وصف موجز كوكب المشتري. الغلاف الجوي والهيكل الداخلي لكوكب المشتري. المجال المغناطيسي وحلقات على كوكب المشتري وجود الغلاف الجوي لتكوينه

>>> جو كوكب المشتري

مُجَمَّع جو المشتريهو عملاق غازي في النظام الشمسي. وصف هيكل ، هيكل الغلاف الجوي ، البقعة الحمراء العظيمة ، الصورة ، الكثافة ، الضغط.

في الواقع ، من الحماقة تحديد وجود الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، لأن هذا هو الكوكب بأكمله ، لأنه لا يحتوي على قشرة صلبة. هذه كتلة مستمرة من الهيدروجين والهيليوم مع شوائب من الغازات والهواء الأخرى. دعونا نرى كيف يبدو الغلاف الجوي لكوكب المشتري والعناصر الكيميائية الممثلة.

تكوين الغلاف الجوي لكوكب المشتري

أمامك تراكم هائل للهيدروجين (90٪). النسبة المتبقية 10٪ هي الهيليوم ، وكذلك كميات صغيرة من الميثان والأمونيا والكبريت وبخار الماء. يظهر هيكل الغلاف الجوي لكوكب المشتري في الصورة.

إذا انتقلت من الطبقات الخارجية إلى الطبقة الداخلية ، ستشعر بزيادة في درجة الحرارة والضغط. هذا هو سبب تقسيم الغازات إلى طبقات. في العمق ، يتحول الهيدروجين من غاز إلى سائل ، ويمكن أن يصبح معدنًا أيضًا.

طبقات الغلاف الجوي لكوكب المشتري

لقد حسب العلماء أن الضغط على سطح الغلاف الجوي يساوي بارًا واحدًا ، وهو ما يتوافق مع الوضع على سطح الأرض. يأتي بعد ذلك طبقة التروبوسفير (50 كم). يتم تمثيله بالأمونيا وهيدروسلفيد الأمونيوم والماء ، مما يشكل خطوطًا حمراء وبيضاء جذابة وملحوظة. يُطلق على الأبيض (الأبرد) مناطق (ارتفاع الغازات) ، والأحزمة الحمراء (تسقط الغازات).

في أغلب الأحيان ، يتم فصل هذه المناطق بواسطة تيارات الرياح ، ولكن في بعض الأحيان تتداخل هياكل السحب المجمدة مع العصابات الحمراء وتطغى عليها لفترة معينة. تمكن العلماء حتى من إصلاح المحو الدوري للشريط الجنوبي ، لكن الجزء الشمالي لا يتغير. تؤثر السحب المائية الكثيفة أيضًا على الديناميكيات. إذا ارتفعت درجة الحرارة ، تشعر بانخفاض حاد في درجة الحرارة: من -160 درجة مئوية إلى -100 درجة مئوية.

يأتي بعد ذلك طبقة الستراتوسفير (320 كم) التي تحتوي على ضباب هيدروكربوني. هنا يمكن الحفاظ على درجة الحرارة عند -100 درجة مئوية. يشبه الستراتوسفير طبقة التروبوسفير ، حيث يتم تسخينه بواسطة أشعة الشمس والحرارة الداخلية للكوكب. كلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت سرعة الحركة. تنتهي الطبقة عند نقطة يتجاوز فيها الضغط ضغط الأرض بألف مرة.

وفوقه يوجد الغلاف الحراري (1000 كم فوق السطح) مع درجة حرارة 725 درجة مئوية. هنا في القطبين يحدث الشفق. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الغلاف الحراري قادر على خلق توهج خافت يمنع سماء الليل من الانغماس تمامًا في الظلام. يتم تسخين الطبقة بواسطة جزيئات من الغلاف المغناطيسي ، وكذلك بواسطة الشمس.

في الجزء العلوي يوجد الغلاف الخارجي ، حيث تنتشر جزيئات الغاز في الفضاء الخارجي. ليس لديها تقسيم واضح.

بقعة حمراء كبيرة في جو المشتري

بفضل الخطوط الحمراء والبيضاء ، فإن كوكب المشتري مدهش في جماله. الميزة البارزة هي البقعة الحمراء العظيمة. تم اكتشافه في القرن السابع عشر. تمثل أقوى عاصفة تقع في الجانب الجنوبي من الخط الاستوائي. يمكن رؤية هذه الأعاصير من خلال التلسكوبات.

يستغرق الإعصار 6 أيام للدوران. إنه ضخم جدًا بحيث يمكن أن يتناسب بسهولة مع اثنين من الأرض. صحيح أن الدراسات الحديثة تقول أنه يمكن تقليلها.

نظرًا لأن البقعة الحمراء العظيمة أبرد من النطاق ، فيجب أن تكون أعلى في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. بينما لا توجد بيانات دقيقة عن سبب ظهور الضوء الأحمر.

بعد ثلث الطريق إلى الكوكب ، يتحول الهيدروجين إلى معدن ، مما يولد شحنات كهربائية. هذا يساعد على التحكم في المجال المغناطيسي القوي. يدور كوكب المشتري بسرعة كبيرة حول محوره (مرة كل 9.9 ساعات) ، لذلك يغذي الحقل بسهولة بالكهرباء.

المجال المغناطيسي لكوكب المشتري أكبر 20 مرة من المجال المغناطيسي للأرض. علاوة على ذلك ، يمكن لهواة الراديو سماع العواصف الكهرومغناطيسية. في بعض الأحيان تكون هذه الإشارات أقوى من الإشارات الشمسية.

على عكس الأرض ، لا يحتوي الغلاف الجوي لكوكب المشتري على طبقة متوسطة. لا يوجد سطح صلب على كوكب المشتري ، ويمر أدنى مستوى من الغلاف الجوي - طبقة التروبوسفير - بسلاسة إلى محيط الهيدروجين في الوشاح. لا توجد حدود واضحة بين السائل والغاز ، لأن درجة الحرارة والضغط عند هذا المستوى أعلى بكثير من النقاط الحرجة للهيدروجين والهيليوم. يصبح الهيدروجين سائل فوق حرج عند حوالي 12 بار.

التروبوسفير - يشمل نظامًا معقدًا من السحب والضباب ، مع طبقات من الأمونيا وهيدروسلفيد الأمونيوم والماء. يتم تنظيم غيوم الأمونيا العلوية التي لوحظت على "سطح" المشتري في نطاقات عديدة موازية لخط الاستواء وتحدها تيارات جوية قوية في المنطقة (رياح) تُعرف باسم "النفاثات". تتميز الخطوط بألوان مختلفة: تسمى الخطوط الغامقة عادةً "الأحزمة" ، وتسمى الخطوط الفاتحة "المناطق". المناطق هي مناطق التدفقات الصاعدة ذات درجة حرارة أقل من الأحزمة - مناطق التدفقات الهابطة.
أصل الهيكل المخطط والنفاث غير معروف على وجه اليقين ؛ تم اقتراح نموذجين لهذا الهيكل. يفترض نموذج السطح أن هذه ظواهر سطحية فوق مناطق داخلية مستقرة. يفترض النموذج العميق أن الخطوط والنفاثات هي مظاهر سطحية لدورة عميقة تحدث في عباءة جوفيان ، والتي تتكون من الهيدروجين الجزيئي وهي منظمة على شكل نظام من الأسطوانات.

تعود المحاولات الأولى لشرح ديناميكيات الغلاف الجوي لكوكب المشتري إلى الستينيات. كانت تستند جزئيًا إلى الأرصاد الجوية الأرضية ، وقد تم تطويرها جيدًا بحلول ذلك الوقت. كان من المفترض أن تدفقات الغلاف الجوي على المشتري تنشأ بسبب الاضطراب ، والذي بدوره يدعمه الحمل الحراري الرطب في الطبقة الخارجية من الغلاف الجوي (فوق السحب). الحمل الرطب هو ظاهرة مرتبطة بتكثف الماء وتبخره ، وهي إحدى الظواهر الرئيسية التي تؤثر على تكوين مناخ الأرض. يرتبط ظهور التدفقات في هذا النموذج بالخاصية المعروفة للاضطراب ثنائي الأبعاد - ما يسمى بالتسلسل العكسي ، حيث تندمج الهياكل المضطربة الصغيرة (الدوامات) وتشكل دوامات أكبر. نظرًا للحجم المحدود للكوكب ، لا يمكن لمثل هذه الهياكل أن تتعدى نطاقًا مميزًا ، ويسمى هذا بالنسبة للمشتري مقياس رينس. هذا بسبب تأثير موجات روسبي. الآلية هي: عندما يصل أكبر هيكل مضطرب إلى حجم معين ، تبدأ الطاقة بالتدفق إلى موجات روسبي ، وليس في هيكل أكبر ، يتوقف الشلال العكسي. على كوكب كروي سريع الدوران ، تكون علاقة التشتت لموجات روسبي متباينة الخواص ، لذا فإن مقياس رين في اتجاه المتوازيات أكبر منه في اتجاه خط الزوال. نتيجة لذلك ، يتم تشكيل هياكل واسعة النطاق ، ممتدة بالتوازي مع خط الاستواء. يبدو أن مداها الزوال هو نفس العرض الفعلي للتيارات. وهكذا ، في النماذج القريبة من السطح ، تنقل الدوامات الطاقة إلى التدفقات ، وبالتالي يجب أن تختفي. على الرغم من أن هذه النماذج تفسر بنجاح وجود العشرات من التيارات الضيقة ، إلا أنها تعاني أيضًا من أوجه قصور خطيرة. أبرزها: مع استثناءات نادرة ، يجب أن يظهر تدفق استوائي قوي في الاتجاه المعاكس لدوران الكوكب ، ويلاحظ تدفق على طول الدوران. أيضًا ، تميل التدفقات إلى أن تكون غير مستقرة ويمكن أن تنقطع من وقت لآخر. لا تشرح النماذج السطحية كيف أن التيارات المرصودة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري تنتهك معيار الاستقرار. توفر إصدارات متعددة الطبقات أكثر تطوراً من هذه النماذج نمط دوران أكثر استقرارًا ، ولكن لا تزال هناك العديد من المشكلات. في غضون ذلك ، وجد مسبار جاليليو أن رياح المشتري تمتد إلى ما دون مستوى السحب (5-7 بار) ولا تظهر أي علامة على الاختفاء إلى 22 بارًا ، مما يشير إلى أن دوران الغلاف الجوي للمشتري قد يكون عميقاً بالفعل.

