Jüpiter ve temel özellikleri

Jüpiter, güneş sistemindeki en büyük gezegendir. Bununla birlikte, Güneş’ten en uzak beşinci gezegendir. Satürn, Uranüs ve Neptün ile birlikte Jüpiter bir gaz devi olarak sınıflandırılmaktadır.

Gezegen eski zamanlardan beri bilinmektedir. Ayrıca adını bir Roma tanrısından almaktadır. Gezegenin geçmiş nesillerde birçok diğer adları bulunmaktaydı. Roma İmparatorluğu tarihi boyunca en çok ilgi gören gezegen olarak bilinmektedir. Romalılar gezegene, aynı zamanda gökyüzü ve gök gürültüsü tanrısı olan tanrıların kralı Jüpiter’in adını vermişlerdir.

Jüpiter asteroit kuşağının arkasında yer almaktadır. Aynı zamanda neredeyse tamamı hidrojen ve helyum olmak üzere gazlardan oluşmaktadır. Jüpiter’in kütlesi o kadar büyüktür ki (M = 1,9 ∙ 1027 kg), birlikte ele alındığında güneş sistemindeki tüm gezegenlerin kütlesinin neredeyse 2,5 katını kaplamaktadır.

Temel özellikleri

Jüpiter gezegeninin yapısı

Gezegenin çekirdeği, ilginç bir şekilde taştan oluşmaktadır. Çapı yaklaşık 20 bin kilometredir. Bunu, çekirdeğin çapının iki katı olan bir metalik hidrojen tabakası takip etmektedir. 6 ila 20 bin derece arasında değişen yüksek basınçlarda (yaklaşık bir milyon atmosfer) ve yüksek sıcaklıklarda meydana gelmiştir.

Dış katman çoğunlukla hidrojenden oluşmaktadır. Ayrıca biraz helyum ve biraz daha az diğer elementler de vardır. Bu katmanların çoğunluğu gaz halindedir.

Jüpiter neden bir yıldız değildir?

Jüpiter çok büyük bir gezegendir. Bununla birlikte, hidrojen atomlarını helyum haline getirmeye başlamak için gereken kütle ve ısıdan hala yoksundur. Bu nedenle bir yıldız olamamaktadır. Bilim adamları, Jüpiter’in termonükleer füzyonu ateşlemek için mevcut kütlesini yaklaşık 80 kat artırması gerektiğini hesaplamışlardır. Ancak yine de, gezegen yerçekimi sıkıştırması nedeniyle ısı üretmektedir. Bu büzülme ise, nihayetinde gezegeni ısıtmaktadır.

Jüpiter gezegeninin atmosferi ve sıcaklığı

Gezegenin atmosferi güneş sistemindeki en büyük atmosferdir. %90 hidrojen ve %10 helyumdan oluşmaktadır. Jüpiter, Dünya’nın aksine bir gaz devidir. Aynı zamanda atmosfer ile gezegenin geri kalanı arasında net bir sınır yoktur. Gezegenin merkezine inildikçe, hidrojen ve helyumun yoğunluğu ve sıcaklığı değişmeye başlamaktadır.

Bilim adamları, çekirdekten azalan sırayla, bu özelliklere dayalı olarak katmanları ayırt etmektedir. Bunlar;

• Troposfer;
• Stratosfer;
• Termosfer;
• Ekzosfer

Jüpiter’in katı bir yüzeyi yoktur. Bu nedenle, belirli bir koşullu “yüzey” için bilim adamları, basıncın 1 bar olduğu noktada atmosferinin alt sınırını belirlemektedir.

Bu noktada atmosferin sıcaklığı, Dünya’nınki gibi, minimuma ulaşana kadar yükseklikle azalmaktadır. Tropopoz, troposfer ile stratosfer arasındaki sınırı tanımlamalar, gezegenin geleneksel “yüzeyinin” yaklaşık 50 km üzerindedir.

Stratosfer 320 km yüksekliğe kadar yükselmekte ve sıcaklık arttıkça basınç düşmeye devam etmektedir. Bu yükseklik, stratosfer ve termosfer arasındaki sınırı işaretlemektedir. Termosferin sıcaklığı 1000 km yükseklikte 1000 K’ye yükselmektedir.

