Jupiter

 

Jupiter & de Aarde
Jupiter vergeleken met de Aarde

Jupiter is de grootste planeet in het zonnestelsel. De planeet is toepasselijk vernoemd naar de koning van de goden uit de Romeinse mythologie. De oude Grieken vernoemden de planeet naar de oppergod Zeus.

De vier grootste manen van Jupiter – Io, Europa, Ganymedes en Callisto – zijn in 1610 ontdekt door Galileo Galilei. Het was voor het eerst dat er hemellichamen werden ontdekt die om een ander object dan de Aarde draaien. Het was belangrijke steun voor de theorie van Copernicus die stelde dat de Aarde niet het middelpunt van het heelal is.

Fysische kenmerken

Jupiter is de zwaarste planeet in het zonnestelsel. De planeet heeft twee keer zoveel massa als alle andere planeten samen. De atmosfeer bestaat voornamelijk uit waterstof en helium en doet denken aan de Zon. Met vier grote manen en heel veel kleinere lijkt Jupiter op een zonnestelsel op zichzelf. Jupiter is een enorm grote planeet, je kan er 1300 Aardbollen in stoppen.

De kleurrijke banden van Jupiter zijn onderverdeeld in donkere gordels en lichtere zones. Ze ontstaan door de sterke winden die van oost naar west waaien. Deze winden bevinden zich in de bovenste lagen van de atmosfeer en kunnen daar windsnelheden van meer dan 650 kilometer per uur bereiken. De witte wolken in de zones bestaan uit kristallen van bevroren ammoniak. De donkere wolken bestaande uit andere chemische componenten en ze komen voor in de gordels. Diep in de atmosfeer zijn blauwe wolken zichtbaar. De kleuren zijn niet constant maar veranderen in de tijd.

Het meest opvallende aan Jupiter is ongetwijfeld de Grote Rode Vlek, een gigantische storm die we al meer dan 300 jaar kunnen waarnemen. De storm heeft een diameter die drie keer die van de Aarde is. De storm draait tegen de wijzers van de klok in rond met een snelheid van 360 kilometer per uur. De kleur van de storm, die varieert tussen steenrood en lichtbruin, wordt veroorzaakt door kleine hoeveelheden zwavel en fosfor dat zich bevindt in de ammoniak kristallen in de wolken. De storm groeit en krimpt in de tijd en lijkt soms helemaal verdwenen.

Van alle planeten heeft Jupiter het sterkste magneetveld. Het is bijna 29.000 maal sterker dan het magneetveld van de Aarde. Elektrisch geladen deeltjes worden in een enorme stralingsgordel gevangen en met regelmatige uitbarstingen naar de manen en de ringen van de planeet geblazen. De straling bereikt niveaus die 1000 keer hoger liggen dan de voor mensen dodelijke dosis. De straling beschadigde zelfs de speciaal beschermde Galileo-sonde. De magnetosfeer van Jupiter strekt zich 1 tot 3 miljoen kilometer uit richting de Zon en vormt een staart met een lengte van meer dan 1 miljard kilometer aan de achterzijde van Jupiter.

Jupiter draait in iets minder dan 10 uur om zijn as; de Aarde heeft er 24 uur voor nodig. Deze snelle draaiing zorgt er voor dat de planeet aan de evenaar uitstulpt en aan de polen wordt afgeplat. Het verschil bedraagt maar liefst 7%.

De radiostraling die Jupiter uitzendt is sterk genoeg om de Aarde te bereiken. Er zijn twee vormen van radiostraling: sterke uitbarstingen die optreden als Io bepaalde gebieden van Jupiter’s magneetveld passeert en continue straling die van het oppervlak van de planeet komt samen met continue straling van hoog-energetische deeltjes uit de stralingsgordels om de planeet.

Samenstelling en structuur

Samenstelling van de atmosfeer (in volume-%): 89,8% moleculair waterstof, 10,2% helium, kleine hoeveelheden methaan, ammonia, ethaan, water aerosol van ammoniakijs, aerosol van waterijs en aerosol van ammoniumwaterstofsulfide.

Magneetveld: bijna 20.000 maar sterker dan het magneetveld van de Aarde.

Chemische samenstelling: Jupiter heeft een compacte kern van onbekende samenstelling die is omgeven door een helium-rijke laag van metallisch waterstof. De atmosfeer bestaat voornamelijk uit moleculair waterstof.

Interne opbouw: De kern heeft een massa van minder dan 10 keer de massa van de Aarde. De omliggende laag van vloeibaar metallisch waterstof omvat 80-90% van de totale diameter van de planeet. De atmosfeer bestaat bijna volledig uit moleculair waterstof.

Baan en rotatie

Gemiddelde afstand tot de zon: 778.412.020 km. Dat is 5,203 keer zo ver als de Aarde.

Perihelium (dichtste nadering tot de Zon): 740.742.600 km. Dat is 5,036 keer zo ver als de Aarde.

Aphelium (grootste afstand tot de Zon): 816.081.400 km. Dat is 5,366 keer zo ver als de Aarde.

De manen van Jupiter

Jupiter heeft tenminste 63 manen waarvan er velen zijn vernoemd naar geliefden van Romeinse goden. De vier grootste manen zijn Io, Europa, Ganymedes en Callisto. Ze werden ontdekt door Galileo Galilei en worden tegenwoordig nog steeds aangeduid als de Galileïsche manen.

Ganymedes is de grootste maan in het zonnestelsel. De maan is zelfs groter dan Mercurius en Pluto. Het is ook de enige maan waarvan we weten dat er een magneetveld is. De maan heeft tenminste één grote ondergrondse oceaan die zich tussen dikke lagen ijs bevindt.

