Jupiter

Jupiter
Löytäminen
Löytöaika	esihistoriallinen
Kiertoradan ominaisuudet
Keskietäisyys Auringosta	778 412 010 km 5,20336301 AU
Eksentrisyys	0,04839266
Kiertoaika Auringon ympäri	11 a 315 d 1,1 h
Synodinen kiertoaika	398,9 d
Keskiratanopeus	13,0697 km/s
Inklinaatio	1,30530°
Kuiden lukumäärä	95
Fyysiset ominaisuudet
Päiväntasaajan halkaisija	142 984 km
Pinta-ala	6,41×1010 km2
Massa	1,899 × 1027 kg 317,8 Maan massaa
Keskitiheys	1,33 g/cm3
Putoamiskiihtyvyys pinnalla	23,12 m/s2
Pyörähdysaika	9 h 55 m 30 s
Akselin kaltevuus	3,12°
Albedo	0,52
Pakonopeus	59,54 km/s
Pinnan lämpötila	alin: 110 K keski: 152 K ylin: ?
Kaasukehän ominaisuudet
Kaasunpaine	70 kPa
Koostumus
vetyä heliumia metaania vesihöyryä ammoniakkia etaania fosforia vetysulfidia	75 % 24 % 0,1 % 0,1 % 0,02 % 0,0002 % 0,0001 % 0,0001 %
Infobox OK

Jupiter (symboli: ) on Aurinkokunnan viides planeetta Auringosta päin lukien. Jupiter on enimmäkseen nestemäisestä vedystä ja heliumista koostuva jättiläisplaneetta, jonka kaasukehässä on valtavia virtauksia ja pyörremyrskyjä. Jupiter on selvästi Aurinkokunnan suurin planeetta. Sen massa on 2,5 kertaa niin suuri kuin kaikkien muiden planeettojen yhteensä.

Jupiterista nähdään ainoastaan sen pilvien yläosa. Siinä havaitaan vaaleita ja tummia raitoja sekä suuri punainen pilkku, joka on valtava pysyvä pyörremyrsky. Pilkun halkaisija on leveimmillään kolme kertaa Maan halkaisijan kokoinen. Jupiter näkyy Maasta hyvin paljain silmin ja sen suuret kuut erottuvat jopa tavallisella kiikarilla. Avaruusluotain Voyager 1 löysi Jupiterin ympäriltä ohuet renkaat, jotka eivät näy Maahan asti. Jupiter on tunnettu jo muinaisista ajoista lähtien. Roomalaiset nimesivät sen Juppiter-jumalan mukaan.

Jupiterin läpimitta on noin 11 kertaa Maan läpimitta ja sen massa on 318 Maan massaa ja se on tilavuudeltaan 1 300 kertaa Maata suurempi. Painovoima Jupiterin pinnalla on 2,3 kertaa niin suuri kuin Maan pinnalla. Jupiterilla on 95 tunnettua kuuta, joista neljää suurinta nimitetään Galilein kuiksi. Aurinkokunnan massiivisimpana planeettana Jupiter vaikuttaa vetovoimahäiriöillään monien komeettojen ja asteroidien ratoihin, ja on kyennyt sieppaamaan itselleen suuren kuuperheen. Voidaan sanoa että Jupiter kuineen on kuin pienoismalli aurinkokunnasta.

Kiertorata ja pyöriminen

Jupiter on nopeasti pyörivä ulkoplaneetta, jonka pyörähdysaika akselinsa ympäri on lyhin kaikista aurinkokuntamme planeetoista. Pyörähdysaika on alle 10 tuntia. Nopean pyörimisensä takia Jupiter on litistynyt noin 0,06487 eli noin 6,5 prosenttia. Jupiterin kiertoaika Auringon ympäri on lähes 12 vuotta ja etäisyys Auringosta noin 780 miljoonaa kilometriä eli noin 5,2 kertaa Maan etäisyys. Auringon ja Jupiterin yhteinen massakeskipiste on hieman Auringon pinnan ulkopuolella (1,068 × Auringon säde keskustasta mitattuna).

Jupiterin eri osien erilaiset pyörähdysajat

Jupiterissa on kolme eri nopeudella pyörivää kokonaisuutta, ”systeemiä”, joita merkitään roomalaisilla numeroilla I, II ja III. Systeemi III mitataan radiosäteilyn vaihtelusta. Se on Jupiterin magneettikentän pyörähdysaika, yhdeksän tuntia, 55 minuuttia, 29,710 sekuntia. Systeemi I on päiväntasaajan seudun ja alle yhdeksän leveysasteen päässä päiväntasaajasta olevien pilvien pyörimisaika ja systeemi II yhdeksän leveysastetta kauempana päiväntasaajasta sijaitsevien pilvien pyörimisaika.

Systeemi I, jossa on mukana suuret päiväntasaajan vaaleat pilvivyöt, pyörii yhdeksässä tunnissa, 50 minuutissa ja 30,003 sekunnissa yhden kierroksen. Systeemi II pyörii yhden kierroksen ajassa yhdeksän tuntia, 55 minuuttia ja 40,632 sekuntia.

Sisäinen rakenne

Jupiterin rakenne.

Jupiter on suuresta koostaan huolimatta melko harvaa ainetta, sen tiheys on noin 1,33 g/cm³, josta päätellään, että Jupiterin massasta suurin osa on nestemäistä vetyä ja heliumia. Vety nesteytyy suurissa paineissa. Tämä on jättiläisplaneetoille tyypillistä. Jupiterilla lienee kiinteä rautasilikaattiydin. Lisäksi Jupiterissa on huomattavia määriä metaania, vettä ja ammoniakkia.