Görebildiğimiz tüm bulutlar ve fırtınalar alt troposferde bulunmaktadır. Ayrıca amonyak, hidrojen sülfür ve sudan oluşmaktadır.

Atmosferinde çeşitli ovaller ve daireler olduğunu fark etmişsinizdir. Bunlar son derece dengesiz bir atmosferde öfkelenen girdaplar ve fırtınalardır.

Büyük Kırmızı Nokta

Jüpiter’in Büyük Kırmızı Noktası (BKP), Güney Yarımkürede 400 yıldır şiddetlenen bir atmosferik fırtınadır.

O kadar büyük ki karasal teleskoplardan bile gözlemlenebilmektedir. Birçok kişi, Giovanni Cassini’nin onu ilk olarak 1600’lerin sonlarında gözlemlediğine inanmaktadır. Ancak bilim adamları, o sırada oluştuğundan şüphe duymaktadır. Yaklaşık 100 yıl önce, bu fırtına 40.000 km’nin üzerinde olarak gözlemlenmiştir.

Bu Büyük Kırmızı Nokta rengine neyin sebep olduğu tam olarak bilinmemektedir. Laboratuvar deneyleriyle desteklenen en popüler teori, rengin kırmızı fosfor veya kükürt bileşikleri gibi karmaşık organik moleküllerden kaynaklanabileceği anlamına geldiğidir.

Günümüzde, boyutu küçültülmektedir. Mevcut düşüş hızında, 2040 yılına kadar döngüsel olabilecektir. Bilim adamları bunun olacağından şüphelilerdir. Çünkü komşu jet akımlarının etkisi resmi tamamen değiştirebilmiştir. Bu nedenle yeniden boyutlandırmanın ne kadar süreceği henüz bilinmemektedir. Gördüğünüz gibi, kırmızı nokta oldukça gizemli bir nesnedir. Gelecekte büyük bir çalışmanın konusu olabilme olasılığı taşımaktadır.

Küçük Kırmızı Nokta

2000 yılında başka bir büyük kırmızı nokta bulunmuştur. O zamandan beri istikrarlı bir şekilde büyümektedir. Büyük Kırmızı Nokta gibi, o da antisikloniktir. BKP’ye benzerliği nedeniyle, bu kırmızı leke (resmi adı Oval olan) genellikle “Küçük Kırmızı Nokta” olarak adlandırılmaktadır.

Uzun süre devam eden girdapların aksine, fırtınalar daha kısa ömürlüdür. Birçoğu birkaç ay sürebilmektedir. Ancak ortalama olarak 4 gün sürmektedir. Ayrıca atmosferdeki fırtınaların başlangıcı her 15-17 yılda bir doruğa ulaşmaktadır. Fırtınalara ise, tıpkı Dünya’da olduğu gibi şimşekler eşlik etmektedir.

Jüpiter gezegeninin bileşimi

Jüpiter, metan, amonyak, hidrojen sülfür ve su gibi az miktarda bileşik içermektedir. Bu kimyasal bileşiklerin ve elementlerin karışımı, teleskoplarla gözlemleyebileceğimiz renkli bulutların oluşumuna katkıda bulunmaktadır. Jüpiter’in ne renk olduğunu kesin olarak söylemek imkansızdır. Ancak çizgileri olan kabaca kırmızımsı beyaz bir gezegendir.

Üst atmosferdeki karbondioksit, karbon monoksit ve suyun, Shoemaker-Levy 9 kuyruklu yıldızı gibi kuyruklu yıldızlardan ve Jüpiter’in atmosferiyle çarpışmalarından kaynaklandığına inanılmaktadır.

Gezegenin atmosferinde görünen amonyak bulutları, paralel çizgilerden oluşan bir koleksiyon oluşturmaktadır. Koyu şeritler kuşak olarak adlandırılmakta ve bölgeler olarak bilinen daha açık olanlarla dönüşümlü olarak kullanılmaktadır. Bu bölgelerin amonyaktan oluştuğu düşünülmektedir. Çizgilerin koyu rengine neyin sebep olduğu henüz bilinmemektedir.

Renk büyük ölçüde değişebileceğinden, atmosferin kimyasal bileşiminin de yerden yere farklı olduğu varsayılmaktadır. Örneğin, farklı su buharı içeriğine sahip “kuru” ve “ıslak” alanlar vardır.

