Jupiter

Hierdie artikel handel oor die planeet Jupiter. Vir ander betekenisse van die naam, sien Jupiter (dubbelsinnig).

Jupiter is die vyfde planeet van die Son af en die grootste in die Sonnestelsel. Dit is 'n gasreus met 'n massa van meer as twee en 'n half keer dié van al die ander planete in die Sonnestelsel saam, maar effens kleiner as 'n duisendste van die Son se massa. Jupiter is die helderste natuurlike voorwerp in die Aarde se naglug naas die Maan en Venus, en dit word reeds sedert die voorgeskiedenis waargeneem. Dit is genoem na die Romeinse god Jupiter, die koning van die gode.

Jupiter bestaan hoofsaaklik uit waterstof, maar helium beslaan 'n kwart van sy massa en 'n tiende van sy volume. Dit het waarskynlik 'n rotsagtige kern van swaarder elemente, maar ontbreek, nes die ander gasreuse in die Sonnestelsel, 'n goed gedefinieerde soliede oppervlak. Die voortdurende sametrekking van Jupiter se binnekant wek meer hitte op as wat dit van die Son kry. Vanweë sy vinnige rotasie is Jupiter se vorm 'n afgeplatte sferoïde: Dit het 'n effense maar merkbare uitstulping om sy ewenaar. Die buitenste atmosfeer is verdeel in 'n reeks bande in sy breedte, met onstuimigheid en storms aan die grense tussen hulle. 'n Prominente gevolg hiervan is die Groot Rooi Vlek, 'n reusestorm wat minstens sedert 1831 sigbaar is.

Jupiter word omring deur 'n dowwe planetêre ringstelsel en 'n kragtige magnetosfeer. Sy magnetiese stert is byna 800 miljoen km (5,3 AE) lank en strek amper tot by Saturnus se wentelbaan. Jupiter het 80 bekende mane en moontlik meer, insluitende die vier groot mane van Galilei wat in 1610 deur Galileo Galilei ontdek is: Io, Europa, Ganumedes en Kallisto. Io en Europa is omtrent so groot soos die Aarde se Maan, Kallisto is amper so groot soos die planeet Mercurius en Ganumedes is groter.

Pioneer 10 was die eerste ruimtetuig wat Jupiter besoek het. Sy naaste afstand aan die planeet was in Desember 1973. Verskeie robottuie het Jupiter sedertdien besoek, onder meer die Pioneer- en Voyager-verbyvlugsendings van 1973 tot 1979, en later die Galileo-wenteltuig in 1995. In 2007 het die New Horizons die planeet besoek en sy swaartekrag gebruik om sy spoed te verhoog en sy baan aan te pas op sy vlug na Pluto. 

Die laaste tuig wat Jupiter besoek het, is Juno, wat in Julie 2016 in 'n wentelbaan om die planeet gegaan het. Toekomstige teikens in die Jupiter-stelsel wat besoek sal word, sluit moontlik in die ysbedekte vloeistofoseaan van Europa.

Naam en simbool
In beide die Griekse en Romeinse beskawing is die planeet na die hoofgod van die panteon genoem: Zeus vir die Grieke en Jupiter vir die Romeine. Die Internasionale Sterrekundige Vereniging (IAU) het die naam Jupiter in 1976 as die naam vir die planeet aanvaar. Die IAU noem nuut ontdekte mane van Jupiter na sy mitologiese minnaresse, minnaars en afstammelinge. Die simbool vir die planeet, , kom van die Griekse letter zeta met 'n horisontale streep (Ƶ) as 'n afkorting vir "Zeus".

Die argaïese naam Jove word sedert omstreeks die 14de eeu as 'n poëtiese naam vir Jupiter gebruik. Die Romeine het die vyfde dag van die week diēs Iovis ("Jove se Dag") genoem na die planeet. In die Germaanse mitologie word Jupiter gelykgestel aan die dondergod Thor, van waar die Afrikaanse naam Donderdag kom vir die Romeinse dies Jovis. Jovian is in Engels die adjektiewe vorm van Jupiter.

Vorming en migrasie
Jupiter is vermoedelik die oudste planeet in die Sonnestelsel. Huidige modelle van die vorming van ons stelsel dui daarop dat Jupiter min of meer by die sneeulyn gevorm het: 'n afstand van die Son af waar die temperatuur laag genoeg is dat vlugtige stowwe soos water kan kondenseer om vastestowwe te vorm. Die planeet het 'n groot vloeibare kern begin vorm en toe sy gasatmosfeer versamel. As gevolg daarvan moes die kern gevorm het voordat die sonnewel ná 10 miljoen jaar heeltemal opgebreek het. Oor sowat 'n mijoen jaar het Jupiter se atmosfeer geleidelik uitgesit totdat die massa omtrent 20 keer dié van die Aarde was. Die omwentelende massa het 'n gaping in die sonnewel geskep, en daarna het die planeet stadigaan oor 3-4 miljoen jaar gegroei tot 50 aardmassas.

Volgens een hipotese het Jupiter rofweg 3,5 AE (520 miljoen km) van die Son af begin vorm. Namate die jong planeet massa vergaar het, het 'n wisselwerking met die gasskyf wat om die Son gewentel het en 'n baanresonansie met Saturnus daartoe gelei dat hy na binne migreer het. 

