Amellett, hogy a Jupiter a Naprendszer legnagyobb bolygója, a napjainkig felfedezett holdjainak számát tekintve szintén rekordernek számít: eddig 95 holdját ismerjük. Ezekből négyet, amelyeket Galilei-holdaknak is nevezünk, egy kisebb távcsővel vagy akár binokulárral is megfigyelhetünk a derült estéken, s éppen ezért kiemelt érdeklődés fordul e bolygó felé. Cikkünkben röviden bemutatjuk Naprendszerünk óriásának legfontosabb tulajdonságait.
A Jupiter a Naprendszer ötödik bolygója a Naptól számítva, tömegét tekintve azonban két és félszer meghaladja az összes többi bolygó tömegét. Éppen ezért a Naprendszer külső bolygóinak nevezett Jupitert, Szaturnuszt, Uránuszt és Neptunuszt a méretre utaló óriásbolygó vagy az összetételről árulkodó gázbolygó gyűjtőnév mellett Jupiter-típusú bolygók néven is ismerhetjük. A Jupiter az első a külső bolygók közül, s ennek megfelelően a Földnél jóval távolabb, mintegy 5,2 csillagászati egységre kering a Naptól. Egy jupiteri év nagyjából 12 földi évnek felel meg. Mivel ez a bolygó rendkívül gyorsan, szűk 10 órás periódussal forog a saját tengelye körül, alakja eltér a tökéletes gömbtől, s egy lapult labdára emlékeztet: egyenlítői átmérője több mint 10000 kilométerrel meghaladja sarki átmérőjét.
Méretéből adódóan a Naprendszer legnagyobb bolygója a görög Zeusznak megfelelő római főistenről, Iuppiterről kapta a nevét. Csillagászatban használt szimbóluma a görög ABC zetájához ⟨Ƶ⟩ hasonlít, amelyet a görögök a Zeusz név rövidítésére használtak, s emellett a villámlás jelképéül is szolgál. Megemlítendő, hogy a germán mitológiában a Jupiter megfelelője Thor isten, a csütörtöki nap angol nevének (Thursday) névadója.
A Jupiter szimbóluma.
A főisten nevét viselő bolygó összetételét tekintve eltér a kőzetbolygóknak vagy belső bolygóknak is nevezett Föld-típusú bolygóktól. Azokkal ellentétben nagyrészt gáz halmazállapotú hidrogén és hélium alkotja, s emellett kis mennyiségben más anyagokat, például metánt, ammóniát, szenet, de akár vizet is tartalmaz. Összetétele miatt a sűrűsége jóval kisebb a Földénél, mivel azonban átmérője 11-szerese Földünkének, a tömege több mint háromszázszorosan haladja meg azt. Ennek megfelelően a Jupiter a Naprendszer egyetlen olyan bolygója, amelynek a Nappal vett közös tömegközéppontja nem a Nap belsejében található.
Meglepő tény, hogy a legkisebb ismert csillag mérete épphogy csak meghaladja a Jupiterét. A Jupiter viszont nem számít csillagnak, hiszen a magjában nem indultak be fúziós folyamatok, amelynek alapján barna törpének sorolhatnánk be. A Jupiter tömege tehát nem elegendő ahhoz, hogy beinduljanak benne a fúziós folyamatok, ám emellett sokáig rejtély övezte vele kapcsolatban a következő megfigyelt jelenséget: ez a bolygó több hőt sugároz ki, mint amennyit a Naptól kap, így tehát a belsejében szerepet kell, hogy játsszanak bizonyos hőtermelő folyamatok. Később ezt a jelenséget annak tulajdonították, hogy a bolygó folyamatosan húzódik össze, évente 2 centiméteres sebességgel, és az összehúzódás során szabadítja fel a megfigyelt többlethőt. Az elméletek szerint a Jupiter keletkezési átmérője csaknem kétszeresen meghaladta a jelenlegi méretét.
Belső szerkezetét tekintve a Jupiter a Földtől teljesen eltérő. Belsejében egy kicsi, sűrű, szilárd mag helyezkedik el, amelyet egy, a bolygó sugarának nagyjából 80%-áig kiterjedő, fémes hidrogénből álló, kisebb sűrűségű zóna követ. Valószínűleg ez a fémes réteg kelti a Jupiternek a Földénél tizennégyszer erősebb mágneses terét, amelynek köszönhetően a Jupiter magnetoszférája hatalmas kiterjedésű. A fémes réteg felett egy cseppfolyós, illetve gáz halmazállapotú hidrogénből álló réteg található, amelynek tetején a Jupiter jellegzetes, ammóniakristályokból felépülő felhőrétege foglal helyet. A két felső réteg között nincs jól definiált határfelület.
A Jupiter nagyjából 50 km-es mélységig lenyúló felhőrétege különleges, sávos megjelenést kölcsönöz a bolygónak: sötétebb színű övek és világosabb színű zónák váltják egymást a bolygó különböző szélességi fokokon elhelyezkedő területein. A sötétebb, illetve a világosabb területeken egymással ellentétes irányú viharok tombolnak, ahol a szél sebessége akár a 360 km/h-t is elérheti. Bár összetételét tekintve a felhőrétegek jórészt ammóniából állnak, az elméletek szerint ezek alatt vékonyan jelen lehet egy vízfelhőkből álló réteg is, amelyben erőteljes, a földi villámok erősségét több ezerszeresen meghaladó erősségű villámtevékenység figyelhető meg. Sokáig intenzíven vitatott kérdés volt, hogy vajon miként került víz a Jupiterre, a Herschel űrteleszkóp mérései azonban kimutatták, hogy a víz megjelenése valószínűleg üstökösök, közte a Shoemaker-Levy 9 1994-es becsapódásának a következménye.
