Componse fundamentalmente de hidróxeno, cunha porción menor de helio e un núcleo rochoso de elementos pesados.[3] Debido á súa rápida rotación, o planeta posúe un lixeiro avultamento no ecuador, o que lle dá unha aparencia oblonga. A atmosfera exterior distribúese en varias bandas paralelas ao ecuador que ocasionan turbulencias e tormentas ao longo dos límites entre elas. Un resultado notorio é a Gran Mancha Vermella, que non é senón unha xigantesca tormenta que se vén desenvolvendo desde, como mínimo, o século XVII.
O planeta está rodeado por un lixeiro sistema de aneis planetarios e unha magnetosfera moi poderosa. Posúe tamén 79 lúas coñecidas,[4] incluíndo as catro lúas maiores, que foron descubertas por Galileo en 1610.
Xúpiter foi explorado en varias ocasións por sondas espaciais, especialmente cando pasaron ao seu carón as Pioneer e Voyager e, posteriormente, a sonda orbital Galileo. Agora mesmo hai un interese especial por descubrir un posíbel océano líquido cuberto por xeo na lúa Europa.
Características físicas
Xúpiter é o máis masivo dos planetas do sistema solar. A súa masa equivale a unhas 310 veces a da Terra e a unhas 2,5 veces a suma das masas de tódolos outros planetas. Aínda así, descubríronse máis dun centenar de planetas extrasolares con masas parecidas ou superiores á masa de Xúpiter. Tamén ten a marca de volume (1.400 veces o da Terra) e é o planeta coa velocidade de rotación máis rápida. Polo tanto, ten o período de rotación máis curto (menos de 10 horas), cousa que dá lugar a un lixeiro achatamento facilmente visible dende a Terra por telescopios afeccionados.
A súa atmosfera está permanentemente cuberta de nubes estruturadas en franxas horizontais de cores cobrizos. Estes teñen unha forte dinámica de ventos zonais con velocidades de até 150 m/s e mostran un alto grao de turbulencia.
Xeralmente, é o cuarto obxecto máis brillante do ceo (despois do Sol, a Lúa e Venus), aínda que ás veces Marte é máis brillante que Xúpiter e Xúpiter máis brillante que Venus.
Xúpiter ten unha masa 2,5 veces a masa de tódolos planetas do sistema solar xuntos; é tan masivo que o seu baricentro co Sol sitúase por encima da superficie solar a 1,068 raios solares do centro do Sol. Aínda que o seu diámetro é once veces máis grande que o da Terra, a súa densidade é considerablemente máis baixa. O volume de Xúpiter é 1.321 veces o da Terra; aínda así, só é 318 veces máis masivo.[5][6] Xúpiter ten un radio 0,10 veces o radio solar,[7] e ten unha masa de 0,001 veces a masa solar, facendo que teñan aproximadamente a mesma densidade.[8] A «masa de Xúpiter» (MJ o MJup) úsase habitualmente como unidade para describir as masas doutros obxectos, particularmente os planetas extrasolares e ananas marróns. Por exemplo, o planeta extrasolar HD 209458 b ten unha masa de 0,69 MJ, mentres COROT-7b ten unha masa de 0,015 MJ.[9]
Os modelos teóricos indican que se Xúpiter tivese máis masa da que ten actualmente, o planeta podería encollerse.[10] Por cambios pequenos na masa, o radio non cambiaría de maneira apreciable, por encima das 500 masas terrestres (1,6 masas de Xúpiter)[10] o interior quedaría tan comprimido baixo o aumento da forza gravitacional que o volume do planeta empezaría a diminuír a pesar do aumento de materia. Por iso, pénsase que Xúpiter ten o diámetro que un planeta pola súa composición e evolución pode chegar a ter. Especúlase que Xúpiter podería ter un dos diámetros máis amplos que un planeta destas características e evolución pode conseguir. O proceso de redución do volume con aumento de masa podería continuar ata que se chegase a unha combustión estelar, como nas ananas marróns, cunha masa 50 veces a de Xúpiter.[11] Isto levou a algúns astrónomos a cualificalo «de estrela fracasada», aínda que non queda claro se os procesos involucrados na formación de planetas como Xúpiter aseméllanse aos procesos de creación de sistemas estelares múltiples.
A pesar de que Xúpiter necesitaría unha masa 75 veces superior para queimar o hidróxeno e converterse nunha estrela, a anana vermella máis pequena só ten un radio un 30% máis grande que Xúpiter.[12][13] A pesar disto, Xúpiter irradia máis calor que a que recibe do Sol. A cantidade de calor producida dentro do planeta é practicamente igual á radiación solar total que recibe.[14] Esta radiación adicional xérase polo mecanismo de Kelvin-Helmholtz, por contracción adiabática. Este proceso produce un encollemento do planeta duns 2 cm por ano.[15] Cando se formou o planeta, Xúpiter era moito máis quente e tiña o dobre do diámetro actual.[16]
Atmosfera
A atmosfera de Xúpiter está composta basicamente por hidróxeno (90%) e helio (10%) en número de átomos e 75%/24% en masa, co 1% restante formado por outras substancias. As capas interiores da atmosfera conteñen materiais máis densos e dá unha distribución de 71%/24%/5%, respectivamente. A atmosfera contén cantidades significativas de metano, amoníaco, deuterio, etano, vapor de auga e «rocha» e trazas de carbono, sulfuro de hidróxeno, neon, osíxeno, fosfano e xofre.