Tutkijat ovat laskeneet erilaisia malleja Jupiterin rakenteelle.

Jupiterin kaasukehä on vain noin tuhat kilometriä paksu. Siitä alkaa asteittain kuuma, tihenevä vetymeri.

Vetymeri on nestemäistä molekyylimuodossa olevaa vetyä ja heliumia sisältävä kerros 12 000 kilometrin syvyyteen asti. Molekulaarinen vety muuttuu nestemäiseksi metalliseksi vedyksi noin 1–4 miljoonassa baarissa ja 5 000–10 000 kelvinin lämpötilassa. Metallisen vedyn kerros on 45 000 kilometriä paksu, kattaen suuren osan Jupiterin säteestä, ja siinä on ehkä konvektiivinen vyöhyke. Vety-heliumkerroksessa helium sataa hiljalleen alas kohti ydintä. Jupiterin nestemäisen vedyn ja heliumin kerros on yhteensä yli 40 000 kilometrin paksuinen. Sen alapuolella vety muuttuu kiinteäksi. Sisimpänä on kiinteä ydin, jonka säde on muutamia tuhansia kilometrejä. Kiinteän ytimen vähimmäiskooksi arvioidaan 10–15 Maan massaa. Osa kiinteästä ytimestä saattaa liueta ympäröivään vetyvaippaan. Lämpötila Jupiterin ytimessä on 20 000–30 000 kelviniä. Joidenkin arvioiden mukaan rautasilikaattiydin olisi läpimitaltaan 24 000 kilometriä. Paine Jupiterin ytimessä lienee 40–80 megabaria.

Jupiter säteilee 1,16 kertaa niin paljon kuin se saa Auringosta, eli sen luminositeetti on 8,67^-10 Auringon luminositeettia, eli 8,24 (-/+0,13)¹⁷ wattia.

Tämä ylimääräinen lämpö on pääosin peräisin Jupiterin jäähtymisestä. Jupiterin kehitystä on koetettu laskea simuloimalla tietokoneella. Kun Jupiter syntyi alkuaurinkosumusta, se kuumeni vetovoiman vaikutuksesta planeetan pinnalle putoavan kaasuvirtauksen voimasta. Alkujaan Jupiterin luminositeetti oli 0,01 Auringon luminositeettia, eli sama kuin himmeällä normaalilla tähdellä. Jupiterin keskipisteessä saattoi vallita 50 000 kelvinin lämpötila, ja sen läpimitta oli kymmenen kertaa nykyisestä. Jupiter kutistui suunnilleen nykyiselleen 10 miljoonassa vuodessa. Miljoonan vuoden kuluttua syntymästään Jupiter säteili miljoonasosan Auringon säteilyvoimasta.

Osa ylimääräisestä Jupiterin säteilystä voi olla peräisin heliumin kohti keskustaa tapahtuvasta hitaasta vajoamisesta. Jupiterin kaasukehän atomeista noin 18 prosenttia on heliumia ja 81 prosenttia vetyä, mikä vastaa massasta 75 prosenttia vetyä ja 24 prosenttia heliumia. Tämä kaasukoostumus on suunnilleen sama kuin Auringossa. Jupiter pyörii navoilla viisi minuuttia hitaammin kuin päiväntasaajalla, koska se on kaasumainen kappale. Voidaan erottaa päiväntasaajan alueen pyöriminen, pyöriminen muualla ja sisustan pyöriminen, joka mitataan radiosäteilyn perusteella. Jupiterin sisustan magneettikenttä aiheuttaa muutoksia planeetasta tulevaan radiosäteilyyn.

Jupiterin kaasukehässä on runsaammin raskaita alkuaineita kuin niitä on Auringossa. Jupiterin kiinteä rautaydin on pieni. Nämä kaksi piirrettä selittynevät parhaiten niin, että Jupiteriin törmäsi sen syntyvaiheessa kymmenen Maan massainen supermaapallo, jonka aiheuttama törmäysmullistus höyrysti osan ytimestä ja nosti raskaita aineita planeetan vetyvaippaan.

Kaasukehä

Jupiterin kaasukehä on noin tuhannen kilometrin paksuinen, ja pilvet ovat noin 75 kilometriä paksuja vesipilvistä ammoniakkijääpilviin. Jupiterin pilvien vaaleat raidat eli vyöhykkeet ovat nousevan virtauksen alueita ja tummemmat vyöt laskevan virtauksen alueita. Vyöhykkeet ovat vöitä hieman viileämpiä koska sijaitsevat korkeammalla kaasukehässä ja ovat vaaleampia. Lämpötila 70 kilometriä pilvien huipun alla on noin 30 °C, ja pilvien huipulla −130 °C.

Vaaleiden ja tummien raitojen leveys ja väri muuttuvat ajan mukana. Jupiterissa on nopeita tuulia, jotka puhaltavat useinkin jopa 600 km/h. Pilvien erilaiset värit johtuvat eri lämpöisissä kaasukehän kerroksissa esiintyvistä erilaisista aineista. Jupiterin vyöhykkeiden ja vöiden pinnan suuntaiset valtavan nopeat tuulet saavat energiansa planeetan sisustasta. Sen kaasukehässä on jälkiä metaanista, vesihöyrystä, ammoniakista ja silikaateista. Kaasukehässä on myös hyvin pieniä määriä hiiltä, etaania, vetysulfidia, neonia, happea, fosfiinia ja rikkiä. Kaasukehän uloimmassa kerroksessa on jäätynyttä ammoniakkia kiteinä.

