JUPITER (PLANET): KARAKTERISTIK, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN, STRUKTUR - ARTE - 2025

Jupiter adalah yang terbesar dari planet di tata surya dan salah satu yang paling terang di langit malam sepanjang tahun, itulah sebabnya dinamai raja dewa Romawi. Dalam mitologi Romawi, dewa Jupiter adalah dewa terbesar, setara dengan dewa Zeus dalam mitologi Yunani.

Mengamati orbitnya terhadap Matahari, Jupiter adalah planet kelima di tata surya dan memiliki setidaknya 79 satelit alami. Diameternya 11 kali diameter Bumi dan setelah Matahari, ia adalah benda terbesar dan terberat di tata surya.

Gambar 1. Gambar Jupiter yang diambil oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble, di mana pita karakteristik, titik merah besar dan aurora Yovian dapat diamati. (sumber: NASA, ESA).

Umat ​​manusia telah mengamati Jupiter sejak zaman kuno, tetapi Galileo Galilei adalah orang pertama yang mengamati planet ini dengan teleskop dan menemukan empat satelit utamanya pada tahun 1610.

Galileo mengamati pita karakteristik Jupiter dan empat satelit Galilea yang bernama Io, Europa, Ganymede, dan Callisto. Temuan Galileo benar-benar mengubah konsepsi tentang tempat Bumi dan umat manusia di Alam Semesta, karena ini adalah pertama kalinya benda langit diamati berputar di sekitar bintang lain yang bukan planet kita.

Pengamatannya mendukung beberapa gagasan revolusioner pada masanya: yang pertama adalah bahwa Bumi bukanlah pusat alam semesta dan yang kedua, dan paling tidak, di luarnya terdapat “dunia lain”, sebagaimana disebut Galileo sebagai satelit Jupiter.

Karakteristik umum Jupiter

Gambar 2. Bumi, dibandingkan dengan Jupiter, terletak secara longgar di Bintik Merah Besar. (Sumber: NASA / JPL-CALTECH)

Ukuran dan massa

Jupiter adalah planet kelima yang memperhitungkan jari-jari orbit terhadap Matahari. Planet keempat adalah Mars, tetapi di antara keduanya ada batas: sabuk asteroid.

Planet dengan orbit yang lebih kecil dari pada sabuk asteroid berbatu, sedangkan planet dengan orbit yang lebih besar adalah gas atau raksasa es. Jupiter adalah yang pertama dan juga yang memiliki volume dan massa terbesar.

Massa Jupiter, setara dengan 300 massa Bumi, sangat besar sehingga dua kali lebih besar dari jumlah massa planet yang tersisa di tata surya. Adapun volumenya, setara dengan 1.300 Bumi.

Gerakan

Jupiter berputar mengelilingi porosnya begitu cepat sehingga membuat satu revolusi penuh dalam 9 jam 50 menit. Ini 2,4 kali lebih cepat dari kecepatan rotasi bumi dan tidak ada planet di tata surya yang melampauinya.

Periode orbitnya, yaitu waktu yang dibutuhkan untuk membuat revolusi penuh mengelilingi Matahari, adalah 12 tahun.

Pengamatan

Meskipun jaraknya lima kali lebih jauh dari Matahari daripada planet kita, ukurannya yang besar dan karakteristik awannya membuat sinar matahari terpantul sempurna di permukaannya, itulah sebabnya ia menjadi salah satu bintang paling terang di langit malam.

Ketika diamati dengan teleskop, hanya awan tertingginya yang terlihat, yang memiliki beberapa area diam dan lainnya bergerak, membentuk pola pita di sepanjang garis ekuatornya.

Pita yang paling gelap disebut sabuk dan daerah yang lebih terang. Mereka relatif stabil, meskipun secara bertahap berubah bentuk dan warna, mengelilingi planet ke arah yang berlawanan.

Awan putih adalah hasil dari arus naik yang mendingin, membentuk kristal amonium. Kemudian, arus ini berbelok ke samping untuk turun lagi, di sabuk yang lebih gelap.

