة probe flew by Jupiter in 2007 for a gravity assist en route to Pluto. [144] The probe's cameras measured plasma output from volcanoes on Io and studied all four Galilean moons in detail, as well as making long-distance observations of the outer moons Himalia and Elara. [145]

جاليليو mission

The first spacecraft to orbit Jupiter was the جاليليو probe, which entered orbit on December 7, 1995. [51] It orbited the planet for over seven years, conducting multiple flybys of all the Galilean moons and Amalthea. The spacecraft also witnessed the impact of Comet Shoemaker–Levy 9 as it approached Jupiter in 1994, giving a unique vantage point for the event. Its originally designed capacity was limited by the failed deployment of its high-gain radio antenna, although extensive information was still gained about the Jovian system from جاليليو. [146]

A 340-kilogram titanium atmospheric probe was released from the spacecraft in July 1995, entering Jupiter's atmosphere on December 7. [51] It parachuted through 150 km (93 mi) of the atmosphere at a speed of about 2,575 km/h (1600 mph) [51] and collected data for 57.6 minutes before the signal was lost at a pressure of about 23 atmospheres and a temperature of 153 °C. [147] It melted thereafter, and possibly vapourised. ال جاليليو orbiter itself experienced a more rapid version of the same fate when it was deliberately steered into the planet on September 21, 2003, at a speed of over 50 km/s to avoid any possibility of it crashing into and possibly contaminating the moon Europa, which may harbor life. [146]

Data from this mission revealed that hydrogen composes up to 90% of Jupiter's atmosphere. [51] The recorded temperature was more than 300 °C (570 °F) and the windspeed measured more than 644 km/h (>400 mph) before the probes vapourised. [51]

Juno mission

وكالة ناسا Juno mission arrived at Jupiter on July 4, 2016, and was expected to complete thirty-seven orbits over the next twenty months. [21] The mission plan called for Juno to study the planet in detail from a polar orbit. [148] On August 27, 2016, the spacecraft completed its first fly-by of Jupiter and sent back the first ever images of Jupiter's north pole. [149] Juno would complete 12 science orbits before the end of its budgeted mission plan, ending July 2018. [150] In June of that year, NASA extended the mission operations plan to July 2021, and in January of that year the mission was extended to September 2025 with four lunar flybys: one of Ganymede, one of Europa, and two of Io. [151] [152] When Juno reaches the end of the mission, it will perform a controlled deorbit and disintegrate into Jupiter's atmosphere. During the mission, the spacecraft will be exposed to high levels of radiation from Jupiter's magnetosphere, which may cause future failure of certain instruments and risk collision with Jupiter's moons. [153] [154]

Canceled missions and future plans

There has been great interest in studying Jupiter's icy moons in detail because of the possibility of subsurface liquid oceans on Europa, Ganymede, and Callisto. Funding difficulties have delayed progress. وكالة ناسا JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter) was cancelled in 2005. [155] A subsequent proposal was developed for a joint NASA/ESA mission called EJSM/Laplace, with a provisional launch date around 2020. EJSM/Laplace would have consisted of the NASA-led Jupiter Europa Orbiter and the ESA-led Jupiter Ganymede Orbiter. [156] However, ESA had formally ended the partnership by April 2011, citing budget issues at NASA and the consequences on the mission timetable. Instead, ESA planned to go ahead with a European-only mission to compete in its L1 Cosmic Vision selection. [157]

These plans were realized as the European Space Agency's Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE), due to launch in 2022, [158] followed by NASA's Europa Clipper mission, scheduled for launch in 2024. [159] Other proposed missions include the Chinese National Space Administration's Interstellar Express, a pair of probes to launch in 2024 that would use Jupiter's gravity to explore either end of the heliosphere, and NASA's Trident, which would launch in 2025 and use Jupiter's gravity to bend the spacecraft on a path to explore Neptune's moon Triton.