Jupiterissa on valtavia revontulia ja ukkosia, sillä sen magneettikenttä ja kaasukehän virtaukset ovat voimakkaampia kuin Maassa. Jupiterilla on ionosfääri ja magnetosfääri.

Jupiterin kaasukehän salamointi hajottaa kaasukehän metaania vedyksi ja hiileksi. Valtava paine puristaa hiiliatomeista ensin grafiittia ja lopulta timantteja, jotka satavat kaasukehässä alaspäin kunnes muuttuvat nestemäisiksi.

Magneettikenttä

Jupiterin magneettikentän voimakkuus on 4,28 gaussia, 14 kertaa Maan magneettikentän voimakkuus, ja dipolimomentti 20 000 kertaa Maan magneettikentän dipolimomentti. Se vaatii ainakin miljardien ampeerien virtoja Jupiterin metallisen vedyn kerroksessa, jossa toimii Jupiterin pyörimisen ylläpitämä dynamo.

Kenttä on 10 astetta kallellaan pyörimisakseliin nähden ja maalle vastakkainen. Jupiteria ympäröivä voimakas magneettikenttä vangitsee nopeita ja vaarallisia alkeishiukkasia, jotka saattavat helposti vahingoittaa avaruusluotaimia ja -aluksia. Niinpä Jupiterillakin on noin 20 planeetan säteen päässä Van Allenin vyöhykkeet, joissa on säteily 10 000 kertaa Maan Van Allenin vyöhykkeiden säteilyä voimakkaampaa. Nämä hiukkaset tekivät Nasan Pioneer 10:n laitteet lähes toimintakyvyttömiksi luotaimen lentäessä Jupiterin ohi vuonna 1973. Voimakkaan säteilyn vuoksi Jupiteriin ei voida tehdä miehitettyä lentoa, vaikka lentoon tarvittava teknologia olisikin olemassa. Mahdolliset miehitetyt lennot suuntautuisivatkin todennäköisesti Jupiterin sijasta sen kuille, kuten Ganymedekselle tai Europalle.

Jupiterin magneettikentän etäisyys Auringon suunnalla on 3–7 miljoonaa kilometriä eli 50–100 Jupiterin sädettä. Etäisyys vaihtelee huomattavasti aurinkotuulen mukaan. Aurinkotuuli venyttää Jupiterin yöpuolella planeetan magneettikentän pitkäksi pyrstöksi.

Jupiterin magneettikenttä aiheuttaa voimakasta radiosäteilyä, tasaista desimetriaalloilla ja epätasaista dekametriaalloilla. Osan radiosäteilystä synnyttävät Jupiterin magneettikentässä lähes valon nopeudella kiitävät elektronit. Tämä on synkrotronisäteilyä, jonka tuottavat hiukkaset kiitävät jopa 300–400 miljoonan kelvinin lämpötilaa vastaavilla nopeuksilla. Io-kuun tulivuorenpurkauksista vapautuu Ion radalla ionisoitunutta kaasua, plasmaa, joka aiheuttaa aika-ajoin purkauksia Jupiterista tulevaan radiosäteilyyn, silloin kun Io on tietyssä paikassa radallaan. Jupiterin magneettikentässä on sen päiväntasaajan tasossa plasmalevy, joka aika ajoin vaihtaa hiukkasia Iosta vapautuneesta kaasusta koostuvan renkaan kanssa. Iosta tulevan renkaan hiukkastiheys vaihtelee huomattavasti Ion aktiivisuuden mukaan.

Jupiterin radiosäteily on pinnalla noin 20 kertaa niin voimakasta kuin Maassa. Lisäksi siinä kieppuvat hiukkaset aiheuttavat toisen vakaamman radioaaltovuon.

Pilvet

Pääartikkeli: Jupiterin pilvet

Jupiterissa on vaaleita vyöhykkeitä (engl. zone) ja tummia vöitä (engl. belt). Vaaleat vyöhykkeet ovat matalapaineen alueita ja tummat vyöt korkeapaineen alueita. Vaaleat vyöhykkeet ovat korkeammalla olevia viileämpiä pilviä, joiden kohdalla tapahtuu kaasun virtausta ylöspäin. Jupiterin pilvet koostuvat tutkijoiden mukaan monesta eri aineista koostuvista kerroksista, mutta Galileo-luotain havaitsi laskeutumispaikallaan vain ammoniakkipilvikerroksen.