نماذج سطح الغلاف الجوي لكوكب المشتري

تم اقتراح نموذج العمق الأول بواسطة Busse في عام 1976. يعتمد على نظرية تايلور برودمان المعروفة في الديناميكا المائية ، والتي تكون على النحو التالي: في أي سائل مثالي باروتروبي سريع الدوران ، يتم تنظيم التدفقات في سلسلة من الأسطوانات الموازية لمحور الدوران. من المحتمل أن يتم استيفاء شروط النظرية في الظروف الداخلية لكوكب المشتري. لذلك يمكن تقسيم عباءة الهيدروجين الخاصة بالمشتري إلى عدة أسطوانات ، يكون الدوران في كل منها مستقلاً. عند خطوط العرض تلك حيث تتقاطع الحدود الخارجية والداخلية للأسطوانات مع السطح المرئي للكوكب ، تتشكل التدفقات وتظهر الأسطوانات نفسها كمناطق وأحزمة. يشرح النموذج العميق بسهولة التدفق الموجه على طول دوران الكوكب عند خط استواء المشتري. الطائرات مستقرة ولا تخضع لمعيار الاستقرار ثنائي الأبعاد. ومع ذلك ، فإن النموذج يعاني من مشكلة: فهو يتنبأ بعدد صغير جدًا من الطائرات العريضة. النمذجة الواقعية ثلاثية الأبعاد ليست ممكنة بعد ، والنماذج المبسطة المستخدمة لتأكيد الدوران العميق قد تفقد جوانب مهمة من الديناميكا المائية لكوكب المشتري. أحد النماذج التي نُشرت في عام 2004 أعاد إنتاج بنية النطاق النفاث للغلاف الجوي لكوكب المشتري بشكل معقول. وفقًا لهذا النموذج ، فإن غطاء الهيدروجين الخارجي أرق من النماذج الأخرى ، وكان فقط 10٪ من نصف قطر الكوكب ، بينما في النماذج القياسية لكوكب المشتري يتراوح بين 20 و 30٪. مشكلة أخرى هي العمليات التي يمكن أن تدفع الدوران العميق. من الممكن أن تكون التيارات العميقة ناتجة عن قوى قريبة من السطح ، مثل الحمل الحراري الرطب ، أو الحمل الحراري العميق للكوكب بأكمله ، مما يزيل الحرارة من أعماق كوكب المشتري. أي من هذه الآليات أكثر أهمية لا يزال غير واضح.

نماذج العمق من الغلاف الجوي لكوكب المشتري

تحدث مجموعة متنوعة من الظواهر النشطة في الغلاف الجوي للمشتري ، مثل عدم استقرار النطاق والدوامات (الأعاصير والأعاصير المضادة) والعواصف والبرق. تبدو الدوامات كبقع كبيرة حمراء وبيضاء وبنية (بيضاوية). أكبر نقطتين ، البقعة الحمراء العظيمة (GRS) و BA البيضاوي ، ذات لون ضارب إلى الحمرة. هم ، مثل معظم المواقع الكبيرة الأخرى ، هي الأعاصير المضادة. عادة ما تكون الأضداد الصغيرة بيضاء. من المفترض أن عمق الدوامات لا يتجاوز عدة مئات من الكيلومترات.

يقع BKP في نصف الكرة الجنوبي ، وهو أكبر دوامة معروفة في النظام الشمسي. يمكن لهذه الدوامة أن تأوي العديد من الكواكب بحجم الأرض وهي موجودة منذ 350 عامًا على الأقل. البيضاوي BA ، التي تقع جنوب BKP وهي أصغر بثلاث مرات من الأخيرة ، هي بقعة حمراء تشكلت في عام 2000 عندما اندمجت ثلاثة أشكال بيضاوية بيضاء.

تستمر العواصف القوية مع العواصف الرعدية في الغضب على كوكب المشتري. العاصفة هي نتيجة الحمل الحراري الرطب في الغلاف الجوي المرتبط بتبخر وتكثف الماء. وهي مناطق ذات حركة تصاعدية قوية للهواء ، مما يؤدي إلى تكوين غيوم مشرقة وكثيفة. تتشكل العواصف بشكل رئيسي في مناطق الحزام. تصريفات البرق على كوكب المشتري أقوى بكثير منها على الأرض ، ولكن يوجد عدد أقل منها ، لذا فإن متوسط ​​مستوى نشاط البرق قريب من مستوى الأرض.

تم الحصول على معلومات حول حالة الغلاف الجوي العلوي بواسطة مسبار غاليليو أثناء هبوطه في الغلاف الجوي لكوكب المشتري.

نظرًا لأن الحد الأدنى للغلاف الجوي غير معروف تمامًا ، فإن مستوى الضغط البالغ 10 بار ، 90 كم تحت ضغط 1 بار ، مع درجة حرارة حوالي 340 كلفن ، يعتبر قاعدة طبقة التروبوسفير. في الأدبيات العلمية ، عادة ما يتم اختيار مستوى ضغط 1 بار كنقطة الصفر لارتفاعات "سطح" المشتري. كما هو الحال على الأرض ، فإن المستوى العلوي من الغلاف الجوي - الغلاف الخارجي - ليس له حدود محددة جيدًا. تنخفض كثافته تدريجياً ، ويمر الغلاف الخارجي بسلاسة في الفضاء بين الكواكب على بعد حوالي 5000 كم من "السطح".

تكمن طبقات السحب على عمق أكبر من المتوقع ، بما في ذلك سحب الأمونيا الثقيلة ، وفقًا لبيانات مركبة الفضاء جونو. وبدلاً من أن تكون الأمونيا محصورة في الطبقات العليا من السحب ، يبدو أن الأمونيا تتركز بشكل أعمق بكثير ، على أعماق تصل إلى 350 كيلومترًا. تم تسجيل توقيع الأمونيا بين السحب السطحية (التي تبدأ على عمق 100 كم) ومنطقة الحمل الحراري (500 كم). على الصورة:باستخدام مقياس إشعاع الميكروويف JIRAM ، وجد العلماء أن الغلاف الجوي لكوكب المشتري متغير حتى 350 كيلومترًا على الأقل. يظهر هذا في الشكل الداخلي على الجانب ، البرتقالي يعني ارتفاع الأمونيا والأزرق يعني انخفاض. يبدو أن هناك حزامًا من الأمونيا المرتفعة على طول خط استواء كوكب المشتري ، مما يتعارض مع توقعات العلماء لتوزيعه بالتساوي.

جو كوكب المشتري

الاختلافات الرأسية في درجات الحرارة في الغلاف الجوي لجوفيان مماثلة لتلك الموجودة على الأرض. تنخفض درجة حرارة التروبوسفير مع الارتفاع حتى تصل إلى حد أدنى يسمى التروبوبوز ، وهو الحد الفاصل بين طبقة التروبوسفير والستراتوسفير. على كوكب المشتري ، يقع التروبوبوز على ارتفاع حوالي 50 كم فوق السحب المرئية (أو مستوى 1 بار) ، حيث يكون الضغط ودرجة الحرارة قريبين من 0.1 بار و 110 كلفن حوالي 320 كم و 1 ملي بار. في الغلاف الحراري ، تستمر درجة الحرارة في الارتفاع ، لتصل في النهاية إلى 1000 كلفن عند حوالي 1000 كم وضغط 1 نانوبار.

يتميز تروبوسفير كوكب المشتري ببنية معقدة من السحب. تتكون السحب العلوية ، الواقعة عند مستوى ضغط 0.6-0.9 بار ، من جليد الأمونيا. من المفترض أن توجد طبقة سفلية من السحب تتكون من هيدرو كبريتيد الأمونيوم (أو كبريتيد الأمونيوم) (بين 1-2 بار) والماء (3-7 بار). هذه بالتأكيد ليست غيومًا من الميثان ، لأن درجة الحرارة مرتفعة جدًا بحيث لا يمكن تكثيفها. تشكل السحب المائية الطبقة الأكثر كثافة من السحب ولها تأثير قوي على ديناميكيات الغلاف الجوي. هذا ناتج عن حرارة التكثيف العالية للماء ومحتواه العالي في الغلاف الجوي مقارنة بالأمونيا وكبريتيد الهيدروجين (الأكسجين عنصر كيميائي أكثر شيوعًا من النيتروجين أو الكبريت).

مثال على سحب الأمونيا على كوكب المشتري التقطت هذه الصورة لعاصفة هائلة في نصف الكرة الشمالي للمشتري خلال التحليق التاسع لكوكب المشتري في 24 أكتوبر 2017 في الساعة 10:32 بتوقيت المحيط الهادئ من مسافة 10108 كيلومترات من عملاق الغاز. تدور العاصفة عكس اتجاه عقارب الساعة مع اختلاف كبير في الارتفاع. توجد الغيوم الداكنة في الصورة أعمق في الغلاف الجوي من نظيراتها الأكثر إشراقًا. في بعض أماكن أذرع العاصفة ، تظهر غيوم صغيرة خفيفة ، تلقي بظلالها على الآفاق السفلية (تضيء الشمس المنطقة على اليسار). يتراوح عرض السحب الساطعة وظلالها من 7 إلى 12 كيلومترًا تقريبًا. من المتوقع أن تتكون من بلورات الأمونيا الجليدية ، والتي من المحتمل أن تكون مختلطة مع جليد الماء.

جو كوكب المشتري

توجد طبقات ضباب مختلفة في التروبوسفير (200-500 ملي بار) وطبقة الستراتوسفير (10-100 ملي بار) فوق طبقة السحب الرئيسية. وتتكون الأخيرة من هيدروكربونات عطرية ثقيلة متعددة الحلقات أو هيدرازين ، والتي تتشكل في الستراتوسفير (1-100 ميكروبار) تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الشمسية على الميثان أو الأمونيا. تبلغ وفرة الميثان بالنسبة للهيدروجين الجزيئي في الستراتوسفير 10-4 ، بينما تبلغ نسبة الهيدروكربونات الأخرى ، مثل الإيثان والأسيتيلين ، إلى الهيدروجين الجزيئي حوالي 10 -6.
يقع الغلاف الحراري لكوكب المشتري عند مستوى ضغط أقل من 1 ميكروبار ويتميز بظواهر مثل توهج الغلاف الجوي والشفق القطبي والأشعة السينية. ضمن هذا المستوى من الغلاف الجوي ، تشكل الزيادة في كثافة الإلكترونات والأيونات طبقة الأيونوسفير. لم يتم شرح أسباب غلبة درجات الحرارة المرتفعة (800-1000 كلفن) في الغلاف الجوي بشكل كامل ؛ لا تتنبأ النماذج الحالية بدرجات حرارة أعلى من 400 كلفن ، وقد يكون هذا بسبب امتزاز الإشعاع الشمسي عالي الطاقة (الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة السينية) ، أو تسخين الجسيمات المشحونة من التسارع في الغلاف المغناطيسي للمشتري ، أو تشتت موجات الجاذبية المنتشرة إلى أعلى.