Jupiter has 79 known natural satellites. [6] [160] Of these, 60 are less than 10 km in diameter. [161] The four largest moons are Io, Europa, Ganymede, and Callisto, collectively known as the "Galilean moons", and are visible from Earth with binoculars on a clear night. [162]

Galilean moons

The moons discovered by Galileo—Io, Europa, Ganymede, and Callisto—are among the largest in the Solar System. The orbits of three of them (Io, Europa, and Ganymede) form a pattern known as a Laplace resonance for every four orbits that Io makes around Jupiter, Europa makes exactly two orbits and Ganymede makes exactly one. This resonance causes the gravitational effects of the three large moons to distort their orbits into elliptical shapes, because each moon receives an extra tug from its neighbors at the same point in every orbit it makes. The tidal force from Jupiter, on the other hand, works to circularise their orbits. [163]

The eccentricity of their orbits causes regular flexing of the three moons' shapes, with Jupiter's gravity stretching them out as they approach it and allowing them to spring back to more spherical shapes as they swing away. This tidal flexing heats the moons' interiors by friction. [164] This is seen most dramatically in the volcanic activity of Io (which is subject to the strongest tidal forces), [164] and to a lesser degree in the geological youth of Europa's surface, which indicates recent resurfacing of the moon's exterior. [165]

Classification

Jupiter's moons were traditionally classified into four groups of four, based on commonality of their orbital elements. [166] This picture has been complicated by the discovery of numerous small outer moons since 1999. Jupiter's moons are currently divided into several different groups, although there are several moons which are not part of any group. [167]

The eight innermost regular moons, which have nearly circular orbits near the plane of Jupiter's equator, are thought to have formed alongside Jupiter, whilst the remainder are irregular moons and are thought to be captured asteroids or fragments of captured asteroids. Irregular moons that belong to a group share similar orbital elements and thus may have a common origin, perhaps as a larger moon or captured body that broke up. [168] [169]

Regular moons
Inner group The inner group of four small moons all have diameters of less than 200 km, orbit at radii less than 200,000 km, and have orbital inclinations of less than half a degree.
Galilean moons [170] These four moons, discovered by Galileo Galilei and by Simon Marius in parallel, orbit between 400,000 and 2,000,000 km, and are some of the largest moons in the Solar System.
Irregular moons
Himalia group A tightly clustered group of moons with orbits around 11,000,000–12,000,000 km from Jupiter. [171]
Ananke group This retrograde orbit group has rather indistinct borders, averaging 21,276,000 km from Jupiter with an average inclination of 149 degrees. [169]
Carme group A fairly distinct retrograde group that averages 23,404,000 km from Jupiter with an average inclination of 165 degrees. [169]
Pasiphae group A dispersed and only vaguely distinct retrograde group that covers all the outermost moons. [172]

Planetary rings

Jupiter has a faint planetary ring system composed of three main segments: an inner torus of particles known as the halo, a relatively bright main ring, and an outer gossamer ring. [173] These rings appear to be made of dust, rather than ice as with Saturn's rings. [55] The main ring is probably made of material ejected from the satellites Adrastea and Metis. Material that would normally fall back to the moon is pulled into Jupiter because of its strong gravitational influence. The orbit of the material veers towards Jupiter and new material is added by additional impacts. [174] In a similar way, the moons Thebe and Amalthea probably produce the two distinct components of the dusty gossamer ring. [174] There is also evidence of a rocky ring strung along Amalthea's orbit which may consist of collisional debris from that moon. [175]

Along with the Sun, the gravitational influence of Jupiter has helped shape the Solar System. The orbits of most of the system's planets lie closer to Jupiter's orbital plane than the Sun's equatorial plane (Mercury is the only planet that is closer to the Sun's equator in orbital tilt). The Kirkwood gaps in the asteroid belt are mostly caused by Jupiter, and the planet may have been responsible for the Late Heavy Bombardment event in the inner Solar System's history. [176]

In addition to its moons, Jupiter's gravitational field controls numerous asteroids that have settled into the regions of the Lagrangian points preceding and following Jupiter in its orbit around the Sun. These are known as the Trojan asteroids, and are divided into Greek and Trojan "camps" to commemorate the Iliad. The first of these, 588 Achilles, was discovered by Max Wolf in 1906 since then more than two thousand have been discovered. [177] The largest is 624 Hektor. [178]

Most short-period comets belong to the Jupiter family—defined as comets with semi-major axes smaller than Jupiter's. Jupiter family comets are thought to form in the Kuiper belt outside the orbit of Neptune. During close encounters with Jupiter their orbits are perturbed into a smaller period and then circularised by regular gravitational interaction with the Sun and Jupiter. [179]

Due to the magnitude of Jupiter's mass, the centre of gravity between it and the Sun lies just above the Sun's surface, the only planet in the Solar System for which this is true. [180] [181]

Impacts

Jupiter has been called the Solar System's vacuum cleaner [183] because of its immense gravity well and location near the inner Solar System there are more impacts on Jupiter, such as comets, than on the Solar System's other planets. [184] It was thought that Jupiter partially shielded the inner system from cometary bombardment. [51] However, recent computer simulations suggest that Jupiter does not cause a net decrease in the number of comets that pass through the inner Solar System, as its gravity perturbs their orbits inward roughly as often as it accretes or ejects them. [185] This topic remains controversial among scientists, as some think it draws comets towards Earth from the Kuiper belt while others think that Jupiter protects Earth from the Oort cloud. [186] Jupiter experiences about 200 times more asteroid and comet impacts than Earth. [51]

A 1997 survey of early astronomical records and drawings suggested that a certain dark surface feature discovered by astronomer Giovanni Cassini in 1690 may have been an impact scar. The survey initially produced eight more candidate sites as potential impact observations that he and others had recorded between 1664 and 1839. It was later determined, however, that these candidate sites had little or no possibility of being the results of the proposed impacts. [187]

The planet Jupiter has been known since ancient times. It is visible to the naked eye in the night sky and can occasionally be seen in the daytime when the Sun is low. [188] To the Babylonians, this object represented their god Marduk. They used Jupiter's roughly 12-year orbit along the ecliptic to define the constellations of their zodiac. [46] [189]

The Romans called it "the star of Jupiter" (Iuppiter Stella), as they believed it to be sacred to the principal god of Roman mythology, whose name comes from the Proto-Indo-European vocative compound *Dyēu-pəter (nominative: *Dyēus-pətēr, meaning "Father Sky-God", or "Father Day-God"). [190] In turn, Jupiter was the counterpart to the mythical Greek Zeus (Ζεύς), also referred to as Dias (Δίας), the planetary name of which is retained in modern Greek. [191] The ancient Greeks knew the planet as Phaethon ( Φαέθων ), meaning "shining one" or "blazing star". [192] [193] As supreme god of the Roman pantheon, Jupiter was the god of thunder, lightning, and storms, and appropriately called the god of light and sky.

The astronomical symbol for the planet, , is a stylised representation of the god's lightning bolt. The original Greek deity Zeus supplies the root zeno-, used to form some Jupiter-related words, such as zenographic. [e] Jovian is the adjectival form of Jupiter. The older adjectival form jovial, employed by astrologers in the Middle Ages, has come to mean "happy" or "merry", moods ascribed to Jupiter's astrological influence. [194] In Germanic mythology, Jupiter is equated to Thor, whence the English name Thursday for the Roman dies Jovis. [195]

In Vedic astrology, Hindu astrologers named the planet after Brihaspati, the religious teacher of the gods, and often called it "Guru", which literally means the "Heavy One". [196] In Central Asian Turkic myths, Jupiter is called Erendiz أو Erentüz, from eren (of uncertain meaning) and yultuz ("star"). There are many theories about the meaning of eren. These peoples calculated the period of the orbit of Jupiter as 11 years and 300 days. They believed that some social and natural events connected to Erentüz's movements on the sky. [197] The Chinese, Vietnamese, Koreans, and Japanese called it the "wood star" (Chinese: 木星 pinyin: mùxīng ), based on the Chinese Five Elements. [198] [199] [200]

The tempestuous atmosphere of Jupiter, captured by the Wide Field Camera 3 on the Hubble Space Telescope in infrared.


Differential Rotation

In a rotating solid body, regions that are adjacent at one point in time will remain adjacent as the body rotates. This means that points further from the rotation centre will travel at greater speeds than those closer in.

If only one period spacing pattern is detected and analysed for a star, it is difficult to detect differential rotation. A rigidly rotating model will often provide the best solution.

Differential Rotation. The change in solar rotation rate with latitude. Low latitudes rotate at a faster angular rate (approx. 14 degrees per day) than do high latitudes (approx. 12 degrees per day). For example, the equatorial rotation period is 27.7 days compared to 28.6 days at latitude 40 degrees.

