Güneş Sistemini Tanıyalım: Jüpiter

Jüpiter’in Genel Özellikleri

Güneş’ten uzaklığına göre beşinci gezegen olan Jüpiter, Güneş sistemindeki hem kütle hem de çap olarak en büyük gezegendir. Jüpiter, Güneş sistemindeki diğer tüm gezegenlerin toplam kütlesinden iki kat daha büyük bir kütleye sahiptir.

Kendi ekseni etrafında Dünya’nınkinden 2,5 kat daha hızlı bir şekilde döndüğünden Jüpiter’in bir günü yaklaşık 10 saattir. Jüpiter, bu özelliği ile gün süresinin en kısa olduğu gezegendir.

Galileo Galilei, 17. yüzyılın başlarında Dünya dışında bir gezegenin uydularını ilk kez gözleyen kişi oldu. Galileo’nun gözlediği dört Jüpiter uydusuna günümüzde Galileo Uyduları diyoruz. Jüpiter’in bu en büyük dört uydusunun adları, gezegene yakınlıklarına göre sırasıyla Io, Europa, Ganymede ve Callisto’dur. 2022 yılının sonlarında yapılan yeni keşiflerle Jüpiter’in uydu sayısı 95’e yükseldi.

alexaldo/iStock.com

Jüpiter halkalara sahiptir. Bu halkalar, Satürn’ün halkaları gibi buzdan değil tozdan oluşur. Halkalar çok sönük olduğundan çok büyük teleskoplarla yapılan kızılötesi gözlemler dışında yeryüzündeki teleskoplar ile gözlenemez. Halkalar, kızılötesi bölgede hassas gözlemler yapabilen uzay teleskopları ve Jüpiter’e yakın geçiş yapan uzay araçları ile doğrudan gözlenebilir.

Jüpiter gökyüzündeki en parlak cisimlerden biridir. Ay, Venüs ve bazen Mars’tan sonra gökyüzündeki en parlak cisim Jüpiter’dir. Jüpiter’in büyüklüğü ve parlaklığı sayesinde atmosferindeki renkli bant yapıları ve etrafındaki Galileo uyduları küçük bir teleskopla bile kolaylıkla gözlenebilir.

Jüpiter’in Atmosferi

claudio.arnese/iStock.com

Jüpiter’in gerçek anlamda bir yüzeyi yoktur. Gezegene ait görüntülerde yüzey olarak görünen, aslında Jüpiter atmosferinin üst kısımlarıdır. Jüpiter’in atmosferindeki belirgin özelliklerden biri bant yapılarıdır. Bu renkli bant yapıları atmosferdeki amonyak ve su buharı nedeniyle oluşur.

Jüpiter’in atmosferi ağırlıklı olarak hidrojen ve helyumdan oluşur. Gezegenin atmosferinde üç ana bulut katmanı olduğu tahmin ediliyor. Buna göre en üstteki katman amonyak buzu, orta katman amonyum hidrosülfit, en alt katman ise su buzu ve buharı içerir. Ekvatora yakın bölgelerde rüzgâr hızı saatte 540 km’ye ulaşır.

Jüpiter’in atmosferinde göze çarpan en belirgin özellik, atmosferin 22 derece güney enleminde bulunan, Büyük Kırmızı Leke (BKL) isimli yapıdır.

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Justin Cowart

Bu yapı Dünya’dan daha büyük bir genişliğe sahip dev bir kasırgadır. Son birkaç yüzyıldır yapılan gözlemler BKL’nin boyutunun giderek küçüldüğünü gösteriyor. 19. yüzyılın sonlarında BKL’nin genişliği 48.000 km olarak hesaplanırken 1979 yılında Voyager uzay aracı ile elde edilen verilerden genişliğin 23.000 km olduğu saptandı. Bugün ise BKL’nin boyutu Dünya’nın 1,3 katı yani yaklaşık 17.000 km’dir. BKL’nin neden küçüldüğü henüz bilinmiyor. Jüpiter’de daha yakın bir zamanda oluşan ve BKL’den daha küçük boyutlara sahip başka bir kasırga yapısı daha bulunuyor. Bu ise Küçük Kırmızı Leke olarak adlandırılıyor.

Elde edilen veriler, BKL’nin Jüpiter atmosferinde 300 km derinliğe ulaşabildiğini gösteriyor. Dünya’da gerçekleşen en güçlü fırtınalarda ise fırtınanın üst kısmından tabanına olan mesafe yaklaşık 15 km’dir.

