Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 7 – vyšlo 30. května, ročník 24 (2026) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

7/2026

Novinky z Jupiterova světa

Petr Kulhánek

JupiterJupiter – největší a nejhmotnější (1,9×10²⁷ kg) planeta Sluneční soustavy má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Se svými mnoha měsíci se Jupiter podobá jakési „sluneční soustavě“ v malém. Jupiter má, stejně jako všechny obří planety, soustavu prstenců. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká rudá skvrna, která je pozorována po několik století. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160 °C, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné dipólové magnetické pole. je pátou planetou v pořadí od Slunce a první z tzv. obřích planet. Zároveň je největší a nejhmotnější planetou Sluneční soustavy. Má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Od hvězd se Jupiter liší malou hmotností, která nestačí k vytvoření podmínek pro reakce probíhající ve hvězdách. Obecně se za hranici mezi hvězdou a planetou považuje třináctinásobek hmotnosti Jupiteru. Hmotnější objekty považujeme za hnědé trpaslíky, méně hmotné za planety. I přesto se Jupiter se svými mnoha měsíci podobá jakési „Sluneční soustavě“ v malém. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je obří atmosférický vír, Velká červená skvrna, která je větší než naše planeta a kterou pozorujeme už přes 300 let.

Sonda Juno pořídila infračervené snímky severního pólu Jupiteru. Na jejich kompozici je vidět centrální cyklóna obklopená osmi víry. Rychlost větru v útvarech může dosáhnout až 350 kilometrů za hodinu. Zdroj: NASA, JUNO, JIRAM.

Jupiter – největší a nejhmotnější (1,9×1027 kg) planeta Sluneční soustavy má plynokapalný charakter a chemické složení podobné Slunci. Se svými mnoha měsíci se Jupiter podobá jakési „sluneční soustavě“ v malém. Jupiter má, stejně jako všechny obří planety, soustavu prstenců. Rychlá rotace Jupiteru (s periodou 10 hodin) způsobuje vydouvání rovníkových vrstev a vznik pestře zbarvených pásů. Charakteristickým útvarem Jupiterovy atmosféry je Velká rudá skvrna, která je pozorována po několik století. Atmosféra obsahuje kromě vodíku a helia také metan, amoniak a vodní páry. Teplota pod oblaky směrem ke středu roste. Na vrcholcích mraků je −160 °C, o 60 km hlouběji je přibližně stejná teplota jako na Zemi. Proudy tekoucí v nitru (v kovovém vodíku) vytvářejí kolem Jupiteru silné dipólové magnetické pole. JUNO – americká sonda určená k průzkumu polárních oblastí planety Jupiter. Odstartovala dne 5. srpna 2011, na oběžnou dráhu Jupiteru byla navedena v roce 2016. Sonda Juno zkoumá atmosféru a hledá v ní molekuly vody. Zaměřuje se i na rozsáhlou magnetosféru Jupiteru a její vliv na planetu. JUICE – JUpiter ICy moons Explorer, průzkumník jupiterových ledových měsíců. Projekt ESA, který má za cíl studium ledových měsíců Jupiteru, zejména měsíce Ganymed, a i planety samotné. Sonda startovala 14. dubna 2023 a k Jupiteru by měla k Jupiteru přilétnout v roce 2031. Délka základní mise se odhaduje na 11 let. Europa Clipper – sonda NASA určená k průzkumu Jupiterova ledového měsíce Europa. Startovala 14. října 2024 na raketě Falcon Heavy, přílet k Jupiteru je plánován na rok 2030. Sonda nebude navedena přímo na oběžnou dráhu kolem Europy, kde by ji zničila zvýšená radiace, ale na oběžnou dráhu kolem Jupiteru. K Europě se opakovaně přiblíží při 50 průletech. Jedním z úkolů by měl být sběr a chemická analýza materiálu z ledových gejzírů.

Atmosféra Jupiteru

Jupiterova atmosféra je rychlou rotací planety roztažena do světlých zón a tmavých pásů. Ve světlých zónách stoupá teplý plyn z nitra planety vzhůru. Vysoko v atmosféře se amoniak ochladí, zkondenzuje do bílých oblaků a ty se následně rozlévají do stran. Ochlazený plyn pak na okrajích zón začne klesat zpět dolů. Protože v těchto místech svrchní oblačnost mizí, vidíme hlouběji do nižších vrstev, což se z dálky jeví jako tmavé pásy.