في خطوط العرض والأقطاب المنخفضة ، يعتبر الغلاف الحراري والغلاف الخارجي من مصادر الأشعة السينية ، والتي تمت ملاحظتها لأول مرة من قبل مرصد أينشتاين في عام 1983. الجسيمات النشطة من الغلاف المغناطيسي للمشتري هي المسؤولة عن الأشكال البيضاوية الشفقية الساطعة التي تحيط بالقطبين. على عكس نظائرها الأرضية ، والتي تظهر فقط أثناء العواصف المغناطيسية ، يتم ملاحظة الشفق القطبي في الغلاف الجوي لكوكب المشتري باستمرار. الغلاف الحراري لكوكب المشتري هو المكان الوحيد خارج الأرض حيث تم العثور على أيون ثلاثي الذرات (H 3 +). يتسبب هذا الأيون في انبعاث قوي للأشعة تحت الحمراء المتوسطة بأطوال موجية تتراوح بين 3 و 5 ميكرومتر ويعمل كمبرد رئيسي للغلاف الحراري.

التركيب الكيميائي

تمت دراسة الغلاف الجوي لكوكب المشتري بشكل كامل بالنسبة للأجواء الأخرى للعمالقة الغازية ، حيث تم فحصه مباشرة بواسطة مركبة هبوط جاليليو ، والتي تم إطلاقها في الغلاف الجوي لكوكب المشتري في 7 ديسمبر 1995. ومن مصادر المعلومات أيضًا أرصاد مرصد الفضاء بالأشعة تحت الحمراء (ISO) ، والمسبارات بين الكواكب غاليليو وكاسيني ، فضلاً عن البيانات المستمدة من عمليات الرصد الأرضية.

يتكون الغلاف الغازي المحيط بالمشتري في الغالب من جزيئات الهيدروجين والهيليوم. المقدار النسبي للهيليوم هو 0.157 ± 0.0036 بالنسبة للهيدروجين الجزيئي من حيث عدد الجزيئات وكسر كتلته ، 0.234 ± 0.005 ، وهو أقل قليلاً من القيمة الأولية في النظام الشمسي. السبب في ذلك ليس واضحًا تمامًا ، ولكن نظرًا لكونه أكثر كثافة من الهيدروجين ، يمكن أن يتكثف معظم الهيليوم في قلب المشتري. يحتوي الغلاف الجوي أيضًا على العديد من المركبات البسيطة ، مثل الماء والميثان (CH 4) وكبريتيد الهيدروجين (H 2S) والأمونيا (NH 3) والفوسفين (PH 3). تشير وفرتها النسبية في طبقة التروبوسفير العميقة (أقل من 10 بار) إلى أن الغلاف الجوي للمشتري أغنى بمقدار 3-4 مرات في الكربون والنيتروجين والكبريت وربما الأكسجين من الشمس. يتجاوز عدد الغازات النبيلة ، مثل الأرجون والكريبتون والزينون ، عدد الغازات الموجودة على الشمس (انظر الجدول) ، بينما من الواضح أن النيون أقل. المركبات الكيميائية الأخرى ، arsine (AsH 3) و German (GeH 4) ، موجودة فقط بكميات ضئيلة. يحتوي الغلاف الجوي العلوي لكوكب المشتري على كميات صغيرة نسبية من الهيدروكربونات البسيطة: الإيثان والأسيتيلين والداي أسيتيلين ، والتي تتشكل تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية الشمسية والجسيمات المشحونة القادمة من الغلاف المغناطيسي للمشتري. يُعتقد أن ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون والماء في الغلاف الجوي العلوي يدين بوجودها للتأثيرات على الغلاف الجوي لكوكب المشتري من مذنبات مثل Comet Shoemaker-Levy 9. لا يمكن أن يأتي الماء من طبقة التروبوسفير لأن التروبوبوز يعمل كمصيدة باردة بشكل فعال. يمنع ارتفاع المياه إلى مستوى الستراتوسفير.

عنصر	شمس	كوكب المشتري / الشمس
		3.6 ± 0.5 (8 بار) 3.2 ± 1.4 (9-12 بار)
		0.033 ± 0.015 (12 بار) 0.19-0.58 (19 بار)
انتشار العناصر في النسبة مع الهيدروجين على كوكب المشتري والشمس

موقف سلوك	شمس	كوكب المشتري / الشمس
		0.0108 ± 0.0005
		2.3 ± 0.3 * 10 -3 (0.08-2.8 بار)
	1.5 ± 0.3 * 10 -4	1.66 ± 0.05 * 10 -4
	3.0 ± 0.17 * 10-5	2.25 ± 0.35 * 10 -5
نسبة النظائر على المشتري والشمس

أدت الملاحظات الأرضية ، وكذلك الملاحظات من المركبات الفضائية ، إلى تحسين المعرفة بنسبة النظائر في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. اعتبارًا من يوليو 2003 ، القيمة المقبولة للكمية النسبية للديوتيريوم هي (2.25 ± 0.35) * 10 -5 ، وهي على الأرجح القيمة الأصلية للسديم الأولي الذي تشكل منه النظام الشمسي. نسبة نظائر النيتروجين 15 نيوتن و 14 نيوتن في الغلاف الجوي للمشتري هي 2.3 * 10 -3 ، وهي أقل بمقدار الثلث من الغلاف الجوي للأرض (3.5 * 10 -3). الاكتشاف الأخير مهم بشكل خاص ، حيث أن النظريات السابقة لتشكيل النظام الشمسي اعتقدت أن القيم الأرضية لنظائر النيتروجين كانت بدائية.
على عكس غيوم الأرض التي تتكون فقط من الماء ، تحتوي غيوم كوكب المشتري على مركبات مختلفة من الهيدروجين والكربون والنيتروجين والأكسجين والكبريت والفوسفور. يتم تحديد تكوينها عن طريق الضغط ودرجة الحرارة والإضاءة والحركات الجوية. من المعروف منذ فترة طويلة أن الأمونيا (NH 3) والميثان (CH 4) موجودة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، حيث تحتوي جزيئاتها على الكثير من الهيدروجين. لكن الأمونيا والميثان وبخار الماء وهيدروسلفيد الأمونيوم (NH 3 H 2 S) كلها مكونات صغيرة من جزء الغلاف الجوي للمشتري الذي يمكن دراسته. لاحظ أن العصابات القوية من بخار الأمونيا المتأصل في كوكب المشتري بالكاد يمكن ملاحظتها حول زحل ، بينما لا يمتلكها أورانوس ونبتون على الإطلاق ، حيث يتم تجميد جميع الأمونيا في أعماق طبقاتها السحابية. من ناحية أخرى ، تصبح نطاقات الميثان لهذه الكواكب واسعة جدًا وتحتل جزءًا كبيرًا من الطيف في الجزء الأحمر والأزرق ، مما يعطي هذه الكواكب لونًا أخضر مزرقًا.
على مستوى السحابة لكوكب المشتري ، يكون محتوى بخار الماء 1.5 * 10 -3 ، والميثان 8.3 * 10 -3 ، وهيدروسلفيد الأمونيوم في المرحلة الغازية 2.8 * 10 -5 ، والأمونيا 1.7 * 10-4. في الوقت نفسه ، يكون محتوى الأمونيا متغيرًا ويعتمد على الارتفاع. هو الذي يشكل الغطاء السحابي المرئي ؛ تعتمد درجة حرارة تكثيفها على الضغط وهي 130-200 كلفن ، والتي تتزامن في المتوسط ​​مع ما يتم ملاحظته على مستوى السحابة. عند درجة حرارة 165 كلفن ، يكون ضغط الأمونيا فوق بلورات جليد الأمونيا 1.9 ملي بار ، ويتضاعف عند 170 كلفن لتكثيف الميثان عند نفس الضغوط ، يلزم الحصول على درجة حرارة أقل بكثير ، 79 كلفن. لذلك ، الميثان في الغلاف الجوي للمشتري في مرحلة صلبة ، على ما يبدو لا يتكثف.
في السحب ، جنبًا إلى جنب مع البلورات ، يجب أن تكون قطرات الأمونيا السائلة موجودة. لون الغيوم بمثل هذا الخليط أبيض مع مسحة صفراء خفيفة مميزة للمناطق. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى بعض عوامل التلوين الأخرى لشرح تدرجات اللون الأحمر والبني للأحزمة. على ما يبدو ، الفوسفين (PH 3) - مركب غازي من الفوسفور مع الهيدروجين ، ومحتواه حوالي 6 * 10 -7 ، يعطي الأحزمة بعض ظلال الألوان. عند درجات حرارة من 290 إلى 600 كلفن ، يتحلل مع إطلاق الفوسفور الأحمر. على العكس من ذلك ، في درجات الحرارة المنخفضة ، يتحد الفوسفور مع الهيدروجين. يمكن أن يرتبط لون السحب أيضًا بعديد كبريتيد الهيدروجين والأمونيوم والكبريت. تتضمن قائمة الغازات الموجودة في الغلاف الجوي للمشتري أيضًا الإيثان والأسيتيلين وكمية صغيرة من حمض الهيدروسيانيك (HCN).
يجب أن نتذكر أن السطح المرئي للسحب عبارة عن طبقة رقيقة ، فقط بضع عشرات من الكيلومترات. تحت غيوم الأمونيوم البلورية توجد طبقات أخرى: من كبريتات الأمونيوم ، محلول مائي من الأمونيا ، من بلورات جليد الماء ، وأخيراً من قطرات الماء.

