Jupiter je planeta koja sa pravom nosi ime kralja svih bogova. Ne samo da je najveća planeta, već svojom masom skoro dva i po puta nadmašuje masu svih ostalih planeta zajedno. Astronomi ga često nazivaju “promašenom zvezdom”  jer su zastupljeni isti elementi i u istom odnosu kao u zvezdama  – oko 90% vodonika i 10% helijuma ali nikad nije dostigao dovoljnu temperaturu koja bi pokrenula termonuklearne reakcije. Da je nekoliko desetina puta masivniji, naš planetarni sistem bi imao dva sunca.

Sjaj Jupitera na nebu  nadjačava jedino sjaj Venere, naravno ne računajuci Mesec i Sunce, tako da je veoma pogodan za posmatranje malim teleskopom. Kroz amaterski teleskop lepo se vidi osvetljeni disk pun detalja. Četiri Galilejeva satelita mogu se posmatrati amaterskom opremom, pa čak i običnim dvogledom. Njihov položaj se menja iz časa u čas, kako se obrću oko planete.

Posle upoznavanja sa unutrašnjim planetama tokom šezdesetih i početkom sedamdesetih godina, došlo je vreme da se upute misije ka velikim spoljašnjim planetama, Jupiteru, Saturnu, Uranu i Neptunu. Letovi “Pionira 10”, “Pionira 11”, “Vojadžera 1” i “Vojadžera 2”, praćeni su sa velikim interesovanjem. Prolaz svakog od ovih kosmičkih brodova pored neke planete predstavljao je pravu malu revoluciju u poznavanju Sunčevog sistema.

Prva sonda upućena prema spoljnim planetama je “Pionir 10”, lansirana 3. marta 1972. u Kejp Kanaveralu. Tvorce “Pionira 10” mučile su mnoge brige u vezi sa njegovom sudbinom. Neki su postavljali pitanje o verovatnoći bezbednog prolaska sonde kroz pojas asteroida. U ovaj pojas “Pionir 10” je ušao jula 1972. i ostao u njemu sve do februara 1973. Ispitivanja u toku leta pokazala su da je verovatnoća sudara objekta veličine “Pionira 10” sa nekim većim asteroidom mala i da pojas asteroida ne predstavlja nepremostivu prepreku koja bi čoveka zadržavala u Sunčevoj blizini. Četvrtog decembra 1973. “Pionir 10” prolazi na rastojanju od 130 000 km od Jupitera i šalje više od tri stotine slika Jupitera i njegovih satelita. Petog aprila 1973, lansiran je i “Pionir 11”. Već 3. decembra 1974. godine on prolazi na oko 40 000 km od Jupitera i koristeći njegovo gravitaciono polje kao odskočnu dasku biva usmeren prema Saturnu.

Period izmedju 1976. i 1978. godine bio je izuzetno pogodan za upućivanje kosmičkih letelica ka spoljašnjim planetama. Raspored planeta bio je takav, da kada sonda posle godinu dana stigne do Jupitera, gravitacija ove džinovske planete može da je skrene ka Saturnu, ovaj ka Uranu a Uran dalje ka Neptunu. Na ovaj način, ne samo da bi se jednom ekspedicijom posetile ove spoljašnje planete sem Plutona, nego bi se i trajanje puta do Urana i Neptuna znatno skratilo. U normalnim prilikama let do Urana trajao bi 16 a do Neptuna čitavih 20 godina. Korišćenjem gravitacionih polja usputnih planeta, let se skraćuje na 9 odnosno 12 godina. Ovako povoljna prilika ne ponavlja se često, sledeća ce biti tek 2155. godine. Zato su američki naučnici rešili da ostvare “Veliko putovanje” odnosno da upute kosmički letelice koji će posetiti Jupiter, Saturn, Uran i Neptun. Uprkos velikim finansijskim teškoćama i drugim preprekama na koje se nailazilo, pošto su aparature “Vojadžera” proradile u blizini Neptuna, ovaj projekat se ostvario. 

