de atmosfeer van Jupiter vormt slechts een zeer klein deel van de planeet, zoals de schil van een appel zich vergelijkt met de inhoud ervan. Omdat niets direct onder deze dunne buitenlaag kan worden waargenomen, worden indirecte conclusies getrokken uit het bewijs om de samenstelling van het binnenste van Jupiter te bepalen.
de waargenomen hoeveelheden waarmee astronomen kunnen werken zijn de atmosferische temperatuur en druk, massa, straal, vorm, rotatiesnelheid, warmtebalans en verstoringen van satellietbanen en ruimtevaartuigen. Hieruit kan de ellipticiteit—of afwijking van een perfecte bol—van de planeet en haar vertrek uit een ellipsoïdale vorm worden berekend. Deze laatste hoeveelheden kunnen ook worden voorspeld met behulp van theoretische beschrijvingen of modellen voor de interne verdeling van materiaal., Dergelijke modellen kunnen dan worden getest door hun instemming met de waarnemingen.
Het fundamentele probleem bij het construeren van een model dat de interne omstandigheden voor Jupiter adequaat zal beschrijven, is het ontbreken van uitgebreide laboratoriumgegevens over de eigenschappen van waterstof en helium bij druk en temperatuur in de buurt van het centrum van deze gigantische planeet. De centrale temperatuur wordt geschat op ongeveer 25.000 K( 44.500 ° F, 24.700 °C), om consistent te zijn met een interne bron van warmte die Jupiter in staat stelt om ongeveer twee keer zoveel energie uit te stralen als het ontvangt van de zon., De centrale druk ligt in het bereik van 50-100 miljoen atmosferen (ongeveer 50-100 megabars). Bij zo ‘ n enorme druk wordt verwacht dat waterstof zich in een metallische toestand bevindt.
ondanks de problemen bij het vaststellen van de eigenschappen van materie onder deze extreme omstandigheden, is de nauwkeurigheid van de modellen gestaag verbeterd. Misschien wel de belangrijkste vroege conclusie uit deze studies was het besef dat Jupiter niet geheel uit waterstof kan bestaan; als dat zo was, zou het aanzienlijk groter moeten zijn dan het is om zijn massa te verklaren., Aan de andere kant, waterstof moet overheersen, die ten minste 70 procent van de planeet door massa, ongeacht de vorm—gas, vloeistof, of vaste stof. De Galileo-sonde meet een verhouding voor helium van 24 massapercenten in de bovenste atmosfeer van Jupiter, vergeleken met de voorspelde 28 percent als de atmosfeer dezelfde samenstelling had als de oorspronkelijke zonnevel., Omdat de planeet als geheel die oorspronkelijke samenstelling zou moeten hebben, hebben astronomen geconcludeerd dat sommige helium dat was opgelost in de vloeibare waterstof in het binnenste van de planeet is neergeslagen uit oplossing en gezonken naar het centrum van de planeet, waardoor de atmosfeer uitgeput van dit gas. Blijkbaar heeft het veel van de neon mee genomen. Deze Neerslag blijft bestaan terwijl de planeet blijft afkoelen. De huidige modellen zijn het eens over een overgang van moleculaire naar metallische waterstof op ongeveer een vierde van de afstand naar het centrum van Jupiter., Benadrukt moet worden dat dit geen overgang is tussen een vloeistof en een vaste stof, maar eerder tussen twee vloeistoffen met verschillende elektrische eigenschappen. In de metaaltoestand zijn de elektronen niet langer gebonden aan hun kernen, waardoor waterstof de geleidbaarheid van een metaal krijgt. In geen van deze modellen bestaat een vast oppervlak, hoewel de meeste (maar niet alle) modellen een dichte kern hebben met een straal van 0,03–0,1 die van Jupiter (0,33–1,1 de straal van de aarde).
de inwendige warmtebron is nog niet volledig opgelost., De thans gewenste verklaring doet een beroep op een combinatie van de geleidelijke vrijgave van primordiale warmte die overblijft van de vorming van de planeet en de bevrijding van thermische energie uit de neerslag van druppeltjes helium in het diepe binnenste van de planeet, zoals ook bekend is op Saturnus. De lagere hoeveelheid helium in de atmosfeer van Jupiter ten opzichte van de zon (zie tabel) ondersteunt deze laatste conclusie., Het eerste proces is simpelweg de afkoelingsfase van de oorspronkelijke “instorting” die potentiële energie omzet in thermische energie op het moment dat de planeet zijn complement van zonnenevelgas verzamelde (zie hieronder oorsprong van het Joviaanse systeem).
Geef een reactie