Warnanya kemerahan, kuning dan coklat

Keragaman warna kemerahan, kekuningan, dan coklat yang terlihat di Jupiter adalah hasil dari perbedaan molekul yang ada di awan Yupiter. Di antara pita dan sabuk, badai dan pusaran raksasa terbentuk, yang dapat dilihat sebagai titik atau titik.

Badai ini praktis permanen, dan di antaranya Bintik Merah Besar menonjol, pertama kali diamati pada abad ke-17 oleh Robert Hooke, fisikawan kontemporer terkemuka dan saingan Isaac Newton.

Bintik Merah Besar setidaknya berusia 300 tahun, namun pengamatan menunjukkan bahwa ukuran kolosalnya, lebih besar dari Bumi, telah menurun dalam beberapa dekade terakhir.

Sedangkan untuk suasana Jovian cukup kental. Kedalamannya tidak diketahui secara pasti, tetapi diperkirakan mencapai ratusan kilometer.

Komposisi

Komposisi kimiawi atmosfernya sangat mirip dengan bintang: 80% hidrogen, 17% helium, dan sebagian kecil uap air, metana, dan amonia.

Tekanan atmosfer meningkat seiring dengan kedalaman, sedemikian rupa sehingga gas hidrogen mencair, membentuk lautan hidrogen cair, pada tekanan tinggi yang berperilaku seperti logam. Ini akan menjadi batas bawah atmosfer Yovian.

Lautan Jupiter dari hidrogen cair metalik lebih panas dari permukaan matahari, pada urutan 10.000 ° C, dan cukup cerah.

Kemungkinan besar Jupiter memiliki inti yang sangat padat yang terdiri dari unsur-unsur logam berat, tetapi diperlukan lebih banyak data untuk mendukung pernyataan ini.

Ringkasan karakteristik fisik Jupiter ….

-Massa: 1,9 × 10 ²⁷ kg

-Jari- jari ekuator: 71.492 km atau setara dengan 11 kali radius Bumi.

- Radius kutub : 66854 km.

-Bentuk: diratakan di kutub dengan faktor 0,065.

-Radio via orbit: 7,78 × 10 ⁸ km atau setara dengan 5,2 AU

- Kemiringan sumbu rotasi : 3º12 terhadap bidang orbit.

-Temperature: -130ºC (awan)

-Gravitasi: 24,8 m / s ²

-Medan magnet sendiri: Ya, 428 μT di ekuator.

-Atmosfer: atmosfer hidrogen dan helium yang padat.

-Densitas: 1336 kg / m ³

-Satellites: 79 diketahui.

-Ring: Ya, redup dan terdiri dari debu.

Struktur Jupiter

Lapisan terluar Jupiter terdiri dari awan dan tebalnya 50 km. Di bawah lapisan awan ini terdapat lapisan lain, terutama hidrogen dan helium, dengan ketebalan 20.000 km.

Transisi antara fase gas dan fase cair dilakukan secara bertahap, seiring dengan meningkatnya tekanan seiring dengan kedalaman.

Di bawah lapisan cair ini dan sebagai akibat dari tekanan yang ekstrim, elektron dari atom hidrogen dan helium terlepas dari intinya dan menjadi elektron bebas yang bergerak di lautan hidrogen metalik cair.

Pada kedalaman yang lebih dalam, mungkin ada inti padat 1,5 kali diameter Bumi, tetapi 30 kali lebih berat dari planet kita. Dan karena ia adalah planet yang terdiri dari gas dan cairan, karena kecepatan rotasinya yang luar biasa, planet ini mengadopsi bentuk pipih di kutubnya.

Kapan dan bagaimana mengamati Jupiter

Jupiter terlihat putih cerah dan mudah terlihat saat senja. Jangan bingung dengan Venus, yang juga sangat cerah.

Tampilan teleskop Jupiter

Sekilas, Jupiter bersinar lebih terang di langit malam daripada Sirius, bintang paling terang, dan selalu dekat dengan beberapa konstelasi zodiak, yang dapat bervariasi tergantung tahun, dalam lingkungan 30 derajat.

Gambar 3. Pemandangan malam Jupiter dan empat satelit Galilea, dengan teleskop kecil. Sumber: @Asismet_IF.

Dengan teropong terpasang tetap yang bagus atau teleskop kecil, Jupiter tampak seperti cakram putih dengan pita halus.