U okviru misije “Vojadžer”, prema Jupiteru i ostalim spoljnim planetama su upućene dve sonde. 20. avgusta 1977. u Kejp Kanaveralu je lansiran “Vojadžer 2”. “Vojadžer 1” je lansiran kasnije, 5. septembra iste godine, ali je njegova putanja bila takva da je ubrzo prestigao “Vojadžer 2” i našao se na čelu misije. Osnovni cilj misije bio je ispitivanje Jupitera, Saturna i njihovih satelita, naročito Titana. “Vojadžer 2” je pod uslovom da uspe misija “Vojadžera 1”, trebalo da produži prema Uranu i Neptunu.

Danas, posle “Pionira” i “Vojadžera” i nešto skorije misije “Galileja”, znamo da je Jupiter skoro u celini tečno telo osim malog, gvozdeno silikatnog jezgra u centru, u kome temperatura dostiže 30000 K. Iznad ovog jezgra nalazi se sloj tečnog vodonika debljine 70000 km, koji zauzima gotovo celu zapreminu planete. Međutim, pritisak u Jupiterovoj unutrašnjosti, koji je sto miliona puta veći od pritiska u Zemljinij atmosferi, pretvara ga u potpuno nesvakidašnji oblik – metalni vodonik u tečnom stanju. Običan tečni vodonik je samo gusto pakovanje vodonikovih molekula; ali u Jupiterovoj unutrašnjosti ti molekuli su razbijeni na pojedinačne atome. U tako gustoj skupini atoma neki pojedinačni elektroni mogu da se oslobode i provode električnu struju. Stalno mešanje Jupiterovog jezgra proizvodi jake struje, a one stvaraju magnetno polje deset puta jače od Zemljinog. Dalje, prema površini, vodonik gubi metalna svojstva ali ostaje u tečnom stanju. Još dalje, gustina vodonika opada, da bi se konačno stopio sa atmosferom, tako da Jupiter nema čvrstu povrsinu.

Debljina atmosfere je oko 1000 km. Gornji sloj oblaka sastoji se od kristalića amonijaka,  srednji od amonijum bisulfida a donji od kristalića vode. Prisustvo amorfnog crvenog fosfora, vodoničnih i amonijačnih polisulfida i sumpora, boji Jupiter crvenom, braon i žutom bojom. 

Nekoliko stotina godina atmosfera Jupitera krila je veliku zagonetku. To je velika crvena pega koju je otkrio Kasini 1665. godine. Danas je ustanovljeno da je ova tvorevina, široka 14000 km a dugačka 30 - 40 000 km, što je dovoljno da u nju stanu tri Zemlje, ustvari “oko” džinovskog tornada koji traje već stotinama godina i prema kome su najjači Zemaljski uragani obični povetarci. Danas se čak zna kako miriše crvena pega. Zahvaljujuci prisustvu fosfina, koji je glavni sastojak arome belog luka i crvena pega ima takav miris. U ovako surovoj atmosferi u kojoj vetrovi u ekvatorijalnim oblastima duvaju brzinama od 400 km/h, i sa pražnjenjima prema kojima su munje i gromovi na Zemlji dečija igrača, mesta za život ima samo u naučnoj fantastici.

Radio-astronomska istraživanja Jupitera su takođe donela niz značajnih rezultata, i postavila neka interesantna pitanja. Godine 1955. otkriveno je radiozračenje Jupitera. Energija bljeskova radiozračenja na Jupiteru odgovara energiji milijarde istovremenih bljesaka munje na Zemlji. Takođe, utvrđeno je da Jupiter usled nekog unutrašnjeg izvora toplote oslobađa dva puta više energije nego što prima od Sunca. Veruje se da bi izvor te energije moglo da bude postepeno skupljanje planete, što je teško proveriti jer potrebno skupljanje iznosi svega jedan milimetar godišnje.  