Jüpiter atmosferinin derinliklerine gidildikçe basınç ve sıcaklık hızlı bir şekilde artar. Bunun nedeni atmosferin iç kısımlarına doğru ilerledikçe daha fazla atmosfer kütlesinin geride kalması ve buna bağlı olarak atmosfer basıncının giderek artmasıdır. Basınç arttıkça sıcaklık da artar. Jüpiter’in merkezinde ise basınç Dünya yüzeyindeki atmosfer basıncının ortalama 40 milyon katına ulaşabilir. Bu basınç yaklaşık 150.000 adet otomobilin ağırlığını her yönden hissetmeye eşdeğer bir basınçtır. Giderek artan basınç nedeniyle hidrojen, gaz formunu koruyamaz ve sıvı forma dönüşür. Jüpiter, bu nedenle Güneş sistemindeki en büyük okyanuslara sahip gezegendir. Ancak okyanuslar sudan değil sıvı hidrojenden oluşur.

Jüpiter’in atmosfer koşulları bildiğimiz anlamda canlılık barındırmaya uygun değildir. Ancak son yıllarda yapılan çalışmalarda Jüpiter’in bazı uydularında yaşam koşullarının olabileceğini gösteren veriler elde edildi.

Dünya’dakine benzer olarak Jüpiter’in atmosferinde de Aurora (kuzey ve güney ışıkları) oluşur. Ancak Jüpiter’deki Aurora yapıları çok daha büyük ve enerjisi yüzlerce kat daha fazladır. Ayrıca Jüpiter’deki Aurora yapıları asla yok olmaz. Çünkü Jüpiter’deki Aurora oluşumunun tek nedeni güneş rüzgârları değildir. Jüpiter’in kendi ekseni etrafındaki hızlı dönüşü ve volkanik olarak çok aktif olan Io uydusundan gelen kükürt ve oksijen nedeniyle gezegenin atmosferinde oluşan elektrik akımının Aurora oluşumunda önemli rol oynadığı düşünülüyor.

Ianm35/ iStock.com

Jüpiter’in Io uydusu

Jüpiter’in Kütlesi ve Büyüklüğü

Jüpiter, Dünya’dan 11 kat daha büyük bir çapa sahiptir. Jüpiter’e 1300 tane Dünya sığabilir. Diğer ifadeyle eğer Dünya 50 kuruşluk bir madeni para olsaydı Jüpiter bir basketbol topu olurdu. Kütlesi Dünya’nın kütlesinin 318 katı, Ay’ın ise 26.000 katıdır.

Jüpiter, Dünya’dan bakınca açısal olarak ortalama 40 yay saniyesi bir büyüklüğe sahiptir. Bu nedenle Jüpiter’in gökyüzündeki görünen büyüklüğü Ay’ın görünen büyüklüğünün ortalama 45’te biridir.

Jüpiter’in Yörüngesi

Jüpiter, bizden Güneş’e olan uzaklığımızın ortalama 5 katı uzaklıkta bulunur. Güneş ışınlarının Dünya’ya ulaşması ortalama 8,3 dakika sürerken Jüpiter’e ulaşması 43 dakika sürer.

Eksen eğikliği (ekvator düzlemi ile ekliptik düzlemi arasındaki açı) 3 derecedir. O nedenle bir Jüpiter yılı boyunca güneş ışınlarının belirli bir noktaya geliş açısı önemli ölçüde değişmez. 

Bir Jüpiter yılı yani gezegenin Güneş etrafındaki bir tam turu yaklaşık 12 Dünya yılına eşittir. Jüpiter, Güneş’ten ortalama 778.479.000 km uzaklıkta bulunur. Güneş’e en yakın konumda (enberi) 740.595.000 km uzaklıkta iken en uzak konumda (enöte) 816.363.000 km ötede bulunur. Bu nedenle bir Jüpiter yılında gezegen, Güneş’e ortalama 38 milyon km yaklaşıp uzaklaşabilir. Bu değer Dünya için sadece 5 milyon km’dir. Jüpiter’in enberi ve enöte konumlarındaki uzaklık farkının Dünya’ya kıyasla daha büyük olmasının nedeni Jüpiter’in yörüngesinin elipse daha yakın olmasıdır. Jüpiter’in Güneş etrafındaki yörüngesinin şekli Dünya’nın yörüngesinden üç kat daha basık bir elipstir.

Dünya’ya kıyasla Güneş’ten daha uzakta bulunduğu ve Güneş etrafında daha büyük bir yörüngeye sahip olduğu için yörünge hızı (13 km/s) Dünya’nın yörünge hızından (30 km/s) daha düşük, yaklaşık yarısı kadardır.

Jüpiter’in İç Yapısı

Jüpiter’in yoğun atmosferi nedeniyle gezegenin merkezine doğru ilerledikçe basıncın ve sıcaklığın şiddetli şekilde arttığı ve hızlı dönmesinin de etkisiyle iç bölgelerde elektrik akımı üretebileceği, dolayısıyla bir manyetik alan oluşturabileceği tahmin ediliyor. Merkezinde katı veya akışkan bir çekirdek olabilir. Merkezdeki sıcaklığın 50.000 ºC’ye yani Dünya’nın merkezindeki sıcaklığın on katına çıkabileceği düşünülüyor.

