Kuidas on võimalik, et Jupiteril polegi kõva pinda?

Jupiter on kummaline planeet, kuid meile ka väga vajalik, hoides ära suuremad asteroidide tabamused siseringi planeetidel. Foto: NASA

Jupiteril ei olegi tahket nii-öelda maapinda ehk pinnast, kuhu saaks muld koguneda ja taimed kasvada. Seal polegi võimalik kõndida nagu Maal, isegi «maanduda» pole kuskile. Miks see nii on, seda selgitab Clarksoni Ülikooli füüsika dotsent Benjamin Roulston The Conversationi artiklis.

Kui Jupiteril puudub tahke pind, siis mis seal on? Kuidas saab selline planeet koos püsida?

Füüsika dotsendina, kes uurib kõiki võimalikke ebatavalisi nähtusi, mõistab Roulston, et maailma ilma pinnata on küll raske ette kujutada. Jupiteri kohta on juba üht-teist teada, samas jääb endiselt saladuseks, mis on selle «pinna» all, isegi kui NASA robotsond Juno alustab oma üheksandat aastat selle kummalise planeedi orbiidil.

Mõned faktid üllatavad

Jupiter on Päikesest lugedes viies planeet, asudes Marsi ja Saturni vahel. See on ühtlasi Päikesesüsteemi suurim planeet ning piisavalt mahukas, et sinna mahuks sisse üle tuhande Maa suuruse planeedi.

Vaade Jupiteri kuule Europa, mille kosmosesond Juno jäädvustas 29. septembril 2022 toimunud möödasõidu ajal. Selle kaaslase jääkihi all võib pulbitseda eluks soodsate tingimustega ookean. Foto: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Pilditöötlus: Kevin M. Gill CC BY 3.0

Kui Päikesesüsteemi neli sisemist planeeti – Merkuur, Veenus, Maa ja Marss – on tahked ja kivimaterjalist, siis Jupiter on gaasihiid, mille koostis sarnaneb Päikese omaga; see on keerlev, tormine ja äärmiselt turbulentselt liikuv gaasimass. Jupiteri teatavates piirkondades puhuvad tuuled üle 640 kilomeetri tunnis, mis on kordades rohkem, kui Maa 5. kategooria orkaanil.

Tahke pinna otsingul

Kui Maal minna atmosfääri tipust umbes 100 kilomeetrit allapoole, suureneb õhurõhk pidevalt, kuni jõutakse Maa pinnale: kas maismaale või veekogule.

Jupiteril on kõik teisiti: alustades selle peamiselt vesinikust ja heeliumist koosneva atmosfääri ülemistest kihtidest, suureneb rõhk Maa omaga sarnaselt sügavamale liikudes. Kuid Jupiteril on see rõhk suuruse tõttu tohutu.

Mida sügavamale gaasikihtidesse sukelduda, seda enam suruvad pealpool olevad kihid allapoole – see oleks nagu ookeani põhjas olemine, ent vee asemel ümbritseks sind gaas. Rõhk muutub nii intensiivseks, et inimese keha variseks kokku.

Kui minna umbes 1600 kilomeetri sügavusele, hakkab kuum ja tihe gaas käituma kummaliselt. Lõpuks muutub see vedelaks vesinikuks, moodustades justkui Päikesesüsteemi suurima ookeani, kuigi ilma veeta.

Jupiteri väliskihis möllavad tohutud tormid. See ümmargne torm on kolme Maa läbimõõduga. Foto: NASA

Veel sügavamal, 32 000 kilomeetri sügavusel hakkab vesinik muutuma juba voolavaks vedelaks metalliks – materjaliks, mida teadlastel on õnnestunud laboris hiljuti ja suure vaevaga taastoota. Selle vedela metallilise vesiniku aatomid on nii tihedalt kokku surutud, et elektronid saavad juba vabalt liikuda.

Oluline on mõista, et nende kihtide üleminekud on ühtlased, mitte järsud; muutus tavalise vesiniku gaasilise, vedela ja seejärel metallilise oleku vahel toimub aeglaselt ja sujuvalt. Ühelgi hetkel pole seal järsku piiri ega tahket pinda.

Hirmuäratav tuum

Lõpuks jõutaks Jupiteri tuumani. See on Jupiteri sisemise struktuuri keskne osa ning sedagi ei tohiks segamini ajada tahke pinnaga.

Teadlased arutlevad endiselt tuuma täpse koostise üle. Kõige tõenäolisema mudeli järgi ei ole see tahke nagu kivim, vaid meenutab kuuma, tihedat ja võimalikult metallilist vedela ja tahke materjali segu.

Jupiteri tuuma rõhk on niivõrd tohutu, et see võrdub umbes 100 miljoni Maa atmosfääriga – umbes kahe Empire State Buildingu pilvelõhkuja raskusega iga ruuttolli (6,45 ruutsentimeetri) kohta.

Kuid rõhk poleks seal põhjas ainus probleem.

Kosmoselaev, mis püüaks jõuda Jupiteri tuumani, sulaks äärmusliku kuumuse tõttu – umbes 20 000 kraadi Celsiuse järgi. See on ligi kolm korda kuumem, kui Päikese pinnal.

Jupiter kaitseb Maad

Jupiter on kummaline ja hirmuäratav paik, kuid ilma Jupiterita poleks võimalik, et inimkond üldse eksisteeriks.

Nimelt toimib Jupiter Päikesesüsteemi sisemistele planeetidele, sealhulgas Maale, justkui välise kilbina. Oma massiivse gravitatsioonijõuga on Jupiter miljardite aastate jooksul muutnud asteroidide ja komeetide orbiite.

Ilma hiidplaneedi sekkumiseta oleks osa neist taevakehadest võinud Maale kukkuda, millel oleks olnud katastroofilised tagajärjed, sealhulgas väljasuremiseni viinud sündmused. Piisab, kui vaadata, mis juhtus dinosaurustega.

Kuigi võib arvata, et Jupiter on aidanud meie eksistentsile kaasa, on see planeet ise äärmiselt eluvaenulik – vähemalt sellise elu jaoks, nagu meie seda tunneme.

See aga ei kehti ühe Jupiteri kuu, Europa kohta, mis on ehk meie suurim lootus leida elu Päikesesüsteemis.

NASA «Europa Clipper», robotsond, mis läks teele 2024. aasta 14. oktoobril, peaks sooritama sealt umbes 50 möödalendu, et uurida tolle kuu tohutut maa-alust ookeani.

Kas Europa vees võiks midagi elavat leiduda? Teadlased ei saa seda veel teada Jupiteri kauguse tõttu Maast. Ka sond jõuab sinna pikal reisil kohale alles enne 2030. aasta aprilli.