Jupiter je planeta sa najbržom rotacijom u Sunčevom sistemu. Jednom oko svoje ose se obrne za svega 9.84 časa i to brzinom koja iznosi 45 km/h, što je gotovo ista brzina kojom se kreće oko Sunca! Usled ovako brze rotacije, i snažnih vetrova, temperatura u atmosferi između noćne i dnevne strane  je veoma ujednačena, oko –150°C. Kružeći na srednjem rastojanju od 778 miliona km, Jupiter napravi pun krug oko Sunca za 11.86 godina. U ovaj gasoviti džin, sa prečnikom od 142 900 km, moglo bi se smestiti ravno 1323 Zemaljskih kugli, a njegovoj masi odgovara 318 Zemljinih masa.

“Vojadžer 1” je prilikom prolaska pored Jupitera otkrio prsten oko ove planete. Jupiterov prsten je debeo manje od jednog kilometra a širok 6000 km i nalazi se na 128 000 km od centra planete unutar orbite satelita Amaltee. Sastavljen je od veoma tamnih čestica. Njegov sjaj je više od 10 hiljada puta manji od sjaja Saturnovih prstenova pa ga je veoma teško posmatrati sa Zemlje. Ipak, grupa američkih astronoma uspela je da ga posmatra i sa naše planete, ali ne u vidljivoj nego u infracrvenoj oblasti spektra. Dimenzije čestica koje čine prsten kreću se od nekoliko mikrona do nekoliko metara i one naprave krug oko Jupitera za oko 7 časova. Po svemu sudeći, prsten je u stvari neformirani satelit koji se nalazi toliko blizu planete da je usled destruktivnog delovanja gravitacionih sila postojanje satelita teorijski nemoguće. Prsten oko planete je ranije smatran za izuzetnu pojavu, a danas, kod planeta Jupiterovog tipa, on postaje pravilo.

Posle prolaska “Vojadžera” bilo je poznato 16 Jupiterovih  satelita. Oni se mogu razvrstati u četiri grupe. Najbliži Jupiteru su  četiri mala satelita (Teba, Metis, Amaltea, Adrastea),a zatim slede veliki Galilejevi sateliti Io, Evropa, Ganimed i Kalisto. Treću grupu čine mali sateliti na koji kruže oko Jupitera na razdaljini između 11 i 12 miliona kilometara (Leda, Himalia, Lisita i Elara).  Najdalju grupu čine Ananka, Karma, Pasifa i Sinopa koji kruže  retrogradnim orbitama. Danas porodicu Jupiterovih sateleta čini čak 62 člana. Većina spoljašnjih satelita su zapravo zarobljeni asteroidi.

Četiri najveća Jupiterova satelita otkrio je 1610. godine Galileo Galilej pa se Io,  Evropa, Ganimed i Kalisto, nazivaju Galilejevi sateliti. Sateliti Jupitera su često pomagali čoveku da dobije bolju predstavu o Vasioni i shvati neke od fizičkih zakona. Na primer otkriće Galilejevih satelita je pokazalo da Zemlja nije jedinstveni centar kretanja u Vasioni što je mnogima pomoglo da napuste geocentričnu sliku sveta. Ole Remer je 1675. godine izmerio po prvi put brzinu svetlosti, koristeći posmatranje pomračenja Jupiterovih satelita, a matematička analiza kretanja satelita, ukazala je početkom veka na značaj rezonatnih fenomena u nebeskoj mehanici. Pravilno shvatanje nastanka i evolucije porodice Jupiterovih satelita može da odigra odlučujucu ulogu u našem shvatanju nastanka Sunčevog sistema.