Jupiterin pilvijärjestelmän liikkuminen kuukauden aikana (kuvattu Voyager 1 lennolla vuonna 1979)

Jupiterin pilvien vyöhykkeet ja vyöt
Engl. nimi	Engl. lyhenne	Pyörimis- systeemi	Suomalainen nimi
South Polar Region	SPR	III	Eteläinen napa-alue
South South Temperate Zone	SSTZ	II	Eteläinen lauhkea vyöhyke
South South Temperate Belt	SSTB	II	Eteläinen lauhkean alueen vyö
South Temperate Zone	STZ	II	Eteläinen lauhkea vyöhyke
South Temperate Belt	STB	II	Eteläinen lauhkean alueen vyö
South Tropical Zone	STropZ	II	Eteläinen trooppinen vyöhyke
South Equatorial Belt, south	SEBs	II	Eteläinen ekvaattorivyö s
South Equatorial Belt, center	SEBc,SEBZ	II	Eteläinen ekvaattorivyö c
South Equatorial Belt, north	SEBn	I	Eteläinen ekvaattorivyö n
Equatorial Zone	EZ	I	Ekvaattorivyöhyke
Equatorial Band	EB	I	Ekvaattorivyö
North Equatorial Belt, south	NEBs	I	Pohjoinen ekvaattorivyö s
North Equatorial Belt, center	NEBc, NEBZ	II	Pohjoinen ekvaattorivyö c
North Equatorial Belt, north	NEBn	II	Pohjoinen ekvaattorivyö n
North Tropical Zone Band	NTrZB	II	Pohjoisen trooppisen vyöhykkeen tumma ohut nauha (ei näy aina)
North Tropical Zone	NTropZ	II	Pohjoinen trooppinen vyöhyke
North Temperate Belt	NTB	II	Pohjoinen lauhkean alueen vyö
North Temperate Zone	NTZ	II	Pohjoinen lauhkea vyöhyke
North North Temperate Belt	NNTB	II	Pohjoinen lauhkean alueen vyö
North North Temperate Zone	NNTZ	II	Pohjoinen lauhkea vyöhyke
North Polar Region	NPR	III	Pohjoinen napa-alue

Joskus havaitaan napa-alueilla SSSTB, SSSTZ ja NNNTB sekä NNNTZ. SEB ja NET ovat leveitä tummia vyöhykkeitä päiväntasaajan suunnassa. Jupiterin suuren punaisen pilkun lyhenne on GRS (lyhenne sanoista Great Red Spot). Suuri punainen pilkku on STrZ:ssä oleva SEB:in sisään ulottuva pullistuma. Se on korkeapaineen vyöhyke. Sen reunalla on tumma pullistuma, Great Red Spot Hollow. STB:ssä oli kolme pitkäikäistä lauhkean alueen ovaalia (FA, BC ja DE) ennen kuin ne yhdistyivät Jupiterin pieneksi punaiseksi pilkuksi, eli ovaaliksi BA, joka kasvaa jatkuvasti.

Vöiden ja suuren punaisen pilkun tummuus vaihtelee vuosittain.

Koska Jupiter pyörii nopeimmin planeetoista, saa se pilvet kiertymään nauhamaisiksi vöiksi. Jupiterissa puhaltavat tuulet ovat monta kertaa Maan rajuimpia tuulia voimakkaampia.

Jupiter voidaan jakaa viiteen kerrokseen, joista ensimmäinen on pilvien yläkerros ja viides on planeetan ydin. Ensimmäinen kerros koostuu tuulien pilvinauhoiksi puhaltamista pilvistä, toinen kerros on pilvikerroksessa olevat aukot, joista voi nähdä syvemmälle planeetan sisuksiin, kolmas kerros on noin 17 000 kilometrin paksuinen, neljäs kerros taas on hyvin tiiviisti kasaan puristunutta vetyä ja tässä kerroksessa on noin 77 prosenttia Jupiterin massasta. Viimeinen eli viides kerros on mahdollisesti kiinteä kiviydin.

Pyörimissysteemeissä on kolme kiertojaksoa. Kaikki ovat kestoltaan muutaman minuutin sisällä toisistaan.

• I 9 tuntia 50 minuuttia 30 sekuntia
• II 9 tuntia 55 minuuttia 41 sekuntia
• III 9 tuntia 55 minuuttia 29 sekuntia

Kaksi ensimmäistä ovat keskiarvoja ja viittaavat pyörimisnopeuteen päiväntasaajalla ja vastaavasti korkeammilla leveysasteilla, kuten havaitut piirteet osoittavat. planeetan näkyvissä pilvikerroksissa. Jupiterilla ei ole kiinteää pintaa; siirtyminen kaasumaisesta ilmakehästä nesteen sisätilaan tapahtuu vähitellen suurissa syvyyksissä. Näin ollen pyörimisjakson vaihtelu eri leveysasteilla ei tarkoita, että planeetta itse pyörii kummallakaan näistä keskinopeuksista. Itse asiassa Jupiterin todellinen pyörimisjakso on

Pyörimissysteemi III on Jupiterin magneettikentän pyörimisjakso, joka päätettiin ensin maan päällä tehdyistä havainnoista radioaallonpituuksilla ja vahvistettiin suorilla avaruusalusten mittauksilla. Tämä ajanjakso, joka on ollut vakio 30 havainnon vuoden ajan, koskee planeetan massiivista sisäosia, joissa magneettikenttä syntyy

Suuri punainen pilkku

Pääartikkeli: Jupiterin suuri punainen pilkku

Jupiterin suuri punainen pilkku Voyager 1:n kuvaamana.

Jupiterissa esiintyy myös suhteellisen lyhytikäisiä korkeintaan pari vuotta kestäviä valkeita ja ruskeita tai punertavia täpliä, jotka ovat pyörremyrskyjä. Jupiterin suuri punainen pilkku on aurinkokuntamme suurin pyörremyrsky, jonka tummuus muuttuu aika ajoin. Voi olla että se on ollut käynnissä jo vuosisatoja. Ensimmäiset varmat havainnot teleskoopeilla siitä ovat 1870-luvun loppupuolelta. Se on pienentynyt vuosia ja sen sisään mahtui joskus Maa kolmeen kertaan, mutta vuonna 2018 se oli enää yhden Maan kokoinen. Pilkku on soikea ja pitkulainen leveysasteiden suunnassa. Sen sijainti on 22 astetta eteläistä leveyttä.

