Jupiterin pilvet

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Jupiter lähestyvästä Voyager-avaruusluotaimesta kuvattuna.

Jupiterin pilvet ovat Jupiterissa olevia vaaleita vyöhykkeitä (engl. zone) ja tummia vöitä (engl. belt). Vaaleat vyöhykkeet ovat matalapaineen alueita ja tummat vyöt korkeapaineen alueita. Jupiterissa on monia tummia ja vaaleita pyörteitä. Tunnetuin on melko pysyvä Jupiterin Suuri punainen pilkku. Jupiterin pilvet koostuvat monista kerroksista, ylinnä on ammoniakkijääpilviä ja huomattavasti alempana vesijääpilviä ja vesipisarapilviä.

Jupiterin pilvet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Jupiterin pilvien liikettä. Jupiterin kiekko on venytetty kuvassa kartaksi.

Jupiterin pilvet koostuvat enimmäkseen vaaleista vyöhykkeistä, joissa kaasu nousee ylöspäin, ja tummista vöistä, joissa kaasu laskeutuu alaspäin ja pilvet ovat matalammalla. Vaaleat alueet ovat matalapaineita, tummat korkeapaineita. Koska eri korkeuksilla on lämpötilojen mukaan erilaisia kemiallisia yhdisteitä, pilvet värjäytyvät erivärisiksi. Värien aiheuttajia ei tiedetä täsmälleen.

Planeetan päiväntasaajan tienoilla on kaksi melko kirkasta ja paksua pilvivyöhykettä.[1] Pohjoisempana on kaksi paksua tummaa vyötä ja niin edelleen. Suurimmat tuulen nopeuserot havaitaan alueiden rajalla, vaaleissa vyöhykkeissä tuulee myötäpäivään ja tummissa vastapäivään. Eteläisellä pallonpuoliskolla on suuri punertava pyörremyrsky, Jupiterin suuri punainen pilkku.

Planeetan eteläisen pallonpuoliskon kolmesta kirkkaasta valkeasta pilkusta yhdistyi voimistuva Jupiterin pieni punainen pilkku eli ovaali BA (engl. myös Red Junior). Vuonna 1972 nähtiin pari vuotta kestänyt punainen pilkku pohjoisella pallonpuoliskolla.[2]Päiväntasaajan lähellä näkyy kiemuraisia vanoja, joita syntyvät alkujaan pienestä alueesta, mutta leviävät pian laajalle. Noin 2000 kilometrin läpimittaisessa vanan kärjessä on noin 200 kilometrin läpimittaisia kumpupilvimäisiä muodostumia. Muuten Jupiterissa on sekä tummia että valkeita pyörremyrskyjä.[1] Jupiterin pilvissä näyttää tapahtuvan muutoksia 70 vuoden jaksoissa.[3]

Jupiterin pilvet pyörivät eri leveysasteilla vaihtelevilla nopeuksilla. Niinpä Jupiterin pyöriminen kuvataan kolmella eri nopeudella pyörivällä järjestelmässä, "systeemillä", joita merkitään roomalaisin numeroin I, II ja III. Jupiterin pilvien arvellaan koostuvan täytekakkumaisesti eri korkeuksilla eri aineista koostuvista pilvistä.[4] Vaakasuorien tuulten nopeudet Jupiterin pilvissä ovat 700 km/h luokkaa, ne ovat kuin maan suihkuvirtaukset. Lämpötila kasvaa melko nopeasti pilvissä alaspäin mentäessä. Jupiterissa riehuu voimakkaita ukkosia.[5]

Jupiterin pilvikerrokset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Jupiterissa näkyy erivärisiä pilvimuodostumia. Pilvien erilaiset värit johtuvat erilaisista kemiallisista yhdisteistä. Tummat ja vaaleat alueet näyttävät lämpökuvassa eri lämpöisiltä, tummat vyöt ovat lämpimiä ja vaaleat vyöhykkeet kylmiä. Tästä on päätelty, että Jupiterissa on eri korkeuksilla olevia erilaisia pilviä. Kylmät valkeat pilvet ovat korkealla, tummat syvemmällä. Valkeiden pilvien kohdalla tapahtuu kaasun virtausta ylös, tummien kohdalla alas. Alaspäin Jupiterin ilmakehään mentäessä lämpenee ja kuumenee, ja näin eri aineet koostavat tutkijoiden mukaan pilviä eri korkeuksille.