Jüpiter ve manyetik alanı

Jüpiter’in manyetik alanı o kadar büyüktür ki, Satürn’ün yörüngesinin bile ötesine geçmektedir. Yaklaşık olarak 650.000.000 km’dir. Dünyanın neredeyse 12 katını aşmaktadır. Ayrıca manyetik eksenin eğimi dönme eksenine göre 11 ° ‘dir.

Jüpiter’in yakınındaki manyetik alanın şekli, güçlü bir şekilde düzleşmektedir. Görüntüsü bir diski andırmaktadır. 

Gezegenin bağırsaklarında bulunan metalik hidrojen, böylesine güçlü bir manyetik alanın varlığını açıklamaktadır. Kendisi mükemmel bir iletkendir. Bunun dışında büyük bir hızla dönerek manyetik alanlar oluşturmaktadır. Jüpiter’in de Dünya gibi 2 ters manyetik kutbu vardır. Ancak gazlı bir devin üzerindeki pusula iğnesi her zaman güneyi göstermektedir.

Jüpiter’in çevresinde, güneş sistemindeki çoğu gezegenin çevresinde olduğu gibi, bir manyetosfer vardır. Yüklü parçacıkların davranışının, plazmanın manyetik alan tarafından belirlendiği bir bölgedir. Jüpiter için bu tür parçacıkların kaynakları güneş rüzgarı ve onun uydusu Io’dur.

Radyasyon kemerleri

Jüpiter’in güçlü radyasyon kuşakları vardır. Jüpiter’e yaklaşırken Galileo, insanlar için ölümcül dozdan 25 kat daha yüksek bir radyasyon dozu almıştır.

Radyo aralığındaki Jüpiter radyasyon kuşağından gelen radyasyon ilk olarak 1955’te keşfedilmiştir.

Radyo emisyonu son derece enerjiktir. Jüpiter’in radyasyon kuşaklarındaki elektron akışı, ekipmana yüksek radyasyon hasarı riski nedeniyle uzay araçları için ciddi bir tehlike oluşturabilmektedir. Genel olarak, Jüpiter’in radyo emisyonu, hem zaman hem de frekans açısından kesinlikle tek tip ve sabit değildir.

Jüpiter 3000 km uzunluğunda bir iyonosfer ile çevrilidir.

Kutup ışıkları

Jüpiter, her iki kutup çevresinde de parlak, kararlı auroralar üretmektedir. Güneş aktivitesinin arttığı dönemlerde ortaya çıkan ve Dünya’dakilerden farklı olarak, Jüpiter’in auroraları, yoğunluğu günden güne değişse de sabittir.

Aurora’nın boyutu ve konumu, Jüpiter’in birçok uydusunun dönüşüne de bağlıdır.

Büyük röntgen noktası

Aralık 2000’de Chandra Yörünge Teleskobu, Jüpiter’in kutuplarında Büyük X-ışını Noktası adı verilen titreşimli bir X-ışını kaynağı keşfetmiştir. Esas olarak gezegenin kuzey kutbunda yayılmıştır.

Bu radyasyonun nedenleri hala bir sırdır.

Halkalar

Jüpiter’in halkaları soluktur ve çarpışan uyduların tozlarından oluşmaktadır. Halka sistemi aşağıdaki yapıya sahiptir;

• Kalın bir toz tabakası olan bir halo halkası;
• İnce ve parlak ana halka;
• 2 dış örümcek halkası.

Ana kısım ve hale halkaları, Metis ve Adrasteus uydularından gelen tozdan oluşmuştur. Ayrıca Almatea ve Thebes sayesinde örümcek Jüpiter halkaları oluşmuştur.

Varsayımsal verilere göre, Himalaya uydularının yakınında, daha küçük bir uydu ile çarpışmasından sonra ortaya çıkan ince ve soluk bir halka daha vardır.

Jüpiter gezegeninin Uyduları

Jüpiter’in uyduları, güneş sistemindeki en büyük gezegen olan Jüpiter’in doğal uydularıdır.

Temmuz 2018 itibariyle, Jüpiter’in bilinen 79 uydusu vardır. Satürn’den sonra güneş sisteminin gezegenler arasında en büyük ikinci uydudur. Toplamının ise, en az yüz tane olabileceği tahmin edilmektedir. Aynı zamanda uydulara esas olarak, Zeus-Jüpiter ile ilgili şu ya da bu şekilde çeşitli efsanevi karakterlerin adları verilmektedir.

