Opozycja Jowisza, 3 XI 2023.

Opracowanie: dr Marcin Kolonko, Centrum Modelowania Meteorologicznego IMGW-PIB

Jowisz jest jedną z najlepiej poznanych planet, przynajmniej jeśli chodzi o układy chmur, pierścieni i księżyców. Przelatywały obok niego – w celu wykorzystania jowiszowego pola grawitacyjnego do uzyskania przyspieszenia na dalszą drogę – sondy Pionier i Voyager. Potem, sondy Galileo i Ulysses eksplorowały otoczenie planety a ostatnie lata to dominacja wyników z sondy Juno.

Jowisz z teleskopu Hubble’a (2.4 m średnicy zwierciadła). Źródło: NASA, ESA, A. Simon, M.H. Wong.

Pretekstem do zajęcia się Jowiszem jest zbliżająca się opozycja – kiedy największa planeta Układu Słonecznego znajduje się po przeciwnej stronie na ziemskim niebie niż Słońce. Taka sytuacja stwarza najlepsze warunki do obserwacji: po pierwsze, planeta nie ginie w blasku Słońca a po drugie, jest najbliżej Ziemi – wskutek czego ma największą widomą średnicę (około 49”).

Jowisz sfotografowany przez Christophera Go za pomocą 35 cm teleskopu, półkula bez Wielkiej Czerwonej Plamy.

Na Jowiszu możemy oglądać utwory tworzone z chmur: słynną (choć coraz mniejszą i bardziej bladą) Wielką Czerwoną Plamę, pasy równikowe i zwrotnikowe oraz, oczywiście, paradę księżyców Galileuszowych: Io, Ganimedesa, Europy i Callisto. Wszystkie te cuda są dostępne w okularze nawet niewielkiej lornetki. Oczywiście, teleskop zwiększa liczbę szczegółów a im większy tym lepiej – dlatego Jowisz jest niezwykle wdzięcznym obiektem do obserwacji na nocnym niebie.

Mała (około dwukrotnie w stosunku do wielkiej) Czerwona Plama. Rozmiar około 8000 km. Wewnątrz widać system wirów. Źródło: NASA, JPL-Caltech, SwRI, MSSS, Processing: Gerald Eichstadt, Damian Peach.

Matematycznie opozycja jest momentem, w którym długości ekliptyczne jego i Słońca różnią się o dokładnie 180 stopni. Jeśli przypada w lecie, planeta (jak i cała nocna ekliptyka) jest nisko nad horyzontem. Jeśli jesienią lub zimą – widok potrafi być przedni. Tym razem data opozycji przypadająca na 3 listopada oznacza, że planeta będzie górowała wysoko a zlokalizowana będzie w gwiazdozbiorze Barana. Moment opozycji natomiast nastąpi około 6 rano czasu urzędowego warszawskiego.

Zorza polarna na biegunie magnetycznym Jowisza, napędzająca (analogiczne do ziemskich, tylko dużo potężniejsze) burze jowomagnetyczne. Źródło: NASA/JPL-Caltech/SwRI/UVS/STScI/MODIS/WIC/IMAGE/ULiège.

Jowisz będzie też bardzo jasny, -2.9 magnitudo (jaśniejszą od niego może być tylko Wenus). Ponieważ różnica jednego magnitudo to czynnik około 2.5 w natężeniu światła, Jowisz będzie o czynnik rzędu dwa tysiące jaśniejszy od najsłabszych gwiazd widocznych gołym okiem (+6 magnitudo). Skala „magnitudo” bierze się z faktu, iż doznania ludzkich zmysłów (jak wzrok, słuch czy węch) skalują się logarytmicznie – tak, aby miały większą dynamikę. Przez to możemy obserwować obiekty zarówno słabe, jak i mocne. Czas adaptacji ludzkiego oka do warunków całkowitej ciemności wynosić może nawet 45 minut. Warto o tym pamiętać planując nocne obserwacje.

Artystyczna wizualizacja linii pola magnetycznego Jowisza, z wielką niebieską plamą (obszarem o ujemnej biegunowości magnetycznej do którego zbiega część linii pola). Źródło: NASA/JPL-Caltech/Harvard/Moore et al.

Gdy jesteśmy już przy adaptacji oka, jednym z potrzebnych sprzętów dla początkującego astronoma jest czerwono świecąca latarka. Można ją łatwo przerobić ze zwykłej latarki, umieszczając kawałek czerwonej szybki (folii lub najlepiej szkła) przed żarówką. Używamy jej, gdy patrzymy na mapę nieba czy w jakikolwiek sposób odrywamy się od obserwacji. Czemu czerwona? Dlatego, że ten kolor najmniej oślepia oko (już przystosowane do warunków nocnych, z szeroką źrenicą) i nie tracimy wskutek takiej przerwy adaptacji.

Fragment północnej półkuli Jowisza widzanej z przelotu sondy Juno. Widoczny skomplikowany układ wirów (chmur). Źródło: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstadt/Sean Doran, CC NC SA.

O Jowiszu ukazało się sporo artykułów, więc nie będę przytaczał treści ich wszystkich. Ciekawostką jest, że swoim (i Słońca) polem grawitacyjnym więzi w dwóch położeniach względem siebie planetoidy zwane Grekami i Trojańczykami. Tworzą one wraz z Jowiszem i Słońcem trójkąt równoboczny, z kątami po 60 stopni każdy. W podobny sposób Ziemia więzi resztki materii i kurzu protoplanetarnego (z czasów, gdy powstawał Układ Słoneczny) stanowiące tzw. pyłowe księżyce Ziemi.

Położenie planetoid w wewnętrznym Układzie Słonecznym. Na zielono związane z Jowiszem rodziny Greków i Trojańczyków. Na biało – „zwykły” pas asteroid między Marsem a Jowiszem. Na pomarańczowo – rodzina Hildy, także położona w punkcie libracyjnym systemu Słońce-Jowisz. Źródło: John Belushi, Wikipedia.

Warto też wspomnieć, że Jowisz jest areną gwałtownych zjawisk meteorologicznych, takich jak choćby głęboka (kilkakrotnie bardziej niż ziemska) konwekcja, burze, huragany (do 1000 km/godzinę, więc porównywalne ze skalą Macha prędkości dźwięku). Fale Rossby’ego czy wreszcie efekty planetarnego magnetyzmu. Na podstawie pomiarów z sondy Juno można stwierdzić, że ogon pola magnetycznego Jowisza sięga na ponad 1 miliard km, czyli… do orbity Saturna. Magnetyzm planety olbrzyma powoduje szereg interesujących zjawisk w systemie pierścieni i księżyców Jowisza.

Artystyczne wyobrażenie burzy w atmosferze Jowisza. Źródło: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Heidi N. Becker/Koji Kuramura.

Jednym z przejawów takich zjawisk jest wulkanizm księżyca Io, napędzany oddziaływaniem grawitacyjnym i magnetyzmem Jowisza i pozostałych jego księżyców. Indukowana aktywność tektoniczna sprawia, że pod powierzchnią Io mamy morze ciepłej lawy. Z kolei księżyc Europa wydaje się kryć pod swoją powierzchnią ocean wody, i niewykluczone, iż znajdują się tam prymitywne formy życia. Ale to już temat na zupełnie inną opowieść.

Księżyc Jowisza, Io, wciąż aktywny wulkanicznie. Barwa jego powierzchni pochodzi od związków siarki. Zdjęcie z przelotu sondy Juno. Źródło: Ted Stryk, Fernando Garcia Navarro.

Literatura: Sky & Telescope, Astronomy, Wikipedia.