A sávos felhőrétegek mellett a Jupiter legjellegzetesebb alakzata a Nagy Vörös Folt néven ismert anticiklonáris képződmény, amelynek átmérője meghaladja Földünkét, így akár egy kisebb távcsővel is jól megfigyelhető a Jupiter felszínén. Ez a vihar a modellek alapján több mint 350 éve tombol a Jupiter légkörében. A Nagy Vörös Folt mellett sok kisebb, ellipszoidális formájú vihar van jelen a Jupiteren, amelyek kisebb hőmérséklettel jellemzett fehér vagy melegebb, barnás színűek is lehetnek. Bár nem olyan jelentősen, mint a Szaturnusz esetében, a Jupiter körül is megfigyelhetőek gyűrűk, amelyek jórészt a körülötte keringő holdak poranyagából állnak.
Korábban is említettük, hogy jelenleg a Jupiter körül ismerjük a legtöbb holdat. Ezek közül a négy legnagyobbat és mindmáig legismertebbet Galileo Galilei fedezte fel, így összefoglaló nevükön Galilei-holdaknak is nevezik őket. Ezek az Io, az Europa, a Ganymedes és a Callisto nevet viselik.
A Jupiterhez a legközelebb a Föld holdjával csaknem megegyező méretű, és ahhoz hasonlóan kötött keringésű Io hold kering, amelyre napjainkban is aktív, az árapályfűtés által keltett vulkáni tevékenység jellemző. Összetételét tekintve az Io hasonlít a kőzetbolygókra, felszínét azonban az idősebb kráterek helyett a kénes vulkanizmus lávafolyásai borítják.
Ezt a holdat a Jupitertől vett távolságban a Galilei-holdak közül a legkisebb, az Europa követi a sorban, amely az Ióval 2:1-es rezonanciában kering, ami azt jelenti, hogy amíg az Europa egy keringést tesz meg a Jupiter körül, addig az Io pontosan kettőt. Az Europa egyik legkiemelkedőbb tulajdonsága, hogy felszínét egy sima, nagyjából 100 km vastag vízréteg borítja, amelynek alsó 30 kilométere az árapályfűtés miatt akár cseppfolyós halmazállapotban is lehet. Éppen ezért sokan úgy gondolják, hogy az élet kialakulására utaló jeleket a Mars helyett célszerű inkább az Europán kutatni.
A harmadik Galilei-hold, a Ganymedes, Naprendszerünk legnagyobb holdja, amelynek a többi holddal ellentétben erős mágneses tere van. Belső összetételét tekintve hasonlít az Europához, így a vízjég itt is nagy mennyiségben megtalálható. A felszínét egymástól élesen elkülönülő sötétebb és idősebb, valamint világosabb és egyben fiatalabb régiók tarkítják. Keringése 4:1-es rezonanciát mutat az Ioéval.
A Jupitertől legtávolabbi Galilei-hold, a Callisto, az Iohoz hasonlóan kötött keringésű. Belső szerkezete az előbb említett 3 holdnál kevésbé ismert, a felszíne pedig erőteljesen kráterezett: itt található a Valhalla, Naprendszerünk legnagyobb becsapódási alakzata.
A Jupitert mindmáig számos űrszonda látogatta meg, amelyek közül az első a NASA Pioneer–10 űrszondája volt. Ez közelítette meg elsőként Naprendszerünk legnagyobb bolygóját, s a megközelítés során sikerült felfedeznie gyűrűit és mágneses terét, illetve elkészítenie az első közelképeket a bolygóról. Később a Pioneer–11, majd a Voyager–1, illetve Voyager–2 is elhaladt a Jupiter mellett, hogy részletesebben is megvizsgálja annak felhőrétegeit, holdjait és gyűrűrendszerét. Az első, célzottan a Jupiter vizsgálatára felbocsátott űreszköz a Galileo-űrszonda volt, amely 1995-ben állt pályára a bolygó körül, és 2003-ig végzett méréseket a bolygóról, illetve holdjairól. Szintén jelentős, hogy 1994-ben sikerült megfigyelnie, amint a Shoemaker–Levy 9 üstökös a bolygó felszínébe csapódik.
A 2011-ben felbocsátott Juno űrszonda is a Jupitert vizsgálja, specifikusan annak kialakulását és fejlődését, majd küldetését elvégezve a Galileohoz hasonlóan a bolygóba irányítják (a tervek szerint 2025 után), hogy utolsó erejével megfigyelje a légkör szerkezetét.
A Jupiterhez küldött számos űrszonda mellett a James Webb űrtávcső is készített egy minden eddiginél jobb felbontású felvételt óriásbolygónkról, amely hatalmas szenzációként járta be az egész világot.
Az utóbbi hónapok legnagyobb, Jupiterrel kapcsolatos áttörése azonban a fedélzetén magyarok által készített műszert is hordozó JUICE űrszonda 2023. április 14-i felbocsátása, amely a Jupiter holdjainak részletes vizsgálatát tűzte ki célul, és a 2030-as évek elején érkezik majd meg célállomásához. A küldetésben a tervek szerint hangsúlyos szerepet kapnak hazai kutatócsoportok is.
Szerző: Könyves-Tóth Réka, Tudományos munkatárs
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet