Giove

Giove è il quinto pianeta dal Sole e di gran lunga il più grande. Giove è più del doppio di massa , come tutti gli altri pianeti combinati (la massa di Giove è 318 volte quella della Terra).

Profilo del pianeta Giove

orbita : 778.330.000 km (5,20 UA ) dal

diametro del sole : 142.984 km (equatoriale)

massa : 1.900e27 kg

Storia di Giove

Giove (aka Giove; Zeus greco ) era il re degli dei, il sovrano dell’Olimpo e il patrono dello stato romano. Zeus era il figlio di Crono (Saturno).

Giove è il quarto oggetto più luminoso nel cielo (dopo il Sole , la Luna e Venere ).

È noto fin dalla preistoria come una brillante “stella errante”.

Ma nel 1610, quando Galileo puntò per la prima volta un telescopio verso il cielo, scoprì le quattro grandi lune di Giove

Io , Europa , Ganimede e Callisto (ora conosciute come lune galileiane ) e registrò i loro movimenti avanti e indietro attorno a Giove.

 

Questa è stata la prima scoperta di un centro di movimento apparentemente non centrato sulla Terra.

E ‘stato un punto importante a favore di Copernico ‘s eliocentrica teoria dei moti dei pianeti

(insieme ad altri nuovi elementi di prova dal suo telescopio: le fasi di Venere e le montagne sulla luna ).

 

Il chiaro sostegno di Galileo alla teoria copernicana lo ha messo nei guai con l’ Inquisizione .

Oggi chiunque può ripetere le osservazioni di Galileo (senza timore di punizione 🙂 usando il binocolo o un telescopio economico.

 

Giove fu visitato per la prima volta da Pioneer 10 nel 1973 e successivamente da Pioneer 11 ,

Voyager 1 , Voyager 2 e Ulisse . L’astronave Galileo orbitò attorno a Giove per otto anni.

È ancora regolarmente osservato dal telescopio spaziale Hubble .

 

I pianeti gassosi non hanno superfici solide, il loro materiale gassoso diventa semplicemente più denso con la profondità

(i raggi e i diametri indicati per i pianeti sono per livelli corrispondenti a una pressione di 1 atmosfera).

Quello che vediamo guardando questi pianeti sono le cime delle nuvole alte nelle loro atmosfere (leggermente al di sopra del livello di 1 atmosfera).

 

Giove è composto per circa il 90% da idrogeno e per il 10% da elio (in numero di atomi, 75/25% in massa)

con tracce di metano, acqua, ammoniaca e “roccia”. Questo è molto vicino alla composizione della nebulosa solare primordiale

da cui è stato formato l’intero sistema solare. Saturno ha una composizione simile, ma Urano e Nettuno hanno molto meno idrogeno ed elio.

 

La nostra conoscenza degli interni di Giove (e degli altri pianeti gassosi) è altamente indiretta e probabilmente rimarrà tale per qualche tempo.

(I dati della sonda atmosferica di Galileo scendono solo circa 150 km al di sotto delle nuvole.)

 

Giove ha probabilmente un nucleo di materiale roccioso che ammonta a qualcosa come 10-15 masse terrestri.

 

Sopra il nucleo si trova la maggior parte del pianeta sotto forma di idrogeno metallico liquido .

Questa forma esotica del più comune degli elementi è possibile solo a pressioni superiori a 4 milioni di bar , come nel caso di Giove (e Saturno).

L’idrogeno metallico liquido è costituito da protoni ionizzati ed elettroni (come l’interno del Sole ma a temperature molto più basse).

 

Alla temperatura e alla pressione dell’idrogeno interno di Giove c’è un liquido, non un gas.

È un conduttore elettrico e la fonte del campo magnetico di Giove.

Questo strato probabilmente contiene anche elio e tracce di vari ” ghiacci “.

 

Lo strato più esterno è composto principalmente da idrogeno molecolare ordinario ed elio che è liquido all’interno e gassoso più lontano.

L’atmosfera che vediamo è solo la parte superiore di questo strato profondo.

Acqua, anidride carbonica, metano e altre molecole semplici sono presenti anche in piccole quantità.

 

Esperimenti recenti hanno dimostrato che l’idrogeno non cambia improvvisamente fase.

Pertanto gli interni dei pianeti gioviani hanno probabilmente confini indistinti tra i loro vari strati interni.

 

Si ritiene che esistano tre distinti strati di nuvole costituiti da ghiaccio di ammoniaca, idrosolfuro di ammonio e una miscela di ghiaccio e acqua.