Jüpiter, Güneş’ten aldığı enerjiden daha fazla miktarda enerji yaydığından gezegenin iç kısımlarında bir ısı kaynağı olduğu varsayılıyor. Jüpiter gezegenler arasında en güçlü manyetik alana sahip olanıdır ve manyetik alanı, Jüpiter etrafında çok geniş bir bölgeye yayılır. Eğer Jüpiter’in manyetik alanı Dünya’dan görülebilseydi Ay’ın görünen büyüklüğünden iki veya üç kat daha büyük bir yapı olarak görünürdü.

NASA/JPL

Jüpiter’in manyetik alanı

Jüpiter’e Gönderilen Uzay Araçları

Jüpiter’e bugüne kadar 9 uzay aracı gönderildi. 1973 yılında gezegene yakın geçiş yapan Pioneer 10 isimli uzay aracı Jüpiter’i ziyaret eden ilk uzay aracı oldu.

95

NASA

Pioneer 10 uzay aracı

1974’te ise Pioneer 11 gezegene yakın geçiş yaptı ve Jüpiter’in ilk yakın görüntülerini elde etti. 1979 yılında ise ikiz uzay araçları Voyager I ve Voyager II, Jüpiter’e yakın geçiş yaptı.

Wiki Commons

Voyager uzay aracı

Asıl amacı Güneş’i detaylı incelemek olan Ulysses uzay aracı 1990 yılında fırlatıldı. Güneş etrafındaki yörüngesine yerleştirilmesi için gerekli kütle çekimsel enerjiyi sağlayabilmesi amacıyla 1991 yılında Jüpiter’e yakın geçiş yaptı. Bu esnada Jüpiter’in manyetosferini de inceleme fırsatı bulan Ulysses beklenilenden daha uzun bir süre Güneş’i inceledi. Jüpiter’e ulaşan 5. uzay aracı olan Ulysses ile bağlantı 2009 yılında kesildi.

Wiki Commons

Ulysses uzay aracı

Altı yıllık yolculuğun sonunda 1995 yılında Jüpiter’e ulaşan Galileo bir dış gezegen etrafındaki bir yörüngeye yerleştirilen ilk uydudur. 2003 yılına kadar gezegeni inceleyen Galileo, 2003 yılında planlı bir şekilde Jüpiter atmosferine gönderilerek imha edildi.

Wiki Commons

Galileo uzay aracı

Satürn’ü incelemek için gönderilen Cassini uzay aracı 2000 yılının sonunda Jüpiter’e yakın geçiş yaptı ve bu sırada Jüpiter’in atmosferini, uydularını ve halkalarını gözlemledi.

Stocktrek Images/Getty Images

Cassini uzay aracı

Plüton’u incelemek için gönderilen New Horizons (Yeni Ufuklar) isimli uzay aracı ise 2007 yılında Jüpiter’e yakın geçiş yaptı.

 

Wiki Commons

Yeni Ufuklar uzay aracı

2011 yılında fırlatılan Juno uzay aracı 2016 yılında Jüpiter etrafındaki yörüngesine başarılı bir şekilde yerleştirildi ve faaliyetini hâlâ sürdürüyor.

Mark Garlıck/Scıence Photo Lıbrary/ Science Photo Library

Juno uzay aracı

Avrupa Uzay Ajansı’na ait JUICE isimli uzay aracı 14 Nisan 2023 tarihinde fırlatılarak Jüpiter’e doğru yola koyuldu. 2031 yılında Jüpiter’e ulaşacak bu uzay aracıyla Jüpiter’in buzla kaplı uydularının detaylı olarak incelenmesi hedefleniyor. Yakın bir gelecekte Jüpiter’e başka uzay araçları da gönderilecek.

ESA

JUICE uzay aracı

Keşiflerle Jüpiter

1974 yılında gezegeni ziyaret eden Pioneer 11 uzay aracı ile Güneş rüzgârlarının gezegenin manyetik alanına şekil vermesi nedeniyle Jüpiter’in bir manyetosfere sahip olduğu keşfedildi. 1979 yılında Jüpiter’i ziyaret eden Voyager, Jüpiter’in uyduları ve halkalarını incelemiş, Io uydusunda volkanik aktiviteler ve Europa’nın yüzeyinde su buzu keşfetmişti. Voyager I, Jüpiter’in sönük halkalarını keşfeden ilk uzay aracıdır. Jüpiter’in halkaları çok sönük olduğundan, bakış doğrultusuna göre Güneş Jüpiter’in arkasında kaldığında veya direkt olarak kızılötesi bölgede gözlenebilir.