Empat satelit Galilea mudah terlihat dengan teleskop kecil: Ganymede, Io, Europa, dan Callisto. Posisi satelit bervariasi dari satu hari ke hari berikutnya, dan terkadang hanya tiga yang terlihat, karena beberapa di antaranya berada di belakang atau di depan planet.

Ada beberapa aplikasi seluler yang memungkinkan Anda untuk mengidentifikasi dan mencari planet dan bintang di langit. Di antara mereka, Sky Maps menonjol karena menjadi salah satu yang pertama. Dengan cara ini posisi Jupiter berada setiap saat.

Gambar 4. Posisi Jupiter dan planet lain di langit dilihat dengan Sky Maps 02/20/20 pukul 11:14 dari Caracas, Venezuela.

Gerakan penerjemahan

Orbit Jupiter berbentuk elips dan memiliki fokus di luar pusat Matahari karena massanya yang sangat besar. Butuh waktu 11,86 tahun untuk menjelajahinya dengan kecepatan 13,07 km / s.

Sekarang, selalu diklaim bahwa planet-planet berputar mengelilingi pusat Matahari, yang cukup akurat untuk hampir semua orang kecuali Jupiter.

Terjemahan Jupiter. Sumber: Todd K.Timberlake penulis Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Itu karena Jupiter sangat masif sehingga pusat rotasi, pusat massa atau pusat massa sistem Matahari-Jupiter bergerak ke arah Jupiter, berada di luar tubuh matahari.

Menurut perhitungan, pusat gravitasi sistem Matahari-Jupiter adalah 1,07 kali jari-jari Matahari, yaitu di luar Matahari.

Gambar 5. Pusat gravitasi sistem Matahari-Jupiter berada di luar Matahari. Orbit Jupiter adalah elips dengan salah satu fokusnya berada di pusat gravitasi. (Sumber: spaceplace.nasa.gov)

Perihelion adalah jarak terpendek antara orbit Yupiter dan fokus elips yang terletak di pusat gravitasi sistem Matahari-Yupiter. Nilainya 816,62 juta kilometer.

Sebaliknya, aphelion adalah jarak terjauh antara fokus dan orbit, dalam kasus Yupiter adalah 740,52 juta kilometer.

Eksentrisitas orbit menunjukkan seberapa jauh dari bentuk lingkaran. Orbit Jupiter memiliki eksentrisitas 0,048775 dan dihitung dengan membagi jarak dari pusat elips ke fokus dengan panjang sumbu semi-mayor elips.

Gerakan rotasi

Periode sidereal rotasi Jupiter mengelilingi sumbunya sendiri adalah 9 jam 55 menit 27,3 detik. Sumbu rotasi memiliki kemiringan 3,13º terhadap sumbu rotasi orbital.

Karena ukurannya yang sangat besar, Jupiter memiliki periode rotasi terpendek dari semua planet di tata surya.

Satelit Jupiter

Planet raksasa dicirikan memiliki jumlah satelit atau bulan yang banyak. Hingga saat ini, 79 satelit Jupiter telah dihitung, tetapi yang terbesar dan paling terkenal adalah empat satelit yang ditemukan oleh Galileo Galilei pada tahun 1610, yang dalam urutan kedekatannya adalah:

-IO, ini adalah ⅓ diameter Bumi

-Eropa, dengan ¼ dari diameter bumi

-Ganymede, ⅖ Diameter Bumi

-Callisto, tepat di bawah ⅖ bagian dari diameter bumi

Keempat satelit ini bersama-sama memiliki 99,99% massa dari semua satelit dan cincin Yovian.

Antara Jupiter dan satelit Galilea ada empat satelit interior kecil yang ditemukan baru-baru ini (1979).

Di bagian luar satelit Galilea terdapat grup satelit reguler, total 10, ditambah grup satelit retrograde, dimana enam puluh satu di antaranya diketahui hingga saat ini (61).

Dalam urutan radius orbit, empat kelompok satelit ditentukan:

1. Satelit interior (4) dengan orbit antara 128.000 hingga 222.000 km.
2. Satelit Galilea (4) orbitnya antara 422.000 km untuk Io hingga 1.883.000 km untuk Callisto. Bersama-sama mereka memiliki 99,99% massa dari semua satelit Yovian.
3. Satelit biasa (10) antara 7.284.000 km hingga 18.928.000 km.
4. Retrograde satelit (61) dari 17.582.000 km menjadi 28.575.000 km.