A capa de nubes superior está formada probablemente por cristais de amoníaco conxelado. A cor cobriza vén dada por algún tipo de axente colorante descoñecido aínda, e suxírense compostos de xofre ou fósforo. Por baixo das nubes visibles, Xúpiter ten moi posiblemente nubes máis densas dun composto químico formado por amoníaco e hidroxensulfuro de amonio (NH4SH). A unha presión duns 5-6 bares, existe posiblemente unha capa aínda máis densa de nubes de auga. Unha das probas da existencia das nubes, constitúea a observación de descargas eléctricas compatibles con tempestades profundas a estes niveis de presión. As tormentas poden ás veces estenderse desde os 5 bares até os 300-500 mbar, uns 150 km en vertical.
Venus (dereita) e Xúpiter (esquerda) nunha fotografía feita cun pequeno instrumento en marzo de 2012.
Bandas e zonas
A atmosfera de Xúpiter está dividida en cintos escuros denominados bandas e rexións claras chamadas zonas, todos estes na dirección dos paralelos. As bandas e zonas delimitan un sistema de correntes de ventos alternantes en dirección coa latitude e en xeral de grande intensidade, por exemplo, os ventos no ecuador sopran a velocidades duns 100 m/s (360 km/h). Na banda ecuatorial norte, os ventos poden chegar a soprar a 150 m/s (540 km/h).
A zona de tormentas de Xúpiter foi chamada A Gran Mancha Vermella. Esta gran mancha vermella foi visualizada polo científico inglés Robert Hooke. É un enorme remuíño de gas, unha tormenta fortísima, que dura desde hai 300 anos e provoca ventos de 400 km/h.
É de forma ovalada e atópase ao sur do ecuador de Xúpiter. Varía moito tanto de cor como de intensidade. Ás veces, é dunha cor vermella forte, e realmente moi notábel, mentres que noutras ocasións palidece ata se facer insignificante.
Inicialmente pensouse que a gran mancha vermella era a cima dunha montaña xigantesca ou unha meseta que saía por riba das nubes, pero desde que se lle veu describir case un terzo da volta a Xúpiter abandonouse esta idea.
É máis fría que as nubes que a rodean, e unha posíbel explicación é que sexa un ciclón tropical. Se iso fose verdade, tería un núcleo que case supera a nosa imaxinación, non só porque permanece ano tras ano, senón debido ao seu enorme tamaño, posto que a gran mancha vermella é tan grande que podería engulir unhas dúas veces e media a Terra.
Estrutura interna
No interior do planeta, o hidróxeno e o helio comprímense progresivamente. O hidróxeno molecular, H2, comprímese de tal maneira que se transforma nun líquido de carácter metálico a profundidades duns 10.000 km respecto da superficie. Máis abaixo, espérase a existencia dun núcleo rochoso formado principalmente por materiais xeados. A existencia das diferentes capas vén determinada polo estudo do potencial gravitatorio do planeta medido polas diferentes sondas espaciais. Se existise o núcleo interno, probaría a teoría de formación planetaria a partir dun disco de planetesimais. Xúpiter é tan masivo que aínda non se liberou da calor acumulada na súa formación e contén, polo tanto, unha importante fonte interna de calor que foi medida de maneira precisa e equivale a 5,4 W/m2. Isto significa que o interior do planeta está mesturado de maneira eficaz, polo menos até niveis próximos ás nubes de auga a 5 bares.
Magnetosfera
Xúpiter ten unha magnetosfera extensa e de moita intensidade. O campo magnético de Xúpiter é a estrutura de maior medida no sistema solar: podería verse desde a Terra ocupando un espazo equivalente ao da lúa chea a pesar de estar moito máis lonxe. As partículas cargadas son capturadas polo campo magnético e conducidas cara ás rexións polares onde producen impresionantes auroras. Doutra banda, as partículas expelidas polos volcáns da lúa Ío forman un polo de rotación en que o campo magnético atrapa material adicional que é conducido a través das liñas de campo sobre a atmosfera superior do planeta.
As sondas Pioneer 10 e Pioneer 11 confirmaron a existencia do campo magnético e a súa intensidade, máis de 10 veces superior á terrestre e contendo máis de 20.000 veces a enerxía asociada ao campo terrestre. As Pioneer descubriron que a onda de choque da magnetosfera de Xúpiter esténdese a 26 millóns de quilómetros do planeta coa cola magnética estendéndose máis aló da órbita de Saturno.
