Ο Δίας είναι ένας από τους πέντε πλανήτες του ηλιακού συστήματος που μπορεί κανείς να δει στον νυχτερινό ουρανό χωρίς οπτικά όργανα. Εξακολουθώντας να μην έχουν ιδέα για το μέγεθός του, οι αρχαίοι αστρονόμοι το ονόμασαν την υπέρτατη ρωμαϊκή θεότητα.
Γνωρίστε τον Δία
Η τροχιά του Δία απέχει 778 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο. Ένας χρόνος εκεί διαρκεί 11,86 γήινα χρόνια. Ο πλανήτης κάνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από τον άξονά του σε μόλις 9 ώρες 55 λεπτά και η ταχύτητα περιστροφής είναι διαφορετική σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη και ο άξονας είναι σχεδόν κάθετος στο τροχιακό επίπεδο, με αποτέλεσμα να μην παρατηρούνται εποχιακές αλλαγές.
Η θερμοκρασία της επιφάνειας του Δία είναι 133 βαθμοί Κελσίου (140 Κ). Η ακτίνα είναι μεγαλύτερη από 11 και η μάζα είναι 317 φορές η ακτίνα και η μάζα του πλανήτη μας. Η πυκνότητα (1,3 g/cm3) είναι ανάλογη με την πυκνότητα του Ήλιου και πολύ μικρότερη από την πυκνότητα της Γης. Η δύναμη της βαρύτητας στον Δία είναι 2,54 φορές και το μαγνητικό πεδίο είναι 12 φορές μεγαλύτερο από παρόμοιες επίγειες παραμέτρους. Η θερμοκρασία κατά τη διάρκεια της ημέρας στον Δία δεν διαφέρει από τη νύχτα. Αυτό οφείλεται σε σημαντική απόσταση από τον Ήλιο και σε ισχυρές διεργασίες που συμβαίνουν στα έγκατα του πλανήτη.
EruΗ οπτική έρευνα του πέμπτου πλανήτη ανακαλύφθηκε το 1610 από τον Γ. Γαλιλαίο. Ήταν αυτός που ανακάλυψε τους τέσσερις πιο ογκώδεις δορυφόρους του Δία. Μέχρι σήμερα, 67 κοσμικά σώματα είναι γνωστό ότι αποτελούν μέρος του πλανητικού συστήματος του γίγαντα.
Ιστορικό έρευνας
Μέχρι τη δεκαετία του 1970, ο πλανήτης μελετήθηκε χρησιμοποιώντας επίγεια και στη συνέχεια τροχιακά μέσα στις οπτικές, ραδιοφωνικές και γάμμα ζώνες. Η θερμοκρασία του Δία υπολογίστηκε για πρώτη φορά το 1923 από μια ομάδα επιστημόνων από το Παρατηρητήριο Lowell (Flagstaff, ΗΠΑ). Χρησιμοποιώντας θερμοστοιχεία κενού, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο πλανήτης είναι «σίγουρα ένα ψυχρό σώμα». Οι φωτοηλεκτρικές παρατηρήσεις της απόκρυψης άστρων του Δία και η φασματοσκοπική ανάλυση κατέστησαν δυνατό να εξαχθεί ένα συμπέρασμα σχετικά με τη σύνθεση της ατμόσφαιράς του.
Μετέπειτα πτήσεις διαπλανητικών οχημάτων βελτίωσαν και διεύρυναν σημαντικά τις συσσωρευμένες πληροφορίες. Μη επανδρωμένες αποστολές "Pioneer-10; 11" το 1973-1974. για πρώτη φορά μετέδωσαν εικόνες του πλανήτη από κοντινή απόσταση (34 χιλιάδες χλμ.), δεδομένα για τη δομή της ατμόσφαιρας, την παρουσία μαγνητικής ζώνης και ακτινοβολίας. Οι Voyager (1979), Ulysses (1992, 2000), Cassini (2000) και New Horizons (2007) έχουν κάνει βελτιωμένες μετρήσεις του Δία και του πλανητικού του συστήματος και ο Galileo (1995-2003) και ο Juno (2016) εντάχθηκαν στις τάξεις των οι τεχνητοί δορυφόροι του γίγαντα.