Zóny i pásy jsou plné turbulencí a vírů, z nichž nejznámější je Velká červená skvrna, kterou pozorujeme už přes 300 let. Jedná se o stabilní anticyklónu, která se postupně zmenšuje a mění svůj tvar z původního oválu na kruh. V 19. století šlo o ovál s delším rozměrem přes 40 000 km, dnes se jedná o přibližně kruhový útvar s průměrem zhruba 15 000 km (stále je tedy větší než planeta Země). Od roku 2019 astronomové pozorují jev, kdy se od okrajů skvrny odtrhávají velké červené cáry materiálu, které jsou následně pohlcovány okolními proudy. Jde o důsledek interakce menších anticyklón narážejících do Velké červené skvrny. Sonda JUNOJUNO – americká sonda určená k průzkumu polárních oblastí planety Jupiter. Odstartovala dne 5. srpna 2011, na oběžnou dráhu Jupiteru byla navedena v roce 2016. Sonda Juno zkoumá atmosféru a hledá v ní molekuly vody. Zaměřuje se i na rozsáhlou magnetosféru Jupiteru a její vliv na planetu. zjistila, že spodní část Velké červené skvrny sahá do hloubky 300 až 500 kilometrů, tedy hluboko pod viditelnou vrstvu oblaků. Atmosféra nad skvrnou je navíc o stovky stupňů teplejší než okolí. Přenos této energie zajišťují zvukové a gravitační vlny generované divokým prouděním uvnitř víru.

V atmosféře Jupiteru se nachází i mnoho dalších relativně stabilních vírů. Na rovníku planety leží Velká modrá skvrna, mechanizmus jejího vzniku je však zcela odlišný. Jde o magnetickou anomálii se silným magnetickým polem, které je úzce vázané na proudění v hlubších vrstvách. Naopak v polárních oblastech mají stabilní víry hydrodynamickou povahu. Na severním pólu objevila sonda JUNO centrální cyklónu obklopenou osmi dalšími stabilními víry. V okolí jižního pólu nalezla pětici vírů, k nimž se po čase přidal vír šestý. Tyto obří cyklóny – každý o průměru srovnatelném s rozlohou Evropské unie – spolu sice interagují, ale neslučují se. Zůstávají ve svých pozicích po celá léta, což představuje unikátní hydrodynamický fenomén.

Atmosféru Jupiteru permanentně zmítá silná bouřková aktivita. Zdejší blesky jsou přitom až stokrát silnější než ty na Zemi. Zajímavé je, že na Jupiteru je – na rozdíl od Země – bouřková aktivita nejčetnější v polárních oblastech. Bouřky vznikají v oblacích obsahujících vodu a amoniak. Sonda JUNO navíc detekovala blesky i v nečekaně vysokých vrstvách atmosféry, kde je již příliš chladno pro existenci kapalné vody. Namísto klasického vodního deště tak v těchto podmínkách z bouřkových oblaků „prší“ kašovité kroupy tvořené směsí vody a amoniaku (tzv. čpavkové hrudky).

Unikátní snímek blesku zachyceného sondou JUNO ve velkém oblačném víru
poblíž Jupiterova severního pólu. Zdroj: NASA, JPL-Caltech, SwRI, MSSS.

Nitro Jupiteru

Poslední dekáda přinesla díky sondě Juno a pokročilým pozemským observatořím zásadní průlom v chápání Jupiteru. Výzkum se posunul od popisu svrchních vrstev oblaků k detailnímu mapování nitra planety a průzkumu ledových měsíců. Měření gravitačního pole přineslo překvapení, které vyvrátilo starší modely s ostře ohraničeným kamenným jádrem. Ukázalo se, že nitro Jupiteru je tvořeno obrovskou, difúzní zónou, kde se horniny a ledy postupně mísí s okolním kovovým vodíkem. Jádro sahá až do poloviny poloměru planety (35 000 km od středu). Kovový vodík se mění v molekulární přibližně 50 000 kilometrů od středu planety, tj. 17 000 kilometrů pod svrchní vrstvou oblaků. Vzhled jádra planety je pravděpodobně důsledkem gigantické čelní srážky s protoplanetou o hmotnosti zhruba deseti Zemí v rané fázi formování Sluneční soustavy, kdy takovéto srážky byly zcela běžné. Planeta rotuje v hlubinách jako tuhé těleso. Od 3 000 kilometrů pod horní vrstvou oblaků je rotace diferenciální a navazuje na zvenčí dobře viditelné atmosférické zóny a pásy.

Magnetické pole

Magnetické pole Jupiteru je nejsilnější ze všech planet a jeho magnetosféra představuje největší plazmový útvar v celé Sluneční soustavě. Základní parametry tohoto pole nalezne čtenář v úvodní tabulce. Stejně jako zemská magnetosféra má i ta Jupiterova čelní rázovou vlnu a protáhlý magnetický ohon. Na rozdíl od Země se však v její vnitřní části nachází plazmový torus, který je zaplněn ionty vyvrhovanými ze sopek měsíce Io. Tyto nabité částice jsou spolu se slunečním větrem vedeny siločárami do polárních oblastí. Zde excitují atmosféru za vzniku rozsáhlých polárních září, které svítí stokrát jasněji než ty pozemské. Polární záře na Jupiteru mají navíc dvě specifika, která na Zemi nenalezneme v tak dramatické podobě. Prvním je vliv velkých galileovských měsíců: jejich přítomnost deformuje magnetické pole, což v polárních zářích vytváří svítící uzlíky – jakési primitivní obrazy těchto měsíců. Druhou odlišností jsou extrémně intenzivní rentgenové polární záře, které na Zemi prakticky chybí. Jde o důsledek interakce velmi energetických iontů kyslíku a síry z plazmového toru s atmosférou planety. Samozřejmostí jsou, podobně jako u Země, radiační pásy. Zachycené nabité částice v nich po šroubovicích pendlují od pólu k pólu a intenzivně září v rádiovém oboru. Tento signál je natolik silný, že ho již v roce 1955 objevili Bernard Burke a Kenneth Franklin v Marylandu pomocí křížového pole složeného z mnoha dipólových antén. V současnosti tyto radiační pásy slouží ke kalibraci přístrojů pro rádiový a mikrovlnný obor (například u družice Planck pro výzkum reliktního záření). Nevídané detaily polárních září nad oběma póly nedávno zachytil také Vesmírný dalekohled Jamese Webba (JWST).