Jupiter juga memiliki cincin. Mereka berada di orbit yang lebih rendah dari satelit Galilea dan di antara orbit satelit dalam. Cincin-cincin ini diperkirakan muncul sebagai akibat dari tumbukan beberapa satelit dalam dengan meteoroid.

Satelit Galilea

Gambar 6. Jupiter dan empat satelit Galilea: Io, Europa, Ganymede dan Callisto. (Sumber: wikimedia commons).

Keempat satelit Galilea tersebut merupakan kelompok yang sangat menarik, karena para ahli yakin bahwa mereka memenuhi syarat untuk kolonisasi di masa depan.

Io

Ini memiliki aktivitas vulkanik yang intens, permukaannya diperbarui secara permanen dengan lava cair yang berasal dari interiornya.

Energi pemanasan Io terutama berasal dari gaya pasang surut intens yang dihasilkan oleh gravitasi Jupiter yang sangat besar.

Eropa

Ini adalah satelit Galilea kedua dalam urutan jarak, tetapi yang keenam dari satelit Jupiter. Namanya berasal dari mitologi Yunani, di mana Europa adalah kekasih dari Zeus (Jupiter dalam mitologi Romawi).

Ia hanya sedikit lebih kecil dari Bulan dan memiliki kerak padat berisi air beku. Ia memiliki atmosfer oksigen dan gas lainnya yang tidak terlalu padat. Permukaan luriknya yang halus adalah yang paling halus di antara bintang-bintang di tata surya, dengan hanya beberapa kawah.

Di bawah kerak es Europa diyakini sebagai samudra yang gerakannya, didorong oleh gaya pasang surut dari Jupiter raksasa, menyebabkan aktivitas tektonik di permukaan es satelit. Dengan cara ini, retakan dan lekukan muncul di permukaannya yang halus.

Banyak ahli percaya bahwa Eropa memiliki kondisi untuk menampung beberapa jenis kehidupan.

Ganymede

Ini adalah satelit terbesar di tata surya, ia memiliki lapisan batuan dan es dengan inti besi. Ukurannya sedikit lebih besar dari planet Merkurius, dengan hampir setengah massanya.

Ada bukti bahwa lautan air asin mungkin ada di bawah permukaannya. ESA (European Space Agency) telah mempertimbangkan kemungkinan untuk mengunjunginya untuk tahun 2030.

Seperti biasa di tata surya, orbit Ganymede beresonansi dengan orbit Europa dan Io: ketika Ganymede menyelesaikan satu revolusi, Europa menyelesaikan dua revolusi, sementara Io melakukan empat revolusi lengkap.

Gambar 7. Resonansi orbit dari satelit-satelit Galilea Jupiter. (Sumber: wikimedia commons)

Callisto

Ini adalah satelit Galilea keempat dengan ukuran yang hampir sama dengan Merkurius, tetapi dengan sepertiga dari beratnya. Ia tidak memiliki resonansi orbit dengan satelit lain, tetapi dalam rotasi sinkron dengan Jupiter, selalu menunjukkan muka yang sama ke planet.

Permukaannya memiliki kawah kuno yang melimpah dan sebagian besar terdiri dari batu dan es. Mungkin memiliki samudra pedalaman, setidaknya setebal 100 kilometer.

Tidak ada bukti aktivitas tektonik, sehingga kawahnya kemungkinan besar disebabkan oleh tumbukan meteorit. Atmosfernya tipis, terdiri dari molekul oksigen dan karbon dioksida, dengan ionosfer yang cukup kuat.

Komposisi

Jupiter memiliki atmosfer tebal yang sebagian besar terdiri dari hidrogen pada 87% diikuti oleh helium dalam urutan 13%. Gas lain yang ada dalam proporsi kurang dari 0,1% adalah hidrogen sulfida, uap air, dan amonia.

