Pragaištingoji Jupiterio trauka ir iš proto varančios dujų giganto paslaptys

Atšventusi Nepriklausomybės dieną, Amerika sužinojo, kad jos tarpplanetinė stotis „Juno“ („Junona“) sėkmingai prisigretino prie didžiausios Saulės sistemos planetos – Jupiterio – ir pasirengusi pradėti darbus. Ką bus stengiamasi sužinoti apie didžiausią planetą?

Rudenį, po aparatūros bandymų ir orbitos korekcijos, kosminė laboratorija pradės tyrimus milžinės, suteikusios šansą užsimegzti gyvybei ir vykti evoliucijai, galiausiai atvedusiai prie žmogaus atsiradimo. Jupiterio prigimties pažinimas padės suprasti mūsų planetų sistemos veikimą, kas laukia Žemės ir kodėl mūsų kosminiai kaimynai – Marsas, Mėnulis, Venera – yra būtent tokie.

Su Jupiteriu susijusių klausimų – daugybė. Ir kuo daugiau apie jį sužinome, tuo daugiau naujų mįslių randasi. 2011 metais, leisdami „Juno“ zondą, NASA specialistai nusprendė apsiriboti gan kukliu „asortimentu“ eksperimentų, kurių rezultatai padės išsiaiškinti kai kuriuos painokus gigantiškosios planetos galvosūkius.

Kietas branduolys

Iš Žemės Jupiteris puikiausiai matomas ir plika akimi, o opozicijos periodais ryškiau už jį nakties danguje švyti tik Mėnulis ir Venera, nors jo orbita ir penkis kartus toliau nuo Saulės, nei žemiškoji. Priežastis – milžiniškas dydis. Jupiterio skersmuo 11 kartų didesnis už Žemės; masė didesnė 317 kartų; tūris – daugiau nei 1300 kartų. Negana to, jo albedo – gebėjimas atspindėti šviesą – didesnis nei Žemės.

Atsižvelgiant į tūrį ir masę, Jupiterio tankis mažesnis už Žemės. Jei vidutinis Žemės tankis yra apie 5,5 kg/l, tai Jupiterio – kiek daugiau, nei 1,3 kg/l, tai yra, mažesnis, nei chloroformo. Antra vertus, tai daug daugiau, nei helio ir vandenilio – pagrindinių jo atmosferą sudarančių dujų. Tad, kilo prielaida, kad nors Jupiteris ir dujų milžinas, jame visgi turėtų būti, kietas branduolys.

Tai, be visa kita, turėtų patvirtinti „Juno“ zondas – jame yra atitinkama gravimetrijos įranga. Skriedamas Jupiterio orbita ir matuodamas traukos jėgos fluktuacijas, jis nustatys, slypi jo gelmėse kietas branduolys, ar ne.

Kas ten, po skraiste?

Jupiterio prigimties paslaptingumas negalėjo nekelti rašytojų fantastų smalsumo. Dar Volteras spėjo, kad Jupiteryje gali gyventi protingi padarai – beje, filosofas fizinių savybių nedetalizavo. Kartais fantastai būdavo labai toli nuo realybės – pavyzdžiui, Edgaras Rice Burroughsas apie Jupiterį rašė kaip apie Žemę primenančią planetą. Iš kitos pusės, dar XX amžiaus pradžioje beletristai aprašė galingus Jupiterio magnetinius laukus.

Septintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje, visiems domintis kosmoso tematika, apie Jupiterį prabilta jau remiantis mokslo žiniomis ir to meto teorijomis. Nuostabiu kūriniu moksline prasme tapo brolių Strugackių apysaka „Kelias į Amaltėją“. Akivaizdu, čia pasireiškė vieno iš brolių, Boriso, astronomo išsilavinimas. Apysakos herojai, planetologai, gan ironiškai atsako į klausimą ir apie įsigalėjusias Jupiterio sandaros teorijas, kurių, kaip paaiškėjo, nėra, ir apskritai apie žemiškojo mokslo žinių lygį („…kas ten, apačioje (t. y. Jupiterio atmosferoje), sužinosime, kai atsidursim ten, apačioje…“).

Nenuostabu, kad kosminė ekspedicija „Galileo“, paleista 1989 metais ir turėjusi į Jupiterio atmosferą paleisti specialų zondą, jaudino ne vien planetologus, bet ir mokslinės fantastikos gerbėjus – labai knietėjo sužinoti, kas gi dedasi po viršutiniais Jupiterio debesimis.