Najviše uzbuđenja, astronomima je priredio Io, najbliži Jupiteru od Galilejevih satelita. Očekivalo se da će njegova površina biti izbrazdana kraterima poput površine našeg Meseca, medjutim, stvarni događaji su prevazišli i najsmelije pretpostavke. Nekoliko dana posle susreta “Vojadžera 1” sa Jupiterom, na jednoj fotografiji Ioa primećena je velika svetla mrlja na ivici južne polulopte satelita. Pošto su propali svi pokušaji da se ona objasni kao neke greške na snimku, zaključeno je da je to ogroman oblak koji se diže 270 km iznad površine satelita. Ubrzo je ustanovljeno da na istoj slici postoji još jedna vulkanska erupcija. Tokom prolaska “Vojadžera 1” potvrđeno je postojanje osam aktivnih vulkana čije erupcije su išle od 70 do 300 km u visinu. Od tih osam, šest je bilo još uvek aktivno kada je stigao “Vojadžer 2”, jedna erupcija je prestala, a jedan od vulkana se nalazio u oblasti koja je bila nedostupna kamerama “Vojadžera 2”

Neki od planetarnih geologa smatraju da su potoci materije koji ističu iz vulkana od čistog sumpora a ne od lave od silikatnog stenja. Oni smatraju da različite nijanse živih boja potiču od alotropskih modifikacija sumpora, koje su stabilne na različitim temperaturama. Suprotno mišljenje je da su ovi tokovi sastavljeni od “običnije” bazaltne lave koja je obojena usled visokog sadržaja sumpora i njegovih naslaga na površini. 

Io je telo sa najizraženijom vulkanskom aktivnošću u Sunčevom sistemu. Uzrok tome su veoma jake plimske sile kojima Jupiter deluje na Io (to su gravitacione sile poput onih kojim Mesec na Zemlji izaziva plimu i oseku) koje usled trenja stvaraju toplotu u njegovoj unutrašnjosti i izazivaju vulkansku aktivnost. Drugi potencijalni izvor energije je jedinstveni položaj Ioa u Jupiterovoj magnetosferi. Pošto je period Jupiterove rotacije oko svoje ose 10 sati, a Io se obrne oko njega za 1.77 dana, Io prolazi kroz linije sila Jupiterovog magnetnog polja brzinom od 57 km/s. Interakcija jonosfere satelita sa pokretnim poljem stvara naponsku razliku od 600 000 volti, tako da između satelita i planete postoji strujna cev u kojoj jačina struje možda dostiže i čitavih 5 000 000 ampera a provodnu sredinu stvaraju naelektrisane čestice u magnetosferi planete. 

Osim zagonetne strujne cevi Io je odgovoran i za nastanak plazmenog torusa oko cele planete. Naime, Io stalno gubi atmosferu koja se neprestano obnavlja usled vulkanske aktivnosti. Ovaj proces je doveo do formiranja oblaka koji se proteže duž cele putanje satelita u ravni malo nagnutoj u odnosu na ravan putanje. Torus sadrži veliki broj jona sumpora i vodonika nastalih verovatno pod uticajem elektrona zarobljenih u magnetosferi Jupitera,  a detektovano intenzivno ultraljubičasto zračenje visoko jonizovanog sumpora ukazuje na to da neki, za sada nepoznati, mehanizam snabdeva torus energijom.

Ustanovljeno je da Io poseduje veoma retku atmosferu čiji je osnovni sastojak sumpor dioksid. Sumpor dioksid na Iou ima niz interesantnih osobina. Nove količine gasa, koje obilato dolaze iz vulkana, mogu se kondenzovati na površini. U polarnim predelima, za vreme noći, temperature su dovoljno niske da se gotovo sav SO2 zaledi. Osim toga, na temperaturama koje vladaju u umerenim dubinama, moguće je topljenje sumpora tako da ispod sloja čvrstog sumpora pomešanog sa SO2 leži okean rastopljenog sumpora. Moćni tokovi tečnog sumpora izlaze i na površinu i vide se u obliku ogromnih ravnica sa slabo izraženim reljefom.

