49^ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΑΘΗΝΩΝ

Πρόλογος   Εισαγωγή: Πλανητικά Καιρικά Φαινόμενα    Ερμής    Αφροδίτη    Άρης     Δίας    Κρόνος    Ουρανός    Ποσειδώνας    Πλούτωνας    Δορυφόροι 

 Γη      Επίλογος    ΕΤΗΣΙΑ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ 2019     Βιβλιογραφία

Δίας

  Ο Δίας είναι ο μεγαλύτερος σε μάζα και διαστάσεις πλανήτης του Ηλιακού μας συστήματος. Η διάμετρός του είναι τόσο μεγάλη, ώστε κατά μήκος της θα χωρούσαν 11 πλανήτες σαν την Γη, ενώ θα μπορούσαμε να «στριμώξουμε» στο εσωτερικό του περισσότερους από 1.300 γήινους πλανήτες. Έχοντας μάζα σχεδόν 2,5 φορές μεγαλύτερη από το σύνολο της μάζας όλων των υπολοίπων πλανητών, ο Δίας και οι δεκάδες δορυφόροι που περιφέρονται γύρω του μοιάζουν κάπως με ένα ηλιακό σύστημα σε μικρογραφία.

  Σε πενταπλάσια περίπου απόσταση από τον Ήλιο σε σχέση με τον πλανήτη μας, ο Δίας συμπληρώνει μια τροχιά γύρω του σε 11,86 χρόνια. Επειδή, όμως, η τροχιά του είναι ελλειπτική, η απόσταση μεταξύ του περιηλίου και του αφηλίου του, δηλαδή η απόσταση μεταξύ του πλησιέστερου και του πιο απομακρυσμένου σημείου της τροχιάς του από τον Ήλιο, μεταβάλλεται κατά 75 εκατ. km. Σε αντίθεση με τον πλανήτη μας, η κλίση του άξονα περιστροφής του Δία είναι μόλις 3,13°, γεγονός που υποδεικνύει ότι ο πλανήτης αυτός δεν υπόκειται σε σημαντικές εποχιακές εναλλαγές, όπως συμβαίνει με την Γη.

  Η διάρκεια του ημερονυκτίου στον Δία δεν υπερβαίνει τις 10 περίπου ώρες. Ο Δίας, δηλαδή, περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό του ταχύτερα από οποιονδήποτε άλλον πλανήτη του Ηλιακού συστήματος, γεγονός που παραμορφώνει το σφαιρικό του σχήμα, έτσι, ώστε η διάμετρός του στον ισημερινό να είναι σχεδόν 10.000 km μεγαλύτερη από την διάμετρο στους πόλους του. Επειδή, μάλιστα, ο Δίας δεν είναι ένα στερεό συμπαγές σώμα, ο ρυθμός περιστροφής του δεν είναι ο ίδιος για ολόκληρο τον πλανήτη, αλλά μεταβάλλεται ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος, με τον ρυθμό περιστροφής του κοντά στους πόλους να είναι περίπου 5 λεπτά βραδύτερος απ’ αυτόν στον ισημερινό.

Δίας

Ο Δίας αποτελείται κυρίως από υδρογόνο και ήλιο, ενώ η ατμόσφαιρά του εμπεριέχει και ίχνη άλλων ενώσεων, όπως μεθάνιο και υδρατμούς, καθώς και παγοκρυστάλλους αμμωνίας, απ’ τους οποίους αποτελούνται τα ορατά νέφη του.

  Οι χαρακτηριστικές ζώνες που διακρίνονται στην ορατή ατμόσφαιρά του οφείλουν την πορτοκαλί και καφετιά απόχρωσή τους σε διάφορες χημικές ενώσεις, οι οποίες καθώς ανέρχονται από το εσωτερικό του Δία, αλλάζουν χρώμα εξαιτίας των φωτοχημικών αντιδράσεων που προκαλεί η ηλιακή υπεριώδης ακτινοβολία. Το γνωστότερο ίσως χαρακτηριστικό του Δία είναι η Μεγάλη Κόκκινη Κηλίδα, μια τεράστια περιστρεφόμενη θύελλα, η οποία μαίνεται εδώ και τουλάχιστον 300 χρόνια.
  Όσο, όμως, διεισδύουμε βαθύτερα στο εσωτερικό του Δία, η διαρκώς αυξανόμενη θερμοκρασία και πίεση συμπιέζουν το αέριο υδρογόνο όλο και περισσότερο, μετατρέποντάς το σταδιακά σε ρευστό.

  Σε ακόμη μεγαλύτερα βάθη, η πίεση γίνεται τόσο μεγάλη, ώστε τα ηλεκτρόνια αποδεσμεύονται από τα άτομα υδρογόνου, οπότε το ρευστό υδρογόνο μετατρέπεται σε ένα ηλεκτρικά αγώγιμο ρευστό ηλεκτρονίων και πρωτονίων, που ονομάζεται μεταλλικό υδρογόνο. Η ταχύτατη περιστροφή του Δία γύρω από τον άξονά του ενεργοποιεί ηλεκτρικά ρεύματα σ’ αυτήν την περιοχή, στα οποία οφείλεται το μαγνητικό του πεδίο, που είναι 10 φορές ισχυρότερο απ’ αυτό της Γης.