Aika ajoin pilkku haalenee niin, ettei sitä näe lainkaan. Pilkun mitat ovat suunnilleen 12 000 × 25 000 kilometriä. Pilkun paikka, soikeus ja koko vaihtelevat vuosikymmenten saatossa. Pilkku vaeltelee ja vaihtaa värähdellen paikkaansa eri pituusasteille. Koko vaihtelee välillä noin 24 000–40 000 kilometriä × 12 000–14 000 kilometriä. Sata vuotta sitten pilkku oli kaksi kertaa nykyistä suurempi, eli sen pituus oli 50 000 kilometriä ja leveys 11 000 kilometriä, tämän jälkeen pilkku on pyöristynyt kutistuen pituussuunnassa. Pilkku pyörii vastapäivään ja yksi kierros kestää kuusi päivää. Pilkut ovat kahdeksan kilometriä ympäröivien pilvien huippujen yläpuolella.

Tietokonesimulaatioiden mukaan pilkku imee muita kaasukehän häiriöitä. Neptunuksellakin on samankaltainen tumma pilkku.

Jupiteriin on syntynyt jatkuvasti kasvava Jupiterin pieni punainen pilkku, toiselta nimeltään ovaali BA. Toukokuussa 2008 Jupiterin pinnalle ilmestyi kolmas pilkku, kooltaan kahta muuta pienempi. Kuitenkin vain kaksi kuukautta tämän jälkeen pilkku joutui Jupiterin suuren punaisen pilkun ”imaisemaksi” ja katosi näin kokonaan.

Kuut

Pääartikkeli: Jupiterin kuut

Jupiter ja sen Galilein löytämät kuut Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto.

Jupiterin suurimmat kuut ovat Galilein löytämät Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto, jotka ovat kooltaan pienen planeetan kokoisia. Näiden sisällä kiertää joukko pienempiä kuita, muun muassa punainen, perunan muotoinen Amalthea. Sisemmät kuut kiertävät renkaita ulompana ja niiden sisässä. Jupiterilla on ympärillään eräänlainen kuista koostuva ”pienoisaurinkokunta”. Sisemmät kuut lienevät syntyneet Jupiterin syntyessä, mutta kaukana olevat ulompien kuiden ryhmät ovat ehkä siepattuja asteroideja. Toisten tutkijoiden mukaan nämäkin kuut ovat syntyneet Jupiterin ympärille, koska pikkuplaneettasieppaukset ovat heidän mukaansa harvinaisia.

Yhteensä kuita on löydetty 95 (vuonna 2023). Galileo Galilei näki Jupiterin neljä suurinta kuuta ensimmäisenä kaukoputkellaan vuonna 1610 ja oletti aivan oikein niiden olevan Jupiterin kiertolaisia. Seuraava kuu Amalthea löytyi vasta vuonna 1892. Sittemmin paremmilla havaintolaitteilla on havaittu Jupiteria kiertämässä yhä pienempiä kuita ja varsinkin 2000-luvun alussa niitä on löydetty kymmenittäin.

Suuret kuut

Jupiter ja sen neljä kuuta (mittakaavassa) ylhäältä lukien Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto.

Pääartikkeli: Galilein kuut

Jupiterin neljä suurta kuuta Io, Europa, Ganymedes ja Kallisto kiertävät niin lähellä Jupiteria, että Jupiterin vetovoima on lukinnut ne kiertämään aina saman puolen kohti Jupiteria.

Vuorovesivoimat ovat tehneet luotainkuvissa pizzaa muistuttavasta Iosta Aurinkokunnan tuliperäisimmän kappaleen. Kuu kiertää Jupiterin magneettikentän sisällä voimakkaassa säteilyvyöhykkeessä, ja sen asema radallaan vaikuttaa Jupiterin radiosäteilyyn. Iossa on vettä hyvin vähän, jos lainkaan.

Europa-kuulla on tasainen jäinen pinta, jossa on railoja. Kuu lienee ollut sula melko äskettäin. Noin 15 kilometriä paksun jään alla lienee noin 100 kilometriä sulaa vettä. On arveltu, että tässä vedessä voisi olla alkeellista elämää.

Ganymedes on aurinkokunnan suurin kuu, ja sen pinnalla on Kuun meriä muistuttavia tummia alueita. Kuulla on happea sisältävä ohut kaasukehä, ja magneettikenttä toisin kuin millään muulla tunnetulla kuulla. Happi lienee peräisin Auringon säteilyn hapeksi ja vedyksi hajottamasta vedestä, raskaampi happi leijuu Ganymedeksen yllä veden toisen aineosan vedyn karatessa kevyempänä avaruuteen.

Kallisto on Jupiterin toiseksi suurin kuu ja suunnilleen planeetta Merkuriuksen kokoinen. Ruskea Kallisto on aurinkokunnan kraatteroitunein kuu.

Jupiterin suuret kuut Io, Europa ja Ganymedes ovat 1:2:4 resonanssissa eli niiden kiertoaikojen suhde on 1:2:4. Tässä resonanssisysteemissä ovat mukana myös Amalthea ja Kallisto.

