Fyzika pro každého

Prvotní pozorování

Spolehlivou informaci o tom, kdy byla planeta Jupiter poprvé pozorována, nemáme k dispozici, pravděpodobně to ale bylo kolem roku 3 000 až 4 000 př. n. l., protože je viditelný pouhým okem. První záznam (převzato z knihy od Pavla Koubského, Planety naší sluneční soustavy) o pozorování planety Jupiter, je z roku 364 př. n. l., kdy čínský astronom Gan De pozoroval pouhým okem měsíc Jupitera, pravděpodobně Ganymedes.

Jupiter má měsíce

Jupiter má velké množství měsíců, velikost čtyř z nich je srovnatelná s velikostí našeho Měsíce; ostatní jsou řádově menší. Když je Jupiter v opozici a nejblíže k Zemi (tzv. perihélová opozice), tak se hvězdná velikost těchto velkých měsíců pohybuje mezi (5-6) mag. Tyto měsíce by byly viditelné pouhým okem, pokud by nebyly přezářené světlem Jupiterem. Apertura a zvětšení dalekohledu, který Galileo Galilei používal v roce 1610, mu tyto čtyři "galileovské" měsíce umožnily objevit.

Galileo Galilei

Nejdříve ale musel provést nastavení přístrojů. Při prohlížení velmi jasných a velmi malých těles mohou optické vady dalekohledu pozorování zcela znehodnotit. Než mohl začít Galileo provádět užitečná pozorování, musel se metodou pokusů a omylů naučit nastavovat aperturu svého přístroje. Když na konci roku 1609 dokončil svoji sérii pozorování Měsíce, byl Jupiter v opozici a byl nejjasnějším objektem na noční obloze (nepočítaje Měsíc). Po novém nastavení jeho přístroje, obrátil tedy svoji pozornost na Jupiter. Když 7. ledna pozoroval tuto planetu, spatřil v její blízkosti tři objekty, které ležely v rovině jejího rovníku. Předpokládal, že se jedná o hvězdy. Toto uskupení ho zaujalo a vrátil se k němu následující večer.

V té době byl Jupiter v retrográdním (zpětném) pohybu a pohyboval se tedy od východu na západ, a tak Galileo očekával, že planeta při své cestě po nebeské sféře tyto tři malé hvězdy opustí. Místo toho ale uviděl všechny hvězdy na západě od Jupitera. Zdálo se, že se Jupiter nepohybuje na západ, ale spíše na východ. To bylo velmi neobvyklé a Galileo se k tomuto uskupení vracel znova a znova. Během následujícího týdne zjistil několik věcí. Za prvé, malé hvězdy nikdy neopustily Jupiter, zdálo se, že se "vezou" spolu s planetou. Za druhé, jak se takto pohybují spolu, mění se jejich polohy (vzhledem k Jupiteru, ale i mezi sebou). Za třetí, nebyly tam tři, ale čtyři tyto malé hvězdy. Okolo 15. ledna vypočítal, že to nebyly nehybné hvězdy, ale planetární tělesa, která obíhala okolo Jupitera. Jupiter měl tedy čtyři měsíce, které Galileo pojmenovává Medicejské hvězdy, po toskánském velkovévodovi Cosimo de Medici. Jeho kniha, Siderius Nuncius (Hvězdný posel), ve které byl popsán jeho objev, opustila tiskárnu v Benátkách v polovině března 1610 a udělala Galilea slavným. Pojmenování těchto čtyř měsíců, tak jak je známe my (Io, Europa, Ganymedes a Callisto) zavedl Simon Marius, který objevil tyto měsíce nezávisle na Galileovi.

