ตอนที่ฉันยังเด็ก เรามีดาวเคราะห์เก้าดวง และดาวพลูโตเป็นหนึ่งในนั้น แต่สิ่งต่าง ๆ เปลี่ยนไปมากตั้งแต่นั้นมาและวิทยาศาสตร์ก็พัฒนาขึ้น เรามีภาพถ่ายดาวเคราะห์ดวงใหม่จากยานโวเอเจอร์ และเราได้รับความรู้เพิ่มเติมมากมายเกี่ยวกับวัตถุท้องฟ้า จากข้อมูลจากดาวเทียมและกล้องโทรทรรศน์ ดาวพฤหัสบดีมีพื้นผิวเป็นของแข็งหรือไม่? ไม่ มาหาข้อมูลเพิ่มเติม…

วิทยาศาสตร์และดวงจันทร์ของกาลิเลียน

เมื่อคุณอ่านเกี่ยวกับดาวเคราะห์ในหนังสือเรียน คุณจะได้เรียนรู้ว่าดาวอังคารเป็นสีแดง โลกเป็นหินอ่อนสีน้ำเงิน ดาวเสาร์มีวงแหวน และดาวพฤหัสบดีมีแถบ คุณอาจจำได้ว่าดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 5 จากดวงอาทิตย์ (อย่างน้อย ดวงอาทิตย์ของเรา ) และเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุด หากคุณเพิ่มมวลของดาวเคราะห์ดวงอื่นทั้งหมดและเพิ่มเป็นสองเท่า ดาวพฤหัสบดีก็ยังใหญ่กว่ามาก รู้จักกันในชื่อก๊าซยักษ์

ชั้นบรรยากาศของโลกประกอบด้วยไนโตรเจน ออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ และก๊าซติดตาม ชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีประกอบด้วยฮีเลียมและไฮโดรเจน เราจึงไม่สามารถอาศัยอยู่ที่นั่นได้ เราจะหายใจไม่ออก! ดาวเคราะห์ยังมีอุณหภูมิและความกดดันที่รุนแรงซึ่งไม่น่าจะช่วยชีวิตได้อย่างที่เราทราบ แม้ว่าจะมีดวงจันทร์มากมาย บางดวงมีสภาพความเป็นอยู่ที่อ่อนโยนกว่า

ในขณะนี้ เราทราบจำนวนดวงจันทร์ 53 ดวงที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี และอีก 26 ดวงที่มีขนาดเล็กกว่าซึ่งยังไม่มีชื่อ สี่ดวงที่ใหญ่ที่สุดเรียกว่าดาวเทียมกาลิเลียน เพราะกาลิเลโอ กาลิเลอิพบดาวเทียมดวงนี้ครั้งแรกในปี 1610 ไอโอเป็นภูเขาไฟที่มีความแรงสูงในขณะที่แกนีมีดใหญ่กว่าดาวพุธ และได้รับการบันทึกว่าเป็นดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา คาลิสโตมีพื้นผิวหลุมอุกกาบาตขนาดเล็ก

หนึ่งในดวงจันทร์เหล่านี้ - ยูโรปา - กล่าวกันว่ามีเปลือกน้ำแข็งและมีมหาสมุทรอยู่ข้างใต้ ดังนั้นมันจึงอาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ แต่ดาวพฤหัสเองมีรัศมีเกือบ 70,000 กม. (ประมาณ 44,000 ไมล์) ซึ่งหมายความว่ามันกว้างกว่าโลกถึง 11 เท่า และชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีก็เย็นยะเยือกเพราะอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ของเรามาก เราวัดระยะทางเหล่านี้โดยใช้หน่วยดาราศาสตร์ (AU)

แม้ว่าชั้นนอกของดาวพฤหัสบดีจะมีอุณหภูมิถึง -238°F แต่จะร้อนขึ้นเมื่อคุณเข้าใกล้แกนกลาง ส่วนในสุดของโลกร้อนเกินกว่าจะรับมือไหว เมื่อคุณเข้าใกล้ใจกลางมากขึ้น สถานที่บางแห่งอาจร้อนยิ่งกว่าดวงอาทิตย์! นอกจากนี้ชั้นใต้บรรยากาศยังเป็นของเหลว โดยพื้นฐานแล้วคุณจะต้องว่ายน้ำในหม้อที่ร้อนระอุของคลื่นไฟฟ้าในมหาสมุทร อุ๊ย!