المناطق والأحزمة والدوامات

ينقسم السطح المرئي للمشتري إلى عدة نطاقات موازية لخط الاستواء. هناك نوعان من العصابات: المناطق الفاتحة نسبيًا والعصابات المظلمة. تمتد المنطقة الاستوائية الواسعة (EZ) تقريبًا بين خطي عرض 7 درجات جنوبا و 7 درجات شمالا. أعلى وأسفل المنطقة الاقتصادية هي الأحزمة الاستوائية الشمالية والجنوبية (NEB و SEB) الممتدة إلى 18 درجة شمالاً و 18 درجة جنوباً على التوالي. تقع المناطق الاستوائية الشمالية والجنوبية (NtrZ و STrZ) بعيدًا عن خط الاستواء. يستمر هذا التناوب المستمر للأحزمة والمناطق حتى 50 درجة جنوبًا و شمالًا ، حيث تصبح مظاهرها المرئية أقل وضوحًا إلى حد ما. من المحتمل أن تستمر الأحزمة حتى 80 درجة شمالاً أو جنوباً باتجاه القطبين.

يكمن الاختلاف في اللون بين المناطق والأحزمة في الاختلافات بين عتامة السحب. تكون تركيزات الأمونيا أعلى في المناطق ، مما ينتج عنه سحب كثيفة من جليد الأمونيا على ارتفاعات أعلى ، مما يجعل المناطق أكثر إشراقًا. من ناحية أخرى ، تكون سحب الحزام أرق وتقع على ارتفاعات منخفضة. يكون التروبوسفير العلوي أكثر برودة في المناطق وأكثر دفئًا في الأحزمة. إن الطبيعة الدقيقة للمواد التي تجعل مناطق وأحزمة كوكب المشتري "ملونة" غير معروفة ، ولكنها قد تحتوي على مركبات معقدة من الكبريت والفوسفور والكربون.

أحزمة كوكب المشتري تحدها تدفقات جوية منطقية (رياح) ، والتي تسمى "الطائرات النفاثة". النفاثات التي تتحرك غربًا (حركة رجعية) تُلاحظ عادةً عند الانتقال من مناطق إلى أحزمة (أبعد من خط الاستواء) ، بينما تُلاحظ عادةً تلك التي تتحرك باتجاه الشرق (حركة عادية) عند الانتقال من الأحزمة إلى المناطق. تشير نماذج الغلاف الجوي لكوكب المشتري إلى أن رياح المنطقة تنخفض في سرعة الحزام وتزيد في المناطق من خط الاستواء إلى القطبين. لذلك ، يكون تدرج الرياح في الأحزمة إعصاريًا ، وفي المناطق يكون معادًا للدوامات. المنطقة الاستوائية هي استثناء من القاعدة ، حيث توجد حركة قوية للطائرات إلى الشرق ، والحد الأدنى المحلي لسرعة الرياح يقع بالضبط على خط الاستواء. سرعة النفاثات على كوكب المشتري عالية جدًا ، حيث تصل في بعض الأماكن إلى 100 م / ث. تتوافق هذه السرعة مع سحب الأمونيا الموجودة في نطاق ضغط يبلغ 0.7-1 بار. النفاثات التي تدور في نفس اتجاه المشتري أقوى من تلك التي تدور في اتجاه (رجعي). الأبعاد الرأسية للطائرات غير معروفة. تموت رياح المنطقة على ارتفاع يساوي 2-3 درجات ارتفاع فوق السحب. في الوقت نفسه ، تزداد سرعة الرياح أسفل مستوى السحابة بشكل طفيف وتظل ثابتة حتى مستوى ضغط يبلغ 22 بارًا - وهو أقصى عمق وصلت إليه مركبة هبوط جاليليو.

تمثيل تخطيطي لموقع نطاقات سحابة المشتري ، تم تحديدها من خلال الاختصارات الرسمية. تقع البقعة الحمراء العظيمة و BA البيضاوي في المناطق المدارية الجنوبية والمناطق المعتدلة الجنوبية ، على التوالي. ينقسم جو كوكب المشتري إلى مناطق وأحزمة ، ولكل منها اسمها الخاص ولها خصائصها المميزة. تبدأ من المناطق القطبية الجنوبية والشمالية ، والتي تمتد من القطبين إلى حوالي 40-48 درجة شمالاً / جنوبًا. عادة ما تكون هذه المناطق الرمادية المزرقة عديمة الملامح. المنطقة الشمالية الشمالية المعتدلةنادرًا ما تظهر تفاصيل جديرة بالملاحظة أكثر من المناطق القطبية بسبب التعتيم ورؤية المنظور والانتشار العام للمناطق الجديرة بالملاحظة. حيث المنطقة الشمالية الشمالية المعتدلة(NNTB) هو الحزام المميز في أقصى الشمال ، على الرغم من أنه "يختفي" في بعض الأحيان. تميل الاضطرابات إلى أن تكون طفيفة وقصيرة العمر. المنطقة الشمالية الشمالية المعتدلةهو أكثر وضوحا ، لكنه هادئ بشكل عام. في بعض الأحيان يتم ملاحظة أحزمة ومناطق ثانوية أخرى في المنطقة. المنطقة الشمالية المعتدلةيقع عند خطوط عرض يسهل الوصول إليها من الأرض وبالتالي لديه سجل ممتاز من الملاحظات. كما أنها تتميز بوجود أقوى نفاثة اتجاهية عادية على الكوكب ، والتي تشكل الحدود الجنوبية. المنطقة الشمالية المعتدلة(NTB). يختفي NTB مرة واحدة كل عقد تقريبًا (حدث هذا فقط أثناء مرور كل من Voyagers) ، لذلك يتم توصيله مؤقتًا المنطقة الشمالية المعتدلة(NTZ) و المنطقة الاستوائية الشمالية(NTropZ). بقية الوقت ، تكون NTZ عبارة عن شريط ضيق نسبيًا يمكن من خلاله التمييز بين المكونات الشمالية والجنوبية. المنطقة الاستوائية الشماليةيشمل نتروبزو الحزام الاستوائي الشمالي(NEB). عادةً ما يكون NTropZ مستقرًا جدًا في التلوين ، أي تغيير تقريبًا ناتج عن نشاط التدفق الجنوبي في NTB. مثل NTZ ، يتم تقسيمها أحيانًا إلى شريط ضيق - NTropB. في حالات نادرة ، تحدث "بقع حمراء صغيرة" في الجزء الجنوبي من NTropZ. كما يوحي الاسم ، فهي المكافئات الشمالية للبقعة الحمراء العظيمة. على عكس BKP ، فإنها تميل إلى الحدوث في أزواج وتكون قصيرة العمر ، حوالي عام في المتوسط ​​؛ العديد منهم كانوا موجودين في وقت رحلة بايونير 10. الحزام الاستوائي الشمالي (NEB)- أحد أكثر الأحزمة نشاطًا على وجه الأرض. يتميز بوجود أضداد ("أشكال بيضاوية بيضاء") وأعاصير ("أشكال بيضاوية بنية") ، وعادة ما تتشكل الأعاصير في اتجاه الشمال ؛ مثل NTropZ ، فإن معظم هذه التشكيلات البارزة لا تدوم طويلاً. مثل الحزام الاستوائي الجنوبي (SEB) ، أحيانًا "يسقط" NEB و "يولد من جديد". يحدث هذا مرة كل 25 عامًا تقريبًا. المنطقة الاستوائية (EZ)- واحدة من أكثر مناطق الغلاف الجوي الكوكبي استقرارًا. على طول الحواف الشمالية للمنطقة الشرقية ، يتحرك نوع من "الريش" جنوب غرب منطقة NEB ، ويقتصر على المناطق المظلمة الدافئة (في الأشعة تحت الحمراء) والمعروفة باسم "الإكليل" (النقاط الساخنة). على الرغم من أن الحدود الجنوبية للمنطقة الاقتصادية الخالصة عادة ما تكون ثابتة ، إلا أن الملاحظات من أواخر القرن التاسع عشر إلى أوائل القرن العشرين تظهر أن "نمطها" قد تغير بشكل كبير منذ ذلك الحين. يختلف لون EZ بشكل كبير ، من الأبيض إلى المغرة ، أو حتى الأحمر النحاسي ؛ في بعض الأحيان يتم تمييز شريط استوائي (EB) بداخله. تتحرك سمات الغلاف الجوي والغيوم في المنطقة الاقتصادية الخالصة بالنسبة إلى خطوط العرض الأخرى عند حوالي 390 كم / ساعة. المنطقة الاستوائية الجنوبيةيشمل الحزام الاستوائي الجنوبي(SEB) و المناطق الاستوائية الجنوبية. هذه هي المنطقة الأكثر نشاطًا على هذا الكوكب إلى حد بعيد ، كما أنها تستضيف أقوى طائرة رجعية على هذا الكوكب. عادةً ما يكون SEB هو أعرض وأغمق حزام على كوكب المشتري ؛ ومع ذلك ، يتم تقسيمها في بعض الأحيان من قبل منطقة (SEBZ) وتميل إلى الاختفاء كل 3-15 سنة قبل الظهور مرة أخرى ؛ تُعرف هذه الظاهرة باسم "دورة نهضة SEB". بعد أسابيع قليلة أو أشهر من اختفاء الحزام ، تتشكل بقعة بيضاء في مكانه ، تقذف مادة بنية داكنة ، تشدها رياح كوكب المشتري إلى حزام جديد. كانت آخر مرة فُقد فيها الحزام في مايو 2010. من بين الأشياء الأخرى ، الميزة المميزة لـ SEB هي السلسلة الطويلة من الأعاصير التي أنشأتها Great Red Spot. مثل NTropZ ، ستروبز- واحدة من أكثر المناطق المرئية على هذا الكوكب ؛ ليس فقط BKP موجودًا فيه ، ولكن في بعض الأحيان يمكنك أيضًا رؤيته الاضطراب الاستوائي الجنوبي(STropD) - منطقة داخل المنطقة تتميز بالاستقرار النسبي والمتانة ؛ أطول فترة من وجودها - من 1901 إلى 1939. المنطقة الجنوبية المعتدلة، أو المنطقة الجنوبية المعتدلة(STB) هو حزام مختلف ، مظلم ، مرئي للغاية ، أكبر من NTB. حتى مارس 2000 ، كانت أبرز سماته هي "الأشكال البيضاوية" طويلة العمر BC و DE و FA ، والتي اندمجت الآن في Oval BA ("Red Junior"). كانت الأشكال البيضاوية في الواقع جزءًا من المنطقة المعتدلة الجنوبية ، لكنها اتسعت على طول الطريق إلى STB ، مما أدى إلى تحديدها جزئيًا. اختفى STB من حين لآخر ، على ما يبدو بسبب التفاعلات المعقدة بين الأشكال البيضاوية البيضاء و BKP. المنطقة الجنوبية المعتدلة(STZ) - المنطقة التي تنشأ فيها الأشكال البيضاوية البيضاء متغيرة للغاية. هناك العديد من المناطق الرائعة من الغلاف الجوي على كوكب المشتري والتي يصعب الوصول إليها من أجل الرصدات الأرضية. يصعب تمييز المنطقة المعتدلة الجنوبية أكثر من NNTR - يصعب رؤية تفاصيلها دون استخدام التلسكوبات الأرضية الكبيرة والمركبات الفضائية. العديد من المناطق والأحزمة مؤقتة ولا يمكن ملاحظتها دائمًا ، مثل الحزام الاستوائي (EB) ومنطقة الحزام الاستوائي الشمالي (NEBZ ، المنطقة البيضاء مع الحزام) ومنطقة الحزام الاستوائي الجنوبي (SEBZ). يتم تقسيم العصابات أحيانًا حسب اضطرابات الغلاف الجوي المختلفة. عندما يتم تقسيم منطقة أو حزام إلى أجزاء بواسطة نوع من الاضطراب ، تتم إضافة N أو S لإبراز المكون الشمالي أو الجنوبي للمنطقة أو الحزام ، مثل NEB (N) و NEB (S). يتأثر نسيج الغيوم ، النموذجي للأحزمة والمناطق ، أحيانًا بسبب الاضطرابات الجوية (الاضطرابات). يُطلق على أحد هذه الاضطرابات المستقرة وطويلة العمر بشكل خاص في المنطقة الاستوائية الجنوبية " الاضطرابات الاستوائية الجنوبية»(STD). يمثل تاريخ الملاحظة واحدة من أطول فترات وجود الأمراض المنقولة بالاتصال الجنسي ، حيث يمكن تمييزها بوضوح من عام 1901 إلى عام 1939. لاحظ بيرسي ب. مولسورث الاضطراب لأول مرة في 28 فبراير 1901. أدى الاضطراب إلى تعتيم جزئي لـ STZ الساطع بشكل طبيعي. منذ ذلك الحين ، لوحظت العديد من الاضطرابات المماثلة في المنطقة الاستوائية الجنوبية.