Io is het meest vulkanische hemellichaam in ons zonnestelsel. De zwavel die door de actieve vulkanen wordt uitgespuwd bedekt grote delen van de maan en zorgt voor de typische oranje-gele kleur. Het vulkanisme op Io wordt veroorzaakt door de enorme aantrekkingskracht van Jupiter die zorgt voor een getijdenwerking op het vaste oppervlak van de maan. De hoogteverschillen ten gevolge van deze getijdenwerking kunnen 100 meter bedragen.

De bevroren korst van de maan Europa bestaat voornamelijk uit waterijs. Onder het oppervlak bevindt zich mogelijk een immense oceaan die twee keer zoveel water bevat als er op Aarde aanwezig is. Ook op Ganymedes en Callisto komen vermoedelijk ondergrondse oceanen voor. Omdat de ondergrondse oceaan op Europa mogelijk geschikt is voor leven wil de NASA graag een missie naar deze maan uitvoeren.

Callisto heeft van de vier grootste manen het laagste albedo. Dit duidt er op dat het oppervlak van de maan bestaat uit donker kleurloos gesteente.

Jupiter heeft drie ringen die als een verrassing in 1979 door Voyager-1 werden ontdekt. De ringen zijn veel zwakker dan de bekende ringen van Saturnus. De hoofdring is ongeveer 30 kilometer dik en heeft een breedte van 6400 kilometer.

De binnenste ring heeft wat weg van een wolk. Deze ring heeft een dikte van 20.000 kilometer. De ring strekt zich uit tot de wolkentoppen van Jupiter en dijt onder invloed van het magneetveld uit. De ringen bestaan uit kleine donkere deeltjes.

Vanwege zijn transparantie is de derde ring bekend als de ragfijne ring. Het zijn eigenlijk drie aparte ringen die bestaan uit microscopisch klein materiaal dat afkomstig is van drie manen van Jupiter: Amalthea, Thebe en Adrastea. De stofdeeltjes zijn mogelijk kleiner dan 10 micron, even fijn als de stofdeeltjes in de rook van een sigaret. Deze ring strekt zich uit tot 129.000 kilometer boven het centrum van de planeet en heeft een breedte van 30.000 kilometer.

Onderzoek en verkenning

Er zijn zeven ruimtesondes geweest die een bezoek hebben gebracht aan Jupiter: Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, Ulysses, Cassini en de New Horizons. Alleen de Galileo heeft jarenlang in een baan om de planeet gedraaid. De overige verkenners maakten scheervluchten langs de planeet en zijn manen.

Pioneer 10 toonde aan hoe gevaarlijk de stralingsgordel van Jupiter is. Pioneer 11 onderzocht de Grote Rode Vlek en maakte gedetailleerde opnames van de polen van de planeet. Voyager 1 en 2 leverden een belangrijke bijdrage aan het in kaart brengen van de grote manen van Jupiter. Daarnaast ontdekten ze de ringen en zagen ze de vulkanen op Io en het onweer hoog in de wolkentoppen van de planeet. Ulysses ontdekte dat de zonnewind een veel grotere invloed heeft op de magnetosfeer van Jupiter dan voorheen werd aangenomen. De New Horizons maakte gedetailleerde opnamen van de planeet en zijn manen.

In 1995 lanceerde de Galileo-sonde een kleine probe die afzakte in de atmosfeer van de planeet. Het was voor het eerst dat er directe metingen aan de atmosfeer werden gedaan. De probe kon hoeveelheden water en andere chemische verbindingen meten. Toen de Galileo-sonde na jaren van trouwe dienst door zijn brandstofvoorraad heen was liet de NASA ook deze verkenner al metende afzakken in de atmosfeer van de planeet.

Op dit moment (2014) is de Juno op weg naar Jupiter. Juno zal in 2016 bij de planeet aankomen en vanuit een polaire baan de planeet en zijn manen bestuderen.

De invloed van Jupiter’s zwaartekracht op het zonnestelsel

Na de Zon is Jupiter het zwaarste object in het zonnestelsel. De aantrekkingskracht van de planeet heeft bijgedragen aan de vorm van ons zonnestelsel. Recente berekeningen wijzen uit dat de planeet vermoedelijk verantwoordelijk is voor de positie van Uranus en Neptunus in het zonnestelsel. Daarnaast zorgt de planeet er vermoedelijk voor dat de Aarde gevrijwaard blijft van een bombardement door asteroïden.

De invloed van de zwaartekracht van Jupiter heeft er voor gezorgd dat er verschillende groepen asteroïden in ongeveer dezelfde baan als de planeet om de Zon draaien. Deze asteroïden zijn bekend als de Trojanen naar drie grote asteroïden Agememnon, Achilles en Hector die zich hier bevinden. De namen zijn afkomstig uit de Ilias, het epische werk over de Trojaanse Oorlog dat is geschreven door Homerus.

Is er leven mogelijk op Jupiter?

Als je van buitenaf de atmosfeer van Jupiter in zou duiken dan zou je merken dat het op grotere dieptes steeds warmer wordt. Bij een temperatuur van 21°C heerst er een druk die tien maal groter is als op Aarde. Mocht er leven kunnen voorkomen dan zal het in deze zone zijn. Aangezien er geen vast land is op de planeet zal het dus vliegend leven moeten zijn. Overigens hebben wetenschappers totaal geen signalen ontdekt dat er eventueel leven is op de planeet.

Ruimtevaart

 

Eerste publicatie: 27-12-2014
Laatste wijziging: 15 oktober 2017

Meer artikelen over Jupiter