The rotation of a body in which different parts of the body have different periods of rotation. This is true of the sun, Jovian planets, and the disk of the galaxy.
Differentiation .

occurs for gaseous bodies like the Sun or for planets with thick atmospheres .

. The rotation of a body such as a gaseous planet or the Sun so that different parts are rotating at different speeds. For example, a star or planet which rotates faster at its equator than it does at its poles.
Diffraction. The spreading out of light as it passes the edge of an obstacle.

(a) Of a stellar cluster or galaxy, the "orbiting" of stars nearer the center faster than those at the edge. Of a single body (such as the Sun or a gaseous planet), the axial rotation of equatorial latitudes faster than polar latitudes. [A84] .

In a fluid body, such as a star or gas giant planet, the equatorial regions rotate more rapidly than the poles. As shown, a consequence of this is that a set of points lined up on the central meridian will become spread out in longitude over the course of a rotation.

is the difference in the angular speeds of different parts of the galactic disk so stars closer to the center complete a greater fraction of their orbit in a given time.

The tendency for a gaseous sphere, such as a jovian planet or the Sun, to rotate at a different rate at the equator than at the poles. For a galaxy or other object, a condition where the angular speed varies with location within the object.

of the Galaxy can stretch it out into spiral features.

of the disk around the star smears these over-dense regions into spiral waves.
"Although it had been speculated that planets can produce spiral arms, we now think we know how," said team member Zhaohuan Zhu, of Princeton University.

is the most pronounced of any planet in the Solar System, and results in strong latitudinal wind shear and violent storms. The three most impressive were all spotted in 1989 by the Voyager 2 space probe, and then named based on their appearances.

in our galaxy can be used to determine the distance of a source when its radial velocity is known.
F. Expansion Parallax
The distance to an expanding object like a supernova remnant such as Tycho can be determined by measuring: .

of the Sun causes eventual twisting of the magnetic fields. Eventually, the magnetic field undoes itself as rotation continues.

, and how is it observed on Jupiter? HINT
3. Describe some of the ways in which the Voyager mission changed our perception of Jupiter.
4. What is the Great Red Spot? What is known about the source of its energy? HINT .

the condition in which different parts of an object rotate at different speeds one example would be a spiral galaxy whose inner regions rotate faster than its outer regions. dipole a pair of equal and oppositely charged or magnetized poles separated by a distance.

Sunspots are the most obvious manifestation of the Sun's magnetic energy and form when

winds up and intensifies magnetic fields below the surface. The fields become buoyant and break through the surface, creating a sunspot group.

The Sun does rotate, but because it is a large gaseous sphere, not all parts rotate at the same speed. This is known as a

.
TERMS TO KNOW
ATMOSPHERE The layers of gases which surround a star, like our Sun, or a planet, like our Earth.

in Jupiter's deep interior:
Clusters of Cyclones Encircling Jupiter's Poles: .

We don't know for sure, but we suspect that the

and convection going on under the photosphere can wrap up and tangle the Sun's magnetic field. As a magnetic field line gets twisted and stretched out by the Sun's wacky rotation, a part of it can erupt near the Sun's surface, producing a sunspot.

The difference in period is caused by

. (S. L. Rucinski et al., Publications of the Astronomical Society of the Pacific, vol. 116, p. 1093, 2004.) .

In the solar dynamo model of the Sun,

of the solar plasma causes the meridional magnetic field to stretch into an azimuthal magnetic field, a process called the omega-effect. The reverse process is called the alpha-effect.[40] .

It ends up fragmenting and those fragments get moved around by the, in this case, it's that everything is rotating and you end up with a certain amount of

. It's not a big deal with the earth but it does act to add to the motion.

Although the Sun's magnetic field is only about twice as strong as Earth's overall, the

of the Sun concentrates the field in some places, where it can be as much as 3,000 times as strong as on Earth.

The behavior of the Sun's magnetic field is strongly influenced by the combination of convective currents, which bring the charged plasma from deep within the Sun to the Sun's surface, and the

of the outer layers of the Sun.

Jupiter's upper atmosphere undergoes

, an effect first noticed by Giovanni Cassini (1690). The rotation of Jupiter's polar atmosphere is

5 minutes longer than that of the equatorial atmosphere. In addition, bands of clouds of different latitudes flow in opposing directions on the prevailing winds.