Dit het die wentelbane van verskeie superaardes wat nader aan die Son gewentel het, versteur en veroorsaak dat hulle vernietigend bots. Saturnus sou later ook na binne begin migreer het, baie vinniger as Jupiter, totdat die twee planete vasgevang is in 'n resonansie van 3:2 by ongeveer 1,5 AE (220 miljoen km) van die Son af. Dit het die rigting van migrasie verander en veroorsaak dat hulle weg van die Son af en uit die binneste Sonnestelsel migreer het na hulle huidige posisies. Dit alles het oor 'n tydperk van 3-6 miljoen jaar plaasgevind, met die finale migrasie van Jupiter wat oor verskeie honderdduisende jare geskied het. Jupiter se migrasie uit die binneste Sonnestelsel het die binneplanete, onder meer die Aarde, eindelik in staat gestel om uit die rommel te vorm.

Daar is verskeie probleme met dié hipotese. Die gevolglike tydskale vir die vorming van die aardplanete stem blykbaar nie ooreen met hulle gemete elementêre samestelling nie. Jupiter sou waarskynlik in 'n wentelbaan nader aan die Son gegaan het as dit deur die sonnewel migreer het. Sommige mededingende modelle van die vorming van die Sonnestelsel voorspel die vorming van Jupiter met wentelbaaneienskappe naby aan dié van vandag. Ander modelle voorspel dat Jupiter verder weg gevorm het, soos 18 AE (2,7 miljard km) van die Son af.

Gebaseer op Jupiter se samestelling, is daar navorsers wat reken die planeet het baie ver van die Son af gevorm, tot 40 AE (6 miljard km) weg. Die planeet sou daarna nader migreer het tot by sy huidige posisie. Dié migrasie na binne sou oor rofweg 700 000 jaar plaasgevind het, in 'n epog sowat 2-3 miljoen jaar nadat die planeet begin vorm het. In dié model sou Saturnus, Uranus en Neptunus selfs verder van die Son af gevorm het, en sou Saturnus ook na binne migreer het.

Fisiese eienskappe
Jupiter is 'n gasreus, wat hoofsaaklik uit gas en vloeistof bestaan, eerder as uit soliede materiaal. Dit is die grootste planeet in die Sonnestelsel, met 'n deursnee van 142 984 km by sy ewenaar. Sy gemiddelde digtheid is 1,326 g/cm3, min of meer dieselfde as dié van stroop, en laer as dié van die vier aardplanete.

Samestelling
Die volume van Jupiter se boonste atmosfeer bestaan uit sowat 90% waterstof en 10% helium. Omdat heliumatome 'n groter massa het as waterstofatome, is die massa van Jupiter se atmosfeer omtrent 24% helium. Die atmosfeer bevat spoorhoeveelhede metaan-, waterdamp-, ammoniak- en silikongebaseerde samestellings. Daar is ook klein hoeveelhede koolstof, etaan, waterstofsulfied, neon, suurstof, fosfien en swael. Die heel buitenste laag van die atmosfeer bevat kristalle van bevore ammoniak. Deur middel van infrarooi- en ultravioletmetings is ook spoorhoeveelhede benseen en ander koolwaterstowwe ontdek. 

Jupiter se binnekant bevat swaarder materiale – volgens massa is dit rofweg 71% waterstof, 24% helium en 5% ander elemente.

Die atmosferiese proporsies van waterstof en helium is naby die teoretiese samestelling van die oorspronklike sonnewel. Neon in die boonste atmosfeer is net 20 dele per miljoen volgens massa, wat omtrent 'n tiende van die hoeveelheid in die Son is. Helium is ook net sowat 80% van die Son se heliumsamestelling. Dié uitputting is as gevolg van 'n neerslag van dié elemente as heliumryke druppels, 'n proses wat binne-in die planeet plaasvind.

Gebaseer op spektroskopie, het Saturnus vermoedelik dieselfde samestelling as Jupiter, maar die ander reuseplanete, Uranus en Neptunus, het relatief minder waterstof en helium en relatief meer van die volgende meeste elemente, insluitende suurstof, koolstof, stikstof en swael. Dié twee planete is bekend as ysreuse, want die meeste van hulle vlugtige samestellings is in 'n vastestofvorm.

Grootte en massa

Jupiter se massa is 2,5 keer dié van al die ander planete in die Sonnestelsel saam. Dit is so groot dat die massamiddelpunt met die Son buite die oppervlak van die Son lê, sowat 1,068 sonradiusse van die Son se middelpunt af. Jupiter is veel groter as die Aarde, maar aansienlik minder dig: sy volume is 1 321 keer die Aarde s'n, maar sy massa is net 318 aardmassas. Jupiter se radius is omtrent 'n tiende van die Son s'n, maar sy massa is 'n duisendste sonmassa. Die meeteenheid "Jupitermassa" (ook MJ of MJUP) word dikwels gebruik om die massa van ander voorwerpe te beskryf, veral eksoplanete en bruindwerge. Die eksoplaneet HD 209458 b het byvoorbeeld 'n massa van .

Teoretiese modelle dui aan dat as Jupiter 'n massa van 40% groter gehad het, die binnekant so saamgepers sou gewees het dat sy volume sou afgeneem het ondanks die groter hoeveelheid materie. Hoewel Jupiter se massa 75 keer so groot sou moes gewees het om waterstof te verbrand en 'n ster te word, het die kleinste rooidwerg dalk 'n radius van net effens groter as Saturnus.