Infračervené snímky polárních září na Jupiteru pořízené dalekohledem Jamese Webba 25. prosince 2023. Snímky byly zpracovány a zveřejněny 12. května 2025. Dlouhé zpoždění mezi pořízením dat a jejich zpracovním je pro dnešní dobu typické. Zdroj: NASA, ESA, CSA.

Měsíce

Se zlepšující se technikou dramaticky roste počet známých měsíců u Jupiteru. Ty nejmenší jsou jen několikakilometrová skaliska a v současnosti je jich oficiálně potvrzeno již přes stovku. K největším samozřejmě patří ty první objevené – galileovské měsíce Io, Europa, Ganymed a Kallisto. Tyto velké satelity představují neobyčejně exotické světy: Io má na povrchu stovky činných vulkánů, z ledové Europy prýští tektonickými prasklinami gejzíry, Kallisto je hustě pokryt krátery a Ganymed má jakožto jediný měsíc ve Sluneční soustavě dokonce vlastní magnetické pole. U Europy, Ganymedu a Kallisto byly navíc z charakteristických změn magnetického pole detekovány rozsáhlé podpovrchové oceány. K detailnějšímu chápání systému nás však vedou i dráhy menších těles. Měsíce, které vznikaly spolu s planetou, obíhají ve stejném směru, v jakém se Jupiter otáčí. To se týká takzvaných vnitřních (prográdních) satelitů. Naopak nejvzdálenější měsíce z vnější skupiny se pohybují v opačném směru a jde o gravitačně zachycené planetky (retrográdní měsíce). V této okrajové rodině se však nachází jeden vyvrhel – měsíc Valetudo. Ten letí prográdně, takže se vzhledem ke svému okolí pohybuje v protisměru, a dříve či později mu proto hrozí srážka s některým z okolních retrográdních těles.

Infračervený snímek vulkanického měsíce Io ze dne 5. července 2022, kdy se sonda JUNO nacházela ve vzdálenosti přibližně 80 000 kilometrů od povrchu. Snímek byl vytvořen z dat shromážděných přístrojem JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper). Zdroj: NASA, JPL-Caltech, SwRI, ASI, INAF, JIRAM.

Snímek vulkanického měsíce Io pořízený v roce 2024 sondou JUNO. Dobře patrný je přechod mezi částí osvícenou odrazem slunečního světla od Jupiteru a stínem. Zdroj: NASA, JUNO.

Prstence

Jupiterovy prstence byly objeveny v roce 1979 americkou sondou Voyager 1. Systém prstenců Jupiteru je jemný a nevýrazný (tvořený převážně prachem, nikoli ledem) s celkovou odhadovanou hmotností materiálu pouhých 10¹¹ až 10¹⁶ kg. V roce 2022 byla vyřešena záhada, proč se z materiálu nevyvinul rozsáhlý prstenec podobný Saturnovu. Dynamické počítačové simulace provedené na Kalifornské univerzitě ukázaly, že výraznému růstu prstenců brání čtyři největší měsíce (Io, Europa, Ganymed, Callisto). Jejich silná gravitace jakýkoli akumulující se materiál v zárodku destabilizuje a vymete ze systému ven, případně ho navede k pádu do atmosféry planety. Prstence jsou tvořeny čtyřmi hlavními částmi. Nejvnitřnější složkou je toroidální haló, které sahá od hranice přibližně 90 000 km od středu planety a má tloušťku kolem 10 000 km. Na něj navazuje žiletkově tenký hlavní prstenec s radiální šířkou zhruba 6 500 km, jehož tloušťka nepřesahuje 100 metrů. Vnější okraj systému pak tvoří dva průsvitné „pavučinové“ prstence. Prach v nich není původní z dob formování soustavy. Je neustále doplňován z nárazů mikrometeoroidů do malých vnitřních měsíců Metis, Adrastea, Amalthea a Thebe, ze kterých je materiál kvůli nízké únikové rychlosti snadno vyvrhován. Infračervené snímky z Vesmírného dalekohledu Jamese Webba přinesly dosud nejdetailnější pohled na strukturu hlavního prstencového disku a ukázaly, jak plynule přechází do prachového prstence podél dráhy měsíce Amalthea

Jemné předivo Jupiterových prstenců na infračerveném snímku z dalekohledu
Jamese Webba. Zdroj: NASA, ESA, CSA, STScI.

Odkazy