جو كوكب المشتري

أصل "البنية الشريطية" لسحب المشتري ليس واضحًا تمامًا ، لكن الآليات التي تتحكم فيه تشبه خلية هادلي الأرضية. أبسط تفسير هو أن المناطق هي أماكن للارتفاع في الغلاف الجوي ، والأحزمة هي مظاهر الانحدار. في هذه المناطق ، يتوسع الهواء المخصب بالأمونيا ، ويبرد ، مكونًا غيومًا عالية وكثيفة. في الأحزمة ، يغرق الهواء وتسخن بدرجة حرارة ثابتة ، وتتبخر غيوم الأمونيا البيضاء ، لتكشف عن الغيوم الداكنة بالأسفل. موقع وعرض النطاقات على كوكب المشتري مستقران ونادرًا ما تغيرتا خلال الفترة من الثمانينيات إلى العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. أحد الأمثلة على التغيير هو انخفاض طفيف في سرعة النفاثة القوية باتجاه الشرق بين المناطق الاستوائية الشمالية والمناطق المعتدلة الشمالية بمقدار 23 درجة شمالاً. ومع ذلك ، تتغير الخطوط في اللون وكثافة الألوان بمرور الوقت.

ديناميات الغلاف الجوي

منذ عام 1966 ، عُرف أن كوكب المشتري يشع حرارة أكثر بكثير مما يتلقاه من الشمس. من المفترض أن النسبة بين الطاقة الإشعاعية للكوكب والإشعاع الشمسي المستلم تساوي تقريبًا 1.67 ± 0.09. يبلغ التدفق الحراري الداخلي للمشتري 5.44 ± 0.43 واط / م 2 ، بينما يبلغ إجمالي القدرة المشعة 335 ± 26 PW. القيمة الأخيرة هي حوالي واحد من المليار من إجمالي الطاقة التي تشعها الشمس.
أظهر قياس التدفقات الحرارية المنبعثة من كوكب المشتري أنه لا توجد اختلافات عمليا بين المناطق القطبية والاستوائية وجانبي النهار والليل. يلعب الإمداد الحراري دورًا مهمًا في هذا بسبب التأفق - نقل الغاز في الحركات الأفقية للغلاف الجوي. على خلفية الهيكل المنظم للأحزمة والمناطق والدوامات والأعمدة ، لوحظ تدفق سريع للغاز - رياح تصل سرعتها إلى 120 م / ث. إذا أخذنا في الاعتبار السعة الحرارية الكبيرة للهيدروجين ، فلن يكون ثبات درجة الحرارة في مناطق مختلفة من الكوكب مفاجئًا.
إن سبب الدوران القوي الذي يوصل الحرارة إلى الطبقة السحابية هو بلا شك تدفق الحرارة المنبعث من أحشاء الكوكب. في العديد من الأوراق العلمية ، يمكن للمرء أن يقرأ أن طاقة إضافية في أعماق كوكب المشتري والكواكب العملاقة الأخرى يتم إطلاقها نتيجة لانضغاطها البطيء للغاية ؛ علاوة على ذلك ، تظهر الحسابات أنه يكفي لهذا ضغط الكوكب بالمليمترات في السنة. ومع ذلك ، فإن المعلومات حول هيكل المشتري لا تدعم هذه الفرضية.
يتيح تحليل حركة المركبات الفضائية في مجال الجاذبية للكوكب الحكم على بنية أحشاءها وحالة المادة. تظهر حركة المركبات أن هذا كوكب غاز-سائل ، يتكون من خليط من الهيدروجين والهيليوم ، وأنه ليس له سطح صلب. شكل كوكب المشتري مثالي رياضيًا ، والذي يمكن أن يكون كوكبًا سائلًا فقط. لحظة القصور الذاتي بلا أبعاد لها قيمة منخفضة للغاية: 0.254. يشير هذا إلى تركيز عالٍ للكتلة في مركز الكوكب. جزء كبير من جوهرها في حالة سائلة. اللب السائل غير قابل للضغط عمليا. يمكن أن يكون مصدر تدفق الحرارة هو الحرارة المنبعثة أثناء تكوين الكوكب (قبل 4.5 مليار سنة) ، المخزنة في قلب كوكب المشتري وأصدافه.
هناك أدلة على أنه في المراحل الأولى من التطور ، أطلق كوكب المشتري تيارات ضخمة من الطاقة في الفضاء. استقبلت أقمار كوكب المشتري الجليل ، الواقعة بالقرب من كوكبها بشكل لا يضاهى من الشمس ، طاقة أكبر لكل وحدة مساحة من عطارد من الشمس. تم الاحتفاظ بآثار هذه الأحداث على سطح جانيميد. تظهر الحسابات أن ذروة لمعان كوكب المشتري يمكن أن تصل إلى 1/10 من لمعان الشمس. في أشعة كوكب المشتري ، ذاب الجليد على سطح جميع الأقمار الصناعية ، بما في ذلك جانيميد جزئيًا. تم الحفاظ على حرارة الكوكب المرسومة من تلك الحقبة البعيدة. وفي الوقت الحالي ، يمكن أن يكون أحد المصادر المهمة للحرارة هو الانغماس البطيء نحو مركز كوكب الهيليوم ، وهو أكثر كثافة من الهيدروجين.
يختلف الدوران في الغلاف الجوي لكوكب المشتري بشكل ملحوظ عن الغلاف الجوي على الأرض. سطح كوكب المشتري سائل ، لا يوجد سطح صلب. لذلك ، يمكن أن يحدث الحمل الحراري في أي منطقة من الغلاف الغازي الخارجي. لا توجد حتى الآن نظرية شاملة لديناميكيات الغلاف الجوي لكوكب المشتري. يجب أن تشرح مثل هذه النظرية الحقائق التالية: وجود نطاقات ضيقة مستقرة وتدفق متناظر حول خط الاستواء ، وتدفق استوائي قوي من الغرب إلى الشرق (في اتجاه دوران الكوكب) ، والفرق بين المناطق والأحزمة ، وكذلك أصل واستقرار الدوامات الكبيرة ، مثل البقعة الحمراء العظيمة.

في المناطق الدافئة للكوكب بالقرب من ector ، ترفع كل خلية حرارية في الغلاف الجوي لكوكب المشتري المادة لأعلى ، حيث تبرد ، ثم تقذفها بالقرب من القطبين. وهذه العملية مستمرة. عندما يرتفع خليط الغازات ، تتكثف أولاً ، ثم تتشكل سحب أعلى من هيدرو كبريتيد الأمونيوم. تظهر سحب الأمونيا ، الموجودة في المناطق المضيئة من كوكب المشتري ، في أعلى نقطة فقط. تتحرك الطبقات العليا من الغلاف الجوي غربًا في اتجاه دوران الكوكب نفسه. بينما تدفع قوى كوريوليس سحب الأمونيا في الاتجاه المعاكس.

جو كوكب المشتري

عمليا لا توجد تيارات خطية في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. المناطق والأحزمة هي مناطق التدفقات الصاعدة والهابطة في الغلاف الجوي ، والتي لها امتداد عالمي في الاتجاه الطولي. تحمل هذه التيارات الجوية ، الموازية لخط الاستواء ، بعض التشابه مع الرياح التجارية للأرض. القوى الدافعة في هذا المحرك الحراري الطبيعي هي التدفقات الحرارية القادمة من أعماق الكوكب ، والطاقة المستلمة من الشمس ، وكذلك الدوران السريع للكوكب. يجب أن تكون الأسطح المرئية للمناطق والأحزمة في هذه الحالة على ارتفاعات مختلفة. تم تأكيد ذلك من خلال القياسات الحرارية: تبين أن المناطق أكثر برودة من الأحزمة. يظهر الاختلاف في درجات الحرارة أن السطح المرئي للمناطق يقع على ارتفاع حوالي 20 كم. تبين أن BKP أعلى وأبرد بعدة درجات من الأحزمة. على العكس من ذلك ، تبين أن البقع الزرقاء هي مصادر للإشعاع الحراري المتصاعد من الطبقات العميقة للغلاف الجوي. لم يتم العثور على فرق كبير في درجات الحرارة بين المناطق القطبية والمناطق الاستوائية من الكوكب. بشكل غير مباشر ، هذا يسمح لنا باستخلاص الاستنتاج التالي: تلعب الحرارة الداخلية للكوكب دورًا أكثر أهمية في ديناميكيات غلافه الجوي من الطاقة المتلقاة من الشمس. متوسط ​​درجة الحرارة على مستوى السحب المرئية يقترب من 130 كلفن.

