Lagen & Atmosfeer van Jupiter
Manen Nieuwsarchief Ontstaan Ringen Ruimtevaart
Jupiter bestaat voornamelijk uit waterstof en helium en heeft geen vast oppervlak zoals de aarde. De kern van Jupiter is wel vast. Jupiter is de grootste van de vier reuzenplaneten, en daarnaast ook de grootste planeet in het zonnestelsel. De dichtheid van Jupiter is de tweede hoogste van de reuzenplaneten (na Neptunus), maar is lager dan die van de vier aardse planeten. Jupiter is 1321 keer groter dan de aarde, en zijn doorsnede is 139.822 kilometer.

Jupiter en Saturnus bevatten samen maar liefst 92% van de totale massa van het hele zonnestelsel.



De kern
De kern van Jupiter wordt vaak omschreven als rotsachtig, maar de precieze samenstelling van de kern is onbekend. De grootte van de kern is onbekend, maar wordt geschat op 12 tot 45 keer de grootte van de aarde (4-14% van de totale grootte van Jupiter). In de kern is het ongeveer 36.000 graden C.

De kern bestaat uit:
  • 90% IJzer
  • 8% Nikkel
  • Gesteente
Het Juno ruimtevaartuig, gelanceerd in 2011, gaat in 2016 onder andere de samenstelling van Jupiter onderzoeken.


De mantel
De mantel van Jupiter bestaat uit twee gedeeltes, een binnenmantel en een buitenmantel.


Binnenmantel
De binnenmantel is samen met de kern 78% van de totale reuzenplaneet. De binnenmantel bestaat uit vloeibaar waterstof dat door de hoge druk eigenschappen van metaal krijgt. In deze laag is de temperatuur zo'n 10.000 C en is een druk aanwezig die duizenden malen hoger is als de druk op de aarde. Elk ruimteschip dat probeert af te dalen zou volledig stukgedrukt worden door de druk van het omringende gas. Druppels van helium en neon vallen als een soort regen door deze laag naar beneden. Hierdoor zijn deze elementen in de lagen boven de binnenmantel niet in grote hoeveelheden aanwezig. Wanneer de regen in de mantel valt, komt er energie in de vorm van warmte vrij.


Buitenmantel
Boven de binnenmantel ligt een transparante laag van waterstof, dat zowel vloeibaar als gas is in deze laag. Richting de buitenkant van de reuzenplaneet gaat de vloeibare waterstof over in waterstofgas door de kouder wordende temperatuur. Wervelende stromingen in deze laag zorgen voor een sterk magnetisch veld.


De atmosfeer
Jupiter heeft geen vast oppervlak, maar de buitenste laag waterstofgas gaat over in de atmosfeer. De atmosfeer van Jupiter is ongeveer 5000 kilometer dik. De temperatuurvariaties in de atmosfeer zijn vergelijkbaar met die van de atmosfeer van de aarde. Jupiter heeft ook net als de aarde een troposfeer (stormen en wolkenbanden), stratosfeer, thermosfeer en exosfeer. De gemiddelde temperatuur in de atmosfeer is -108 C.

De samenstelling van de atmosfeer van Jupiter is vergelijkbaar met die van de hele planeet:
  • 89,8% Waterstof
  • 10,2% Helium
  • 0,3% Methaan
  • 0,03% Ammoniak
  • 0,0004% Water


Wolkenbanden
In de atmosfeer van Jupiter zijn lichte en donkere wolkenbanden te zien, net als op Saturnus, maar dan veel duidelijker.

De lichtgekleurde wolkenbanden worden zones genoemd, de donkergekleurde wolkenbanden zijn gordels. Het afwisselend patroon van gordels en zones gaat door tot aan de poolgebieden (zoals op de afbeelding hiernaast).

Het verschil tussen zones en gordels wordt veroorzaakt door verschillen in de helderheid van de wolken. De ammoniakconcentratie is hoger in zones, wat leidt tot dichtere wolken van ammoniak-ijs, wat zorgt voor de lichte kleur. Tegenovergesteld, in gordels zijn de wolken dunner en bevinden zich op een lagere hoogte dan in zones. Dat zorgt voor de donkere kleur.


