צדק

מתוך Astropedia

צדק
צדק, כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש.
מידע כללי
סוג עצם:	כוכב לכת
מיקום:	מסלול סביב השמש
מאפיינים מסלוליים
רדיוס מסלול:	778,547,200 ק"מ
רדיוס מסלול:	5.204 י"א AU
אפהליון:	816,520,800 ק"מ (5.458 י"א AU)
פריהליון:	740,573,600 ק"מ (4.950 י"א AU)
אקסצנטריות:	0.04878
זמן הקפה:	11.86 שנים, 4332 ימים
נטיית מסלול:	1.305°
מאפיינים פיזיים
בהירות:	-2.3±0.7 מגניטוד
רדיוס בקו המשווה:	71,492±4 ק"מ
צפיפות ממוצעת:	1.326 גרם/סמ"ק
אלבדו:	0.52

צדק (באנגלית: Jupiter) הוא כוכב הלכת החמישי במרחקו מהשמש. צדק הינו כוכב לכת גזי והוא הגדול והמסיבי ביותר מבין כוכבי הלכת במערכת השמש. מסתו של צדק גדולה פי שניים וחצי ממסתם המשותפת של כל שאר הגופים במערכת השמש, מלבד השמש עצמה. במידה ומסתו היתה גדולה בערך פי ששה אזי הלחץ הפנימי שבתוכו היה גבוה מספיק בכדי לאפשר היתוך גרעיני של מימן כבד (ראו: ננס חום).

צדק, הינו אחד העצמים הבהירים ביותר בכיפת השמיים ומוכר לאנושות מקדמת דנא. שמו של צדק בלעז הוא יופיטר (Jupiter), המקבילה הרומאית לזאוס, מלך אלי האולימפוס. גם המקבילה העברית "צדק" קושרת כתרים וכבוד לכוכב הלכת הבהיר.

לצדק מערכת מרובת ירחים וארבעה מהם, איו, אירופה, גנימד וקליסטו, הינם בגודל של כוכבי לכת ארציים (הגדול ביותר, גנימד, גדול אף יותר מכוכב הלכת חמה). גילויים של ארבעת ירחים אלו ע"י גלילאו גליליי בינואר 1610 סתר את נכונותה של הפיסיקה שעמדה בבסיסו של המודל הגיאוצנטרי, ושכנע רבים בנכונותו של המודל ההליוצנטרי. ליקויים לא מחזוריים של הירח איו ע"י צדק אפשרו לאסטרונום אול ראומר למדוד לראשונה את מהירות האור. כמו כל כוכבי הלכת הגזיים לצדק מערכת של טבעות, אך טבעותיו של צדק הינן דקות ודלילות ואינן ברות השוואה לטבעות שבתאי הססגוניות ועל-כן לא ניתן לצפות בהן מכדור הארץ.

שבע חלליות רובוטיות ביקרו בסביבת צדק והשתמשו בכבידה הרבה שלו כדי להיכנס למסלול הרצוי להן: פיוניר 10 ו-11 וויאג'ר 1 ו-2 בשנות ה-70, יוליסס, קאסיני וניו-הוריזן בשנות ה-90 והאלפיים. חללית המחקר היחידה שנכנסה למסלול סביב צדק הייתה גלילאו, שבשנות ה-90 חקרה את כוכב הלכת ואת ירחיו ואף החדירה גשושית מחקר לאטמוספרה שלו. החללית ג'ונו שתשוגר בקיץ 2011, תגיע אל צדק ב-2016 ותחקור את ההרכב, המבנה וההיסטוריה של כוכב הלכת הענקי.

הרכב ומבנה

צדק הינו כוכב לכת גזי ואין לו קרקע מוצקה. הוא מורכב מ 75% מימן ו 25% הליום (במסה) ומעט אמוניה, מתאן, מים וסילקטיים. יתכן כי לצדק ליבה סלעית שמסתה כ-10 עד 15 מסות ארץ. מעל הליבה הסלעית לצדק יש מעטפת של מימן מתכתי נוזלי (ראו גם: שבתאי). הטמפרטורה בליבה של צדק הינה כ 20,000 קלויין. מעטפת המימן המתכתי נוזלי שלו משתרעת עד ל 59,000 ק"מ מהמרכז ומעליה משתרעת מעטפת של מימן מולקולרי נוזלי עד לגובה של 71,400 ק"מ (בקו המשווה). צדק פולט אנרגיה רבה יותר ממה שהוא מקבל מהשמש ומקור האנרגיה הנ"ל הינו קריסה כבידתית.

מגנטוספרה

עוצמת השדה המגנטי בקו המשווה של צדק הינה 4.28 גאוס, בערך פי עשרה גדול יותר מעוצמת השדה המגנטי של כדור הארץ). מאחר ונפחו של צדק גדול בערך פי 11³ מזה של כדור הארץ, אזי המומנט המגנטי שלו חזק פי כ-18,000 מזה של הארץ. הציר המגנטי של צדק נטוי בזווית של כ-10 מעלות ביחס לציר הסיבוב שלו. בקוטב המגנטי ניתן לזהות קרינה של זוהר הקוטב כפי שנראה בקטבים המגנטיים של כדור-הארץ.

האינטראקציה של השדה המגנטי החזק של צדק עם חלקיקים טעונים ברוח השמש יוצרת סביב צדק מעין "חלל סגור" שאליו חלקיקים טעונים (הנעים במהירות האופיינית של רוח השמש) לא יכולים לחדור. אזור זה קרוי המגנטוספרה של צדק. הגבול המגדיר את המגנטוספרה הוא האזור בו לחץ השדה המגנטי של צדק משתווה בערך ללחץ החלקיקים הטעונים המגיעים לאזור זה. כתלות בפעילות השמש, המגנטוספרה של צדק משתרעת ממרחק של כ 7 מיליון ק"מ מצדק בכיוון השמש, והיא נמשכת בכיוון המנוגד לשמש עד למרחק של כ 5 יחידות אסטרונומיות מצדק (קרי עד למסלולו של שבתאי).

אטמוספרה

הכתם האדום של צדק בזמנים שונים, כפי שצולם ע"י טלסקופ החלל ע"ש האבל. צילום: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

באטמוספרה של צדק נראות רצועות בולטות המייצגות אזורים בעלי כיוון רוח שונה והרכב מעט שונה. מהירות הרוחות באטמוספרה של צדק נמדדה במהלך משימת גלילאו על ידי הגשושית הויגנס. כ 13 ק"מ מעל בסיס האטמוספרה נמדדו רוחות במהירות של כ 300 ק"מ לשעה ובעומק של כ 130 ק"מ נמדדו רוחות במהירות של כ 650 ק"מ לשעה.

הכתם האדום הגדול

ב 1655 גילה האסטרונום האיטלקי ג'ובאני קאסיני כתם בצבע אדמדם ברצועה המשוונית הדרומית של צדק. הכתם הנ"ל עדיין נראה באטמוספרה של צדק כלומר גילו 300 שנה לפחות. לכתם האדום צורה מאורכת וגודלו כ 25,000 ק"מ על 12,000 ק"מ. הכתם האדום הינו אזור בעל לחץ גבוה ופסגת העננים מעליו מתרוממת גבוה יותר מעל האטמוספרה של צדק.

באטמוספרה של צדק קיימים כתמים נוספים, קטנים יותר, המוכרים כמה עשרות שנים.

טבעות צדק

לצדק מערכת של טבעות שהתגלו על ידי החלליות וויג'אר 1 וויג'אר 2. בניגוד לטבעות שבתאי, הטבעות של צדק דלילות וחיוורות ולא ניתן לצפות בהן מכדור הארץ. כמו כן הטבעות של צדק עשויות בעיקר מחלקיקים מיקרוסקופים שלא כמו טבעות שבתאי הבנויות מגופי קרח בסדר גודל של מטרים בודדים.

הטבעת הפנימית ביותר קרויה ההילה של צדק (Halo) והיא מצויה במרחק של 92,000 ק"מ ועד 122,500 ק"מ ממרכזו של צדק. מעבר להילה מצויה הטבעת הראשית של צדק (Main Ring) המשתרעת עד למרחק של כ 129,000 ק"מ מצדק. הטבעת החיצונית ביותר, קרויה טבעת גוסאמר (Gossamer Ring) המורכבת למעשה משתי טבעות בעלות מבנה אחיד.