Jupiter straal meer hitte uit as wat dit van die Son ontvang vanweë sy sametrekkende binnekant. Dié proses veroorsaak dat Jupiter met sowat 1 mm per jaar krimp. Toe Jupiter gevorm het, was dit warmer en sy deursnee omtrent twee keer so groot soos nou.

Interne struktuur
Voor die vroeë 21ste eeu het die meeste wetenskaplikes een van twee scenario's voorgestel vir die vorming van Jupiter. As die planeet aanvanklik materiaal aangetrek het as 'n soliede liggaam, sou dit bestaan het uit 'n digte kern, 'n omringende laag vloeibare metallieke waterstof (met 'n bietjie helium) wat omtrent 80% van die planeet se radius dek, en 'n buitenste atmosfeer van hoofsaaklik molekulêre waterstof. As die planeet egter regstreeks uit die gasagtige planetêre newel ineengestort het, sal dit na verwagting geen kern hê nie en tot in die middel bestaan uit al hoe digter vloeistowwe (hoofsaaklik molekulêre en metallieke waterstof). 

Data van Juno het getoon Jupiter het 'n baie uitgespreide kern wat met sy binneste mantel meng. Dit is dalk veroorsaak deur 'n botsing met 'n planeet van sowat 10 aardmassas 'n paar miljoen jaar ná Jupiter se vorming, wat 'n aanvanklik soliede kern sou versteur het.

Die kern strek na raming oor sowat 30-50% van die planeet se radius en bevat swaar elemente met 'n gesamentlike massa van 7-25 keer dié van die Aarde.

Buite die laag metallieke waterstof lê 'n deursigtige binneste atmosfeer van waterstof. By dié diepte is die druk en temperatuur bo molekulêre waterstof se kritieke druk van 1,3 MPa en kritieke temperatuur van 33 K (-240,2 °C). In dié toestand is daar geen afsonderlike vloeistof- en gasfases nie – waterstof is glo in 'n superkritieke vloeistoftoestand. 

Die waterstof- en heliumgas wat van die wolklaag af ondertoe strek, verander geleidelik in 'n vloeistof in dieper lae, en lyk waarskynlik amper soos 'n oseaan van vloeibare waterstof en ander superkritieke vloeistowwe. Fisiek raak die gas al hoe warmer en digter namate die diepte toeneem.

Reënagtige druppels helium en neon val neer deur die laer atmosfeer, en put die hoeveelheid van dié elemente in die boonste atmosfeer uit. Berekenings dui daarop dat heliumdruppels by 'n radius van 60 000 km (11 000 km onder die bokant van die wolke) van metallieke waterstof skei en weer by 50 000 km (22 000 km onder die wolke) meng. 'n Reënval van diamante is al voorgestel, nes op Saturnus en die ysreuse Uranus en Neptunus.

Die temperatuur en druk in Jupiter neem geleidelik toe na die binnekant, want die hitte van planetêre formasie kan net deur konveksie ontsnap. By 'n oppervlakdiepte waar die atmosferiese drukvlak 1 bar  (0,10 MPa) is, is die temperatuur sowat 165 K (-108 °C). Die streek van superkritieke waterstof verander geleidelik van 'n molekulêre tot 'n metallieke vloeistof en strek oor 'n drukomvang van 50-400 GPa met temperature van onderskeidelik 5 000 - 8 400 K (4 730 - 8 130 °C). Die temperatuur van Jupiter se verdunde kern is na raming 20 000 K (19 700 °C), met 'n druk van sowat 4 000 GPa.

Atmosfeer
Jupiter se atmosfeer strek tot 'n diepte van 3 000 km onder die wolklae.

Wolklae

Jupiter is deurgaans bedek met wolke van ammoniakkristalle, wat dalk ook ammoniumwaterstofsulfied bevat. Die wolke is geleë in die tropopouse van die atmosfeer (net bo die troposfeer) en vorm bande by verskillende breedteliggings, wat bekend is as tropiese streke. Dié word onderverdeel in ligter "sones" en donkerder "gordels". Die wisselwerkings tussen dié botsende sirkulasiepatrone veroorsaak storms en onstuimigheid. Windsnelhede tot 100 m/s ((360 km/h) is algemeen in die straalstrome. Die sones verskil van jaar tot jaar in breedte, kleur en intensiteit, maar het stabiel genoeg gebly dat wetenskaplikes name aan hulle gegee het.

Die wolklaag is sowat 50 km diep en bestaan uit minstens twee dekke ammoniakwolke: 'n smal, deursigtiger streek bo en 'n dikker onderdek. Daar kan 'n dun laag waterwolke onder die ammoniakwolke wees, wat aangedui word deur weerligflitse wat in die atmosfeer waargeneem word. Dié elektriese ontladings kan tot duisend keer so sterk as weerlig op Aarde wees. Die waterwolke veroorsaak vermoedelik donderstorms op dieselfde manier as op aarde: deur hitte wat van die binnekant af opstyg. Die Juno-sending het "vlak weerlig" onthul wat ontstaan uit ammoniakwaterwolke redelik hoog op in die atmosfeer. 

In die boonste atmosfeer is ook weerligflitse van omtrent 1,4 millisekondes waargeneem. Hulle is bekend as "elfies" en lyk blou of pienk vanweë die waterstof.

Die oranje en bruin kleure in Jupiter se wolke word veroorsaak deur opwellende samestellings wat van kleur verander wanneer hulle blootgestel word aan die ultraviolet lig van die Son. Die presiese samestelling is onseker, maar die stowwe is vermoedelik fosfor, swael of moontlik koolwaterstowwe. Dié kleurryke samestellings, bekend as "chromofore", meng met die warmer wolke van die laer dek. Die ligkleurige sones word gevorm wanneer stygende konveksieselle kritalliserende ammoniak vorm wat die chromofore verberg.