คณิตศาสตร์ของหน่วยดาราศาสตร์

ระยะห่างระหว่างเรา (โลก) กับดวงอาทิตย์นับเป็น 1AU ดาวพฤหัสบดีอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ของเรา 5.2AU ซึ่งหมายความว่าในขณะที่แสงจากดวงอาทิตย์มาถึงเราใช้เวลา 7 นาที แต่ต้องใช้เวลา 43 นาทีกว่าแสงอาทิตย์จะไปถึงดาวพฤหัสบดี แต่ขนาดไม่สำคัญ หนึ่งวันบนโลกมี 24 ชั่วโมง เพราะนั่นคือระยะเวลาที่โลกของเราจะหมุนวน ดาวพฤหัสบดีมีขนาดใหญ่กว่า และใช้เวลาเพียง 10 ชั่วโมงในการหมุนรอบตัวเองทั้งหมด

ด้วยเหตุนี้ ดาวพฤหัสบดีจึงมีวันที่สั้นที่สุดในระบบสุริยะของเรา นั่นคือ 5 ชั่วโมงในเวลากลางวันและ 5ชั่วโมงแห่งความมืด แต่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ก็ใหญ่ขึ้นเช่นกัน เราใช้เวลา 365 ¼ วันในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ดวงนี้ และนั่นคือวิธีที่เรากำหนดอายุหนึ่งปี แต่ดาวพฤหัสบดีใช้เวลา 4,333 วันโลก ดังนั้นหนึ่งปีของดาวพฤหัสบดีจึงเท่ากับ 12 ปีโลก นอกจากนี้ โลกเอียงที่ 23.5° แต่ดาวพฤหัสบดีทำมุม 3°

ฤดูกาลของเราขึ้นอยู่กับมุมของโลกจากดวงอาทิตย์ แต่เนื่องจากดาวพฤหัสบดีอยู่ในแนวดิ่ง ฤดูกาลของดาวพฤหัสบดีจึงไม่เปลี่ยนแปลงมากเท่ากับฤดูหนาวและฤดูร้อน มันค่อนข้างเหมือนกับการอาศัยอยู่ในเขตร้อนเนื่องจากสภาพอากาศจะเหมือนกันเกือบทั้งปี นอกจากนี้ วงแหวนบนดาวพฤหัสบดีนั้นไม่เหมือนกับวงแหวนของดาวเสาร์ คุณจะมองเห็นได้ก็ต่อเมื่อดวงอาทิตย์อยู่ในมุมที่ถูกต้องสำหรับการย้อนแสงเท่านั้น

และแม้ว่าวงแหวนของดาวเสาร์จะทำจากน้ำแข็งและน้ำ แต่วงแหวนของดาวพฤหัสบดีก็ส่วนใหญ่เป็นฝุ่น . นักวิทยาศาสตร์คิดว่าฝุ่นมาจากเศษซากที่กัดเซาะเมื่ออุกกาบาตชนเข้ากับดวงจันทร์ขนาดเล็กกว่าของดาวพฤหัสบดี ด้วยฝุ่นและก๊าซทั้งหมด ดาวพฤหัสบดีมีพื้นผิวแข็งหรือไม่? ไม่ ไม่เหมือนกับดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ที่ทำจากหินและน้ำ ดาวพฤหัสบดีมีองค์ประกอบเช่นเดียวกับดาวฤกษ์

พลูโต ดาวเคราะห์ และดาวฤกษ์

เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ ให้นึกถึงความแตกต่างระหว่างดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ประกอบด้วยก๊าซที่เคลื่อนที่เร็วพอที่จะให้ความร้อนและแสงสว่าง แต่ดาวเคราะห์เป็นวัตถุที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวพฤหัสบดีอาจสร้างจากก๊าซ แต่มันไม่เปล่งแสงในตัวเอง และมันโคจรรอบดวงอาทิตย์ของเรา ตามบันทึกแล้ว ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวฤกษ์ ความร้อนของมันและแสงให้พลังงานที่ขับเคลื่อนชีวิตบนโลก

เหตุใดดาวพฤหัสบดีจึงไม่ส่องแสงเหมือนดวงอาทิตย์หากทำจากวัสดุชนิดเดียวกัน มันไม่โตพอที่จะเผาได้! มันอาจทำให้ดาวเคราะห์ดวงอื่นแคระ แต่มีขนาดเพียงหนึ่งในสิบของดวงอาทิตย์ พูดคุยเกี่ยวกับพื้นผิวของดาวพฤหัสบดีหรือสิ่งที่ขาดหายไป ที่ใจกลางโลกมีหินแข็งและหินหลอมเหลวผสมกัน โดยมีมหาสมุทรและแผ่นดินของเราสูงประมาณ 1,800 ไมล์เหนือแกนกลาง