Evropa, blistave narandžaste boje, drugi je od Galilejevih satelita. Njena površina ima veoma čudan izgled, jedinstven u Sunčevom sistemu. Pokrivena je lavirintom linija i traka, koje podsećaju na čuvene Marsovske kanale. Dužina nekih linija dostiže i hiljade kilometara, a širina 20-40 km. Satelit ima ledenu koru debljine 75-100 km, a linije i trake,  sugerišu na postojanje različitih tenzija ispod kore. To se može lako shvatiti ako se ima u vidu blizina Jupitera i plimskih sila usled kojih je unutrašnjost Evrope vrela. Mada je srednja temperatura na površini oko –150°C, u dubljim slojevima ledene kore temperatura bi mogla biti znatno povoljnija zbog tople unutrašnjosti. Štavise, po podacima koje je poslao “Galilej” veoma je verovatno da se ispod ledenog pokrivača krije okean vode u tečnom stanju! Usled ledene kore koja stalno poravnava površinu satelita, Evropa je najglatkije telo Sunčevog sistema, na kome se najveće “planine” uzdižu samo 40 m iznad površine.

Ledeni gigant Ganimed najveći je satelit Sunčevog sistema, veći je i od dve planete, Merkura i Plutona. Njegova površina odlično odbija svetlost, a srednja temperatura mu je –130°C. Viđen izdaleka, sa malom razdvojnom moći, podseća na Mesec, sa nepravilnim tamnijim oblastima na svetlijoj pozadini. Velika kružna tamna oblast koja zahvata gotovo trećinu satelita, i ima 3200 km u prečniku, nazvana je Galilejeva oblast. Slike sa velikom rezolucijom koje je napravio “Vojadžer”, pokazale su koliko se Mesec i Ganimed razlikuju.  Tamne oblasti nisu kao na Mesecu načinjene tokovima materijala sličnog lavi, nego su najstariji delovi satelita i gusto su prekrivene kraterima. Svetliji delovi Ganimedove površine prekriveni su snopovima paralelnih brazdi koje su široke 1 do 10 km i sa ivicama visokim, možda, i do nekoliko stotina metara. One se prostiru hiljadama kilometara,  savijajući se i sekući se međusobno. 

Poslednji od Galilejevih satelita je Kalisto. Oko planete obiđe za 16.7 dana, a prečnik mu je je 4840 km. Sastoji se od gotovo jednakih delova stenja i leda, prljavo sive je boje i izbrazdan kraterima. Krateri su gusto poređani jedan do drugog i za razliku od ostalih satelita i planeta, na njemu ne postoje ravnije oblasti,  “doline” ili “mora”, u kojima su krateri poravnati kasnijim procesima. Vidi se da je Kalisto telo najgušće prekriveno kraterima u Sunčevom sistemu. Na Kalistu se nalazi i ogromna struktura sa puno koncentričnih prstenova i sjajnom centralnom oblašću čiji je prečnik oko 300 km. Osam do deset prstenastih grebena koncentrično okružuju centar do rastojanja od gotovo 1500 km. Ova struktura nazvana je Valhala. Prstenovi su mogli biti formirani dinamički usled sudara velikog tela ili su posledica kasnijeg prilagođavanja okolne površine. 

Podaci o Galilejevim satelitima koje su prikupili “Vojadžeri” i “Galilej” predstavljaju napredak u znanju gotovo isto tako dubok kao i njihovo originalno otkriće. Za vreme uzbudljivih časova, marta i jula 1979. i u periodu 1995 - 1997, ove svetle tačkice na nebu sa ukupnom površinom koja je jednaka površini Zemlje, pretvorili su se u četiri nova sveta puna pitanja i izazova. 

Pažnju široke javnosti kralj svih bogova ponovo privukao je 1994. kada je ceo svet posmatrao pad komete Šumaher-Levi 9 na Jupiter. Posmatrajući kako ova majušna kometa pravi ožiljke na gigantskom Jupiteru i imajući u vidu da između orbite Marsa i Jupitera oko Sunca kruži veliki broj asteroida, ljudi su se prisetili da bi takva sudbina pre ili kasnije mogla da zadesi i Zemlju. Zato se razvijaju razni programi “Svemirske Straže” u okviru kojih se traga za telima koje predstavljaju potencijalnu opasnost po Zemlju kako bi se pravovremeno mogle preduzeti odgovarajuće mere.

(novembar 2004)

***

Literatura