1995 metų gruodžio 7 dieną nuleidžiamasis aparatas įskriejo į dujų milžinės atmosferą. Parašiutais jis nusileido iki maždaug 156 kilometrų gylio. Ir jei viršutinių debesų lygyje slėgis buvo pusantros žemiškosios atmosferos, o temperatūra -80 laipsnių, tai >130 kilometrų gylyje – jau 24 atmosferos ir 150 laipsnių karščio. Toks staigus tankio ir temperatūros kilimas stebina ne menkiau, nei vandens garų nebuvimas. Jupiterio atmosfera pasirodė esanti ne visai tokia, kokios tikėtasi. Ir štai dabar „Juno“ turėtų padėti išaiškinti šį klausimą.

Gigantiškas generatorius

Jupiteris aplink save skleidžia didžiulį, tūkstančius kartų stipresnį už Žemės, magnetinį lauką. Specialistai mano, kad tai antra pagal dydį elektromagnetinė sistema mūsų planetų sistemoje po Saulės.

Jeigu Žemės magnetinio lauko kilmė siejama su mūsų planetos gelmėse cirkuliuojančia išlydyta geležimi, tai Jupiteryje, spėjama, jos vaidmenį atlieka metalinis vandenilis. Didžiuliame slėgyje (ne mažesniame, nei 250 000 kg/cm²) vandenilio atomai, sudaryti iš protono ir aplink jį skriejančio elektrono, susigrūda taip ankštai, kad vyksta laisvas keitimasis elektronais – dujos ima elgtis kaip metalas, tampa elektros laidininku. Tokio kvazimetalo judėjimas ir kuria gigantiškosios planetos magnetinį lauką.

Magnetosfera kuria pašvaistes, tačiau Jupiteryje jos pasireiškia įvairiausiuose diapazonuose, nuo radijo bangų iki gama spinduliavimo. Tai grandiozinis reginys tiek savo dydžiu, tiek ir išskiriamos energijos kiekiu.

Mokslininkams labai knieti perprasti Jupiterio magnetosferą, tam bus skirtos ir būsimos misijos. Viena iš pagrindinių „Juno“ užduočių bus planetos poliarinių regionų tyrimai. Todėl zondas skries poliarine elipsine orbita – reguliariai skries virš planetos ašigalių, talžomų elektringųjų dalelių škvalo, o paskui gerokai nutols, į santykinai ramią vietą. Tikimasi, kad „Juno“ zondas Jupiterio orbitoje gyvuos trumpiau nei metus – pragaištinga radiacija neišvengiamai pražudys jo elektroninę įrangą, ir, kad zondas netaptų nevaldomu skraidančiu kibiru, galinčiu užteršti Jupiterio palydovus žemiškais mikrobais, užbaigęs numatytus darbus, jis bus nukreiptas į planetos gelmes, iš kur kelio atgal nebus.

„Planetų karaliaus“ mįslės

„Kelio į Amaltėją“ herojai, atsidūrę Jupiterio atmosferoje, giliau aptiko milžinišką planetos prarytų asteroidų ir meteoritų masę. Visai įmanoma, kad tai – geniali brolių Strugackių prognozė, mat, dabar laikoma, kad Jupiteris – kosminis „dulkių siurblys“, savo gravitacija per pastaruosius milijardus metų gerokai apvalęs vidinę Saulės sistemos dalį, kur skrieja Žemė.

Iš Saulės sistemos paribių atlekiančius kūnus Jupiteris perima ir, arba praryja, kaip nutiko su Shoemaker–Levy kometa 1994 metais, arba išsviedžia atgal. Jis užtikrina ir asteroidų juostos stabilumą – tai ne planetos liekanos, kaip manyta anksčiau, o nesusiformavusi planeta, taip ir nesugebėjusi susidaryti dėl Jupiterio traukos.

Gali būti, „Juno“ sugebės po giganto debesų sluoksniu aptikti slaptas mases, sudarytas iš prarytų kūnų. Antra vertus, gali būti, kad jiems nepavyko atlaikyti susidūrimo su planetos atmosfera ir jie patys virto karštomis dujomis, kas stebėta 1994 metais.

Jupiterio mįslių sąrašas išties netrumpas. O „Juno“ atsiųstus duomenis teks tyrinėti ne vienerius metus, pripažįsta specialistai. Tačiau, gali būti, „Junonai“ jau šį rudenį pavyks, kaip jos mitologinei bendravardei praskleisti „planetų karalių“ gobiantį dangalą.