JUPITER

Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro quanto em massa, e é o quinto mais próximo do Sol.Possui menos de um milésimo da massa solar, contudo tem 2,5 vezes a massa de todos os outros planetas em conjunto. É um planeta gasoso, junto com Saturno, Urano e Netuno. Estes quatro planetas são por vezes chamados de planetas jupiterianos ou planetas jovianos, e são os quatro gigantes gasosos, isto é, que não são compostos primariamente de matéria sólida.

Júpiter é composto principalmente de hidrogênio, sendo um quarto de sua massa composta de hélio, embora o hélio corresponda a apenas um décimo do número total de moléculas. O planeta também pode possuir um núcleo rochoso composto por elementos mais pesados, embora, como os outros planetas gigantes, não possua uma superfície sólida bem definida. Por causa de sua rotação rápida, de cerca de dez horas, ele possui o formato de uma esfera oblata (ele possui uma suave, mas perceptível, saliência em torno do equador). Sua atmosfera externa é visivelmente dividida em diversas faixas, em várias latitudes, resultando em turbulência e tempestades nas regiões onde as faixas se encontram. Uma dessas tempestades é a Grande Mancha Vermelha, uma das características visíveis de Júpiter mais conhecidas e proeminentes, cuja existência data pelo menos do século XVII, quando foi pela primeira vez avistada com telescópio, com ventos de até 650 km/h e um diâmetro transversal duas vezes maior do que a Terra.

Júpiter é observável da Terra a olho nu, com uma magnitude aparente máxima de -2,94, sendo no geral o quarto objeto mais brilhante no céu, depois do Sol, da Lua e de Vênus, embora, por vezes, Marte também fique mais brilhante do que Júpiter. O planeta era conhecido por astrônomos de tempos antigos e era associado com as crenças mitológicas e religiosas de várias culturas. Os romanos nomearam o planeta de Júpiter, um deus de sua mitologia. Júpiter possui um tênue sistema de anéis e uma poderosa magnetosfera. Possui pelo menos 79 satélites, dos quais se destacam os quatro descobertos por Galileu Galilei em 1610: Ganimedes, o maior do Sistema Solar, Calisto, Io e Europa;os três primeiros são mais massivos que a Lua, sendo que Ganimedes possui um diâmetro maior que o do planeta Mercúrio.

Várias sondas espaciais visitaram Júpiter, todas elas de origem estadunidense. A Pioneer 10 passou por Júpiter em dezembro de 1973, seguida pela Pioneer 11, cerca de um ano depois.A Voyager 1 passou em março de 1979, seguida pela Voyager 2 em julho do mesmo ano.A sonda espacial Galileu entrou na órbita de Júpiter em 1995, enviando uma sonda através da atmosfera no mesmo ano e conduzindo múltiplas aproximações com os satélites galileanos até 2003. A sonda Galileu também presenciou o impacto do cometa Shoemaker-Levy 9 em Júpiter em 1994, possibilitando a observação direta deste evento. Outras missões incluem as sondas Ulysses, Cassini-Huygens e New Horizons, que utilizaram o planeta para aumentar sua velocidade e ajustar a sua direção aos seus respectivos objetivos. A última sonda a visitar o planeta foi Juno, que entrou em órbita em 4 de julho de 2016. Um futuro alvo de exploração é Europa, satélite que provavelmente possui um oceano líquido coberto de gelo.

Composição

A atmosfera de Júpiter é composta de 88 a 92% de hidrogênio e 8 a 12% de hélio, considerando a percentagem em volume de moléculas. Esta composição muda quando descrita em termos de massa, uma vez que uma molécula de hélio é cerca de quatro vezes mais massiva que uma de hidrogênio; com isso, a atmosfera de Júpiter é composta por aproximadamente 75% de hidrogênio e 24% de hélio em massa, sendo o 1% remanescente composto por outros elementos. O interior do planeta contém materiais mais densos, mudando a distribuição por massa para 71% de hidrogênio, 24% de hélio e 5% de outros elementos. A atmosfera contém traços de metano, vapor de água, amônia, compostos de silício, carbono, etano, sulfeto de hidrogênio, neônio, oxigênio, fosfina e enxofre. A parte externa da atmosfera contém cristais de amônia congelada. Através de testes usando infravermelho e ultravioleta, traços de benzeno e outros hidrocarbonetos também foram encontrados.