เท่าที่เราทราบ ดาวพฤหัสบดีไม่มีแกนกลางเหมือนของเรา มันมีมหาสมุทรประเภทหนึ่ง แต่ 'น้ำ' บนดาวพฤหัสบดีทำจากไฮโดรเจนเหลว ในขณะที่ของเราคือ H ₂ O (ไฮโดรเจนและออกซิเจน) ตามทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ ส่วนที่ลึกที่สุดของมหาสมุทรไฮโดรเจนของดาวพฤหัสบดีอาจมีคุณภาพเป็นโลหะ เราคิดว่าไฮโดรเจนเหลวนั้นนำไฟฟ้าได้พอๆ กับโลหะ ทำปฏิกิริยากับความร้อนและกระแสไฟฟ้า

เนื่องจากดาวพฤหัสบดีมีขนาดใหญ่มากและเคลื่อนที่เร็วมาก กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านของเหลวจึงอาจเป็นสาเหตุของแรงโน้มถ่วงของโลก ภายใต้ของไหลไฮโดรเจนนั้น เป็นไปได้ว่าดาวพฤหัสบดีมีแกนคล้ายควอทซ์ซึ่งประกอบด้วยซิลิเกตและเหล็ก เนื่องจากอุณหภูมิที่ลดลงอาจสูงถึง 90,000°F จึงอาจเป็นซุปดาวเคราะห์ที่แข็งนุ่มหรือข้น แต่ถ้ามีอยู่จริง ก็อยู่ใต้มหาสมุทรไฮโดรเจน

แม้ว่าจะมีพื้นผิวแข็งที่ไหนสักแห่งบนโลก มันถูกปกคลุมด้วยไฮโดรเจนโลหะเหลว (ส่วนที่มีกระแสไฟฟ้า) บวกกับมหาสมุทรไฮโดรเจนเหลว . ดังนั้นดาวพฤหัสบดีประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจนในสถานะต่างๆ ซึ่งแตกต่างจากโลกซึ่งมีทั้งดิน น้ำ และอากาศ ดาวพฤหัสบดีประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจนในสถานะต่างๆ ได้แก่ ก๊าซ ของเหลว และ 'โลหะ' หากคุณสามารถมองผ่านก้อนเมฆ สิ่งที่คุณเห็นคือของเหลวที่ลอยอยู่

หยดดาวพฤหัสบดีในเส้นผมของคุณ!

อาจดูเหมือนเป็นแนวคิดที่ดีที่จะบินยานอวกาศของคุณเหนือที่สิ้นสุดนั้น มหาสมุทร. แต่ในไม่ช้าเชื้อเพลิงของคุณก็จะหมดลงเพราะไม่มีที่ให้ลงจอด และนั่นคือถ้าชั้นบรรยากาศและความกดดันของดาวพฤหัสบดีไม่ทำให้คุณกลายเป็นไอเสียก่อน นอกจากนี้ ในขณะที่วงแหวนของดาวพฤหัสบดีทำจากฝุ่น เมฆหลากสีสันนั้นประกอบด้วยผลึกน้ำแข็งสามชั้น: แอมโมเนีย แอมโมเนียมไฮโดรซัลไฟด์ และน้ำแข็ง H ₂ 0

ตอนนี้เรามาพูดถึงแถบของดาวพฤหัสบดีกัน สิ่งที่เราเห็นเป็นเส้นที่ชัดเจนน่าจะเป็นคลื่นของก๊าซ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นฟอสฟอรัสและกำมะถัน เมฆก่อตัวเป็นแถบเป็นแถบเช่นกัน เราสามารถเห็นชั้นต่างๆ ได้เนื่องจากก๊าซและเมฆก่อตัวเป็นแถวรอบโลกขณะที่มันหมุน เนื่องจากเป็นดาวเคราะห์มหาสมุทร ดาวพฤหัสบดีประสบกับพายุที่รุนแรง จุดแดงใหญ่ที่โด่งดังคือตัวอย่าง

เราเห็นเป็นจุดแดงขนาดใหญ่เมื่อมองผ่านกล้องโทรทรรศน์ แต่มันคือซุปเปอร์สตอร์มที่โหมกระหน่ำมานานหลายศตวรรษ! และเนื่องจากขนาดของดาวพฤหัสบดี โลกทั้งใบจึงสามารถเข้าไปในช่องทางพายุได้ แต่ไม่ใช่พายุกรวยเช่นนี้ – เป็นเมฆรูปวงรีขนาดใหญ่มากกว่า พายุขนาดครึ่งลูกที่เรียกว่า จุดแดงน้อย เกิดจากกลุ่มเมฆขนาดเล็กกว่า 3 กลุ่มที่รวมกันเป็นก้อนเดียว