Buna ek olarak, Jüpiter’in çok az kişinin duyduğu bir toz halkası sistemi de vardır. Ancak bu halkalar Satürn’ün ünlü halkaları kadar güçlü değildir. Aynı şekilde teleskopla görülemezler.

Jüpiter’in uyduları genellikle iki gruba ayrılmaktadır. Bunlara iç ve dış uydular denmektedir.

İç uydular

İlk alt grup, mesafe sırasına göre Jüpiter’e en yakın uydular olan Amalthea grubudur. Bunlar;

• Metis,
• Adrastea,
• Amalthea,
• Teba.

Merkezden 2-3 Jüpiter yarıçapında yörüngelerde dönmektedirler. Bunlar, 20 ila 250 km arasında değişen çaplara sahip küçük uydulardır.

İkinci alt grup Galilean uyduları grubudur. Bunlar Jüpiter’in en büyük uydularıdır. Ayrıca Jüpiter’e nispeten yakın dairesel yörüngelerde dönmektedirler. Bu takma adı, 1610’da Jüpiter’i gözlemlemek için ilk kez teleskop kullandığında Galileo Galilei tarafından bulundukları için almışlardır. Bunlar, gezegenden uzaklık sırasına göre Io, Europa, Ganymede ve Callisto olarak adlandırılmaktadır. Ayrıca bunlar Jüpiter’in dört ana uydusudur.

Dış uydular

Temel olarak, bunlar birkaç kilometre boyutunda, nadiren daha fazla küçük uydulardır. Bunların en büyüğü Himalia dır. Bu uydunun boyutu ise, yaklaşık 170 km’dir. Jüpiter’in bilinen, bir kilometreden beş bin km kadar değişen 71 uydusu vardır.

Jüpiter’in dış uyduları, Jüpiter’in ekvatoruyla önemli açılarda olan eliptik yörüngelerde önemli bir mesafede dönmektedir. İlginçtir ki, iç uydular Jüpiter’in etrafında aynı yönde dönüyorsa, dış uydular esas olarak zıt yönde dönmektedir. Ayrıca bu tür yörüngelere retrograd denmektedir.

Spesifik olmak gerekirse, bu tür uyduların özel isimleri, adlarının kime verildiğine bakılmaksızın (Karma, Sinope, Ananke, Pasiphae ve diğerleri) her zaman “e” ile bitmektedir.

Ganymede

Ganymede, Jüpiter’in en büyük uydusudur. Genel olarak güneş sistemindeki gezegenlerin uydularının en büyüğüdür. Çapı yaklaşık olarak 5262 km’dir. Dünya’dan en küçük dürbünle bile görülebilmektedir. Hatta çapı Merkür’ün çapından %8 daha büyüktür. Ganymede aniden serbest bir yolculuğa çıksaydı, onu ayrı bir gezegen olarak kabul edebilmemiz mümkündü.

Ganymede’nin yüzeyinde iki tür arazi vardır. Uydu yüzeyinin üçte biri, çarpma kraterleriyle noktalı karanlık alanlar tarafından işgal edilmiştir. Yaşları dört milyar yıl olarak tahmin edilmektedir. Alanın geri kalanı, oluklar ve sırtlarla kaplı daha genç ışık alanları tarafından işgal edilmiştir. Muhtemelen, oluşumları gelgit ısınmasının neden olduğu tektonik aktivite ile ilişkilidir.

Ganymede’nin erimiş bir çekirdeği, bir manyetosferi, eser miktarda oksijen içeren bir atmosferin temelleri ve bir su okyanusu olduğuna inanılan kalın bir su buzu tabakası vardır.

Ganymede ilginçtir. Çünkü güneş sisteminde kendi manyetosferine sahip tek uydudur.

Kısacası, Jüpiter’in radyasyonu olmasaydı. Ganymede keşif için ilginç bir yer olurdu.

Callisto

Callisto, Ganymede’den biraz daha küçüktür. Çapı yaklaşık olarak 4820.6 km’dir. Gezegene en uzak olan en büyük uydudur.