As proporções de hidrogênio e hélio na atmosfera de Júpiter são próximas à composição teórica da nebulosa solar primordial. Porém, as regiões exteriores da atmosfera do planeta contêm apenas 20 partes por milhão em massa de neônio, 10% da do Sol.[27] A atmosfera jupiteriana também possui apenas 80% de abundância de hélio em relação ao Sol, devido à precipitação deste elemento em direção ao interior do planeta.

Estudos de espectroscopia mostraram que possivelmente Saturno possua uma composição similar à de Júpiter. Os outros gigantes gasosos, Urano e Netuno, por outro lado, possuem relativamente menos hidrogênio e hélio.

Estrutura interna

Acredita-se que Júpiter seja composto de um núcleo denso com uma mistura de elementos, circundado por hidrogênio metálico líquido com algum hélio e uma camada exterior, composta principalmente de hidrogênio molecular,[30] mas para além deste esboço básico ainda existem dúvidas consideráveis sobre a estrutura interna do planeta. O núcleo é muitas vezes descrito como rochoso, mas sua composição em detalhes é desconhecida, bem como as propriedades destes materiais na temperatura e pressão a estas profundidades. Em 1997, a existência de um núcleo sólido foi sugerida por medições gravitacionais, indicando uma massa de 12 a 45 vezes a da Terra, ou 4% a 14% da massa jupiteriana.

A presença de um núcleo durante ao menos parte da história de Júpiter foi sugerida por modelos de formação planetária, envolvendo a formação inicial de um núcleo rochoso ou gelado, suficientemente massivo para atrair gravitacionalmente o hidrogênio e o hélio presentes na nebulosa protossolar. Assumindo que tenha existido, o núcleo pode ter diminuído em tamanho à medida que correntes de convecção de hidrogênio metálico líquido quente se misturaram com o núcleo fundido e levaram o seu conteúdo para níveis mais altos no interior planetário. Um núcleo sólido pode não existir, já que as medições gravitacionais não são precisas o suficiente para negar esta possibilidade. Os resultados dos dados de Juno indicam que não há núcleo sólido. A incerteza dos modelos está ligada à margem de erro dos parâmetros medidos até agora: um dos coeficientes de rotação (J6) usados para descrever a quantidade de movimento linear do planeta, o raio equatorial e sua temperatura à pressão de 1 bar. Espera-se que a sonda Juno, que chegou em julho de 2016, aumente a precisão destes parâmetros, possibilitando melhores modelos do núcleo.

A região do núcleo é circundada por hidrogênio metálico denso, que se estende a até 78% do raio do planeta. Gotículas de hélio e neônio precipitam-se através desta camada em direção ao núcleo, reduzindo a abundância destes elementos na atmosfera superior do planeta.

Acima da camada de hidrogênio metálico localiza-se uma atmosfera interior transparente de hidrogênio. A esta profundidade, a pressão e temperatura são superiores à pressão crítica de 1,2858 MPa e à temperatura crítica de apenas 32,938 K do hidrogênio. Neste estado, não há fases líquida e gasosa distintas – diz-se que o hidrogênio está em estado fluido supercrítico. É conveniente tratar o hidrogênio como um gás na camada superior que se estende desde a camada de nuvens até uma profundidade de 1 000 km,e como um líquido nas camadas mais profundas. Fisicamente, não há um limite claro – o gás se torna lentamente mais quente e mais denso com a profundidade.

A temperatura e a pressão no interior de Júpiter aumentam constantemente com a profundidade, devido ao mecanismo de Kelvin-Helmholtz. No nível da pressão “superficial” de 10 bar, a temperatura está em torno de 340 K (67 °C). Na região de transição de fase, no qual o hidrogênio líquido — aquecido além do seu ponto crítico — torna-se metálico, calcula-se que a temperatura seja de 10 000 K, e a pressão, de 200 GPa. A temperatura na fronteira do núcleo é estimada em 36 000 K, e a pressão, de 3 mil a 4,5 mil GPa.