Awan planet mengandung kristal amonia, dan warna kemerahannya mungkin berasal dari molekul yang mengandung belerang atau fosfor. Awan yang lebih rendah dan tidak terlihat mengandung amonium hidrosulfida.

Karena adanya badai petir di lapisan yang lebih dalam, kemungkinan besar lapisan tersebut mengandung awan yang tersusun dari uap air.

Struktur internal

Di dalam Jupiter, hidrogen dan helium berada dalam bentuk cair, karena tekanan tinggi yang disebabkan oleh gaya gravitasi yang sangat besar dan atmosfernya yang tebal.

Pada kedalaman lebih dari 15.000 kilometer di bawah permukaan cairan, atom hidrogen sangat terkompresi dan intinya sangat dekat satu sama lain sehingga elektron terlepas dari atom dan masuk ke pita konduksi, membentuk hidrogen metalik cair.

Model fisik menunjukkan bahwa lebih dalam ada inti batuan yang terdiri dari atom berat. Awalnya mereka memperkirakan inti dari 7 massa Bumi, tetapi model yang lebih baru mempertimbangkan inti dengan massa antara 14 hingga 18 massa Bumi.

Penting untuk memastikan apakah inti semacam itu ada, karena bergantung pada jawaban bahwa teori pembentukan planetesimal dari planet-planet itu benar.

Dalam teori ini, planet terbentuk dari inti partikel padat, sehingga menghasilkan benda padat yang lebih berat dengan ukuran lebih besar, yang akan bertindak sebagai inti kondensasi gravitasi, yang selama jutaan tahun akan membentuk planet.

Magnetosfer Jupiter

Karena medan magnet Jupiter yang kuat, planet tersebut memiliki magnetosfer yang luas, sedemikian rupa sehingga jika tidak terlihat, ia akan terlihat di langit terestrial dengan ukuran yang mirip dengan Bulan.

Tidak ada planet di tata surya yang melampaui Jupiter dalam intensitas dan luas medan magnetnya.

Partikel bermuatan dari angin matahari terperangkap di garis medan magnet dan berputar di sekitarnya, tetapi memiliki penyimpangan atau pergerakan di sepanjang garis medan magnet.

Saat garis magnet muncul dari satu kutub dan bergabung dengan kutub lainnya, partikel bermuatan mendapatkan energi kinetik dan terkonsentrasi di kutub, mengionisasi dan menggairahkan gas di atmosfer kutub Jupiter, dengan konsekuensi emisi radiasi cahaya.

Misi ke Jupiter

Sejak 1973 Jupiter telah dikunjungi oleh berbagai misi NASA, badan antariksa AS yang bertanggung jawab atas program eksplorasi ruang angkasa.

Misi seperti Pioneer 10 dan 11, Galileo dan Cassini telah mempelajari satelit Jupiter. Data awal menunjukkan bahwa beberapa dari mereka memiliki kondisi kehidupan yang menguntungkan dan juga untuk membangun basis dengan manusia.

Badan antariksa Amerika Utara NASA dan badan antariksa Eropa ESA memiliki rencana misi baru ke Jupiter, terutama untuk mempelajari satelit Europa secara lebih rinci.

Pelopor

Pioneer 10 adalah wahana antariksa pertama yang terbang di atas Jupiter pada Desember 1973. Pada tahun yang sama, pada April, wahana Pioneer 11 diluncurkan, mencapai orbit Jovian pada Desember 1974.

Pada misi ini, foto close-up pertama dari satelit Jupiter dan Galilea diambil. Medan magnet planet dan sabuk radiasi juga diukur.

Voyager

Juga diluncurkan pada tahun 1973, misi Voyager 1 dan Voyager 2 kembali mengunjungi raja planet di tata surya.

Data yang dikumpulkan oleh misi ini memberikan informasi yang luar biasa dan sampai sekarang tidak diketahui tentang planet dan satelitnya. Misalnya, sistem cincin Jupiter pertama kali terdeteksi dan satelit Io juga diketahui memiliki aktivitas vulkanik yang intens.

Galileo

Ini diluncurkan pada tahun 1995 untuk eksplorasi selama tujuh tahun, tetapi probe mengalami masalah parah dengan antena utama. Meskipun demikian, ia dapat mengirimkan informasi berharga tentang satelit Jupiter.