Jüpiter’in atmosferinde bulut ve fırtına oluşumu gibi hava olaylarının gerçekleştiği ve renkli bant yapılarının oluştuğu troposfer katmanı 40 yıldır incelenmektedir. Beyaz renkteki bant yapılarının kahverengi bant yapılarına kıyasla daha düşük sıcaklığa sahip olduğu uzun bir süredir biliniyordu. 40 yıldır yapılan gözlemler ve analizlere rağmen Jüpiter’in atmosfer sıcaklığının nasıl değiştiği tam olarak anlaşılamasa da çok önemli bilgiler elde edildi. Jüpiter sahip olduğu düşük eksen eğikliği nedeniyle ciddi bir mevsimsel değişime uğramadığı için gözlenen sıcaklık değişiminin başlıca nedeni mevsimsel değişimler olamaz. Gezegenin kuzey ve güneyinde benzer enlemlerde bulunan bazı bölgelerin zıt bir sıcaklık değişimi gösterdiği bulundu: Kuzey yarı küredeki bir bölgede sıcaklık yükselirken o bölgenin tam zıttı enlemde, güney yarı kürede bulunan bir başka bölgede sıcaklık düşmektedir. Atmosferdeki bu sıcaklık çevriminin ana nedeni veya nedenleri henüz tam olarak bilinmiyor.

NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

Jüpiter üzerindeki fırtına

Juno uzay aracı, Jüpiter’in atmosferinin kuzey kutup bölgesi etrafında dolanan ve ortalama 2.600 km genişliğe (yaklaşık olarak Plüton kadar) sahip hortum yapıları keşfetti. Jüpiter atmosferinde şimşekler de saptadı.

Jüpiter Hakkında Bilmeniz Gereken 10 Şey:

• Hem kütle hem de çap olarak Güneş sisteminin en büyük gezegenidir.
• Bir gaz devidir ve Dünya boyutlarında katı bir çekirdeği olabilir.
• 95 adet doğal uydusuyla Güneş sisteminde en fazla sayıda uyduya sahip 2. gezegendir.
• Halkaları vardır.
• Bugüne kadar 9 uzay aracı Jüpiter’i ziyaret etti.
• Jüpiter bildiğimiz anlamda yaşam barındıracak özelliklere sahip olmasa da gezegenin bazı uydularının buzlu yüzeyinin altında sıvı sudan oluşan okyanuslar olduğu düşünülüyor.
• Atmosferinde Büyük Kırmızı Leke adı verilen, çapı Dünya’nınkinden daha büyük dev bir kasırga bulunuyor.
• Bir Jüpiter yılı 12 Dünya yılına eşittir; en kısa gün süresine sahip gezegendir. Jüpiter’in kendi etrafındaki dönüş süresi ortalama 10 saattir.
• Güneş sisteminde Güneş’ten sonra en büyük ve en güçlü manyetik alana sahip gök cismidir.
• Atmosferinin derinliklerinde basınç çok yüksek olduğundan Jüpiter’de elmas yağmurlarının olduğu düşünülüyor.

Sayılarla Jüpiter

Keşif tarihi: Tarih öncesi

Çapı: 139.822 km

Kütlesi: 1,9 x 10²⁷ kg

Güneş’e ortalama uzaklık (ortalama): 778.479.000 km

Yörünge dönemi (yıl süresi): 4.333 Dünya günü (~12 yıl)

Yıldızıl gün süresi: 9,9 saat

Güneş günü süresi: 9,9 saat

Başlıca atmosfer bileşimi: Hidrojen ve helyum

Doğal uydu sayısı (Haziran 2024): 95

Aktif yapay uydu sayısı (Haziran 2024): 1 (Juno)

Kaynaklar:

• https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/jupiterfact.html
• https://solarsystem.nasa.gov/resources/1054/jupiters-magnetic-field-visualization/
• https://www.nasa.gov/image-feature/jpl/jupiter-s-great-red-spot-a-rose-by-any-other-name
• https://www.nasa.gov/feature/jpl/40-year-study-finds-mysterious-patterns-in-temperatures-at-jupiter
• https://www.nature.com/articles/s41550-022-01839-0
• https://www.nasa.gov/centers/goddard/multimedia/largest/rings.html
• https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2021JA030040
• https://www.jpl.nasa.gov/images/pia24237-all-eight-northern-circumpolar-cyclones-in-2020
• https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-juno-science-results-offer-first-3d-view-of-jupiter-atmosphere
• https://solarsystem.nasa.gov/moons/jupiter-moons/overview/
• https://sites.google.com/carnegiescience.edu/sheppard/moons/jupitermoons
• https://www.nasa.gov/feature/jpl/shallow-lightning-and-mushballs-reveal-ammonia-to-nasas-juno-scientists