Neretai girdime, jog į kosmines keliones leidžiasi turtuoliai, tačiau kyla klausimas, ar netolimoje ateityje į tokias keliones galėsime leistis visi? LRT PLIUS laidoje „Mokslo sriuba“ ekspertai klausia, ar būtų įmanoma nukeliauti iki Jupiterio, kokie procesai vyksta jo viduje ir ar iš tikro jų metu formuojasi deimantai. Laida „Mokslo sriuba“ - tai ne pelno siekianti jaunų žmonių iniciatyva, kuriama bendradarbiaujant su Baltijos pažangių technologijų institutu.
Jupiteris - Saulės sistemos milžinas
Apie Jupiterį žinome nemažai, tačiau mįslių jis saugo dar daugiau. Astrofizikai ir astronomai laužo galvas dėl planetos sudėties ir jos magnetinio lauko. Jupiteris - tai penktoji planeta nuo Saulės, įsitaisiusi tarp Marso ir Saturno. Jis yra pati didžiausia ir ketvirta ryškiausia planeta Saulės sistemoje, įskaitant ir palydovus. Už ją ryškesni tik Saulė, Mėnulis ir Venera.
Jupiterio para pati trumpiausia, nes trunka tik 9 valandas ir 55 minutes. Įdomu tai, kad paviršiaus ši planeta neturi. Tai, ką matome, iš tiesų yra debesys. Kadangi Jupiteryje nėra kieto paviršiaus, visi atmosferiniai sūkuriai jame gali egzistuoti daug ilgiau. Jupiterio Raudonoji dėmė - gigantiškas audros sūkurys, kurio greitis viršija net 400 km/h, nerimsta jau šimtus metų.
Gyvybė ir Jupiteris yra sunkiai suderinami, kadangi planeta sudaryta iš vandenilio, suslėgtų vandenilio dujų, skysto metalinio vandenilio. Net apie devyniasdešimt procentų viso Jupiterio tūrio sudaro vandenilis.
Milžiniška Jupiterio magnetosfera
Planetos magnetinis laukas yra 14 kartų stipresnis nei Žemės. Magnetosfera iš esmės yra erdvė, kurią kontroliuoja planetos magnetinis laukas. Kuo laukas stipresnis, tuo didesnė magnetosfera. Nors pats Jupiteris yra didelis dangaus kūnas, jo magnetosfera net 150 kartų platesnė už pačią planetą ir 15 kartų didesnė už Saulę. Todėl tai yra viena iš didžiausių struktūrų Saulės sistemoje. Jeigu galėtume ją matyti iš Žemės, dydžiu ji prilygtų Mėnuliui. Tai reiškia, kad Jupiteryje drąsiai būtų galima naudotis kompasu.
Tai ir daro šią sritį paslaptingą, kadangi magnetinis laukas geba sulaikyti iš Ijo (Jupiterio palydovo) ugnikalnių išsiveržusias sieros dioksido daleles, sukuriančias sieros ir deguonies jonus. Kartu su vandenilio jonais, atsklidusiais iš planetos atmosferos, jie sudaro plazmos srautą Jupiterio pusiaujo plokštumoje.
Magnetinio lauko kilmės paslaptys ir „Juno“ misija
Mūsų planetos magnetinį lauką sukuria skysto geležies ir nikelio branduolio judėjimo generuojama elektros srovė. Tačiau mokslininkai nėra tikri, kas generuoja iš helio ir vandenilio sudaryto Jupiterio lauką. „Mes vis dar nežinome, kokia medžiaga generuoja Jupiterio magnetinį lauką, - pripažįsta „Juno“ tyrimų programos mokslininkas Jaredas Espley‘is. - Mūsų palydovas turėtų atskleisti šią paslaptį.“
Pirmieji Jupiterio magnetinio lauko tyrinėjimai buvo atlikti 1955 m. 2011 metais rugpjūčio mėnesį JAV kosmoso agentūros NASA kosminis zondas „Juno“ buvo paleistas iš Kanaveralo kyšulyje esančio Kenedžio kosminių skrydžių centro, o 2016 m. liepos 5 d. pagaliau pasiekė planetą. „Juno“ sumontuoti magnetometrai leis pažvelgti giliai į planetos vidų. Magnetometras yra tarsi kompasas, registruojantis magnetinio lauko kryptį.