Gambar 9. Wahana Galileo di sekitar Jupiter. Sumber: Wikimedia Commons. jihemD / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/),

Misi tersebut menemukan lautan di bawah permukaan di Eropa dan memberikan lebih banyak informasi tentang gunung berapi aktif Io.

Galileo berakhir ketika wahana eksplorasi jatuh di Jupiter, untuk menghindari tabrakan dan kontaminasi akibat permukaan es Europa.

Cassini

Pada bulan Desember 2000, misi Cassini / Huygens yang terikat Saturnus memperoleh data yang sebanding dengan yang dimiliki oleh misi Voyager, tetapi karena peningkatan teknologi, kualitasnya jauh lebih baik.

Cakrawala baru

Dalam perjalanan ke Pluto, pesawat luar angkasa New Horizons mengunjungi planet Jupiter pada tahun 2007.

Juno

Misi terbaru ke Yupiter adalah wahana antariksa Juno, yang memasuki orbit dengan planet itu pada 5 Juli 2016. Misi Juno adalah mempelajari atmosfer Yovian, serta magnetosfer dan aurora.

Misi ini diharapkan dapat memberikan data yang diperlukan untuk menentukan model inti mana yang kompatibel dengan data Jupiter yang ada, dan dengan demikian membandingkan dengan model yang mengklaim bahwa inti tersebut tidak ada.

Fakta menyenangkan tentang Jupiter

-Ini adalah diameter terbesar dari empat planet raksasa: Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus.

-Dalam volume yang ditempati oleh Jupiter, sesuai dengan 1.300 planet seukuran Bumi.

-Jupiter memiliki massa yang sangat besar, dua setengah kali lebih besar dari jumlah massa tujuh planet yang tersisa di tata surya.

-Ini diyakini bahwa inti padatnya terbentuk hanya satu juta tahun setelah piringan gas dan debu purba yang membentuk tata surya, 4,5 miliar tahun yang lalu.

-Jupiter adalah planet di tata surya yang memiliki hari terpendek: periode rotasinya hanya 9 jam 55 menit.

-Ini adalah planet paling radioaktif di tata surya, selain sinar matahari yang dipantulkan oleh atmosfernya, ia juga menyumbangkan radiasinya sendiri, terutama dalam jangkauan inframerah.

-Jupiter memiliki satelit terbesar di tata surya: Ganymede, dengan radius 1,5 kali Bulan dan 0,4 kali radius Bumi.

-80% atmosfernya terdiri dari hidrogen, diikuti oleh helium, yang memberikan kontribusi 17%. Sisanya adalah gas lain seperti uap air, metana, amonia, dan etana.

Awan -Jupiter terdiri dari kristal amonium yang membentuk lapisan tipis setebal sekitar 50 km. Tetapi totalitas atmosfernya sekitar 20.000 km, menjadi yang paling tebal dari semua planet di tata surya.

-Ini adalah planet yang memiliki pusaran antiklonik terbesar dan terpanjang yang diketahui di tata surya: Bintik Merah Besar. Dengan keberadaan lebih dari 300 tahun, ukurannya lebih besar dari dua diameter Bumi.

-Itu memiliki inti yang sangat padat dari besi, nikel dan hidrogen metalik cair.

-Itu memiliki medan magnet yang kuat yang mampu menghasilkan aurora permanen.

-Itu adalah planet surya dengan percepatan gravitasi tertinggi, yang diperkirakan 2,5 kali gravitasi bumi di tepi atmosfernya.

Investigasi yang sangat baru-baru ini menunjukkan kelimpahan air di zona ekuator, berdasarkan analisis data dari misi luar angkasa Juno. Dalam laporan NASA tertanggal 10 Februari 2020 di jurnal Nature Astronomy, disebutkan bahwa 0,25% atmosfer ekuator planet tersebut terdiri dari molekul air.

Referensi

1. Astrofisika dan Fisika. Diperoleh dari: astrofisicayfisica.com
2. Seeds, M. 2011. Tata Surya. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
3. Ruang. Planet Terbesar di Tata Surya kita. Dipulihkan dari: space.com
4. Wikipedia. Satelit Jupiter. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Jupiter (planet). Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Jupiter (planet). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.