Stručný popis tělesa

Jupiter je se svým rovníkovým průměrem 143 000 km největší planetou ve sluneční soustavě. Je v pořadí pátou planetou od Slunce. Pokud by byl Jupiter dutý, tak by takto vzniklý prostor vyplnilo více než tisíc Zemí. Jeho hmotnost, 1,9.10²⁷ kg, je větší než hmotnost všech ostatních planet dohromady. Svou přitažlivostí ovládá velké množství měsíců, jejich počet neustále narůstá. Čtyři z nich, Io, Europa, Ganymedes a Callisto byly objeveny Galileem již v roce 1610. Jako všechny plynné planety i tato má systém prstenců, ale velmi nejasný a ze Země není pozorovatelný (prstenec byl objeven v roce 1979 pomocí kosmické sondy Voyager 1).

Jupiter

Tloušťka Jupiterovy atmosféry je zhruba 1 000 km a skládá se z plynného vodíku a helia s malým množstvím metanu, čpavku, vodních par a dalších sloučenin. S ohledem na velikost Jupitera s hloubkou poměrně rychle narůstají teplota i tlak, a proto se v hloubce asi 1 000 m nachází moře kapalného molekulárního vodíku. V hloubkách ještě větších je už tlak natolik velký, že má vodík tuhé, kovové skupenství. Všechny tyto přechody jsou ale pozvolné a nenašli bychom žádnou ostrou hranici.

Barevné šířkové pásy, atmosférické mraky a bouře ilustrují dynamický systém Jupiterova počasí. Vítr zde dosahuje rychlostí 100 m/s (360 km/h). Charakter oblak se mění během hodin nebo dnů. Velká rudá skvrna je složitá anticyklóna pohybující se proti směru hodinových ručiček. Na krajích se zdá, že se materiál otočí během čtyř až šesti dní; blízko středu je pohyb nepatrný a velmi náhodný ve směru. Její stáří je nejméně 300 let a rozměr je více než dvojnásobek průměru Země. V celém pásu mračen se nachází řada dalších malých bouří a vírů.

V polárních oblastech Jupitera byly pozorovány polárních záře podobné pozemským, které jsou způsobeny nabitými částicemi vyvrženými z vulkánů na měsíci Io. Na vrcholcích mraků byly pozorovány mohutné oslňující blesky.

Jupiterův prstenec

Na rozdíl od komplikovaného a složitého systému prstenců u Saturnu, má Jupiter jednoduchý prstenec, který je složený z vnitřního halového prstence, hlavního prstence a pavučinového prstence. Podle kosmické sondy Voyager se zdál být pavučinový kroužek jako jednoduchý prstenec, ale obrázky z Galilea poskytly neočekávaný objev, že ve skutečnosti se jedná o prstence dva. Jeden kroužek je vložený uvnitř dalšího. Prstence jsou velmi tenké a jsou složeny z částeček prachu, které vznikly po rozbití meziplanetárních meteoroidů o čtyři malé vnější měsíce, Metis, Adrastea, Thebe a Amalthea. Mnoho těchto částeček dosahuje mikroskopických velikostí.

Jupiterův prstenec

Halový prstenec (nejblíže k planetě) je toroidní a rozprostírá se ve vzdálenosti 92 000 km až 122 500 km od středu Jupitera. Je vytvořen jemnými částečky prachu, který vzniká z vnitřního okraje hlavního prstence, který se částečně "drobí" a padá směrem k planetě. Hlavní a jasnější prstenec se rozprostírá od okraje halového do vzdálenosti129 000 km, skoro ke vnitřní dráze měsíce Adrastea. Poblíž dráhy měsíce Metis klesá jasnost hlavního prstence.

Dva nejasné pavučinové prstence jsou zcela stejné. Amalthea pavučinový prstenec (tak se nazývá první z nich, blíže k planetě) se rozprostírá od oběžné dráhy měsíce Adrastea k oběžné dráze měsíce Amalthea ve vzdálenosti 182 000 km od středu Jupitera. Nejasný Thebe pavučinový prstenec se rozprostírá od oběžné dráhy měsíce Amalthea k oběžné dráze měsíce Thebe ve vzdálenosti 226 000 km.

Jupiterovo prstence a měsíce se nacházejí v dosahu silného radiačního pásu elektronů a iontů chycených magnetickým polem planety.