ירחים

ארבעת הירחים הגלילאנים של צדק. משמאל לימין לפי סדר מרחקם מצדק: איו, אירופה, גנימד וקליסטו. מקור: מנהלת החלל והתעופה של ארה"ב.

לצדק 63 ירחים (נכון לנובמבר 2009). ארבעה מירחיו של צדק הינם גדולים וניתן לראותם בקלות באמצעות טלסקופים קטנים (ראו גם: ירחי צדק - תצפית בהתכסויות, ליקויים, תופעות הדדיות ומיקום). ארבעת הירחים הללו, הקרויים גם הירחים הגליליאנים , התגלו על ידי גלילאו בינואר 1610 לאחר שכיוון את אחד הטלסקופים שלו לעבר כוכב הלכת. בשנת 1670 שימשו הירחים את אול רומר למדידת מהירות האור. הירח הפנימי מבין הארבעה, איו, הינו הגוף הפעיל ביותר געשית במערכת השמש. הדבר נגרם כתוצאה מכוחות הגאות שמפעיל צדק על איו הגורמים לחימום פנימי של הירח. כנראה שמתחת לפני השטח הקפואים של אירופה וגנימד קיימים אוקיינוסים נוזליים של מים.

רוב ירחיו של צדק הינם אסטרואידים קטנים שנלכדו במסלול סביבו כתוצאה מכבידתו ומסלוליהם אקסצנטריים למדי.

רשימת ירחי צדק ונתונים מסלוליים ופיזקליים שלהם ניתן למצוא בטבלה הבאה.

מיקום והשפעות על גופי מערכת השמש

צדק לאחר שפגע בו שבר מהשביט שומכר-לוי 9, ביולי 1994. השטח השחור מכיל אפר ואבק מהשביט שהותך ושטחו כגודל כדור-הארץ. מקור: טלסקופ החלל ע"ש האבל.

לכוח הכבידה העצום של צדק השפעה רחבה על מערכת השמש. צדק מפריע את מסלוליהם של אסטרואידים הנעים בתהודה (רזוננס) עם מסלולו (למשל ביחס של 3:1) ומנקה מסלולים אלו מאסטרואידים מרווחי קירקווד). חלק מאסטרואידים אלו נזרקים למערכת השמש הפנימית והופכים לגופים קרובי ארץ (NEOs). אסטרואידים אחרים נלכדו בנקודות לגראנג' הרביעית והחמישית של צדק והפכו לאסטרואידים טרויאנים המקיפים את השמש ביחס של 1:1 עם צדק.

ישנם גופים הנמשכים אל צדק עצמו ומתרסקים לתוכו, דוגמת השביט שומכר-לוי-9 שהתפרק לכ-20 שברים תחת כוחות הגאות של צדק שהתרסקו זה אחר זה אל כוכב הלכת ביולי 1994. לאחרונה, בקיץ 2009, זוהתה פגיעה נוספת באטמוספרה של צדק.

תצפית בצדק

הגאומטריה של תופעות ירחי צדק עם צדק: (1) – כניסה למעבר ירח של צדק על צדק. (2) – יציאה ממעבר ירח של צדק על צדק. (3) – התחלת הטלת צל של ירח של צדק על צדק. (4) – סיום הטלת צל של ירח של צדק על צדק. (5) – כניסה להתכסות של ירח של צדק בצדק. (7) – יציאה מהתכסות של ירח צדק מצדק. (6) – כניסה לליקוי של ירח של צדק בצילו של צדק. (8) – יציאה מליקוי של ירח של צדק בצילו של צדק. ראו מאמר מורחב בנושא: ירחי צדק - תצפית בהתכסויות, ליקויים, תופעות הדדיות ומיקום.

חגורות ואזורים באטמוספרה של צדק (ראו גוף המאמר).

צדק יכול לספק שעות רבות של תצפית באמצעות טלסקופים קטנים. קוטרה הזוויתי של דיסקת כוכב הלכת (בשיא) הינה כ 47 שניות קשת. על פניו של צדק ניתן להבחין בפסים בצבע כהה; אלו עננים עשירים באמוניה הנעים באטמוספרה של צדק. כאשר הראות האסטרונומית טובה ניתן להבחין בפרטים רבים בחגורות האטמוספריות ולראות את הכתם האדום הגדול.

ארבעת הירחים הגדולים ביותר של צדק, איו, אירופה, גנימד וקליסטו נתגלו ע"י גלילאו גליליי (ומכאן כינויים: הירחים הגליליאניים) בשנת 1610 באמצעות טלסקופ בקוטר של כ-40 מ"מ. בהירותם הגבוהה (הנעה בין 4.5 לגאנימד ל 5.5 דרגות בהירות לקאליסטו) מאפשרת, תיאורטית, להבחין בהם אף בעין בלתי מזויינת. אולם, בהירותו הגבוהה של צדק עצמו מאפילה עליהם והופכת את ההבחנה בהם ללא אמצעי תצפית לבלתי אפשרית (אם כי ייתכן שצופים בעלי ראייה מצויינת יצליחו להבחין בירחים). משקפת שדה טובה או טלסקופ קטן יגלו בקלות את הירחים הגליליאניים בהגדלה נמוכה. ארבעת הירחים יופיעו כנקודות אור בוהקות המסודרות בקירוב בקו ישר.

גודלם הזוויתי של ירחי צדק קטן מאד. בטלסקופים בקוטר "12 ומעלה, בהגדלות חזקות מאד ובתנאי תצפית מצוינים, ניתן, למרות זאת, להבחין בבירור שהירחים אינם מקורות אור נקודתיים אלא נראים ככוכבים מעט לא ממוקדים. מספר חובבים ברחבי העולם אף הצליחו להפיק תמונות בהם מתגלים תווי שטח בולטים על גנימד, הירח הגדול מכולם. אולם, משימה זו קשה ביותר ודורשת טלסקופ, מצלמה, תנאי תצפית (וכמובן צופה) ברמה גבוהה מאד.

למרות הקושי בהבחנה בפרטים על הירחים, ניתן לצפות בקלות בתופעות אשר יוצרים הירחים בינם לבין צדק ובינם לבין עצמם. הקפת הירחים את צדק מאפשרת כמובן הבחנה בשינוי במקומם היחסי גם במהלך ערב תצפית בודד. בשינויים אלה קל להבחין גם במשקפת שדה קטנה. בכל הקפה של אחד מירחיו הגדולים של צדק נוצר מצב שבו הירח עובר מאחורי צדק או מלפניו (ראו איור משמאל). אחת לחצי זמן המחזור של צדק סביב השמש (כ- 6 שנים), חולף כדור הארץ דרך מישור המשווה של צדק, שעליו מצויים הירחים הגליליאנים. בתקופות אלו, ניתן להבחין בתופעות הדדיות בין ירחי צדק (ליקויים והסתרות) - ראו מאמר מורחב על: ירחי צדק - תצפית בהתכסויות, ליקויים, תופעות הדדיות ומיקום.

מראה כללי של חגורות העננים באטמוספירה העבה של צדק ניתן לראות גם בטלסקופים קטנים (60 מ"מ) והגדלה של 50x . בהגדלה כזו ניתן להבחין בפסים הכהים המקבילים החוצים את כוכב הלכת. בהגדלות חזקות יותר ניתן להתחיל להבחין בהדרגה בפרטים ספציפיים בחגורות עצמן (סערות ופיתולים), ההולכים ומתבהרים עם הגידול בקוטר הטלסקופ שבשימוש ובהגדלה. שימוש בהגדלות של החל מ-50x מאפשר גם להבחין בבירור בצורתו הפחוסה של צדק. צורה זו נגרמת על-ידי סיבובו העצמי המהיר אשר גורם לכוח צנטריפוגלי חזק ה"מורח" את כוכב-הלכת באזור קו-המשווה, ובכך מגדיל את קוטרו של צדק בקו המשווה בכ-4500 ק"מ בהשוואה לקוטרו בקטבים (ראו: צורות שיווי משקל של גופים מסתובבים). בטלסקופים גדולים ("8 ומעלה) ניתן להבחין בשינויי גוונים בחגורות העננים המתבטאים בגוונים שונים של צבעי חום, אפור, צהוב, כתום ואף כחול במקרים מסוימים.

בכל טלסקופ מומלץ מאד השימוש במסנני צבע בצבעים כתום, צהוב וירוק העשויים להבליט את הניגודיות בין ה'חגורות (באנגלית: Belts) הכהות לאזורים ה"שקטים" והבהירים יותר הנקראים אזורים (באנגלית: Zones).