Vilhelm Bjerknes theorized in 1926 that spots are the erupting ends of magnetic vortices broken by the Sun's

. Various elaborations on this idea have been proposed, but the cause of sunspots is still uncertain.

Magnetic fields within the Sun are stretched out and wound around the Sun by

- the change in rotation rate as a function of latitude and radius within the Sun. This is called the omega-effect after the Greek letter used to represent rotation.

The outer layers of the Sun exhibit

: at the equator the surface rotates once every 25.4 days near the poles it's as much as 36 days. This odd behavior is due to the fact that the Sun is not a solid body like the Earth. Similar effects are seen in the gas planets.

The polar regions complete a rotation in 12 hours being the most pronounced

of any planet in the Solar System, resulting in strong latitudinal wind shear.
Orbital Resonances .

If the material originally making up a spiral arm of a spiral galaxy remains in the arm, then the

of the galaxy should wind up the arm in a time which is short compared to the age of the galaxy.

The Revengian ecosystem is powered by the

The star has "a combination of

and concentration of starspot activity at different stellar latitudes from year to year" (Guidos et al, 2000, in pdf). Useful catalogue numbers and designations for the star include: 58 Eri, HR 1532, Gl 177, Hip 22263, HD 30495, BD-17 954, SAO 149888, and LTT 2088.

It also emits radio waves, ultraviolet rays, and X-rays. The Earth's atmosphere protects us from the harmful effects of the ultraviolet rays and the X-rays. The Sun does rotate, but because it is a large gaseous sphere, not all parts rotate at the same speed. This is known as a

A rigid body such as the Earth will clearly have a single rotation rate. But since the Sun is made of gas, different parts of it rotate at different speeds. Near the Sun's equator, it completes one rotation every 27 Earth days. But near the poles, it's about 31 Earth days. This is called "

With GONG data, it will be possible to constrain the interior temperature and density structure of the sun, and to infer its


Does Jupiter rotate at the same speed at every depth? - الفلك

Jupiter and the other giant planets are made mostly of hydrogen. Hydrogen is very explosive. We have also seen lightning on some of the giant planets. Why doesn't the lightning make the hydrogen explode?

When hydrogen explodes, it does so by combining with oxygen in the following reaction:

If there is no oxygen, then the explosion cannot take place. While the gas giants are made mostly of hydrogen, they have very little oxygen in their atmospheres.

In fact, the Earth is the only planet with an oxygen-rich atmosphere. The reason is that on Earth, plants and bacteria that perform photosynthesis release oxygen. There is no known photosynthetic life on any other planet, so they have only trace amounts of oxygen in their atmospheres.

This page was last updated June 28, 2015.

عن المؤلف

Britt Scharringhausen

Britt studies the rings of Saturn. She got her PhD from Cornell in 2006 and is now a Professor at Beloit College in Wisconson.


7 Jupiter Is The King Of Spin

Jupiter takes just under 10 hours to complete a full rotation on its axis, compared with 24 hours here on Earth. A day on Jupiter varies from nine hours and 56 minutes at both poles to nine hours and 50 minutes around the equator of the giant planet. This exceedingly fast rotation causes Jupiter to bulge out at the equator and flatten at top, causing the giant to be around 7 percent wider at the equator than it is at the poles. This rotation speed is exceptional when one considers the sheer size of the great planet, which allows it to reign high in yet another category: the shortest day in the planetary system.

Being a gaseous planet, Jupiter does not rotate as a solid sphere like Earth does. Instead, it rotates slightly faster at the equator than at the polar regions, at a speed of 50,000 kilometers (30,000 mi) per hour an hour&mdash27 times faster than the earth rotates.


The Planet Jupiter

Jupiter is the fifth closest planet to our Sun and is the first planet beyond the relatively small, inner four, rocky planets. It is the first of the four "gas giant" planets in proximity to the Sun. Jupiter has 300 times the mass of Earth, but is less dense. It is by far the largest planet in our solar system and has 2 1/2 times the mass of all the solar system's planets put together. Jupiter has 63 known satellites and like Saturn, there is a large number of very small satellites orbiting Jupiter from about seven million to 13 million miles away. In addition, the tiny satellites are all similar in structure, suggesting that they are pieces from a parent body. Jupiter's average distance from the Sun is 480 million miles and takes nearly 12 years to make one revolution. Like the rest of the gas giants, Jupiter has a ring, albeit small and flat. Its rotation is the fastest of all solar system planets, rotating once on its axis every 10 hours. This means at the equator, Jupiter is moving at 22,000 mph, compared with 1,000 mph for the Earth. See what this does to Jupiter's weather below. (For the curious, the small object to the lower left of Jupiter in the photograph above is Ganymede, one of its four large inner moons).