Tuttavia, i risultati preliminari della sonda Galileo mostrano solo deboli indicazioni di nuvole

uno strumento sembra aver rilevato lo strato più in alto mentre un altro potrebbe aver visto il secondo).

Ma il punto di ingresso della sonda (a sinistra) era insolito – osservazioni telescopiche terra-based e altre recenti osservazioni

da parte della sonda Galileo suggeriscono che il punto di ingresso della sonda può anche essere stato uno dei più caldi e meno aree nuvolose su Giove in quel momento.

 

I dati della sonda atmosferica Galileo indicano anche che c’è molta meno acqua del previsto.

L’aspettativa era che l’atmosfera di Giove avrebbe contenuto circa il doppio della quantità di ossigeno

(combinato con l’abbondante idrogeno per produrre acqua) come il Sole.

Ma ora sembra che la concentrazione effettiva sia molto inferiore a quella del Sole.

Sorprendente anche l’alta temperatura e la densità delle parti più alte dell’atmosfera.

 

Giove e gli altri pianeti gassosi hanno venti ad alta velocità che sono confinati in ampie bande di latitudine.

I venti soffiano in direzioni opposte in bande adiacenti.

Lievi differenze chimiche e di temperatura tra queste bande sono responsabili delle bande colorate che

dominano l’aspetto del pianeta. Le bande di colore chiaro sono chiamate zone ; le cinture scure.

 

Le bande sono note da tempo su Giove, ma i vortici complessi nelle regioni di confine tra le bande sono stati visti per la prima volta da Voyager.

I dati della sonda Galileo indicano che i venti sono persino più veloci del previsto (oltre 400 mph) e si estendono fino a che la sonda è stata in grado di osservare;

possono estendersi per migliaia di chilometri verso l’interno. Anche l’atmosfera di Giove è stata abbastanza turbolenta.

 

Ciò indica che i venti di Giove sono guidati in gran parte dal suo calore interno piuttosto che dall’input solare come sulla Terra.

 

I colori vivaci visti nelle nuvole di Giove sono probabilmente il risultato di sottili reazioni chimiche degli oligoelementi nell’atmosfera di Giove,

che coinvolgono forse lo zolfo i cui composti assumono un’ampia varietà di colori, ma i dettagli sono sconosciuti.

 

I colori sono correlati all’altitudine della nuvola: il blu più basso, seguito dal marrone e dal bianco, con il rosso più alto.

A volte vediamo gli strati inferiori attraverso i fori in quelli superiori.

 

La Grande Macchia Rossa (GRS) è stata vista dagli osservatori terrestri per oltre 300 anni (la sua scoperta è di solito attribuita a Cassini ,

o Robert Hooke nel 17 ° secolo). Il GRS è un ovale di circa 12.000 per 25.000 km, abbastanza grande da contenere due terre.

Altri punti più piccoli ma simili sono noti da decenni. Le osservazioni a infrarossi e la direzione della sua rotazione indicano che il

GRS è una regione ad alta pressione le cui cime delle nuvole sono significativamente più alte e più fredde delle regioni circostanti.

 

Strutture simili sono state viste su Saturno e Nettuno . Non è noto come tali strutture possano persistere per così tanto tempo.

 

Giove irradia più energia nello spazio di quella che riceve dal Sole. L’interno di Giove è caldo: il nucleo è probabilmente di circa 20.000 K.

Il calore è generato dal meccanismo Kelvin-Helmholtz, la lenta compressione gravitazionale del pianeta.

(Giove NON produce energia per fusione nucleare come nel Sole; è troppo piccolo e quindi il suo interno è troppo freddo per innescare reazioni nucleari.)

 

Questo calore interno probabilmente provoca convezione in profondità negli strati liquidi di Giove ed è probabilmente responsabile del complesso i

movimenti che vediamo nelle cime delle nuvole. Saturno e Nettuno sono simili a Giove in questo senso, ma stranamente Urano non lo è.

 

Giove ha un diametro di quasi quanto un pianeta gassoso può essere. Se si aggiungesse più materiale,

verrebbe compresso per gravità in modo tale che il raggio complessivo aumenti solo leggermente.

Una stella può essere più grande solo a causa della sua fonte di calore interna (nucleare).

(Ma Giove dovrebbe essere almeno 80 volte più massiccio per diventare una stella.)

 

Giove ha un enorme campo magnetico, molto più forte di quello terrestre.