Tutkijat ovat laskeneet Jupiterille mahdollisia pilvikerroksia. Ylimpänä on ammoniakkijääpilviä, ensin cirruspilviä ja sitten kumpupilviä. Alempana on luultavasti ammoniumvetysulfidipilviä, jotka vastaavat tummia vöitä. Oletetaan, että vielä alempana olisi vesijääpilviä ja vesipisarapilviäkin. Näiden pilvien paksuus on noin 75 kilometriä. Pilvien korkeudella kaasukehä on konvektiivinen, siinä tapahtuu pilviä synnyttäviä kaasuvirtauksia ylös, sekä pilviä hajottavia alaspäisiä virtauksia. Vesipisarapilvien alla on kuumaa. 100 barin pinnalla lämpötila on noin 600 K eli 300 °C ja 1000 barin pinnalla 1300 K eli 1000 °C. Noin 1000 barissa 600 kilometrin syvyydessä alkaa mahdollisesti kerros, jossa lämpö siirtyy konvektion eli kaasuvirtausten sijasta säteilemällä. Vielä alempana satojen asteiden lämpötilassa lienee muun muassa piiyhdisteitä SiO3, magnesiumia ja rautaa. Kaasukehä ei sisällä paljoa heliumia, koska helium on lajittunut alaspäin.[6]. Jupiterin nestemäisen vedyn kerros alkaa vyöhykkeeltä, jossa tiheys on noin 0,5 g/cm2, lämpötila 2000 K ja paine suunnilleen 100 000 baria.[7].

Maahan näkyvät pilvet ovat värin mukaan seuraavat: sininen alimpana, sitten laajalle levinneet ruskea ja valkoinen ja ylinnä punainen, joka näkyy suuressa punaisessa pilkussa.[8] Metaani CH4 esiintyy vain kaasuna Jupiterin kaasukehässä, eikä tiivisty pisaroiksi tai kiteiksi. Ammoniakkikiteillä on kuutiollinen symmetria, joka muistuttaa hiilidioksidijään symmetriaa. Kiteet ovat oktahedrisia, kuboktahedrisia tai rombisia dodekaedreja. Näin ollen Jupiterissa näkyy haloilmiöitä, jotka muistuttavat ennustettuja Marsin haloilmiöitä.[9] Ammoniakkipilvien alapuolella olevia ammoniumvetysulfidipilviä värjäävät luultavasti ketjuuntuneet rikkiyhdisteet tai fosforiyhdisteet ja orgaaniset yhdisteet tummiksi. Ammoniakki ja ammoniumvetysulfidi ovat yksinään ilman värjääviä molekyylejä valkoisia.[10] [11]

Kaasukehän
kerros/pilvikerros
Korkeus pilvien
yläpinnasta
Korkeus
tropopaussista
Paine ilmakehää Lämpötila
Kelviniä
Tropopaussi
utukerros[12]
35 km 0 0,1 110 K
Ammoniakkijääpilvet 0- -10 -25 - -45[12] 0,3-0,7 (kiinteiden pilvien yläraja0,6 bar/140K)[9] 130-160 K n- -140 - 110 °C
Ammoniumvetysulfidipilvet -25 - -35 (20–30 km
edellistä syvemmällä)
-55 - -70 1,6-2 (1,5-3) tai 1 [10] 185-200 K tai 160 K
Vesijääpilvet -55 - -70 (60 km ammoniakkipilvien alla[9]) -75- -100 3,5-5 (5-6 bar) 240-265 K

Jupiterin pilviä tutki mittalaitteille Galileo-luotain, joka havaitsi vain yhden paksun pilvikerroksen. Vesijääpilviä ei luotain havainnut, vaikka upposi 22-23 ilmakehän paineeseen asti. Tämän väitetään johtuvan siitä, että tällä Jupiterin alueella sattui olemaan laskuvirtaus.kenen mukaan? Jupiterissa on havaittu joskus ukkospilviä, joiden uskotaan olevan vesijääpilviä.[13]

  • Ammoniakkipilvet ylinnä: Cirruspilviä, valkeita soikioita, pilvipatsaita -125°C - -150 °C [14]
  • Alempana hiekanvärisiä ammoniumvetysulfidipilviä -70 °C
  • Oletettu pilvikerros 13 °C, tummanruskeita
  • 27 °C siniharmaa, punertava pilvikerros "kuumissa pisteissä"
  • Vielä alempana pilvikerros 17 °C, päätellen sieltä tulevasta säteilystä luultavasti vesihöyrypilviä, joissa Galileo-luotaimen laskeutumiskapseli ei havainnut ukkosia.