Atmosphere and Weather: Jupiter's extremely dense and relatively dry atmosphere is composed of a mixture of hydrogen, helium and much smaller amounts of methane and ammonia. The same mixture of elements which made Jupiter also made the Sun. It is reasonable to assume, that under more extreme conditions, Jupiter could have evolved into a double-star companion to our Sun. However, Jupiter would have had to become at least 80 times more massive to become a star.

The atmosphere is probably a few hundred miles in depth, pulled toward the surface by the intense gravity. Closer to the surface, the gases become more dense, and likely turn into a compound of slurry. Pioneer's 10 and 11 found evidence that the planet itself is composed almost entirely of liquid hydrogen and that there likely is no real interface between the atmosphere and surface. Jupiter's rocky core lies well below the "surface" and is very hot (around 36,000 degrees F.) due to gravitational compression (compression is a heating process). But Jupiter is much too small and cool to ignite nuclear fusion reactions which are required to become a star.

As mentioned above, Jupiter's extremely fast rotation flattens the globe at the poles and drives extremely changeable weather patterns in the clouds which envelope the planet. The clouds are likely made of ammonia ice crystals, changing to ammonia droplets further down. It is estimated that the temperature of the cloud tops are about -280 degrees F. Overall, Jupiter's average temperature is -238 degrees F. Since Jupiter is only tilted slightly more then 3 degrees on its axis, seasonal fluctuations are minimal.

Jupiter is basically a turbulent, stormy, whirlpool of wind, banded with variable belts and a giant "Red Spot." This giant Red Spot is an oval shaped, counter-clockwise moving storm and is four times larger than our Earth. The storm is by far the largest of similar ovals found on other parts of Jupiter and the other gas giants. Jupiter's wind appears to be driven by internal heat rather than from solar insolation. A probe dropped by the Galileo spacecraft late in 1995 provided evidence of wind speeds of more than 400 mph and some lightning.

QUICK FACTS (Data is from NASA Goddard)

Average distance from Sun 482,300,000 miles
Perihelion 459,100,000 miles
Aphelion 506,300,000 miles
Sidereal Rotation 9.925 Earth hours
Length of Day 9.925 Earth hours
Sidereal Revolution 11.87 Earth years
Diameter at Equator 88,650 miles (largest planet)
Tilt of axis 3.13 degrees
Moons 79 known
أجواء Hydrogen (90%), Helium (10%), trace amounts of methane and ammonia
Discoverer Unknown
Discovery Date Prehistoric

DEFINITIONS:

Average distance from Sun: Average distance from the center of a planet to the center of the Sun.
Perihelion: The point in a planet's orbit closest to the Sun.
Aphelion: The point in a planet's orbit furthest from the Sun.
Sidereal Rotation: The time for a body to complete one rotation on its axis relative to the fixed stars such as our Sun. Earth's sidereal rotation is 23 hours, 57 minutes.
Length of Day: The average time for the Sun to move from the Noon position in the sky at a point on the equator back to the same position. Earth's length of day = 24 hours
Sidereal Revolution: The time it takes to make one complete revolution around the Sun.
Axis tilt: Imagining that a body's orbital plane is perfectly horizontal, the axis tilt is the amount of tilt of the body's equator relative to the body's orbital plane. Earth is tilted an average of 23.45 degrees on its axis.


A side note: Beginning on July 16, 1994, 21 large fragments of the comet Shoemaker-Levy 9 bombarded Jupiter over a six day period. The fragments impacted the planet in a systematic order, one after the other at 134,000 mph. This provided a pyrotechnic show of unbelievable proportions. The impact of the comet's fragments released massive plumes of gas into Jupiter's atmosphere, emitting huge fireballs and leaving scarring behind. One of the largest fragments impacted Jupiter with a force of 6 million megatons of TNT and produced a plume about 1,500 miles high and 5,000 miles wide. It left a dark discoloration larger than Earth. The top image to the left shows an impact from fragment "G" on Jupiter. This picture was taken by Peter McGregor at the Mount Stromlo and Siding Observatories on July 18, 1994.