Jupiter se klein ashelling bring mee dat die planeet se pole altyd minder sonstraling as die ewenaarstreek kry. Konveksie in die binnekant van die planeet vervoer energie na die pole, en balanseer die temperature in die wolklaag uit.

Die Groot Rooi Vlek en ander draaikolke

Die bekendste verskynsel op Jupiter is die Groot Rooi Vlek, 'n langdurige antisikloniese storm by 22° suid van die ewenaar. Dit bestaan sover bekend reeds sedert 1831, en moontlik sedert 1665. Op beelde van die Hubble-ruimteteleskoop kan tot twee "rooi vlekke" naby die Groot Rooi Vlek gesien word. Die storm is sigbaar met aardgebaseerde teleskope met 'n lensopening van 12 cm of groter. Die ovaal voorwerp draai antikloksgewys, met 'n rotasieperiode van omtrent ses dae. Die maksimum hoogte van die storm is sowat 8 km bo die bokant van die omringende wolke. Die vlek se samestelling en die bron van sy rooi kleur is onseker, hoewel 'n moontlike verduideliking fotogedissosieerde ammoniak is wat met etyn reageer.

Die Groot Rooi Vlek is groter as die Aarde. Volgens wiskundige modelle is die storm stabiel en sal dit 'n permanente verskynsel bly. Die grootte het egter aansienlik afgeneem sedert dit ontdek is. In aanvanklike waarnemings in die laat 1800's is bereken dit is sowat 41 000 km lank. Teen die Voyager-verbyvlug van 1979 was die storm 23 300 km lank en sowat 13 000 km breed. Volgens waarnemings deur Hubble in 1995 het die lengte afgeneem tot 20 950 km en in 2009 was dit 17 910 km lank. In 2015 was die storm sowat 16 500 by 10 940 km, en het die lengte met sowat 930 km per jaar afgeneem. In Oktober 2021 het Juno die diepte van die Groot Rooi Vlek op 300-500 km gemeet.

Juno-sendings het getoon daar is verskeie polêre sikloongroepe by Jupiter se pole. Die noordelike groep bevat nege siklone, met 'n grote in die middel en agt ander daaromheen, terwyl die suidelike weergawe ook 'n sentrale sikloon het, maar deur vyf groot storms en 'n kleiner een omring word. 

Dié poolstrukture word deur onstuimigheid in die planeet se atmosfeer veroorsaak en kan vergelyk word met Saturnus se seshoek by sy noordpool.

In 2000 het 'n atmosferiese verskynsel in die suidelike halfrond gevorm wat soortgelyk aan die Groot Rooi Vlek is, maar kleiner. Dit is geskep deurdat kleiner, wit ovaalvormige storms verenig het om 'n enkele storm te vorm – die drie kleiner ovale is in 1939-'40 gevorm. Die verenigde verskynsel is "Ovaal BA" genoem. 

Dit het intussen in intensiteit afgeneem en van wit in rooi verander, en word nou die "Klein Rooi Vlek" genoem.

In April 2017 is 'n "Groot Koue Vlek" in Jupiter se termosfeer by sy noordpool ontdek. Die verskynsel is 24 000 km lank, 12 000 km breed en 200 °C kouer as die omringende streke. Hoewel die storm op kort termyn in grootte en intensiteit wissel, bly dit al 15 jaar lank op dieselfde plek in die atmosfeer. Dit kan gevorm word deur die wisselwerkings tussen gelaaide deeltjies wat van Io af kom en die sterk magneetveld van Jupiter, wat lei tot 'n herverspreiding van hittevloei.

Magnetosfeer

Jupiter se magneetveld is die sterkste van al die planete in die Sonnestelsel, met 'n dipoolmoment van 0,4170 mT (millitesla) wat 'n hellingshoek van 10,31° tot die rotasiepool het. Die sterkte van die oppervlakmagneetveld wissel van 0,2 mT tot 2 mT. Dié veld word vermoedelik geskep deur werwelstrome van geleidingsmateriale in die kern van vloeibare metallieke waterstof. By sowat 75 Jupiterradiusse van die planeet af skep die wisselwerking van die magnetosfeer met die sonwind 'n boogskok. Om Jupiter se magnetosfeer is 'n magnetopouse, wat geleë is by die binnekant van 'n magnetoskild – 'n streek tussen die magnetopouse en die boogskok. Die sonwind reageer met dié streke en verleng die magnetosfeer aan Jupiter se lykant (die kant afgekeer van die windrigting) tot amper by Saturnus se wentelbaan. Die wentelbane van Jupiter se grootste vier mane is almal binne die magnetosfeer, wat hulle teen die sonwind beskerm.