Jets
De wolkenbanden worden begrensd door atmosferische stromen, zogenaamde jets. De naar het oosten waaiende jets zijn te vinden bij de overgang van zones naar gordels, terwijl de naar het westen waaiende jets de overgang van gordels naar zones markeren.

De oorsprong van de wolkenbandenstructuur is niet helemaal duidelijk. De eenvoudigste theorie is dat de zones omhooggaande stromingen zijn en gordels omlaaggaande stromingen. De jets bereiken snelheden van meer dan 100 m/s.


Stormen (draaikolken)
De atmosfeer van Jupiter bevat honderden stormen (draaikolken, in het engels vortices). Deze stormen kunnen in twee groepen verdeeld worden, cyclonen (lage druk) en anticyclonen (hoge druk). Cyclonen draaien in dezelfde richting als de rotatie van Jupiter (linksom op het noordelijk halfrond en met de klok mee op het zuidelijk halfrond). Anticyclonen roteren in omgekeerde richting. De stormen halen snelheden van 100 - 150 meter per seconde.

Anticyclonen komen veel meer voor dan cyclonen, meer dan 90% van de stormen die groter zijn dan 2000 km in doorsnede zijn anticyclonen. De levensduur van stormen varieert van enkele dagen tot honderden jaren, afhankelijk van hun grootte.

Elke 15-17 jaar Jupiter wordt gekenmerkt door een bijzonder krachtige stormen.

Op Jupiter komen naast stormen ook onweer en bliksem voor, net als op aarde. De bliksemontladingen in de atmosfeer van Jupiter zijn alleen ongeveer duizend keer zo krachtig als op aarde.


Grote Rode Vlek
De Grote Rode Vlek (of een voorlopig van deze storm) was voor het eerst waargenomen en beschreven in 1665 door Giovanni Cassini. De huidige Grote Rode Vlek werd voor het eerst gezien na 1830, en beschreven in 1879. Op 25 februari 1979 vloog de Voyager 1 langs Jupiter en de Grote Rode Vlek en maakte de eerste gedetailleerde foto van de storm. De Grote Rode Vlek draait in ongeveer zes dagen n keer rond.

Bij de Grote Rode Vlek bevinden zich ook nog een aantal stormen die pas relatief kort geleden zijn ontwikkeld, in 1939. Deze groep van stormen wordt de Oval BA genoemd, en zijn in 1997 gefotografeerd door de Galileo.

De Grote Rode Vlek is 25.000 kilometer lang en 12.000 kilometer breed. De aarde past wel drie keer in de storm. Lang werd gedacht dat deze storm uniek was in het zonnestelsel, maar nu weten we dat Neptunus er ook n heeft, net als Saturnus. Wel is het zo dat deze andere stormen niet zo opvallend zijn als de Grote Rode Vlek van Jupiter.

De langdurige stormen op Jupiter worden, volgens een Amerikaanse wetenschapper die nieuwe computerberekeningen maakte, waarschijnlijk veroorzaakt door hittebronnen in het binnenste van Jupiter.

De laatste 300 jaar zijn de stormen op Jupiter nauwelijks veranderd.


Magnetisch veld
Het magnetisch veld van Jupiter is 14 keer zo sterk als dat van de aarde. Dit veld wordt opgewekt door wervelstromen van materiaal in de binnenmantel en vloeibare kern van Jupiter. Het veld is in 1979 ontdekt door de Pioneer 11.

De magnetopauze en de boogschok (bow shock) vormen de grens tussen de magnetosfeer van Jupiter en de invloed van de zonnewind (solar wind), afkomstig van de zon. De vier grootste manen van Jupiter (Callisto, Europa, Ganymedes en Io) draaien alle vier binnenin de magnetosfeer, die hen van de zonnewind beschermt.

De magnetosfeer van Jupiter is ook verantwoordelijk voor de aurora bij de polaire gebieden van de reuzenplaneet.

Lees meer over Jupiter:

Manen Ontstaan Ringen Ruimtevaart