The bottom image displays residual scarring from comet fragments "G" "D" and "L", taken by Dan Burton at the Texas A&M observatory on July 20, 1994. The dark discoloration at the lower left is from fragments "G" and "D". The lower right impact is from fragment "L".


Specifics

Q2.1: What are the impact times and impact locations?

Q2.2: Can the collision be observed with radio telescopes?

For those interested in radio observations during the SL9 impact, Leonard Garcia of the University of Florida has made some information available. The following files are available via anonymous ftp on the University of Florida, Department of Astronomy site astro.ufl.edu in the /pub/jupiter directory:

The antenna required to observe Jupiter may be as simple as a dipole antenna constructed with two pieces of wire 11 feet 8.4 inches in length, connected to a 50 ohm coax cable. This antenna should be laid out on a East-West line and raised above the ground by at least seven feet. A Directional Discontinuity Ring Radiator (DDRR) antenna is also easy to construct and can be made from 1/2 inch copper tubing 125.5 inches in length (21Mhz). The copper tube should be bent into a loop and placed 5 inches above a metallic screen. A good preamp is required for less sensitive shortwave receivers [39].

Society of Amateur and Radio Astronomers (SARA) say that amateur radio astronomers may have to wait approximately three hours after impact for the impact sites to rotate to the central meridian of Jupiter before anything unusual is detected. This wait is typical due to the Jovian decametric synchrotron emissions being emitted as a beam of radiation. Due to the large time differential from impact to radio observations any disturbance may have settled and not be detected. SARA suggest that the radio observer begin the watch approximately 30 minutes before the fragments hit to four hour after.

Q2.3: Will light from the explosions be reflected by any moons?

The following files contain information concerning the reflection of light by Jupiter's moons and are available at SEDS.LPL.Arizona.EDU :

Also, monitoring the eclipses of the Galilean satellites after the impacts may yield valuable scientific data with the moons serving as sensitive probes of any cometary dust in Jupiter's atmosphere. The geometry of the eclipses is such that the satellites pass through the shadow at roughly the same latitude as the predicted comet impacts. There is an article in the first issue of CCD Astronomy involving these observations. The article says that if the dust were to obscure sunlight approximately 120 kilometers above Jupiter's cloud tops, Io could be more that 3 percent (0.03 magnitudes) fainter than normal at mideclipse [40].

Q2.4: What are the orbital parameters of the comet?

In the abstract "The Orbit of Comet Shoemaker-Levy 9 about Jupiter" by D.K. Yeomans and P.W. Chodas (1994, BAAS, 26, 1022), the elements for the brightest fragment Q are listed. These elements are Jovicentric and for Epoch 1994Jul15 (J2000 ecliptic):

Q2.5: Why did the comet break apart?

Furthermore, images of Callisto and Ganymede show crater chains which may have resulted from the impact of a shattered comet similar to Shoemaker- Levy 9 [3,17]. The satellite with the best example of aligned craters is Callisto with 13 crater chains. There are three crater chains on Ganymede. These were first thought to be from basin ejecta in other words secondary craters [27]. See SEDS.LPL.Arizona.edu in /pub/astro/SL9/images for images of crater chains (gipul.gif and chain.gif).

There are also a few examples of crater chains on our Moon. Jay Melosh and Ewen Whitaker have identified 2 possible crater chains on the moon which would be generated by near-Earth tidal breakup. One is called the "Davy chain" and it is very tiny but shows up as a small chain of craters aligned back toward Ptolemaeus. In near opposition images, it appears as a high albedo line in high phase angle images, you can see the craters themselves. The second is between Almanon and Tacitus and is larger (comparable to the Ganymede and Callisto chains in size and length). There is an Apollo 11 image of a crater chain on the far side of the moon at SEDS.LPL.Arizona.edu in /pub/astro/SL9/images (moonchain.gif).

Q2.6: What are the sizes of the fragments?