Εσωτερική δομή
Ο πυρήνας του πλανήτη με διάμετρο περίπου 20 χιλιάδων χιλιομέτρων, που αποτελείται απόμια μικρή ποσότητα πετρώματος και μεταλλικού υδρογόνου, βρίσκεται υπό πίεση 30-100 εκατομμυρίων ατμοσφαιρών. Η θερμοκρασία του Δία σε αυτή τη ζώνη είναι περίπου 30.000 ˚С. Η μάζα του πυρήνα είναι από 3 έως 15% της συνολικής μάζας του πλανήτη. Η παραγωγή θερμικής ενέργειας από τον πυρήνα του Δία εξηγείται από τον μηχανισμό Kelvin-Helmholtz. Η ουσία του φαινομένου είναι ότι με μια απότομη ψύξη του εξωτερικού κελύφους (η θερμοκρασία της επιφάνειας του πλανήτη Δία είναι -140˚C), εμφανίζεται πτώση πίεσης, προκαλώντας συμπίεση του σώματος και επακόλουθη θέρμανση του πυρήνα.
Το επόμενο στρώμα, βάθους 30 έως 50 χιλιομέτρων, είναι μια ουσία από μεταλλικό και υγρό υδρογόνο αναμεμειγμένο με ήλιο. Με την απόσταση από τον πυρήνα, η πίεση σε αυτή την περιοχή μειώνεται σε 2 εκατομμύρια ατμόσφαιρες, η θερμοκρασία του Δία πέφτει στους 6000 ˚С.
Η δομή της ατμόσφαιρας. Επίπεδα και σύνθεση
Δεν υπάρχει σαφές όριο μεταξύ της επιφάνειας του πλανήτη και της ατμόσφαιρας. Για το κατώτερο στρώμα του - την τροπόσφαιρα - οι επιστήμονες πήραν μια περιοχή υπό όρους στην οποία η πίεση αντιστοιχεί στην πίεση της γης. Περαιτέρω στρώματα, καθώς απομακρύνονταν από την "επιφάνεια", καθίζανε με την ακόλουθη σειρά:
- Στρατόσφαιρα (έως 320 χλμ).
- Θερμόσφαιρα (έως 1000 χλμ).
- Exosphere.
Δεν υπάρχει ενιαία απάντηση στο ερώτημα ποια είναι η θερμοκρασία στον Δία. Στην ατμόσφαιρα συμβαίνουν βίαιες διεργασίες μεταφοράς που προκαλούνται από την εσωτερική θερμότητα του πλανήτη. Ο παρατηρούμενος δίσκος έχει μια έντονη ριγέ δομή. Σε λευκές ρίγες (ζώνες) οι μάζες αέρα ανεβαίνουν ορμητικά, στις σκοτεινές (ζώνες) κατεβαίνουν,σχηματίζοντας συναγωγικούς κύκλους. Στα ανώτερα στρώματα της θερμόσφαιρας, η θερμοκρασία αγγίζει τους 1000 ˚С και καθώς προχωρά πιο βαθιά και αυξάνεται η πίεση, πέφτει σταδιακά σε αρνητικές τιμές. Καθώς ο Δίας φτάνει στην τροπόσφαιρα, η θερμοκρασία του Δία αρχίζει να αυξάνεται ξανά.
Τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας είναι ένα μείγμα υδρογόνου (90%) και ηλίου. Η σύνθεση των κατώτερων, όπου συμβαίνει ο κύριος σχηματισμός νεφών, περιλαμβάνει επίσης μεθάνιο, αμμωνία, υδροθειικό αμμώνιο και νερό. Η φασματική ανάλυση δείχνει ίχνη αιθανίου, προπανίου και ακετυλενίου, υδροκυανικού οξέος και μονοξειδίου του άνθρακα, ενώσεων φωσφόρου και θείου.
Cloud Tiers
Διαφορετικά χρώματα των νεφών του Δία υποδηλώνουν την παρουσία σύνθετων χημικών ενώσεων στη σύνθεσή τους. Τρεις βαθμίδες είναι σαφώς ορατές στη δομή του cloud:
- Top - κορεσμένο με κρυστάλλους παγωμένης αμμωνίας.