Die vulkane op die maan Io werp groot hoeveelhede swaeldioksied uit, wat 'n gastorus al langs die wentelbaan van die maan vorm. Die gas word geïoniseer in Jupiter se magnetosfeer en skep swael- of suurstofione. Hulle, saam met waterstofione wat in Jupiter se atmosfeer ontstaan, vorm 'n plasmaplaat in Jupiter se ewenaarvlak. Die plasma in die plaat roteer saam met die planeet en verwring die dipoolmagneetveld in dié van 'n magnetoskyf. Elektrone in die plasmaplaat skep 'n sterk radiohandtekening, met kort, gesuperponeerde uitbarstings in die omvang van 0,6-30 MHz wat van die Aarde af waargeneem kan word. Terwyl Io deur dié torus beweeg, skep die wisselwerking plasmagolwe wat geïoniseerde materie tot in Jupiter se poolstreke dra. As gevolg hiervan word radiogolwe geskep deur 'n siklotronmasermeganisme, en die energie word uitgestuur met 'n keëlvormige oppervlak langs.  Wanneer die Aarde deur dié keël beweeg, kan radio-emissies van Jupiter af dié van die Son af oorskry.

Platetêre ringe

Jupiter het 'n dowwe planetêre ringstelsel wat uit drie segmente saamgestel is: 'n binneste torus van deeltjies bekend as die halo, 'n relatief helder hoofring en 'n buitenste fyn ring. Dié ringe bestaan oënskynlik uit stof, terwyl Saturnus se ringe uit ys bestaan. Die hoofring bestaan waarskynlik uit materiaal wat van die mane Adrastea en Metis afkomstig is en deur die planeet se sterk swaartekraginvloed na Jupiter aangetrek word. Nuwe materiaal word deur bykomende botsings bygevoeg. 

Op dieselfde manier skep die mane Tebe en Amaltea vermoedelik twee afsonderlike komponente van die stowwerige fyn ring. Daar is bewyse van 'n vierde ring wat kan bestaan uit botsingstukke van Amaltea af wat al langs die maan se wentelbaan voorkom.

Wentelbaan en rotasie

Jupiter is die enigste planeet in die Sonnestelsel waarvan die massamiddelpunt buite die Son lê, al is dit net met 7% van die Son se radius. Die gemiddelde afstand tussen Jupiter en die Son is 778 miljoen km (5,2 AE) en die planeet voltooi elke 11,86 jaar 'n omwenteling. Dit is sowat twee vyfdes van Saturnus se wentelperiode, en dit vorm amper 'n baanresonansie. 

Jupiter se wentelvlak het 'n baanhelling van 1,30° in vergelyking met die Aarde. Omdat die wentelbaan se eksentrisiteit 0,049 is, is Jupiter net meer as 75 miljoen km nader aan die Son met perihelium as met afelium.

Jupiter se ashelling is relatief klein, net 3,13°, en sy seisoene is dus onbeduidend in vergelyking met dié van die Aarde en Mars.

Jupiter se rotasie is die vinnigste van al die planete in die Sonnestelsel. Dit voltooi 'n rotasie in effens minder as 10 uur en dit veroorsaak 'n uitstulping by die ewenaar wat maklik deur 'n amateurteleskoop gesien kan word. Omdat Jupiter nie 'n soliede liggaam is nie, ondergaan sy boonste atmosfeer differensiële rotasie. Die rotasie van sy poolatmosfeer is sowat 5 minute langer as dié van sy ewenaaratmosfeer.

Waarneming

Jupiter is gewoonlik die vierde helderste natuurlike voorwerp in die lug (naas die Son, Maan en Venus),hoewel Mars soms helderder as Jupiter kan lyk. Na gelang van Jupiter se posisie ten opsigte van die Aarde, wissel sy visuele magnitude van -2,94 by opposisie tot -1,66 tydens konjunksie met die Son. Sy gemiddelde skynbare magnitude is -2,2. Sy skynbare grootte wissel ook van 50,1 tot 30,5 boogsekondes. Gunstige opposisies is wanneer Jupiter deur sy perihelium beweeg en dit nader aan die Aarde is. Naby opposisie sal dit lyk of Jupiter in 'n skynbare retrograde beweging gaan vir 'n tydperk van sowat 121 dae voordat dit weer prograad beweeg.

Omdat Jupiter se wentelbaan buite dié van die Aarde lê, sal die fasehoek van die planeet soos van die Aarde af gesien altyd minder as 11,5° wees; Jupiter lyk dus altyd byna ten volle verlig wanneer dit deur aardgebaseerde teleskope beskou word. Dit was net tydens ruimtetuigsendings na Jupiter dat sekeluitsigte van die planeet verkry is. 

'n Klein teleskoop sal gewoonlik Jupiter se vier mane van Galilei en die prominente wolkgordels oor sy atmosfeer wys. 'n Groot teleskoop met 'n lensopening van 10,16-15,24 cm sal Jupiter se Groot Rooi Vlek wys as dit na die Aarde gedraai is.

Geskiedenis

Navorsing voor teleskope

Waarnemings van Jupiter het minstens in die Babiloniese tyd van die 7de tot 8ste eeu v.C. begin. Die antieke Chinese het dit as die Suì-ster (Suìxīng, 歲星) geken en het hulle siklus van 12 aardtakke gebaseer op die benaderde getal jare wat dit duur vir Jupiter om om die Son te wentel. Teen die 4de eeu v.C. het dié waarnemings ontwikkel tot die Chinese diereriem, en elke jaar is verbind met 'n ster en god wat die streek teenoor Jupiter se posisie in die naglug beheer. Dié oortuigings bestaan steeds in Taoïstiese godsdienspraktyke en in die 12 diere van die Oos-Asiatiese diereriem. Die Chinese historikus Xi Zezong het beweer die antieke Chinese sterrekundige Gan De het 'n klein ster aangemeld "in alliansie" met die planeet. Dit kan dui op die waarneming van een van Jupiter se mane met die blote oog. As dit waar is, het dit gebeur byna twee millenniums voor Galileo se ontdekking van die grootste mane.

In 'n verslag van 2016 is berig die trapesiumreël is voor 50 v.C. deur die Babiloniërs gebruik om Jupiter se snelheid met die sonnebaan langs te bepaal. In sy werk Almagest van die 2de eeu het die Hellenistiese sterrekundige Ptolemaeus 'n geosentriese planetêre model gekonstrueer wat gebaseer is op leisirkels en episiklusse om weereens Jupiter se beweging relatief tot die Aarde te bereken; hy het Jupiter se wentelperiode om die Aarde as 4 332,38 dae, of 11,86 jaar, aangegee.

Grondgebaseerde teleskope

In 1610 het die Italiaan Galileo Galilei die grootste vier mane van Jupiter (nou bekend as die mane van Galilei) met 'n teleskoop ontdek. Dit was sover bekend die eerste waarneming van die mane van 'n planeet buiten die Aarde. Net 'n dag daarna het Simon Marius onafhanklik mane om Jupiter ontdek, hoewel hy sy ontdekking eers in 1614 in 'n boek gepubliseer het. Sy name vir die mane word egter vandag steeds gebruik: Io, Europa, Ganumedes en Kallisto. Die ontdekking was 'n groot pluspunt ten gunste van Copernicus se heliosentriese teorie van die beweging van die planete; Galileo se steun aan Copernicus se teorie het daartoe gelei dat hy deur die Inkwisisie verhoor en skuldig bevind is.

In die 1660's het Giovanni Cassini 'n nuwe teleskoop gebruik om vlekke en kleurryke bande in Jupiter se atmosfeer te ontdek, om waar te neem dat die planeet afgeplat lyk en om sy rotasieperiode te beraam. In 1692 het Cassini opgelet die atmosfeer ondergaan differensiële rotasie.

Die Groot Rooi Vlek is dalk al in 1664 deur Robert Hooke en in 1665 deur Cassini waargeneem, hoewel dit betwis word. Die Duitse apteker en sterrekundige Heinrich Schwabe het in 1831 die eerste bekende tekening gemaak om besonderhede van die vlek te wys. 

Beide Giovanni Borelli en Cassini het tabelle opgestel oor die beweging van Jupiter se mane, wat mense in staat gestel het om presiese voorspellings te maak van wanneer hulle voor of agter die planeet gaan wees. Teen die 1670's het Cassini waargeneem dat wanneer Jupiter aan die ander kant van die Son as die Aarde is, dié verskynsels elke keer sowat 17 minute later gebeur as wat verwag is. Ole Rømer het afgelei dat lig nie so vinnig beweeg dat dit oombliklik gesien word nie ('n afleiding wat Cassini vroeër verwerp het), en die tydsverskil is gebruik om die ligsnelheid te beraam.

In 1892 het E.E. Barnard 'n vyfde maan van Jupiter in Kalifornië waargeneem. Dit is later Amaltea genoem. Dit was die laaste planetêre maan wat direk deur 'n visuele waarneming met 'n teleskoop ontdek is. Nog agt mane is ontdek voor die verbyvlug van Voyager 1 in 1979.

In 1932 het Rupert Wildt absorpsielyne van ammoniak en metaan in Jupiter se spektra waargeneem. Drie lank bestaande antisikloniese verskynsels, wat "wit ovale" genoem word, is in 1938 waargeneem. Hulle het dekades lank apart gebly in die atmosfeer; hulle het soms na aan mekaar gekom, maar nooit saamgesmelt nie. In 1998 het twee van hulle eindelik saamgesmelt en in 2000 het hulle die derde een geabsorbeer. Dit is nou bekend as "Ovaal BA".

Ruimteteleskope
Op 14 Julie 2022 het Nasa beelde van Jupiter beskikbaar gestel, insluitende in infrarooi, wat deur die James Webb-ruimteteleskoop (JWRT) geneem is.

Radioteleskope

In 1955 het Bernard Burke en Kenneth Franklin ontdek Jupiter straal uitbarstings van radiogolwe uit by 'n frekwensie van 22,2 MHz. Die periode van dié uitbarstings het ooreengestem met die rotasie van die planeet, en hulle het dié inligting gebruik om 'n akkurater waarde vir Jupiter se rotasieperiode te bereken. Radio-uitbarstings van Jupiter kom in twee vorme voor: lang uitbarstings (of L-uitbarstings), wat verskeie sekondes duur, en kort uitbarstings (of S-uitbarstings) wat korter as 'n honderdste van 'n sekonde duur.

Wetenskaplikes het drie soorte radioseine ontdek wat van Jupiter af kom:
 Dekametriese radio-uitbarstings (met 'n golflengte van tiene meters) wissel met Jupiter se rotasie en word beïnvloed deur die wisselwerking van Io met Jupiter se magneetveld.
 Desimetriese radio-emissies (met golflengtes wat in sentimeter gemeet word) is in 1959 die eerste keer waargeneem, deur Frank Drake en Hein Hvatum. Die oorsprong van dié sein is 'n torusvormige gordel om Jupiter se ewenaar wat straling skep van elektrone wat in Jupiter se magneetveld versnel word.
 Termiese straling word geskep deur hitte in Jupiter se atmosfeer.