La sua magnetosfera si estende per oltre 650 milioni di km (oltre l’orbita di Saturno!).

(Si noti che la magnetosfera di Giove è tutt’altro che sferica – si estende “solo” per pochi milioni di chilometri nella direzione verso il Sole.)

 

Le lune di Giove si trovano quindi all’interno della sua magnetosfera, un fatto che potrebbe parzialmente spiegare alcune delle attività su Io .

Sfortunatamente per i futuri viaggiatori nello spazio e di grande preoccupazione per i progettisti dei veicoli spaziali Voyager e Galileo,

l’ambiente vicino a Giove contiene alti livelli di particelle energetiche intrappolate dal campo magnetico di Giove.

 

Questa “radiazione” è simile, ma molto più intensa di,Cinture Van Allen . Sarebbe immediatamente fatale per un essere umano non protetto.

La sonda atmosferica Galileo ha scoperto una nuova intensa fascia di radiazione tra l’anello di Giove e gli strati atmosferici più alti.

Questa nuova cintura è circa 10 volte più resistente delle cinture di radiazione Van Allen della Terra.

 

Sorprendentemente, anche questa nuova cintura conteneva ioni di elio ad alta energia di origine sconosciuta.

 

J upiter ha anelli come quelli di Saturno, ma molto più deboli e più piccoli (a destra).

Erano totalmente inaspettati e furono scoperti solo quando due scienziati del Voyager 1 insistettero

sul fatto che dopo aver percorso 1 miliardo di km valeva la pena dare un’occhiata per vedere se potevano essere presenti degli anelli.

Tutti gli altri pensavano che la possibilità di trovare qualcosa fosse nulla, ma eccoli lì. Fu un grande colpo di stato.

Da allora sono stati ripresi nell’infrarosso dagli osservatori terrestri e da Galileo .

 

A differenza di quelli di Saturno, gli anelli di Giove sono scuri ( albedo circa .05).

Probabilmente sono composti da grani molto piccoli di materiale roccioso.

A differenza degli anelli di Saturno, sembrano non contenere ghiaccio.

 

Le particelle negli anelli di Giove probabilmente non rimangono lì a lungo

(a causa della resistenza atmosferica e magnetica).

La navicella spaziale Galileo ha trovato prove evidenti che gli anelli sono continuamente riforniti dalla polvere formata dagli impatti

del micrometeore sulle quattro lune interne , che sono molto energiche a causa del grande campo gravitazionale di Giove.

L’anello di alone interno è ampliato dalle interazioni con il campo magnetico di Giove.

 

Nel luglio 1994, la cometa Shoemaker-Levy 9 si scontrò con Giove con risultati spettacolari (a sinistra).

Gli effetti erano chiaramente visibili anche con i telescopi amatoriali.

I detriti dalla collisione furono visibili per quasi un anno dopo con HST.

 

Quando è nel cielo notturno, Giove è spesso la “stella” più luminosa del cielo (è seconda solo a Venere, che raramente è visibile in un cielo scuro).

Le quattro lune galileiane sono facilmente visibili con il binocolo; alcune bande e il Great Red Spot possono essere visti con un piccolo telescopio astronomico.

Esistono diversi siti Web che mostrano l’attuale posizione di Giove (e degli altri pianeti) nel cielo.

Grafici più dettagliati e personalizzati possono essere creati con un programma planetario .

I satelliti di Giove

Giove ha 79 satelliti noti: le quattro grandi lune della Galilea e molte altre più piccole alcune delle quali non sono ancora state nominate:

Giove sta gradualmente rallentando a causa della resistenza delle maree prodotta dai satelliti della Galilea.

Inoltre, le stesse forze di marea stanno cambiando le orbite delle lune, spingendole molto lentamente più lontano da Giove.

Io, Europa e Ganimede sono uniti in una risonanza orbitale 1: 2: 4 e le loro orbite si evolvono insieme.

 

Anche Callisto fa quasi parte di questo. Tra poche centinaia di milioni di anni, anche Callisto sarà rinchiuso,

in orbita esattamente al doppio del periodo di Ganimede (otto volte il periodo di Io).

I satelliti di Giove prendono il nome da altre figure della vita di Zeus (soprattutto i suoi numerosi amanti).

 

Molte altre piccole lune sono state scoperte di recente ma non sono state ancora confermate o nominate ufficialmente.

Le informazioni più aggiornate su di esse sono disponibili sul sito di Scott Sheppard .