Μαγνητικό  πεδίο του Δία

  Είναι επίσης ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι ο Δίας ακτινοβολεί περισσότερη θερμότητα απ’ όση προσλαμβάνει από τον Ήλιο. Αυτή η θερμική ακτινοβολία που εκλύει ο Δίας οφείλεται κατά πάσα πιθανότητα στην βαρυτική συστολή του πλανήτη, κατά τα πρώτα κυρίως στάδια σχηματισμού του, πριν από σχεδόν 4,5 δισ. χρόνια. Επειδή την εποχή εκείνη, ο Δίας συσσώρευε όλο και μεγαλύτερες ποσότητες ύλης και η μάζα του αυξανόταν διαρκώς, η βαρυτική έλξη προς το κέντρο του μεγάλωνε επίσης.

  Η αυξανόμενη, όμως, βαρύτητα του αρχέγονου Δία, επέδρασε στον ίδιο τον πλανήτη, συρρικνώνοντάς τον και μετατρέποντας μέρος από τη βαρυτική του ενέργεια σε θερμότητα.

   Η μετατροπή αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι καθώς ένα ουράνιο σώμα εκπέμπει θερμότητα και η θερμοκρασία του μειώνεται, η εσωτερική του πίεση, που αντιστέκεται στη δύναμη της βαρύτητας η οποία προσπαθεί να το συρρικνώσει, μειώνεται γι’ αυτό και το σώμα συστέλλεται. Η μικρή αυτή συστολή συμπιέζει το ουράνιο σώμα με συνέπεια την εκ νέου αύξηση της εσωτερικής του θερμότητας και την επανάληψη αυτού του κύκλου.

  Ο Δίας, μαζί με τον Κρόνο, τον Ουρανό και τον Ποσειδώνα, αναφέρονται ως αέριοι γίγαντες.

Γύρω από τον πλανήτη είναι ένα αχνό πλανητικό σύστημα δακτυλίων και μια ισχυρή μαγνητόσφαιρα. Περιβάλλεται επίσης από τουλάχιστον 79 φεγγάρια, συμπεριλαμβανομένων των τεσσάρων μεγάλων φεγγαριών του Γαλιλαίου, όπως ονομάζονται τα φεγγάρια που ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά από τον Γαλιλαίο το 1610. Ο Γανυμήδης, ο μεγαλύτερος από αυτά τα φεγγάρια, έχει διάμετρο μεγαλύτερη από εκείνη του πλανήτη Ερμή.

Δορυφόροι Δία

  Η ανώτερη ατμόσφαιρα του Δία αποτελείται από περίπου 88-92% υδρογόνο και το ήλιο αποτελεί 8-12% κατ 'όγκο τοις εκατό ή κλάσμα των μορίων του αερίου. Δεδομένου ότι ένα άτομο ηλίου έχει περίπου τέσσερις φορές μεγαλύτερη μάζα απ' ότι ένα άτομο υδρογόνου, η σύσταση αλλάζει όταν περιγράφεται ως αναλογία της μάζας που συνεισφέρουν τα διαφορετικά άτομα. Έτσι, η ατμόσφαιρα αποτελείται περίπου από 75% υδρογόνο και 24% ήλιο κατά μάζα, με το υπόλοιπο ένα τοις εκατό της μάζας να αποτελείται από άλλα στοιχεία. Το εσωτερικό περιέχει υλικά πυκνότερα έτσι ώστε η κατανομή να είναι περίπου 71% υδρογόνο, 24% ήλιο, και 5% άλλα στοιχεία κατά μάζα. Η ατμόσφαιρα περιέχει ίχνη μεθανίου, υδρατμών, αμμωνία, και ενώσεις με βάση το πυρίτιο.       Υπάρχουν επίσης ίχνη από άνθρακα, αιθάνιο, υδρόθειο, νέον, οξυγόνο, φωσφίνη και θείο, αμμωνία, μεθάνιο, νερό και άλλες ενώσεις όπως, το ακετυλένιο και το υδροκυάνιο. Το εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας περιέχει κατεψυγμένους κρυστάλλους αμμωνίας. Με υπέρυθρες και υπεριώδεις μετρήσεις, ίχνη βενζολίου και άλλων υδρογονανθράκων έχουν επίσης βρεθεί.

  Οι ατμοσφαιρικές αναλογίες υδρογόνου και ήλιου είναι πολύ κοντά στη θεωρητική σύνθεση του αρχέγονου ηλιακού νεφελώματος. Ωστόσο, το νέον στην ανώτερη ατμόσφαιρα αποτελεί μόνο τα 20 μέρη ανά εκατομμύριο κατά μάζα, η οποία είναι δέκα φορές μικρότερη από την αφθονία αυτού του στοιχείου στον Ήλιο. Το ήλιο είναι επίσης εξαντλημένο, αν και είναι μόνο το 80% περίπου της σύνθεσης ηλίου του Ήλιου. Αυτή η εξάντληση μπορεί να είναι αποτέλεσμα της καθίζησης των στοιχείων αυτών στο εσωτερικό του πλανήτη. Η αφθονία των βαρύτερων αδρανών αερίων στην ατμόσφαιρα του Δία είναι περίπου δύο έως τρεις φορές μεγαλύτερη από του Ήλιου.