Ganymede gibi, kalın bir su buzu tabakasıyla kaplıdır. Yaklaşık olarak 200 km alan kaplamaktadır. Ancak, erimiş bir sıvı çekirdeğe sahip olan Ganymede’den farklı olarak, Callisto jeoloji açısından ölüdür. Çekirdeği zayıf bir şekilde ifade edilebilmektedir. Yoğun bir krater saçılması ve bir toz tabakası tektonik süreçlerin olmadığını göstermektedir.

Callisto’yu daha fazla araştırma için en çekici nesne yapan bu istikrardır. Uydu, Jüpiter’in radyasyon kuşağının etki bölgesinin dışındadır. Bu nedenle, insanlık Jüpiter sistemine hakim olmaya karar verirse, Callisto büyük olasılıkla bunun için ileri bir üs görevi görecektir.

Europa

Europa, Jüpiter’in en küçük Galile uydusudur. Europa’nın çapı 3138 km’dir. Europa’nın yüzeyi ve kalınlığı 100 kilometreye ulaşan güçlü bir buz kabuğu ile kaplıdır. Üzerinde neredeyse hiç krater yoktur. Ancak birçok çatlak vardır. Tüm kanıtlar, buzun altında 100 kilometre derinliğe kadar ve dünyadaki tüm su kütlelerinin toplamından daha fazla su içeren bir okyanus olduğunu göstermektedir.

Pek çok bilim adamı bu derinliklerde yaşamın var olabileceğini ummaktadır. Şu anda Avrupa’ya okyanusunu inceleyecek bir cihaz gönderme olasılığı üzerinde çalışılmakadır.

Doğru, gelecekte insanlığın Europa’ya ulaşma girişimlerini ciddi şekilde karmaşıklaştırabilecek bir durum vardır. Uydu Jüpiter’e yeterince yakın olduğu için güçlü radyasyon kuşaklarına maruz kalmaktadır. Europa yüzeyinde yürümeye cesaret eden bir astronotun, birkaç saat içinde ölümcül bir doz alabileceği bilinmektedir.

Io

Io Jüpiter gezegenine en yakın olanıdır. Çapı yaklaşık olarak 3642 km’dir.

Io’nun ayırt edici bir özelliği güçlü volkanik aktivitelerdir. Üzerinde yaklaşık olarak 400 volkan vardır. Bu yakınlık, gaz devinin güçlü yerçekiminin bağırsaklarını kelimenin tam anlamıyla erimiş halde tutmasına yol açmaktadır. Io’nun mantosunun hacminin %10’u, içeriği sürekli olarak dört yüz yanardağ aracılığıyla yüzeye atmaktadır. 1200 santigrat derecenin üzerinde olduğu zaman ise, bir sıcaklığa ısıtılmış bir lav okyanusu tarafından işgal edilmektedir.

Uydunun kabartması, 18 kilometre yüksekliğe kadar olan düz düzlükler ve dağların tuhaf bir karışımıdır.

Uzunluğu 500 kilometreye ulaşabilen Io’nun yüzeyi boyunca büyük lav akıntıları akmaktadır. Ayrıca üzerinde büyük lav gölleri vardır. Aynı şekilde ayın geri kalanı, bileşimlerine bağlı olarak bölgeyi çeşitli boyayan donmuş kükürt bileşikleri ile kaplıdır. Bu bileşiklerin renkleri sarı, beyaz, kırmızı, siyah ve yeşil tonları olarak gözlemlenebilmektedir.

Jüpiter ile gök cisimlerinin çarpışması

Kuyruklu yıldız – Levy

Temmuz 1992’de bir kuyruklu yıldız Jüpiter’e yaklaşmıştır. Gezegenin kuyruklu yıldız çarpışmasından yaklaşık 20-30 yıl önce yakaladığı bilinmektedir. O zamandan beri devin yörüngesinde dolanan kuyruklu yıldız, bulutların tepesinden yaklaşık 15 bin kilometre uzaklıktan geçmiştir. Bu sırada güçlü yerçekiminin olduğunu belirtmek de gerekmektedir. Dev gezegenin etkisi, çekirdeğini yaklaşık olarak 21 parçaya bölmüştür.

Kuyruklu yıldız, parçaları 16-22 Temmuz 1994’te gezegenin bulutlu katmanına çarptığında bir dizi inciye benzemektedir. 2 km’ye kadar olan parçaların her biri ise, atmosfere 60 km/s hızla girmiştir.