ข้อมูลส่วนใหญ่ของเราเกี่ยวกับดาวพฤหัสบดีมาจาก Juno Probe ที่ NASA ตรวจสอบ มันออกจากโลกในวันที่ 5 สิงหาคม 2011 และไปถึงดาวพฤหัสบดีในวันที่ 5 กรกฎาคม 2016 คาดว่าจะเสร็จสิ้นการอ่านค่าของมันในปี 2021 แต่ภารกิจได้ขยายไปถึงปี 2025 เมื่อเสร็จสิ้น Juno จะหลุดออกจากวงโคจรของดาวพฤหัสบดีและมีแนวโน้มว่าจะเป็นตัวเอง ทำลายที่ไหนสักแห่งในชั้นบรรยากาศของโลก

ทั้งหมดเกี่ยวกับจูโน

ตั้งแต่เปิดตัว จูโนก็อยู่ในวงโคจรเพราะอยู่นอกสนามแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดี แต่แผนนี้มีไว้เพื่อให้จูโนเข้าใกล้เสมอเพื่อเป็นส่วนหนึ่งของการสืบเชื้อสายครั้งสุดท้าย และตามกำหนดเวลา วงโคจรของจูโนก็หดจาก 53 วันเหลือ 43 วัน ซึ่งหมายความว่าในตอนแรก Juno ใช้เวลา 53 วันเพื่อเดินทางรอบโลก ตอนนี้มันสามารถหมุนรอบดาวพฤหัสบดีได้ทั้งหมดในเวลาเพียง 43 วัน

อย่างที่เราพูดไปก่อนหน้านี้ เมฆปกคลุมของดาวพฤหัสบดีจะปรากฏเป็นแถบหรือแถบสีแดงและสีขาวนวล แถวเหล่านี้ถูกคั่นด้วยลมแรงที่มีความเร็วถึง 2,000 ไมล์ เราเรียกมันว่าโซนและเข็มขัดของดาวพฤหัสบดี นอกจากนี้ เนื่องจากดาวพฤหัสบดี 'ตั้งตรง' และเอียงน้อยที่สุด ขั้วของมันจึงไม่เคลื่อนที่ไปมามากเกินไป สิ่งนี้ทำให้เกิดวัฏจักรที่สม่ำเสมอ

วัฏจักรหรือไซโคลนขั้วโลกสร้างรูปแบบที่แตกต่างกันซึ่งจูโนได้พบเห็น ขั้วเหนือของดาวพฤหัสบดีมีกลุ่มพายุหมุน 8 ลูกเรียงเป็นรูปแปดเหลี่ยม ขณะที่พายุหมุน 5 ลูกที่ขั้วใต้เรียงตัวกันเป็นรูปห้าเหลี่ยม สนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสขยายได้ถึง 2ห่างจากโลกไปหลายล้านไมล์ มีหางเรียวเล็กที่เพิ่งแตะกับวงโคจรของดาวเสาร์

ดาวพฤหัสบดีเป็นหนึ่งในสี่ของดาวเคราะห์ Jovian เราจัดหมวดหมู่พวกมันเข้าด้วยกันเพราะพวกมันมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับโลก ดาวเคราะห์ Jovian อีกสามดวง ได้แก่ ดาวเนปจูน ดาวเสาร์ และดาวยูเรนัส แล้วทำไมมันถึงเหมือนดารา? นักวิทยาศาสตร์คาดเดาว่ามันก่อตัวขึ้นจากสิ่งเหลือใช้ส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์ของเรา ถ้ามันรวมตัวกันเป็นมวลมากขึ้น 10 เท่า มันอาจพัฒนาเป็นดวงอาทิตย์ดวงที่สอง!

ไฮโดรเจนทุกที่!

เราได้เรียนรู้มากมายเกี่ยวกับดาวพฤหัสบดีในบทความนี้ แต่คุณอาจยังสงสัยว่า – ดาวพฤหัสบดีมีพื้นผิวแข็งหรือไม่? จากที่เรารู้จนถึงตอนนี้ ไม่ มันไม่ใช่ มันเป็นการหมุนวนของไฮโดรเจนและฮีเลียมเหมือนดาวฤกษ์ที่ไม่มีแผ่นดินให้เดิน แต่จนกว่าเราจะสามารถเคลื่อนผ่านของเหลวไฮโดรเจนที่เป็นโลหะไฟฟ้าได้ เราจะไม่มีทางรู้แน่ชัด สำหรับตอนนี้ ฉันทามติคือดาวพฤหัสบดีไม่มีพื้นผิว