Tikimasi, kad kosminis zondas per trejus metus ištirs magnetosferoje vykstančius reiškinius, leis detaliau suprasti jos kilmę, dinaminius reiškinius, sąveiką su radiaciniais žiedais ir palydovais. Mokslininkai baiminasi, kad kosminiams zondams didelę žalą gali padaryti didžiulė radiacija. Jupiterio magnetosfera lemia intensyvią radijo spindulių emisiją, sklindančią nuo planetos polinių sričių. Kitaip nei Žemėje, kurioje magnetinio lauko linijos sukasi kas 24 valandas, Jupiteryje viskas vyksta žymiai greičiau, kas devynias Žemės valandas. Todėl kosminės observatorijos kūrėjai stengėsi kuo labiau apsaugoti jautrius prietaisus, duomenų kaupimo įrenginius nuo žalingų dalelių. Jie patalpinti specialioje titano kameroje. Skriedamas eliptine orbita, „Juno“ priartėja prie planetos viršutinio debesų sluoksnio per 5000 km. Štai kodėl bus įmanoma sukurti labai tikslų trimatį magnetosferos žemėlapį.
Magnetosferos dinamika
Saulės vėjas daro didžiausią įtaką Jupiterio magnetosferai, kadangi esant pakankamai stipriam Saulės vėjui, šioji sritis gali susitraukti iki 1/3 maksimalaus jos dydžio. Vienas įdomesnių reiškinių yra šios srities dinamika. Mokslininkų teigimu, plazmos sąveika generuoja Saulės vėjo sukeliamus įtempius, kurie savo ruožtu turi įtaką plazminiams srautams bei magnetiniam laukui. Įgreitinama plazma lemia energijos virsmą iš Jupiterio rotacinio judėjimo energijos į kinetinę energiją. Iš to seka, kad Jupiterio magnetosferos dinamiką lemia ne tik Saulės vėjas, bet ir pačios planetos sukimasis.
Jupiterio magnetinio lauko tyrinėjimas
Ar po kosminio zondo „Juno“ atliktų tyrinėjimų mokslininkai atras dar daugiau panašumų su Žemės magnetosfera, jos sandara bei vykstančiais reiškiniais? O gal nauji duomenys leis atrasti kažką neįtikėtino? Lieka apsišarvuoti kantrybe bei tikėti kosminio zondo sėkme ir rezultatų patikimumu.
Paslaptingas Jupiterio palydovas Europa
Šiuo metu aplink Jupiterį skrieja aštuoniasdešimt gamtinių palydovų. Vienas iš labiausiai dominančių mokslininkus - Europa. Jos dydis yra panašus į mūsų Mėnulio. Šių metų rugsėjo pabaigoje NASA erdvėlaivis „Juno“ pirmą kartą praskrido pro šį gamtinį palydovą ir padarė didelės raiškos apledėjusio pasaulio nuotraukas.
Visą Europą dengia stora ledo pluta, kurios storis vietomis gali siekti iki dvidešimt penkių kilometrų. Po ledu plyti milžiniškas globalus 60-150 kilometrų gylio vandenynas.
Potvynių jėgos ir šilumos generavimas
Europa aplink Jupiterį skrieja pailga orbita. Beskriedama ji tai priartėja prie Jupiterio, tai vėl nutolsta. Todėl dujinio milžino gravitacija tampo ir gniuždo Europą. Ši trintis pagamina šilumą, kuri neleidžia suledėti polediniam vandenynui.
Jupiterio ir Žemės skirtumai trumpai
| Savybė | Jupiteris | Žemė |
|---|---|---|
| Dydis | Didžiausia Saulės sistemos planeta | Penkta didžiausia Saulės sistemos planeta |
| Para | ~9 val. 55 min. | ~24 val. |
| Paviršius | Neturi kieto paviršiaus (dujinis milžinas) | Kietas paviršius |
| Magnetinio lauko stiprumas | 14 kartų stipresnis už Žemės | Standardinis |
| Magnetosferos dydis | 150 kartų platesnė už planetą, 15 kartų didesnė už Saulę | Lyginant nedidelė |
| Pagrindinė sudėtis | Vandenilis (apie 90%), helis | Azotas, deguonis, geležis |
Kosminės kelionės ir ateities perspektyvos
Prieš 50 metų, 1972-aisiais, kai amerikiečiai vaikščiojo Mėnulio paviršiumi, į kosmosą buvo iškeltas garsusis NASA zondas „Pioneer 10“. Šis aparatas tapo pirmuoju erdvėlaiviu aplankiusiu milžiną Jupiterį ir atsiuntusiu pirmąsias planetos nuotraukas iš arti. Jupiterio didžiąją dalį sudarantis vandenilis - puikūs raketiniai degalai. Galbūt ateityje ši planeta milžinė galėtų tapti degalų kolonėle erdvėlaiviams?