Galilein kuut verrattuna Kuuhun
Nimi	Läpimitta (km)	Massa (kg)	Radan säde (km)	Kiertoaika (päivää)
Io	3643 (105 % Kuu)	8,9×1022 (120 % Kuu)	421 700 (110 % Kuu)	1,77 (6,5 % Kuu)
Europa	3122 (90 % Kuu)	4,8×1022 (65 % Kuu)	671 034 (175 % Kuu)	3,55 (13% Kuu)
Ganymedes	5262 (150 % Kuu)	14,8×1022 (200 % Kuu)	1 070 412 (280 % Kuu)	7,15 (26 % Kuu)
Kallisto	4821 (140 % Kuu)	10,8×1022 (150 % Kuu)	1 882 709 (490 % Kuu)	16,69 (61 % Kuu)

Rengas

Pääartikkeli: Jupiterin renkaat

Jupiterin heikko rengas koostuu pääosin Adrastea- ja Metis-kuista irtoavasta pölystä. Rengas näkyy vain avaruusluotainten ottamissa kuvissa. Pöly on savunkaltaista ja irtoaa kuusta meteoriittien iskuista. Kaksi lisärengasta on irronnut Thebe ja Amalthea -kuista. Jupiterilla on myös kaukainen rengas. Rengashiukkasten läpimitta on vain muutama mikroni. Halo on harva rengas, jonka hiukkaset liikkuvat kohti planeettaa. Renkaat ovat hyvin tummia, niiden albedo on vain 0,05.

Nimi	Säde (km)	Leveys (km)	Halkaisija (km)
1979 J1R (’Halorengas’)	100 000–122 800	22 800	200 000–245 600
1979 J2R (’Päärengas’)	122 800–129 200	6 400	245 600–258 400
1979 J3R (’Lisärengas’)	129 200–214 200	85 000	258 400–428 400

Päärenkaan massa on 10¹³ kilogrammaa.

Synty

Jupiter lienee syntynyt aikaisemmin kuin Maa, ehkä 3–10 miljoonaa vuotta aikaisemmin. Yleensä ollaan sitä mieltä, että Jupiter syntyi jäästä ja kivestä koostuneen planeetan kasvettua niin suureksi, että se pystyi keräämään kaasua alkuaurinkoa ympäröivästä esiplanetaarisesta kaasu- ja pölykiekosta. Jupiterin kiinteistä aineista koostuvan ytimen massa olisi silloin vähintään kymmenen Maan massaa. Jotkut tutkijat ovat väittäneet Jupiterin kutistuneen muutamassa sadassa vuodessa tiheän Aurinkoa ympäröivän kaasukiekon häiriöstä. Muodostuttuaan Jupiter säteili lämpöä niin runsaasti, että se hehkui punaisena. Nykyisten siirtymisteorioitten (migraatioteorioitten) kannattajat uskovat Jupiterin siirtyneen radallaan 0,45 AU 100 000 vuodessa. Siirtyminen on johtunut Jupiterin ja ympäröivän kaasu- ja pikkuplaneettakiekon välisestä vuorovaikutuksesta. Alkuaurinkosumun kaasukiekossa liikkunut Jupiter on saattanut singota pikkuplaneettoja radoille, joissa ne törmäävät Maahan ja kiihdyttänyt siten Maan syntyä.

Vaikutus aurinkokuntaan

Massansa myötä Jupiterilla on suuri vetovoima ja se on Auringon jälkeen aurinkokunnan toiseksi merkittävin kappale. Jupiterin kanssa samalla radalla kiertää monia niin sanottuja troijalaisia asteroideja, jotka sijaitsevat sen kiertoradalla noin 60 astetta planeetan edessä ja takana. Se on siepannut osan komeetoista kymmeniä komeettoja käsittävään Jupiterin komeettaperheeseen. Jupiter on aiheuttanut vetovoimallaan asteroidivyöhykkeeseen alueita, joissa asteroideja ei ole lainkaan.

Jupiterin vaikutuksesta Aurinkokunnan kehitykseen ja erityisesti Maan elämään on esitetty erilaisia spekulaatioita. Jupiterin arvellaan singonneen valtavat määrät komeettoja Oortin pilveen. On myös esitetty spekulaatioita, joiden mukaan Maan vesi olisi saanut alkunsa Jupiterin vetovoimallaan sinkoamista komeetoista. Jos pieni kappale – kuten komeetta – ohittaa läheltä suuren kappaleen, pieni kappale voi sinkoutua suurella nopeudella kauas avaruuteen. Todennäköisesti Jupiterin sijainnin ja suuren massan vuoksi planeetta imee komeettoja ja asteroideja itseensä muita planeettoja enemmän. On arveltu, että ilman Jupiteria Maahan törmäisi kilometrin läpimittainen asteroidi joka 50. vuosi. Toisaalta se, että Jupiterin massainen planeetta on estänyt suuren planeetan synnyn asteroidivyöhykkeelle, on saattanut edistää evoluutiota Maassa, nimittäin muutaman kymmenen miljoonan vuoden välein tapahtuva joukkotuho pyyhkii pois lajeja ja antaa tilaa uusille lajeille, vauhdittaen näin evoluutiota.

Shoemaker-Levy 9:n törmäys

Hubble-avaruusteleskoopin kuva Shoemaker-Levy 9:stä vuodelta 1994.

Yli kaksikymmentä komeetta Shoemaker-Levy 9:n kappaletta iskeytyi Jupiterin eteläiselle puoliskolle 16.–22. heinäkuuta 1994. Tapahtuma oli ensimmäinen kahden aurinkokunnan kappaleen välinen törmäys, josta voitiin tehdä suoria havaintoja.