Jupiterin ukkoset[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Jupiterin yöpuolelta avaruusluotaimella otettujen kuvien avulla on havaittu ukkosia 50–75 kilometriä planeetan näkyvän pilvipinnan alla. Muuten ammoniakkipilvet peittävät suurinta osaa ukkosista näkyvistä.[15] Vesipilviä arvellaan olevan noin 50 kilometriä pinnan alla.[16] Salamat ovat satoja kertoja voimakkaampia kuin Maassa tai vähintään yhtä voimakkaita kuin maan voimakkaimmat salamat. Ukkosten syntymekanismi on sama kuin Maassa eli ylöspäin nouseva lämmin kostea ilma tiivistyy rakeiksi, mutta lämmönlähde on Jupiterin sisäinen, ei Aurinko niin kuin Maassa. Ukkoset syntyvät vesipilvissä, joissa syntyy toisiinsa hankaavia rakeita ja jääneulasia, jotka varautuvat törmäyksissä eri tavoin.[17]. Vesipilvet voivat nousta ammoniakkipilvien yläpuolelle. Ukkospilven alaosassa on vetinen osa, yläosan alasimessa on ammoniakkikiteitä. Ukkospilven ammoniakkipilvi nousee 25 kilometriä ympäristön pilvien ylle, mutta vesipilviosa ulottuu 50 kilometriä pilvipinnan alle.[18].

Jotkut myrskyt muistuttavan Maan mesomittakaavan konvektiivisia järjestelmiä.[19] Myrskyt kasvavat jopa 1000 kilometrin läpimittaisiksi muutamassa päivässä. Jotkut ukkoset ovat 80 kilometriä korkeita ja jopa 4000 kilometriä leveitä.[20] Salamointi tapahtunee enimmäkseen 3-4 barin painepinnalla ja vaatii vesihöyryä 1-2 g/m3.[21]

Jupiterin pilvivyöhykkeet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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, pohjoinen osa
South Equatorial Belt, center SEBc,SEBZ II Eteläinen ekvaattorivyö, keskiosa
South Equatorial Belt, north SEBn I Eteläinen ekvaattorivyö, pohjoinen osa
Equatorial Zone EZ I Ekvaattorivyöhyke
Equatorial Band EB I Ekvaattorivyö
North Equatorial Belt, south NEBs I Pohjoinen ekvaattorivyö, eteläinen osa
North Equatorial Belt, center NEBc, NEBZ II Pohjoinen ekvaattorivyö, keskiosa
North Equatorial Belt, north NEBn II Pohjoinen ekvaattorivyö, pohjoinen osa
North Tropical Zone Band NTrZB II Pohjoisen trooppisen vyöhykkeen tumma vyö
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

Vyöt ja raidat vuorottelevat kaventuen 50 leveysasteelle. Joskus havaitaan napa-alueilla SSSTB, SSSTZ ja NNNTB sekä NNNTZ. SEB ja NEB ovat leveitä tummia vyöhykkeitä päiväntasaajan suunnassa. Jupiterin Suuren punaisen pilkun lyhenne on GRS (engl. Great Red Spot). Suuri punainen pilkku on eteläisessä trooppisessa vyöhykkeessä (STrZ) oleva eteläisen ekvaattorivyön (SEB) sisään ulottuva pullistuma. Se on korkeapaineen vyöhyke. Sen ympärillä näkyy usein tumma reunus (engl. Great Red Spot Hollow (GRH)). Vöiden ja suuren punaisen pilkun tummuus vaihtelee vuosittain. Eteläisessä lauhkean alueen vyössä (STB) näkyi aiemmin kolme pitkäikäistä ovaalia FA, BC ja DE, mutta nämä yhtyivät 2000-luvulla yhdeksi punertavaksi ovaaliksi BA.