بناءً على الملاحظات الأرضية ، قسّم علماء الفلك الأحزمة والمناطق في الغلاف الجوي لكوكب المشتري إلى مناطق استوائية واستوائية ومعتدلة وقطبية. الكتل المسخنة للغازات الصاعدة من أعماق الغلاف الجوي في المناطق الواقعة تحت تأثير قوى كوريوليس المهمة على المشتري تتمدد في الاتجاه الطولي ، وتتحرك الحواف المعاكسة للمناطق نحو بعضها البعض ، على طول المتوازيات. يمكن رؤية الاضطرابات القوية عند حدود المناطق والأحزمة (مناطق السحب السفلي) ؛ تصل سرعات الحركة هنا إلى أعلى القيم ، حتى 100 م / ث ، وفي المنطقة الاستوائية حتى 150 م / ث. إلى الشمال من خط الاستواء ، تنحرف التدفقات في المناطق المتجهة إلى الشمال من قبل قوات كوريوليس إلى الشرق ، وتلك الموجهة إلى الجنوب - إلى الغرب. في نصف الكرة الجنوبي ، ينعكس اتجاه الانحرافات. تشكل الرياح التجارية هذا الهيكل للحركات على الأرض. يقع "سقف" السحب في الأحزمة والمناطق على ارتفاعات مختلفة. يتم تحديد الاختلافات في تلوينها من خلال درجة حرارة وضغط تحولات الطور للمكونات الغازية الصغيرة. المناطق الخفيفة هي أعمدة تصاعدية من الغاز تحتوي على نسبة عالية من الأمونيا ، والأحزمة عبارة عن تيارات هابطة مستنفدة في الأمونيا. من المحتمل أن يكون اللون اللامع للأحزمة مرتبطًا بعديد كبريتيدات الأمونيوم وبعض مكونات التلوين الأخرى ، على سبيل المثال ، الفوسفين.

الدوامات في جو المشتري

تشهد البيانات التجريبية أن ديناميكيات الطبقة السحابية للمشتري ليست سوى مظهر خارجي لقوى قوية تعمل في الغلاف الجوي الفرعي للكوكب. كان من الممكن ملاحظة كيفية ظهور تشكيل دوامة قوي ، إعصار محلي ، يبلغ قطره 1000 كم أو أكثر ، في السحب. تعيش هذه التشكيلات لفترة طويلة ، عدة سنوات ، وأكبرها - حتى عدة مئات من السنين. تتشكل هذه الدوامات ، على سبيل المثال ، نتيجة حركة كتل كبيرة من الغاز الساخن المتصاعد في الغلاف الجوي.
تجلب الدوامة الناتجة كتلًا ساخنة من الغاز مع أبخرة مكونات صغيرة إلى سطح السحب ، مما يؤدي إلى إغلاق دائرة دورانها في الغلاف الجوي. البلورات الناتجة من ثلج الأمونيا ومحاليل ومركبات الأمونيا على شكل ثلج وقطرات وثلج مائي عادي وثلج ينزل تدريجياً في الغلاف الجوي ويصل إلى مستوى درجة حرارة حيث تتبخر. في المرحلة الغازية ، تعود المادة إلى الطبقة السحابية مرة أخرى.

التغييرات على كوكب المشتري في المدى المرئي والأشعة تحت الحمراء

جو كوكب المشتري

الغلاف الجوي لكوكب المشتري هو موطن لمئات من الدوامات: هياكل دائرية دوارة يمكن تقسيمها ، مثل الغلاف الجوي للأرض ، إلى فئتين: الأعاصير والأعاصير المضادة. الأول يدور في اتجاه دوران الكوكب (عكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وفي اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي) ؛ الثاني - في الاتجاه المعاكس. ومع ذلك ، على عكس الغلاف الجوي للأرض ، في الغلاف الجوي للمشتري ، تسود الأعاصير المضادة على الأعاصير: من الدوامات التي يتجاوز قطرها 2000 كم ، أكثر من 90 ٪ من الأعاصير المضادة. يختلف "عمر" الدوامات من عدة أيام إلى قرون ، اعتمادًا على حجمها: على سبيل المثال ، متوسط ​​عمر الدوامات المضادة بأقطار من 1000 إلى 6000 كم هو 1-3 سنوات. لم تُلاحظ الدوامات مطلقًا عند خط استواء المشتري (ضمن خط عرض 10 درجات) ، حيث تكون غير مستقرة. كما هو الحال مع أي كوكب يدور بسرعة ، فإن الأعاصير المضادة للمشتري هي مراكز ضغط مرتفع ، بينما الأعاصير هي مراكز للضغط المنخفض.

دائمًا ما تقتصر الأعاصير المضادة لكوكب المشتري على المناطق التي تزداد فيها سرعة الرياح من خط الاستواء إلى القطبين. عادة ما تكون مشرقة وتظهر على شكل بيضاوي أبيض. يمكنهم التحرك في خط الطول ، لكنهم يظلون في نفس خط العرض ، غير قادرين على مغادرة المنطقة التي ولدتهم. يمكن أن تصل سرعة الرياح في محيطهم إلى 100 م / ث. تميل الأعاصير المختلفة الموجودة في نفس المنطقة إلى الاتحاد عند الاقتراب من بعضها البعض. ومع ذلك ، في الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، لوحظ وجود اثنين من الأعاصير المضادة على عكس الآخرين - هذه هي البقعة الحمراء العظيمة (GRS) و BA البيضاوي ، والتي تشكلت في عام 2000. على عكس الأشكال البيضاوية البيضاء ، يهيمن اللون الأحمر على بنيتها - ربما بسبب مادة حمراء تتصاعد من أعماق الكوكب. على كوكب المشتري ، تتشكل الأعاصير المضادة عادةً من اندماج الهياكل الأصغر ، بما في ذلك العواصف الحملية ، على الرغم من أن الأشكال البيضاوية الكبيرة يمكن أن تتشكل أيضًا من النفاثات غير المستقرة. كانت آخر مرة شوهدت فيها في 1938-1940 ، عندما تولدت عدة أشكال بيضاوية بيضاء بسبب عدم الاستقرار في المنطقة الجنوبية المعتدلة ؛ تم دمجهم في وقت لاحق ليشكلوا البيضاوي BA.
على عكس الأعاصير المضادة ، فإن أعاصير جوفيان عبارة عن هياكل داكنة مدمجة ذات شكل غير منتظم. تسمى الأعاصير الحلزونية الأغمق والأكثر انتظامًا بالأشكال البيضاوية البنية. ومع ذلك ، لا يتم استبعاد وجود العديد من الأعاصير الطويلة العمر. بالإضافة إلى الأعاصير المدمجة ، يمكن ملاحظة العديد من "القطع" الخيطية غير المنتظمة على كوكب المشتري ، حيث يتم ملاحظة الدوران الإعصاري. يقع أحدهم غرب BKP في الحزام الاستوائي الجنوبي. تسمى هذه "القطع" المناطق الإعصارية (CR). تتشكل الأعاصير دائمًا فقط في أحزمة ، ومثل الأعاصير المضادة ، فإنها تندمج عند الاقتراب.
البنية العميقة للدوامات ليست واضحة تمامًا. يُعتقد أنها رقيقة نسبيًا ، لأن أي سمك يزيد عن 500 كيلومتر قد يؤدي إلى عدم الاستقرار. لا ترتفع الأعاصير الدوامية الكبيرة فوق عدة عشرات من الكيلومترات بالنسبة إلى الغيوم الملحوظ. تقترح إحدى الفرضيات أن الدوامات هي "ريش" حراري عميق (أو "أعمدة الحمل الحراري") ، لكنها في الوقت الحالي لم تكتسب شعبية بين علماء الكواكب.

لوحظت تكوينات دوامة مثل البقع ذات اللون الأزرق والبني ليس فقط في الأحزمة والمناطق المستقرة ، ولكن أيضًا في المناطق القطبية من كوكب المشتري. هنا ، المظهر المميز للطبقة السحابية هو حقل بني فاتح مع بقع بنية داكنة وبنية فاتحة ومزرق. هنا ، في منطقة خطوط العرض تلك حيث يصبح دوران المنطقة غير مستقر ، تفسح الأحزمة والمناطق المجال لتشكيلات الأرصاد الجوية مثل "أطواق الدانتيل" و "أعمدة". لا يمكن رؤية المناطق القريبة من قطب الكوكب إلا من المركبات الفضائية. ومع ذلك ، فإن الفوضى الظاهرة في البقع تخضع للانتظام العام للدوران ، والدور المحدد تلعبه الحركات في أعماق الغلاف الجوي.

بأخذ عدد من الافتراضات ، تمكن المنظرون من الحصول على ظواهر في نموذج أسطواني يشبه ما يُرى على كوكب المشتري (وزحل). هيكل الكوكب عبارة عن نظام من الأسطوانات المتداخلة ، محورها هو المحور القطبي. تمر الأسطوانات عبر الكوكب بأكمله وتصل إلى السطح عند 40 درجة شمالًا. ش. وعند 40 درجة جنوبا ش. ما نراه هو أجزاء من هذه الأسطوانات تدور بسرعات مختلفة. إذا عدت من خط الاستواء ، فإن الأسطوانات تخترق بعمق نصف قطر الكوكب. توجد البقع أو الأشكال البيضاوية أيضًا من خلال أعمدة محصورة بين الأسطوانات. بالمناسبة ، يشير بعض المراقبين إلى أنه بشكل متماثل في نفس خط العرض في نصف الكرة الشمالي ، تظهر أحيانًا بقعة من نفس الحجم ، ولكن أقل وضوحًا ، في بعض الأحيان.

يمكن ملاحظة البقع الزرقاء الطفولية من خلال فواصل في طبقة السحب. ومع ذلك ، فغالبًا ما تكون الفواصل غير مرتبطة بالبقع وتكون طبقات السحب السفلية مرئية من خلالها. ولوحظت سلسلة من الانقطاعات المماثلة على طول حدود الحزام الاستوائي الشمالي. توجد الفجوات لفترة طويلة ، لعدة سنوات. يشهد تدفق الحرارة المتزايد من هذه الأماكن أن هذه فواصل. تزداد درجة الحرارة بسرعة مع العمق. عند مستوى ضغط يبلغ 2 بار ، يكون حوالي 210 كلفن والانبعاثات الراديوية القادمة من أعماق كبيرة تشير إلى ارتفاع درجة الحرارة. وفقًا للحسابات ، على عمق 300 كم ، يكون الغلاف الجوي لكوكب المشتري حارًا مثل الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بالقرب من سطحه (حوالي 730 كلفن).

عواصف رعدية على كوكب المشتري

تم تسجيل البرق أيضًا في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. أظهرت الصور من فوييجر أنه على الجانب الليلي من كوكب المشتري توجد ومضات ضوئية من مدى هائل - يصل إلى 1000 كم أو أكثر. هذه هي البرق الخارق ، الطاقة فيها أكبر بكثير من الطاقة الأرضية. ومع ذلك ، اتضح أن برق كوكب المشتري أقل عددًا من برق الأرض. ومن المثير للاهتمام ، أنه تم اكتشاف برق كوكب المشتري بعد 3 أشهر من اكتشاف العواصف الرعدية على كوكب الزهرة.
تشبه العواصف الرعدية على كوكب المشتري تلك الموجودة على الأرض. تظهر على شكل غيوم مشرقة وكبيرة يبلغ حجمها حوالي 1000 كم ، والتي تظهر من وقت لآخر في المناطق الإعصارية للأحزمة ، خاصة داخل الطائرات القوية الموجهة نحو الغرب. على عكس الدوامات ، فإن العواصف الرعدية هي ظاهرة قصيرة العمر ، أقوىها يمكن أن تستمر عدة أشهر ، في حين أن متوسط ​​مدة الوجود هو 3-4 أيام. ويعتقد أنها نتيجة للحمل الحراري الرطب في طبقات جوبيتر تروبوسفير. في الواقع ، العواصف الرعدية هي "أعمدة الحمل الحراري" (الريش) التي ترفع كتل الهواء الرطب من الأعماق إلى أعلى وأعلى حتى تتكثف في السحب. يبلغ الارتفاع النموذجي لسحب جوفيان الرعدية 100 كيلومتر ، مما يعني أنها تمتد إلى مستوى ضغط يبلغ حوالي 5-7 بار ، بينما تبدأ السحب المائية الافتراضية عند مستوى ضغط يبلغ 0.2-0.5 بار.

العواصف الرعدية على كوكب المشتري ، بالطبع ، لا تكتمل بدون البرق. تتيح صور الجانب الليلي للمشتري التي حصلت عليها المركبة الفضائية جاليليو وكاسيني إمكانية التمييز بين ومضات الضوء المنتظمة في أحزمة كوكب المشتري وبالقرب من النفاثات باتجاه الغرب ، خاصة عند خطوط العرض 51 درجة شمالاً و 56 درجة جنوباً و 14 درجة جنوباً. الضربات الصاعقة على كوكب المشتري أقوى بشكل عام من تلك الموجودة على الأرض. ومع ذلك ، فإنها تحدث بشكل أقل تكرارًا ، وتنتج نفس القدر من الضوء مع ومضاتها مثل تلك الأرضية. تم تسجيل العديد من ومضات البرق في المناطق القطبية للمشتري ، مما يجعل كوكب المشتري ثاني كوكب بعد الأرض يرى البرق القطبي.
كل 15-17 سنة ، تبدأ فترة قوية بشكل خاص من نشاط العواصف الرعدية على كوكب المشتري. تتجلى بشكل أساسي عند خط عرض 23 درجة مئوية ، حيث توجد أقوى طائرة نفاثة باتجاه الشرق. كانت آخر مرة حدث فيها هذا في يونيو 2007. من الغريب أن عاصفتين رعديتين تقعان بشكل منفصل عند خط طول 55 درجة في المنطقة المعتدلة الشمالية كان لها تأثير كبير على الحزام. مادة ذات لون غامق ، ناتجة عن العواصف الرعدية ، مختلطة مع غيوم الحزام وتغير لونه. تحركت العواصف الرعدية بسرعة حوالي 170 م / ث ، حتى أسرع قليلاً من الطائرة نفسها ، مما يشير بشكل غير مباشر إلى وجود رياح أقوى في الطبقات العميقة من الغلاف الجوي.

يتميز الغلاف الجوي لكوكب المشتري برياح عالية السرعة تهب ضمن نطاقات عريضة موازية لخط استواء الكوكب ، مع توجيه الرياح في اتجاهين متعاكسين في النطاقات المجاورة على كوكب المشتري. تصل سرعة الرياح على كوكب المشتري إلى 500 كم / ساعة. يخلق الغلاف الجوي لكوكب المشتري ضغطًا هائلاً يزداد كلما اقتربت من مركز الكوكب. تتكون الطبقة الأبعد عن اللب بشكل أساسي من الهيدروجين الجزيئي العادي والهيليوم ، وهما في حالة سائلة بالداخل ويتحولان تدريجياً إلى غاز خارجي. توجد على كوكب المشتري نطاقات محدودة في خطوط العرض ، تهب فيها الرياح بسرعات عالية جدًا ، وتكون اتجاهاتها متعاكسة في النطاقات المجاورة. الاختلاف الطفيف في التركيب الكيميائي ودرجة الحرارة بين هذه المناطق كافٍ لكي تظهر على شكل عصابات ملونة. تسمى المشارب الخفيفة مناطق ، أحزمة داكنة. جو كوكب المشتري مضطرب للغاية. الألوان الزاهية التي نراها في سحب المشتري هي نتيجة تفاعلات كيميائية مختلفة بين العناصر الموجودة في الغلاف الجوي ، بما في ذلك الكبريت الذي يمكن أن ينتج مجموعة واسعة من الألوان ، لكن التفاصيل غير معروفة بعد.

أقمار كوكب المشتري

بحلول بداية الألفية الثالثة ، كان لدى كوكب المشتري 28 قمرا صناعيا معروفا. أربعة منهم كبيرة وثقيلة. إنها تتحرك في مدارات دائرية تقريبًا في مستوى خط الاستواء للكوكب. الأقمار الصناعية العشرون الخارجية بعيدة جدًا عن الكوكب لدرجة أنها غير مرئية من سطحه إلى العين المجردة ، ويبدو كوكب المشتري في سماء أبعدها أصغر من القمر. يتحرك عدد من الأقمار الصناعية الصغيرة في مدارات متطابقة تقريبًا. كلهم عبارة عن بقايا أقمار صناعية أكبر لكوكب المشتري ، دمرت بفعل جاذبيته. يمكن التقاط الأقمار الصناعية الخارجية للمشتري بواسطة مجال الجاذبية للكوكب: فهي تدور جميعًا حول المشتري في الاتجاه المعاكس.

القمر الصناعي من Jupiter.io

المدار = 422000 كم من قطر المشتري = 3630 كم الكتلة = 8.93 * 1022 كجم

آيو هو ثالث أكبر وأقرب قمر لكوكب المشتري. Io أكبر قليلاً من القمر على عكس معظم الأقمار الصناعية في النظام الشمسي الخارجي ، فإن Io و Europa متشابهين في التركيب مع الكواكب الأرضية ، في المقام الأول في وجود صخور السيليكات. Io له قلب حديدي يبلغ نصف قطره 900 كيلومتر. يختلف سطح Io اختلافًا جذريًا عن سطح أي جسم آخر في النظام الشمسي. تم العثور على عدد قليل جدًا من الحفر على آيو ، ومن ثم فإن سطحها صغير جدًا. المادة التي تنفجر من براكين آيو هي شكل من أشكال الكبريت أو ثاني أكسيد الكبريت. الثورات البركانية تتغير بسرعة. الطاقة لكل هذا النشاط قد يتلقاها آيو من تفاعلات المد والجزر مع أوروبا وجانيميد والمشتري. يعبر Io خطوط المجال المغناطيسي للمشتري ، ويولد تيارًا كهربائيًا. قد يكون لـ Io مجال مغناطيسي خاص بها ، مثل Ganymede. آيو لديه جو مخلخل للغاية ، يتكون من ثاني أكسيد الكبريت وبعض الغازات الأخرى. على عكس أقمار كوكب المشتري الأخرى ، يحتوي أيو على القليل جدًا من الماء أو لا يحتوي على ماء. يحتوي Io على قلب معدني صلب محاط بغطاء صخري يشبه الأرض. شكل آيو تحت تأثير كوكب المشتري مشوه إلى حد كبير. آيو بيضاوي بشكل دائم بسبب دوران المشتري وتأثير المد والجزر.

خصائص الكوكب:

• المسافة من الشمس: ~ 778.3 مليون كم
• قطر الكوكب: 143000 كم*
• أيام على الكوكب: 9 ساعات و 50 دقيقة و 30 ثانية**
• عام على الكوكب: 11.86 سنة***
• ر ° على السطح: -150 درجة مئوية
• أَجواء: 82٪ هيدروجين 18٪ هيليوم وآثار طفيفة لعناصر أخرى
• الأقمار الصناعية: 16

* القطر عند خط الاستواء للكوكب
** فترة الدوران حول محوره (أيام الأرض)
*** الفترة المدارية حول الشمس (في أيام الأرض)

كوكب المشتري هو الكوكب الخامس من الشمس. تقع على مسافة 5.2 سنة فلكية من الشمس ، أي ما يقرب من 775 مليون كيلومتر. يقسم علماء الفلك كواكب النظام الشمسي إلى مجموعتين شرطيتين: الكواكب الأرضية وعمالقة الغاز. كوكب المشتري هو أكبر عمالقة الغاز.

عرض تقديمي: كوكب المشتري

تتجاوز أبعاد كوكب المشتري أبعاد الأرض بمقدار 318 مرة ، وإذا كان أكبر بنحو 60 مرة ، فسيكون لديه كل فرصة ليصبح نجمًا بسبب تفاعل حراري نووي تلقائي. يتكون الغلاف الجوي للكوكب من 85٪ هيدروجين. أما النسبة المتبقية وهي 15٪ فهي بشكل أساسي هيليوم مع شوائب من مركبات الأمونيا والكبريت والفوسفور. يحتوي المشتري أيضًا على غاز الميثان في غلافه الجوي.

بمساعدة التحليل الطيفي ، وجد أنه لا يوجد أكسجين على الكوكب ، وبالتالي ، لا يوجد ماء - أساس الحياة. وفقًا لفرضية أخرى ، لا يزال هناك جليد في الغلاف الجوي لكوكب المشتري. ربما لا يوجد كوكب في نظامنا يسبب الكثير من الجدل في العالم العلمي. ترتبط العديد من الفرضيات بشكل خاص بالبنية الداخلية لكوكب المشتري. جعلت الدراسات الحديثة للكوكب بمساعدة المركبات الفضائية من الممكن إنشاء نموذج يجعل من الممكن الحكم على هيكله بدرجة عالية من اليقين.

الهيكل الداخلي

الكوكب كروي ، مضغوط بشدة من القطبين. لديها مجال مغناطيسي قوي يمتد ملايين الكيلومترات في المدار. الغلاف الجوي هو تناوب الطبقات ذات الخصائص الفيزيائية المختلفة. يقترح العلماء أن كوكب المشتري له نواة صلبة يبلغ قطرها 1-1.5 مرة قطر الأرض ، ولكنه أكثر كثافة. لم يتم إثبات وجودها بعد ، لكن لم يتم دحضها أيضًا.

الغلاف الجوي والسطح

تتكون الطبقة العليا من الغلاف الجوي للمشتري من خليط من غازات الهيدروجين والهيليوم ويبلغ سمكها 8 - 20 ألف كيلومتر. في الطبقة التالية ، التي يبلغ سمكها 50-60 ألف كيلومتر ، بسبب زيادة الضغط ، ينتقل خليط الغاز إلى الحالة السائلة. في هذه الطبقة ، يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى 20000 درجة مئوية حتى أقل (على عمق 60-65 ألف كم). يمر الهيدروجين إلى حالة معدنية. هذه العملية مصحوبة بزيادة في درجة الحرارة إلى 200000 درجة مئوية. الهيدروجين المعدني مادة افتراضية تتميز بوجود إلكترونات حرة وتيار كهربي موصل كما هو الحال في المعادن.

أقمار كوكب المشتري

يحتوي أكبر كوكب في المجموعة الشمسية على 16 قمرًا طبيعيًا. أربعة منهم ، الذين تحدث عنهم غاليليو ، لديهم عالمهم الفريد. أحدها ، القمر الصناعي لـ Io ، لديه مناظر طبيعية مذهلة من الصخور الصخرية مع البراكين الحقيقية ، حيث قام جهاز Galileo ، الذي درس الأقمار الصناعية ، بالتقاط الثوران البركاني. أكبر قمر صناعي في النظام الشمسي ، جانيميد ، على الرغم من أن قطره أقل من أقمار زحل وتيتان ونبتون ، تريتون ، لديه قشرة جليدية تغطي سطح القمر الصناعي بسمك 100 كيلومتر. هناك افتراض بوجود ماء تحت طبقة سميكة من الجليد. أيضًا ، من المفترض أيضًا وجود محيط تحت الأرض على القمر الصناعي يوروبا ، والذي يتكون أيضًا من طبقة سميكة من الجليد ، تظهر الصدوع بوضوح في الصور ، كما لو كانت من الجبال الجليدية. وأقدم سكان النظام الشمسي يمكن اعتباره بحق قمرًا صناعيًا لكوكب المشتري كاليستو ، فهناك حفر على سطحه أكثر من أي سطح آخر لأجسام أخرى في النظام الشمسي ، ولم يتغير السطح كثيرًا خلال المليار الماضية سنوات.

جو كوكب المشتري

عندما يصل ضغط الغلاف الجوي للمشتري إلى ضغط الغلاف الجوي للأرض ، سنتوقف وننظر حولنا. تظهر السماء الزرقاء المعتادة أعلاه ، وتدور سحب بيضاء كثيفة من الأمونيا المكثفة حولها. عند هذا الارتفاع تصل درجة حرارة الهواء إلى -100 درجة مئوية.

يشير اللون المحمر لجزء من سحب المشتري إلى وجود العديد من المركبات الكيميائية المعقدة. يتم بدء مجموعة متنوعة من التفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي عن طريق الأشعة فوق البنفسجية الشمسية ، وتصريفات البرق القوية (يجب أن تكون العاصفة الرعدية على المشتري مشهداً رائعاً!) ، فضلاً عن الحرارة القادمة من باطن الكوكب.

يحتوي الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، بالإضافة إلى الهيدروجين (87٪) والهيليوم (13٪) ، على كميات صغيرة من الميثان والأمونيا وبخار الماء والفوسفور والبروبان والعديد من المواد الأخرى. من الصعب هنا تحديد المواد التي اكتسبها جو جوفيان باللون البرتقالي.

تتكون الطبقة التالية من الغيوم من بلورات حمراء بنية من هيدرو كبريتيد الأمونيوم عند درجة حرارة -10 درجة مئوية. يشكل بخار الماء وبلورات الماء طبقة سفلية من السحب عند درجة حرارة 20 درجة مئوية وضغط من عدة أجواء - أعلى تقريبًا من درجة الحرارة. سطح محيط كوكب المشتري.

يبلغ سمك طبقة الغلاف الجوي ، التي تنشأ فيها كل هذه الهياكل السحابية المذهلة ، 1000 كيلومتر.

تتوافق الخطوط الداكنة ومناطق الضوء الموازية لخط الاستواء مع التيارات الجوية ذات الاتجاهات المختلفة (بعضها يتخلف عن دوران الكوكب ، والبعض الآخر يتقدم عليه). سرعات هذه التيارات تصل إلى 100 م / ث. تتشكل الدوامات العملاقة على حدود التيارات متعددة الاتجاهات.

تعتبر البقعة الحمراء العظيمة مثيرة للإعجاب بشكل خاص - وهي دوامة جوية بيضاوية ضخمة يبلغ حجمها حوالي 15 × 30 ألف كيلومتر. عندما نشأ غير معروف ، لكنه لوحظ في التلسكوبات الأرضية لمدة 300 عام. في بعض الأحيان يختفي هذا الإعصار المضاد تقريبًا ثم يظهر مرة أخرى. من الواضح أنه أحد أقارب الأعاصير الأرضية المضادة ، ولكن نظرًا لحجمه فهو أطول عمراً.

أجرى الرحالة المرسلون إلى كوكب المشتري تحليلاً شاملاً للسحب ، مما أكد النموذج الموجود بالفعل للبنية الداخلية للكوكب. أصبح من الواضح تمامًا أن كوكب المشتري هو عالم من الفوضى: العواصف التي لا نهاية لها مع الرعد والغضب هناك ، بالمناسبة ، البقعة الحمراء جزء من هذه الفوضى. وفي الجانب الليلي من الكوكب ، سجل الرحالة العديد من البروق.

محيط كوكب المشتري

يتكون محيط كوكب المشتري من العنصر الرئيسي على الكوكب - الهيدروجين. عند ضغط مرتفع بدرجة كافية ، يتحول الهيدروجين إلى سائل. سطح كوكب المشتري بأكمله تحت الغلاف الجوي عبارة عن محيط ضخم من الهيدروجين الجزيئي السائل.

ما هي الموجات التي تنشأ في محيط الهيدروجين السائل مع رياح شديدة الكثافة بسرعة 100 م / ث؟ من غير المحتمل أن يكون لسطح بحر الهيدروجين حدود واضحة: عند الضغط العالي ، يتكون خليط الهيدروجين الغازي والسائل عليه. يبدو وكأنه "غليان" مستمر لكامل سطح محيط جوفيان. تسبب سقوط مذنب فيه في عام 1994 في حدوث تسونامي هائل بلغ ارتفاعه عدة كيلومترات.

بينما تغوص في محيط كوكب المشتري لمسافة 20 ألف كيلومتر ، يزداد الضغط ودرجة الحرارة بسرعة. على مسافة 46 ألف كم. من مركز كوكب المشتري ، يصل الضغط إلى 3 ملايين الغلاف الجوي ، ودرجة الحرارة 11 ألف درجة. لا يمكن للهيدروجين أن يتحمل الضغط العالي ويمر إلى الحالة المعدنية السائلة.

نواة. سنغرق 30 ألف كيلومتر أخرى في المحيط الثاني لكوكب المشتري. أقرب إلى المركز ، تصل درجة الحرارة إلى 30 ألف درجة ، والضغط 100 مليون غلاف جوي: هنا صغير (15 كتلة أرضية "فقط"!) قلب الكوكب ، الذي ، على عكس المحيط ، يتكون من الحجر والمعادن . لا يوجد ما يثير الدهشة في هذا - فبعد كل شيء ، تحتوي الشمس أيضًا على شوائب من العناصر الثقيلة. تم تشكيل اللب نتيجة التصاق جزيئات تتكون من عناصر كيميائية ثقيلة. كان معه بدأ تشكيل الكوكب.

أقمار وخاتم المشتري

تم تجديد المعلومات حول كوكب المشتري وأقماره بشكل كبير بفضل مرور العديد من المركبات الفضائية الآلية بالقرب من الكوكب. قفز العدد الإجمالي للأقمار الصناعية المعروفة من 13 إلى 16. اثنان منهم - Io و Europa - هما حجم القمر ، والآخران - Ganymede و Callisto - تجاوزهما في القطر بمقدار مرة ونصف.

سيادة المشتري واسعة جدًا: الأقمار الخارجية الثمانية بعيدة جدًا عنه لدرجة أنه لا يمكن ملاحظتها من الكوكب نفسه بالعين المجردة. أصل الأقمار الصناعية غامض: نصفها يتحرك حول كوكب المشتري في الاتجاه المعاكس (بالمقارنة مع دوران الأقمار الـ 12 الأخرى واتجاه الدوران اليومي للكوكب نفسه).

الأقمار الصناعية لكوكب المشتري هي أكثر العوالم إثارة للاهتمام ، ولكل منها "وجهها" وتاريخها ، والتي تم الكشف عنها لنا فقط في عصر الفضاء.

بفضل محطات بايونير الفضائية ، تلقت الفكرة السابقة حول وجود حلقة غاز-غبار مخلخلة حول كوكب المشتري ، على غرار حلقة زحل الشهيرة ، تأكيدًا مباشرًا.

تقع الحلقة الرئيسية لكوكب المشتري على بعد نصف قطر واحد من الكوكب وتمتد بعرض 6000 كم. ويبلغ سمكها 1 كم. يدور أحد الأقمار الصناعية على طول الحافة الخارجية لهذه الحلقة. ومع ذلك ، بالقرب من الكوكب ، وكاد يصل إلى طبقته الملبدة بالغيوم ، يوجد نظام من حلقات "داخلية" أقل كثافة بكثير من كوكب المشتري.

من المستحيل عمليًا رؤية حلقة كوكب المشتري من الأرض: فهي رقيقة جدًا وتتحول باستمرار إلى الراصد بحافة بسبب الميل الصغير لمحور دوران المشتري إلى مستوى مداره.