Verkenning
Jupiter word deur outomatiese ruimtetuie besoek sedert 1973, toe Pioneer 10 naby genoeg aan die planeet verbygevlieg het om onthullings oor sy eienskappe en verskynsels terug te stuur Aarde toe. Baie energie is nodig vir sendings na Jupiter, en swaartekragslingers kan gebruik word om die nodige energie te verminder.

Verbyvlugte

Van 1973 af het verskeie ruimtetuie verbyvlugmaneuvers uitgevoer wat hulle binne waarnemingsafstand van Jupiter gebring het. Die Pioneer-sendings het die eerste nabyskote van Jupiter se atmosfeer en verskeie van sy mane geneem. Hulle het ontdek die stralingsvelde naby die planeet is baie sterker as wat verwag is, maar albei tuie het in dié omgewing oorleef. Hulle bane is gebruik om die massaramings van die Jupiter-stelsel te redefinieer. Radioverduisterings deur die planeet het gelei tot beter metings van Jupiter se deursnee en die mate van afplatting by die pole.

Ses jaar later het die Voyager-sendings die mens se begrip van die mane van Galilei grootliks verbeter en Jupiter se ringe ontdek. Hulle het ook bevestig dat die Groot Rooi Vlek antisiklonies is. 'n Vergelyking van foto's het gewys die vlek het van kleur verander sedert die Pioneer-sendings: Dit het van oranje in donkerbruin verander. 'n Torus van geïoniseerde atome is met Io se wentelbaan langs ontdek, en daar is gevind dit kom van uitbarstende vulkane op die maan se oppervlak. Toe Voyager 1 agter Jupiter verbyvlieg, het dit weerligflitse in die atmosfeer aan die nagkant ontdek.

Die volgende tuig wat verby Jupiter gevlieg het, was die sonondersoektuig Ulysses. In Februarie 1992 het dit verby die planeet gevlieg om in 'n poolwentelbaan om die Son te kom. Tydens die verbyvlug het die tuig Jupiter se magnetosfeer ondersoek, hoewel dit nie kameras gehad het om die planeet af te neem nie. Die tuig het ses jaar later weer by Jupiter verbygevlieg, dié keer veel verder.

In 2000 het Cassini verby Jupiter gevlieg op pad na Saturnus en hoërresolusiefoto's verskaf.

Die New Horizons het in 2007 by Jupiter verbygevlieg vir 'n swaartekragslinger op pad na Pluto. Die tuig se kameras het die plasmauitset van vulkane op Io gemeet en al vier mane van Galilei in besonderhede bestudeer.

Ander sendings

Die eerste ruimtetuig wat om Jupiter gewentel het, was die Galileo-tuig, wat die planeet op 7 Desember 1995 bereik het. Dit was meer as sewe jaar lank in 'n wentelbaan en het verskeie verbyvlugte uitgevoer van al die mane van Galilei en Amaltea. Die tuig het ook die impak van die komeet Shoemaker-Levy 9 waargeneem toe dit in 1994 teen die planeet bots. Sommige doelwitte van die sending is in die wiele gery deur 'n fout met een van Galileo se antennes.

In Julie 1995 is 'n atmosfeerondersoektuig van die wenteltuig af losgelaat, en dit het Jupiter se atmosfeer op 7 Desember binnegegaan. Dit het teen sowat 2 575 km/h deur 150 km van die atmosfeer met 'n valskerm geval en 57,6 minute lank data versamel voordat dit verwoes is. Die wenteltuig self het dieselfde lot getref toe dit op 21 September 2003 met opset teen die planeet laat bots is. Nasa het die tuig vernietig om enige moontlikheid uit te skakel dat dit teen die maan Europa, wat dalk lewe huisves, kan bots en dit besmet.

Data van dié sending het onthul waterstof beslaan tot 90% van Jupiter se atmosfeer. Die aangetekende temperatuur was hoër as 300 °C en die windsnelheid wat gemeet is, meer as 644 km/h voordat die tuig verdamp het.

Nasa se Juno-ruimtetuig het op 4 Julie 2016 by Jupiter aangekom met die doel om die planeet in besonderhede te ondersoek uit 'n poolwentelbaan. Die aanvanklike doel was dit dit in 20 maande 37 keer om Jupiter vlieg. Gedurende die sending sal die tuig aan hoë vlakke straling van Jupiter se magnetosfeer af blootgestel word, en dit kan veroorsaak dat sekere instrumente ophou werk. Op 27 Augustus 2016 het die tuig sy eerste verbyvlug van Jupiter uitgevoer en die eerste foto's nog van die planeet se noordpool teruggestuur.

Juno het 12 wentelbane voor die beplande tyd voltooi, wat in Julie 2018 was. In Junie dié jaar het Nasa die sending tot in Julie 2021 verleng, en in Januarie van dié jaar is die sending verleng tot September 2025, met vier verbyvlugte van mane: een van Ganumedes, een van Europa en twee van Io. Wanneer Juno die einde van sy sending bereik, sal dit 'n beheerde botsing teen Jupiter se atmosfeer uitvoer en disintegreer. Dit sal verhoed dat die tuig teen een van die mane bots.

Mane

Jupiter het 80 bekende natuurlike satelliete. Van hulle is 60 kleiner as 10 km in deursnee. Die grootste vier mane is Io, Europa, Ganumedes en Kallisto, wat saam as die mane van Galilei bekend is. Hulle is op 'n donker aand van die Aarde af sigbaar deur 'n verkyker.