The new images, taken with the Hubble telescope's new Wide Field and Planetary Camera-II instrument in 1994, have given us an even clearer view of this fascinating object, which should allow a refinement of the size estimates. Some astronomers now suggest that the fragments are about 1 km or smaller. In addition, the new images show strong evidence for continuing fragmentation of some of the remaining nuclei, which will be monitored by the Hubble telescope over the next two weeks. One can get an idea of the relative sizes of the fragments by considering the relative brightnesses:

The "brightness index" subjectively rates comet fragment brightnesses, 3 being brightest. Brightnesses are eyeballed from the press-released HST image where possible.

Q2.7: How long is the fragment train?

Q2.8: Will Hubble, Galileo, etc. be able to observe the collisions?

Galileo will get a direct view of the impacts rather than the grazing limb view previously expected. The Ida image data playback was scheduled to end at the end of June, so there should be no tape recorder conflicts with observing the comet fragments colliding with Jupiter. The problem is how to get the most data played back when Galileo will only be transmitting at 10 bps. One solution is to have both Ulysses and Galileo record the event and and store the data on their respective tape recorders. Ulysses observations of radio emissions data will be played back first and will at least give the time of each comet fragment impact. Using this information, data can be selectively played back from Galileo's tape recorder. From Galileo's perspective, Jupiter will be 60 pixels wide and the impacts will only show up at about 1 pixel, but valuable science data can still collected in the visible and IR spectrum along with radio wave emissions from the impacts.

The impact points are also viewable by both Voyager spacecraft, especially Voyager 2. Jupiter will appear as 2.5 pixels from Voyager 2's viewpoint and 2.0 pixels for Voyager 1. However, it is doubtful that the Voyagers will image the impacts because the onboard software that controls the cameras has been deleted, and there is insufficient time to restore and test the camera software. The only Voyager instruments likely to observe the impacts are the ultraviolet spectrometer and planetary radio astronomy instrument. Voyager 1 will be 52 AU from Jupiter and will have a near-limb observation viewpoint. Voyager 2 will be in a better position to view the collision from a perspective of looking down on the impacts, and it is also closer at 41 AU.


Read More

With so much variety among the brown dwarf speeds already measured, it surprised the authors of the new study that the three fastest brown dwarfs ever found have almost the exact same spin rate (about one full rotation per hour) as each other. This cannot be attributed to the brown dwarfs having formed together or being at the same stage in their development, as they are physically different: One is a warm brown dwarf, one is cold, and the other falls between them. Since brown dwarfs cool as they age, the temperature differences suggest these brown dwarfs are different ages.

The authors aren&rsquot chalking this up to coincidence. They think the members of the speedy trio have all reached a spin speed limit beyond this, a brown dwarf could break apart.

All rotating objects generate centripetal force, which increases the faster the object spins. On a carnival ride, this force can threaten to throw riders from their seats in stars and planets, it can tear the object apart. Before a spinning object breaks apart it will often start bulging around its midsection as it deforms under the pressure. Scientists call this oblation. Saturn, which rotates once every 10 hours like Jupiter, has a perceptible oblation. Based on the known characteristics of the brown dwarfs, they likely have similar degrees of oblation, according to the paper authors.


Locklin on science

A friend of mine asked me if I thought there were actual open questions in physics, ones that individuals or small groups could make a contribution to (as opposed to things like the Higgs boson which require 4000 people and billions of dollars to suss out). Here is a list I came up with. I don’t think it is definitive, and for all I know, some of these problems may no longer يكون open questions as of today, but I didn’t find anything better on the internets. It may be of interest to young researchers wishing to make a real contribution to human knowledge. Or maybe it’s just something to bullshit about.

Unlike other such lists, there are no silly cosmological or quantum gravitic types of questions on it. I think these are unanswerable questions, and not presently solvable by Baconian science. Essentially, such questions are metaphysical. They can’t presently be solved even in concept by making observations about reality. We’d still like to know the answers to such questions as how to unify gravity with the other forces, but it’s effectively a sort of mathematical philosophic enquiry, rather than normative science.

The other aspect of my “open questions” is they could conceivably be solved by an individual or a small team. I had to use my judgement on that, such as it is. I think these are all interesting and worthy mysteries ones which could be of great import to the human race. I suppose they vary quite a bit in importance, but all of ’em are interesting.


شاهد الفيديو: فديو يظهر اصطدام مذنب بكوكب المشتري 2016 (شهر اكتوبر 2021).