התרשים משמאל מראה את מבנה החגורות והאזורים בהם ניתן להבחין בתצפית. מובן כי הפרטים העדינים יותר יראו רק בטלסקופים גדולים יותר. כמו כן ייתכן בהחלט שעקב תופעות זמניות באטמוספירה של צדק ייעלמו לחלוטין חגורות או אזורים מסוימים ובעיקר חגורות או אזורים קטנים.

בתצפית המבוצעת בתנאים טובים תוך שימוש בטלסקופ בעל מִפתח בינוני ומעלה, ניתן בקלות להבחין בפרטים רבים על החגורות והאזורים. השינויים בפרטי האטמוספירה מהירים מאד עקב מהירויות רוח עצומות באטמוספירה של צדק, ובעיקר בגלל סיבובו העצמי המהיר של כוכב הלכת. ניתן בהחלט להבחין בתצפיות בהפרשים של כ-30 דקות בשינויים במיקומם של פרטים שונים, וזאת עקב תנועתם עם סיבובו של צדק.

צדק מסתובב סביב צירו לא באופן אחיד - אזור המשווה של צדק, הנקרא גם מערכת אחד (בין החגורות NEBs ל-SEBn ) משלים סיבוב אחד ב-9 שעות, 50 דקות ו-30 שניות. שני האזורים הקרובים יותר לקטבים נקראים מערכת שתיים (הווה אומר, מ- NEBn צפונה ומ- SEBs דרומה) משלימים סיבוב ב-9 שעות, 55 דקות ו-45 שניות. הפרש זה גורם לתנועות מערבולתיות מאד באזורי החיכוך שבין המערכות (ב-NEB וב-SEB). אזורים אלה הם לרוב המעניינים ביותר לתצפית.

באופן לא מפתיע, אחד העצמים המעניינים ביותר לתצפית הוא הכתם האדום הגדול. הסערה העצומה שוכנת בחלק הדרומי של ה- SEBs. הכתם הוא בעל צבע המשתנה בתקופות מסוימות, כך שייתכן שלעיתים יהיה קשה מאד להבחין בו על רקע החגורה המשוונית הדרומית. ניתן לחשב מראש את הזמנים בהם הכתם האדום נמצא בקו הראייה של צופים מכדור-הארץ ולתכנן את התצפית בו מראש (ראו להלן).

אפימרידים של צדק

אפימרידים של צדק וירחיו ניתן למצוא בקישורים הבאים:

• אפימרידים של צדק בדף האלמנך היומי
• מפת צדק, קו האורך במרידיאן ומיקום ירחי צדק
• מיקום הירחים הגליליאנים של צדק
• התכסויות, ליקויים, הסתרות וההצללה של ירחי צדק עם צדק
• התכסויות הדדיות של כוכבי לכת
• התקבצויות אסטרואידים עם כוכבי לכת
• התכסויות כוכבי לכת בירח
• התקבצויות כוכבי לכת עם הירח
• התקבצויות כוכבי לכת עם צבירים כדוריים

ובמקורות חיצוניים נוספים:

• זמני צהירה של הכתם האדום
• אפימרידים של צדק
• אתר הטביות של נאס"א - צילומים, מידע ואפימרידים
• אפימרידים וגרפים של ירחי צדק

ראו גם

• גלובוס של כוכב הלכת צדק לבנייה עצמית
• ירחי צדק - תצפית בהתכסויות, ליקויים, תופעות הדדיות ומיקום
• מערכת השמש
• כוכב לכת
• איו
• אירופה
• גנימד
• קליסטו
• אסטרואידים טרויאנים

הרצאות וידאו

• הרצאת וידאו על משימת הגשושית הויגנס לטיטן - ד"ר רונן יעקבי "כאן הויגינס, טיטן..." - המועדון האסטרונומי

קישורים חיצוניים

• אתר תשעת כוכבי הלכת
• אתר הבית של משימת ג'ונו לצדק
• אתר הבית של משימת החללית גלילאו לצדק
• אתר משימות וויאג'ר לצדק
• אתר הבית של משימת קאסיני-הויגנס לשבתאי

ספרות מקצועית

מחברים

דוד פולישוק, ערן אופק