Mane van Galilei

Die mane wat deur Galileo ontdek is – Io, Europa, Ganumedes en Kallisto – is van die grootstes in die Sonnestelsel. Drie van die mane – Io, Europa en Ganumedes – is in 'n baanresonansie: vir elke vier wentelbane van Io om Jupiter voer Europa presies twee uit en Ganumedes presies een. Dié resonansie veroorsaak dat die drie groot mane se swaartekrageffekte hulle wentelbane in ovaal vorms verwring, want elke maan kry 'n ekstra pluk van sy bure by dieselfde punt van sy wentelbaan. Die getykrag van Jupiter probeer hulle wentelbane daarenteen rond maak.

Die eksentrisiteit van die mane se wentelbane veroorsaak dat hulle vorms voortdurend verander: Jupiter se swaartekrag rek hulle uit as hulle naby die planeet kom en laat hulle toe om weer rond te word wanneer hulle wegbeweeg. Die weerstand van dié vormveranderings wek hitte op in die binnekant van die mane. Dit is die duidelikste te sien in die vulkaanuitbarstings van Io (wat aan die sterkste getykragte onderwerp is) en in 'n mindere mate in die geologiese jong voorkoms van Europa se oppervlak, wat daarop dui dat materiaal die maan se oppervlak onlangs herbedek het.

Klassifikasie
Jupiter se mane is tradisioneel opgedeel in vier groepe van vier elk, gebaseer op eenderse wentelelemente. Dié prentjie is ingewikkelder gemaak deur die ontdekking van talle klein buitemane sedert 1999. Jupiter se mane word tans verdeel in verskeie verskillende groepe, hoewel verskeie mane nie deel van enige groep is nie.

Die agt binneste, reëlmatige mane wat almal byna ronde wentelbane naby die vlak van Jupiter se ewenaar het, het vermoedelik saam met die planeet gevorm, terwyl die ander mane onreëlmatige mane is en vermoedelik aangetrekte asteroïdes of fragmente van aangetrekte asteroïdes is. Die onreëlmatige mane in elke groep kan 'n gemeenskaplike oorsprong hê, miskien 'n groter maan of aangetrekte liggaam wat opgebreek het.

Wisselwerking met die Sonnestelsel
As die grootste van die Son se agt planete het Jupiter se swaartekraginvloed die Sonnestelsel help vorm. Buiten Mercurius s'n, lê die wentelbane van die stelsel se planete nader aan Jupiter se wentelvlak as die Son se ewenaarvlak. Die Kirkwoodgapings in die asteroïdegordel word hoofsaaklik deur Jupiter veroorsaak, en die planeet was dalk verantwoordelik vir die Groot Bombardement in die binneste Sonnestelsel se geskiedenis.

Benewens sy mane, beheer Jupiter se swaartekragveld talle asteroïdes by sy Lagrange-punte wat die planeet vooruitgaan en volg in sy wentelbaan om die Son. Hulle is bekend as die trojane en word opgedeel in die Griekse en Trojaanse kamp ter ere van die Ilias. Die eerste een, 588 Achilles, is in 1906 deur Max Wolf ontdek; sedertdien is nog meer as 2 000 ontdek. Die grootste een is 624 Hektor.

Die Jupiter-familie word gedefinieer as komete met 'n kleiner halwe lengteas as Jupiter; die meeste kortperiodekomete val in dié groep. Lede van die Jupiter-familie ontstaan vermoedelik in die Kuipergordel buite Neptunus se wentelbaan. As hulle naby Jupiter kom, word hulle versteur en gaan hulle in wentelbane met 'n kleiner periode, wat dan gesirkuleer word deur gereelde swaartekragwisselwerkings met die Son en Jupiter.

Botsings
Jupiter is al die Sonnestelsel se stofsuier genoem vanweë sy enorme swaartekrag en ligging naby die binneste Sonnestelsel. Daar is meer botsings, soos deur komete, teen hom as teen enige ander planeet in die Sonnestelsel. Jupiter ondervind byvoorbeeld 200 keer soveel botsings deur asteroïdes en komete as die Aarde. 

In die verlede het wetenskaplikes gedink Jupiter het die binneste Sonnesteldel gedeeltelik beskerm teen 'n bombardement van komete. Rekenaarsimulasies in 2008 wys egter Jupiter veroorsaak nie 'n afname van komete deur die binneste Sonnestelsel nie, want sy swaartekrag versteur hulle wentelbane na binne amper net soveel keer as wat dit hulle aantrek of afstoot. Dié onderwerp is steeds omstrede onder wetenskaplikes omdat sommige glo Jupiter trek komete van die Kuipergordel na die Aarde, terwyl ander glo Jupiter beskerm die Aarde teen die Oortwolk.

In Julie 1994 het die komeet Shoemaker-Levy 9 teen Jupiter gebots. Die botsings is goed dopgehou deur sterrewagte oor die wêreld heen, insluitende die Hubble-ruimteteleskoop en Galileo-ruimtetuig. Die gebeure is wyd in die media gedek.

Galery

Sien ook
Warm Jupiter
Sterrekundeportaal

Verwysings

Eksterne skakels
 
  – 'n Simulasie van die mane van Jupiter.
 Jupiter in Motion, album van Juno-foto's saamgevat in kort video's
 June 2010 impact video
 Interaktiewe 3D-swaartekragsimulasie van die Jupiterstelsel 
 Video (animasie; 4:00): Verbyvlug van Ganumedes en Jupiter (Nasa; 15 Julie 2021).
  Jupiter Fact Sheet
  Afbeeldings van Jupiter