  Με το τηλεσκόπιο δεν φαίνεται η επιφάνεια του πλανήτη, αλλά η πυκνή ατμόσφαιρα που τον περιβάλλει και η οποία παρουσιάζει πλατιές σκοτεινές ταινίες, παράλληλες προς τον ισημερινό του πλανήτη, που διαχωρίζονται από φωτεινές ζώνες. Η φωτεινότητα, το πλάτος και η θέση των ζωνών αλλάζουν συνέχεια όψη και εύρος, στο διάστημα ενός έτους. Η εναλλαγή σκοτεινών και φωτεινών ζωνών αντιπροσωπεύει περιοχές όπου αέρια ανεβαίνουν προς τα πάνω στην ατμόσφαιρα του Δία και άλλες όπου κατεβαίνουν προς τα κάτω. Η θερμοκρασία στην κορυφή των νεφών είναι -130 έως -140 βαθμοί Κελσίου. Σε αυτές τις θερμοκρασίες το νερό και η αμμωνία βρίσκονται σε μορφή πάγου. Χαμηλότερα όμως τόσο η πίεση όσο και θερμοκρασία αυξάνονται.

Ατμόσφαιρα Δία

  Χαρακτηριστικό της ατμόσφαιρας του Δία είναι η κόκκινη κηλίδα (ερυθρά κηλίδα) με διάμετρο τετραπλάσια του γήινου δίσκου. Είναι ένας μόνιμος αντικυκλώνας που βρίσκεται 22 μοίρες νότια του ισημερινού. Καλύπτει περίπου το 1% της επιφάνειας του Δία, και φαίνεται να μετατοπίζεται αργά. Το χρώμα της και ο χρόνος περιστροφής αλλάζουν με την πάροδο των χρόνων.   Υποστηρίζεται πως η μεγάλη κόκκινη κηλίδα είναι μια τεράστια καταιγίδα, ένας αντικυκλώνας, που κρατάει εδώ και 300 χρόνια ή νησίδα ατμοσφαιρικής ύλης μεταξύ υγρής και αεριώδους κατάστασης.

  Το 2005 μια ακόμα μεγάλου μεγέθους κηλίδα, η μικρή κόκκινη κηλίδα έκανε την εμφάνισή της κοντά στη μεγάλη. Παρόμοιοι σχηματισμοί έχουν παρατηρηθεί και στους άλλους γίγαντες αερίων, και υπάρχουν σε μεγάλους αριθμούς και στην ατμόσφαιρα του Δία. Ωστόσο, δεν έχουν το μέγεθος και τη διάρκεια της μεγάλης κόκκινης κηλίδας.

  Για να πάρουμε μια γεύση των καιρικών συνθηκών που επικρατούν στον γίγαντα αερίων, αρκεί να αναλογιστούμε ότι η Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα μαίνεται όπως ένας τυφώνας, εδώ και τέσσερις αιώνες, ενώ μια άλλη, μικρότερη, αλλά ολοένα και αυξανόμενη σε μέγεθος καταιγίδα, γνωστή σαν Οβάλ ΒΑ, κινείται με τις ίδιες αστρονομικές ταχύτητες.

«κόκκινη κηλίδα» είναι μια μόνιμη καταιγίδα, ένας αντικυκλώνας, που βρίσκεται 22 μοίρες νότια του ισημερινού του γίγαντα του ηλιακού μας συστήματος.

  Επιπροσθέτως, στον Δία, περισσότερα από 30 μεγάλα ρεύματα αέρα κινούνται, συνεχώς, σε όλο τον πλανήτη και σε αντίθετες κατευθύνσεις, φτάνοντας ταχύτητες 480 χιλιομέτρων την ώρα. Είναι τέτοια η ταχύτητά τους, που μπορούν να συγκρατούν τις μαινόμενες καταιγίδες που περιγράψαμε παραπάνω στη θέση τους.

  Τα σύννεφα του Δία (οι λωρίδες που διακρίνονται στην επιφάνειά του) είναι, στην πραγματικότητα, παγωμένη αμμωνία, αφού οι θερμοκρασίες στο σημείο της ατμόσφαιρας όπου σχηματίζονται δεν ανεβαίνουν πάνω από τους -140 βαθμούς Κελσίου. Πρόσφατα, ανακαλύφτηκε ότι στον Δία μπορεί να βρέχει διαμάντια. Πολύτιμα στη Γη, ενδεχομένως θανατηφόρα, όταν πέφτουν από ψηλά.

  Εκτός από την μεγάλη κόκκινη κηλίδα στον Δία υπάρχουν και μετεωρολογικές καταιγίδες μικρότερου μεγέθους οι οποίες είναι ορατές με ένα μικρό τηλεσκόπιο.