- Η περιεκτικότητα σε υδροσουλφίδιο αμμωνίου αυξάνεται σημαντικά κατά μέσο όρο.
- Στο κάτω μέρος - πάγος νερού και πιθανώς μικροσκοπικές σταγόνες νερό.
Μερικά ατμοσφαιρικά μοντέλα που αναπτύχθηκαν από επιστήμονες και ερευνητές δεν αποκλείουν την παρουσία ενός άλλου στρώματος νέφους που αποτελείται από υγρή αμμωνία. Η υπεριώδης ακτινοβολία του Ήλιου και το ισχυρό ενεργειακό δυναμικό του Δία εκκινούν τη ροή πολυάριθμων χημικών και φυσικών διεργασιών στην ατμόσφαιρα του πλανήτη.
Ατμοσφαιρικά φαινόμενα
Τα όρια των ζωνών και των ζωνών στον Δία χαρακτηρίζονται από ισχυρούς ανέμους (έως 200 m/s). Από τον ισημερινό στους πόλους της κατεύθυνσηςροές εναλλάσσονται περιοδικά. Η ταχύτητα του ανέμου μειώνεται με την αύξηση του γεωγραφικού πλάτους και πρακτικά απουσιάζει στους πόλους. Η κλίμακα των ατμοσφαιρικών φαινομένων στον πλανήτη (καταιγίδες, εκκενώσεις κεραυνών, aurora borealis) είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από ό,τι στη Γη. Η περίφημη Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα δεν είναι τίποτα άλλο από μια τεράστια καταιγίδα, μεγαλύτερη από δύο γήινους δίσκους σε έκταση. Το σημείο παρασύρεται αργά από πλευρά σε πλευρά. Πάνω από εκατό χρόνια παρατήρησης, το φαινομενικό μέγεθός του έχει μειωθεί στο μισό.
Η αποστολή Voyager διαπίστωσε επίσης ότι τα κέντρα των σχηματισμών ατμοσφαιρικών στροβίλων είναι γεμάτα με κεραυνούς, οι γραμμικές διαστάσεις των οποίων ξεπερνούν χιλιάδες χιλιόμετρα.
Υπάρχει ζωή στον Δία;
Η ερώτηση θα προκαλέσει σύγχυση σε πολλούς. Ο Δίας - ένας πλανήτης του οποίου η θερμοκρασία της επιφάνειας (όπως και η ύπαρξη της ίδιας της επιφάνειας) έχει μια διφορούμενη ερμηνεία - δύσκολα μπορεί να είναι το «λίκνο του νου». Αλλά η ύπαρξη βιολογικών οργανισμών στην ατμόσφαιρα ενός γίγαντα στη δεκαετία του '70 του περασμένου αιώνα, οι επιστήμονες δεν απέκλεισαν. Το γεγονός είναι ότι στα ανώτερα στρώματα, η πίεση και η θερμοκρασία είναι πολύ ευνοϊκές για την εμφάνιση και την πορεία χημικών αντιδράσεων που περιλαμβάνουν αμμωνία ή υδρογονάνθρακες. Ο αστρονόμος K. Sagan και ο αστροφυσικός E. Salpeter (ΗΠΑ), καθοδηγούμενοι από φυσικούς και χημικούς νόμους, έκαναν μια τολμηρή υπόθεση για τις μορφές ζωής, η ύπαρξη των οποίων δεν αποκλείεται υπό αυτές τις προϋποθέσεις:
- Οι βυθιστές είναι μικροοργανισμοί που μπορούν να πολλαπλασιαστούν γρήγορα και σε μεγάλους αριθμούς, επιτρέποντας στους πληθυσμούς να επιβιώσουν σε μεταβαλλόμενα περιβάλλοντα.συνθήκες συναγωγών ρευμάτων.
- Οι πλωτές είναι γιγάντια πλάσματα που μοιάζουν με μπαλόνια. Απελευθερώνει βαρύ ήλιο, παρασύρεται στα ανώτερα στρώματα.
Τέλος πάντων, ούτε ο Galileo ούτε ο Juno βρήκαν κάτι τέτοιο.