Jupiterin pyörähdysjärjestelmät[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Systeemi Pyörähdysaika Mukana vyöhykkeet/vyöt
Systeemi I 9 h 50 m 30 s (EZ, NEBs ja SEBn )
Systeemi II 9 h 55 m 41 s
Systeemi III 9 h 55 min 29 s (Jupiterin sisus, radiosäteily)

Systeemi I:n ja II:n ero on viiden Jupiterin pyörähdyksen jälkeen 15 pituusastetta. Eteläisellä pallonpuoliskolla, missä Suuri punainen pilkku sijaitsee, tuulet puhaltavat tummien vöiden eteläreunalla länteen ja pohjoisreunalla itään.

Jupiterin pilvien yksityiskohtia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Jupiterin pilvissä on monia yksityiskohtia, jotka näkyvät hyvin keskikokoisilla harrastajakaukoputkillakin.

  • Pyörimisen mukaan määritelty etureuna, keskus ja takareuna
    • Esimerkiksi Suuressa punaisessa pilkussa ovat kohdat GRSp, GRSc, GRSf: punaisen pilkun etureuna, pilkun keskus ja pilkun jälkireuna.
  • Sekä tummia että vaaleita yksityiskohtia
    • Oval (ovaali): vaalealla soikiolla tumma reunus, hyvin tavallisia EZ:ssä.
    • Spot (pilkku): vaalealla ohut tumma reunus
    • Nodule (pieni pilkku): vaalealla ohut tumma reunus
    • Streak/rod (tikku): vyön tai vyöhykkeen sisässä oleva vaakasuora tummentuma/vaalentuma, tavallisia NEB:n pohjoisreunalla
    • Red bar/rod punainen vaakasuora tikku vaaleassa vyöhykkeessä
    • Section (tummentuma/vaalentuma, tummassa vyössä)
Jupiter ja maa oikeassa suhteessa toisiinsa.
  • Tummia
    • Knot tumma paksumpi alue vyössä
    • Condensation (tiivistymä) hyvin tumma piste vyön reunassa
    • Rod/bar vaakasuora pitkulainen kondensaatio, tumma viiva
    • Elongated condensation (pitkä tiivistymä):
    • Festoon (silta) kapea kaareva silta joka yhdistää kaksi vyötä, usein EZ, eteläinen NEB
    • Hook festoon (koukkumainen silta): koukkumainen kapea silta, ei yhdistä vöitä
    • Loop festoon, Garland (silta): vaaleaan vyöhykkeeseen ulottuva tumma kaari, joka sulkee sisäänsä vaaleaa aluetta, alkaa ja päättyy samaan vyöhön
    • Projection (nykerö): tumma alue vyöhykkeen reunassa
    • Veil, shading (varjostuma): vyöhykkeen pystysuora tummentuma
    • Column (pylväs): vyöhykkeen kapea pystysuora tummentuma, joka ulottuu suureen osaan pilkun leveyttä tai koko pilkun leveydelle, on sama kuin diffuusi leveämpi festoon
    • Projection: kaareva tumma paksu pystysuora alue vyöhykkeessä.
  • Vaaleita
    • Nodule (pieni pilkku) pieni vaalea piste, esiintyy napa-alueilla,

NEB:ssä ja SEB:ssä

    • Patch vaalea, epäsäännöllisen muotoinen alue, nähdään EZ:ssä ja napa-alueilla.
    • Rift (halkeama) : vaakasuora kapea tilapäinen vyöhyke, näitä usein SEB:ssä.
    • Plume (töyhtö): tummien alueiden ympäröimä vino vaalea kaareva kartio vyössä.
    • Bay (tasku): vyössä oleva kaareva "kuoppamainen" vaalentuma (puolisoikio vyön reunassa), esimerkiksi Suuren punaisen pilkun syvennys RSH.
    • Notch (kolo): vyössä oleva kuoppamainen vaalentuma, jolla on tumma reunus
    • Gap (katkos): vyön leveä vaalea katkos, jakaa vyön kahteen osaan
    • Rift (halkeama):

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]