Shoemaker-Levy 9 oli aluksi kokonainen komeetta, mutta Jupiterin valtava vetovoima repi sen kappaleiksi ja kaappasi mukaansa. Palaset kiersivät hetken aikaa Jupiteria ja iskeytyivät sitten planeettaan suurella voimalla. Tämä törmäys vapautti Jupiterin kaasukehään enemmän energiaa kuin kaikkien maailman ydinaseiden teho yhteensä.

Heinäkuussa 2009, tarkalleen viidentoista vuoden kuluttua Shoemaker-Levy 9:n törmäyksestä Jupiter ilmeisesti joutui uuden törmäyksen kohteeksi. Kaukoputkihavainnot viittasivat törmäykseen, jonka aiheutti mahdollisesti jokin komeetta.

Jupiterin tutkimuksen historiaa

Webb-teleskoopin infrapunakuvassa navoilla näkyy revontulta.

Ennen avaruusaikaa

Jupiter on helppo havaita paljain silmin ja se tunnettiin jo esihistoriallisena aikana. Ptolemaioksen maakeskisessä maailmanjärjestelmässä se oli viides Maata kiertäneistä planeetoista sisältä päin lukien. Muiden planeettojen tapaan se siirrettiin kiertämään Aurinkoa Kopernikuksen aurinkokeskisessä mallissa. Tarkemmin itse Jupiteria tutki vasta Galileo Galilei, joka ensimmäisenä suuntasi sitä kohti hiljattain kehitetyn kaukoputken. Galilei tutki usein Jupiteria ja hän löysikin sitä kiertävät, hänen mukaansa nimetyt Galilein kuut. Cassini määritti planeetan pyörähdysajan, Friedrich Bessel sen massan. 1664 Robert Hooke havaitsi suuren punaisen pilkun.

Jupiteria tutkineita avaruusluotaimia

Jupiter on Guinnessin ennätysten kirjan mukaan tutkituin planeetta heti maapallon jälkeen.

Pioneer 10 ja 11

Pääartikkelit: Pioneer 10 ja Pioneer 11

Runsaasti tietoja on saatu amerikkalaisilla avaruusluotaimilla, jotka ovat tutkineen Jupiteria. Pioneer 10 ja 11 lensivät Jupiterin ohi 1970-luvulla. Näiden luotainten antama kuvanlaatu oli kuitenkin 1970-luvun luotainten tapaan varsin huono.

Pioneer 10 oli ensimmäinen Jupiterista lähihavaintoja tehnyt ihmisen tekemä laite. Se laukaistiin matkaan 2. maaliskuuta 1972. Pioneer 11 taas oli lähes identtinen verrattuna Pioneer 10:een ja se olikin rakennettu varakappaleeksi, mikäli Pioneer 10 sattuisi hajoamaan matkallaan ulos aurinkokunnasta.

Voyagerit

Pääartikkelit: Voyager 1 ja Voyager 2

Hyviä kuvia antoivat vasta Voyager 1 ja 2 1980-luvun alussa.

Voyager 1 painoi 815 kilogrammaa ja se lähetettiin pitkälle matkalleen 5. syyskuuta 1977. Voyager 1 aloitti Jupiterin kuvaamisen tammikuussa 1979 ja lähimpänä planeettaa se oli 5. maaliskuuta 1979, jolloin se oli noin 349 000 kilometrin päässä planeetan keskuksesta. Lähietäisyys mahdollisti suuremman havaintotarkkuuden. Suurin osa kuita, rengasjärjestelmiä, magneettikenttiä ja säteilyä koskevista havainnoista tehtiinkin ohilentoa edeltävänä ja seuraavana vuorokautena. Planeetan valokuvaus päättyi huhtikuussa. Kumpikin Voyager-luotain teki tärkeitä uusia havaintoja Jupiterista ja sen kiertolaisista. Yllättävin niistä oli Io-kuun tuliperäinen toiminta, jota ei ollut aikaisemmin havaittu Maasta tai Pioneer 10- ja Pioneer 11 -luotaimien ohilennoilla.

Voyager 2 taas ei tutkinut Jupiteria yhtä paljon kuin lähes identtinen kaksoiskappaleensa Voyager 1. Voyager 2 (alkujaan tarkoitettu olemaan Mariner 12) otti suurimman osan vauhdistaan kiertämällä Saturnusta, minkä vuoksi se sinkoutui nopeasti Uranuksen ja Neptunuksen luo jättäen Jupiterin vähemmälle huomiolle.

Galileo

Pääartikkeli: Galileo

18. lokakuuta 1989 laukaistu ydinkäyttöinen Galileo-luotain oli aikansa suurin ja kallein luotain. Nasan insinöörit olivat kaavailleet sen tehtäviksi muun muassa lähettää liikkuvaa kuvaa Jupiterin pilvistä. Galileon suunniteltiin pystyvän lähettämään maapallolla sijaitsevalle havaintoasemalle noin 130 000 bittiä dataa sekunnissa, mutta pääantennin vaurioiduttua oli lopulta tyydyttävä apuantennin vaivaiseen 160 bittiin sekunnissa. Tämän vuoksi osasta Galileon toiminnoista oli luovuttava ja muun muassa edellä mainittu liikkuvan kuvan lähettäminen katsottiin mahdottomaksi.