Bu devasa kozmik felaket, hem Dünya’dan hem de uzay araçlarıyla, özellikle Hubble Uzay Teleskobu, IUE uydusu ve Galileo gezegenler arası uzay istasyonu kullanılarak gözlemlenmiştir.

Bu çarpışmanın incelemesini, gökbilimcilerin gezegen hakkında birkaç yeni bilgi almamıza izin vermiştir.

Diğer çarpışmalar

• 19 Temmuz 2009’da amatör astronom Anthony Wesley, Jüpiter’in Güney Kutbu yakınlarında karanlık bir nokta keşfetmiştir. Daha sonra ise, bu bulgu Hawaii’deki gözlemevinde doğrulanmıştır. Elde edilen verilerin analizi, Jüpiter’in atmosferine düşen en olası cismin kayalık bir asteroid olduğunu göstermiştir.
• 3 Haziran 2010’da iki bağımsız gözlemci, Jüpiter’in atmosferi üzerinde büyük olasılıkla Jüpiter’e daha önce bilinmeyen yeni bir cismin düşüşü olan bir parlama yakalamıştır. Bu olaydan bir gün sonra Jüpiter’in atmosferinde yeni karanlık noktalar bulunmamıştır. Bu da NASA’nın gözlemlerini doğrulamaktadır.
• 20 Ağustos 2010’da, amatör gökbilimciler tarafından keşfedilen Jüpiter’in bulut örtüsü üzerinde bir parlama olmuştur. Muhtemelen bu, bir asteroitin veya kuyruklu yıldızın dev bir gezegenin atmosferine düşmesi olabilmektedir.
• Amatör gökbilimci Gerrit Kernbauer, Jüpiter’in bir uzay nesnesi (muhtemelen bir kuyruklu yıldız) ile çarpışmasının fotoğraflarını 20 santimetrelik bir teleskopla 17 Mart 2016’da çekmiştir. Gökbilimcilere göre, çarpışma sonucunda, TNT eşdeğerinde 12,5 megatona eşit devasa bir enerji salınımı meydana gelmiştir.

Jüpiter hakkında ilginç gerçekler

• 1970’lerde Amerikalı astronom Carl Sagan, Jüpiter’in üst atmosferinde amonyak temelli yaşam olasılığı hakkında konuşmuştur.
• Güçlü yerçekimi alanı ile Dünya dahil iç grubun gezegenlerini dışarıdan gelen kuyruklu yıldızlardan ve asteroitlerden korumaktadır.
• Oluşum anında kütlesini mevcut olandan 80 kat daha fazla artırabilseydi. O zaman güneş sisteminde ikinci bir yıldız olarak belirirdi. Ayrıca böyle bir durumda kahverengi cüce olarak sınıflandırılacaktı.
• Büyük Kırmızı Nokta, güneş sisteminin benzersiz, uzun ömürlü ve en devasa kasırgasıdır. Mevcut çapı 15.000 x 30.000 kilometredir (karşılaştırma için, Dünya’nın çapı yaklaşık 12.700 kilometredir).
• Jüpiter’in iç katmanlarının kesin kimyasal bileşimi, modern gözlem yöntemleriyle belirlenememektedir.
• Jüpiter’in büyük uydularından gelen gölgelere maruz kalan bölgelerinde, beklendiği gibi yüzey sıcaklığı düşmek yerine yükselmektedir.
• İsimleri “e” harfi ile biten Jüpiter’in uyduları (Sinope, Ananke, Pasiphae ve diğerleri), gezegenin etrafında ters (geri) yönde dönmektedir.
• Teoride, Jüpiter’in yüzeyinde 80 kg ağırlığındaki bir kişi 192 kg ağırlığında olacaktır. Bunun nedeni, gaz devinin yerçekiminin Dünya’nınkinin 2,4 kat fazla olmasıdır.
• Güneş sistemindeki en büyük gezegen, en güçlü radyo dalgalarını yaymaktadır. Hatta Dünya’daki kısa dalga antenler tarafından bile alınabilirler. Bazılarının uzaylılardan gelen sinyallerle karıştırdığı, oldukça sıra dışı bir ses sinyaline dönüşe bilmektedir.