Galileon oli tarkoitus tutkia Jupiteria ja sen kuita perusteellisesti, mutta teknisten virheiden vuoksi projekti epäonnistui osittain. Galileo välitti kuitenkin tärkeää tietoa havaintoasemalleen, eikä kallis projekti mennyt täysin hukkaan. Galileo muun muassa lähetti Jupiterin kaasukehään iskeytymisluotaimen, joka lähetti mittaustietoja ennen murskautumistaan suuressa paineessa. Galileo havainnoi myös Shoemaker-Levy 9: -komeetan jäännöksien törmäystä Jupiteriin.

Cassini-Huygens-luotaimen Jupiterista ottama kuva.

Jupiterin kuista Galileo tutki enimmäkseen Ioa, Ganymedestä, Europaa ja Kallistoa. Ion tapauksessa Galileo keräsi lisätietoa Voyager-luotaimien Iossa havaitsemasta tuliperäisestä toiminnasta. Galileon havainnot Europasta taas viittasivat siihen, että jääpeitteen alla oli meri.

Cassini-Huygens -luotaimen ohilento

Pääartikkeli: Cassini-Huygens

Saturnuksen tutkimiseen tarkoitettu Cassini-Huygens-luotain oli lähimmillään Jupiteria 30. joulukuuta 2000 ja suoritti lukuisia tieteellisiä mittauksia. Kuukausia kestäneen ohilennon aikana luotain otti noin 26 000 valokuvaa, joiden joukossa oli tähän saakka yksityiskohtaisin koskaan Jupiterista otettu värivalokuva. Kuvan pienimmät yksityiskohdat ovat noin 60 kilometrin kokoisia.

New Horizons

Pääartikkeli: New Horizons

Plutoon matkalla oleva New Horizons -luotain ohitti Jupiterin 28. helmikuuta 2007. Luotain käytti planeettaa painovoimalinkona, ja ohilentoa käytettiin hyväksi planeetan ja sen kuiden tutkimukseen ja luotaimen laitteiden testaukseen.

Juno

Pääartikkeli: Juno

Juno on 5. elokuuta 2011 laukaistu Jupiteria tutkiva Nasan luotain, joka saavutti planeetan kiertoradan 5. heinäkuuta 2016 klo 6.55 Suomen aikaa.

Massa

Jupiterin massaa (lyhennetään esim. M_J tai MJ ) käytetään mittayksikkönä ilmoitettaessa esimerkiksi ruskeiden kääpiöiden ja eksoplaneettojen massoja.

Jupiterin massa on 1,899$\cdot$10²⁷ kiloa eli MJ = 317,8 Maan massaa, tai MJ = 0,0009545 Auringon massaa. Auringon massa on 1047,7 Jupiterin massaa.

Eksoplaneettoja massoja ilmoitettaessa käytetään myös Saturnuksen massaa, joka on 5,6846$\cdot$10²⁶ kiloa eli 95,162 Maan massaa, eli melko tarkkaan 0,3 Jupiterin massaa. Kolmannen vertailuplaneetan, Neptunuksen massa on 1,0243$\cdot$10²⁶ kiloa eli 17,147 Maan massaa tai 0,054 Jupiterin massaa. Jupiter on 18,53 kertaa Neptunusta massiivisempi.

Lähteet

• Oja, Heikki & Poutanen, Markku: Aurinkokuntamme. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 1990. ISBN 951-9269-54-1
• Miles, Lisa & Smith, Alastair: Avaruuden aapinen. WSOY, 1999. ISBN 951-0-23631-4
• Karttunen, Hannu; Donner, Karl Johan; Kröger, Pekka; Oja, Heikki & Poutanen, Markku: Tähtitieteen perusteet. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 2000. ISBN 952-5329-01-1

Kirjallisuutta

1. Tähtitaivas. Kustannusosakeyhtiö Otava, 1994. ISBN 951-1-13207-5
2. Oja, Heikki: Maailmankaikkeus 2000. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 1999. ISBN 951-9269-97-5
3. Karttunen, Hannu; Manner, Olli & Tuovinen, Pentti: Tähtitaivas 2000. Tähtitieteellinen yhdistys Ursa, 1995. ISBN 951-9269-66-5
4. Valittujen Palojen toimitus: Tiedon jännittävä maailma. Valitut Palat, 1992. ISBN 951-8933-42-1

Aiheesta muualla

• Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Jupiter Wikimedia Commonsissa

• Jupiter URSA. Viitattu 18.10.2018.
• Jupiter Facts Nine Planets. Viitattu 18.10.2018 (englanniksi).
• Robert Sanders: Jupiter pummeled, leaving bruise the size of the Pacific Ocean UC Berkeley News. 21.7.2009. Viitattu 18.10.2018 (englanniksi).
• Breigh, Cecilia: What "Impact" Did Comet Fragments Have on Jupiter? The Space Educators' Handbook. 30.11.2004. Viitattu 18.10.2018 (englanniksi).
• Mosher, Dave: The Greatest Storm in Our Solar System Has Shockingly Few Years Left ScienceAlert. 19.2.2018. Viitattu 18.10.2018 (englanniksi).
• Drake, Nadia: Jupiter’s Great Red Spot May Soon Disappear... National Geographic. 21.2.2018. Viitattu 18.10.2018 (englanniksi).
• Krystek, Lee: Seven Wonders of the Solar System - The Great Red Spot of Jupiter Museum of UnNatural Mystery. 2014. Viitattu 18.10.2018 (englanniksi).

Aurinkokunta