As variacións do vento solar orixinan rápidas variacións no tamaño da magnetosfera. Este aspecto foi estudado polas sondas Voyager 1 e Voyager 2. Tamén se descubriu que os átomos cargados eran expulsados da magnetosfera con grande intensidade e eran capaces de conseguir a órbita da Terra. Tamén atoparon correntes eléctricas fluíndo de Xúpiter a algunhas das súas lúas,[17] particularmente Ío e tamén en menor grao Europa.
Aneis planetarios
Xúpiter ten un tenue sistema de aneis composto por tres segmentos principais: un toro interno de partículas coñecidas como o halo, un relativamente brillante anel principal, e un fino anel exterior. Eses aneis parecen estar feitos de po, no canto de xeo como os de Saturno. O anel principal probablemente estea formado por material exectado dos satélites Adrastea e Metis. O material que normalmente volvería a caer sobre o satélite foi atraído pola enorme forza gravitacional do planeta.
Satélites
Xúpiter ten 64 satélites naturais. Deses, 47 teñen menos de 10 quilómetros de diámetro e foron descubertos despois de 1975. As catro lúas máis grandes, coñecidas como "lúas de Galileo" ou "satélites galileanos", son Ío, Europa, Ganímedes e Calisto.
As órbitas de Ío, Europa e Ganímedes, algúns dos satélites máis grandes do Sistema Solar, forman un patrón coñecido como resonancia de Laplace; por cada catro órbitas que Ío realiza ao redor de Xúpiter, Europa fai exactamente dúas e Ganímedes unha. Esta resonancia fai que os efectos gravitacionais dos tres grandes satélites distorsionen as súas órbitas en forma elíptica, xa que cada un deles recibe un empurrón adicional dos seus veciños no mesmo punto en cada órbita que realizan. A forza provocada por Xúpiter, pola outra banda, traballa para que as súas órbitas sexan circulares.
A excentricidade das súas órbitas causan flexións regulares nas formas dos tres satélites, facendo a gravidade do planeta que volvan a unha forma máis esférica cando se aproximan a el. Esta flexión quenta o interior dos satélites pola fricción, e isto pode verse na extraordinaria actividade volcánica de Ío, e en menor grao na superficie de Europa.
Os satélites galileanos. De esquerda a dereita: Ío, Europa, Ganímedes e Calisto.
Antes dos descubrimentos das misións Voyager, as lúas de Xúpiter ordeáronse en catro grupos de catro, baseados nos seus elementos orbitais. Dende entón, o gran número de pequenas lúas exteriores complicou esa clasificación. Na actualidade existen seis grupos diferentes, aínda que algúns se diferencian máis que outros dos demais.
Unha subdivisión básica é agrupar os oito satélites regulares interiores, que teñen órbitas case circulares próximas ao plano do ecuador do planeta e que se cre que se formaron con este. O resto dos satélites son un número descoñecido de pequenos satélites irregulares con órbitas elípticas e inclinadas, que se cren son asteroides capturados ou fragmentos de obxectos deste tipo. As lúas irregulares que pertencen a un grupo comparten elementos orbitais semellantes e polo tanto poden ter unha orixe común.
O grupo interior de catro pequenas lúas que teñen diámetros de menos de 200 km, orbitan en raios menores a 200.000 km, e teñen inclinacións orbitais de menos de medio grao.
Estas catro lúas, descubertas por Galileo Galilei e Simon Marius, orbitan entre os 400.000 e 2.000.000 km, e inclúe a algunhas das lúas máis grandes do Sistema Solar.
Este grupo con órbita retrógrada ten uns límites moi imprecisos, estando a unha media de 21.276.000 km de Xúpiter cunha inclinación media de 149 graos.
Un grupo retrógrado disperso que abrangue todas as lúas exteriores.
Exploración
Xúpiter foi visitado por varias misións espaciais da NASA. As misións Pioneer 10 e Pioneer 11 realizaron unha exploración preliminar con voos sobre o planeta nos anos 70. As misións Voyager 1 e Voyager 2 visitaron Xúpiter en 1979 e revolucionaron o coñecemento que se tiña do planeta e das súas lúas e descubriron tamén o seu sistema de aneis. En 1995, a misión Galileo, que constaba dunha sonda e dun orbitador, iniciou unha exploración do planeta de sete anos. En decembro do ano 2000, a misión espacial Cassini-Huygens realizou un voo afastado de Xúpiter na súa viaxe con destino a Saturno.
Interacción co sistema solar
Xunto co Sol, a influencia gravitacional de Xúpiter axudou a dar forma ao sistema solar. As órbitas da maioría de planetas do sistema solar atópanse máis preto do plano orbital de Xúpiter que do plano ecuatorial solar (Mercurio é o único planeta máis preto do ecuador solar na inclinación orbital), os ocos de Kirkwood no cinto de asteroides son na súa maioría debidos a Xúpiter, e o planeta pode ser responsable do bombardeo intenso tardío da historia do interior do sistema solar.[18]
Este diagrama amosa os asteroides troianos da órbita de Xúpiter, así como o cinto de asteroides.
Ademais das súas lúas, o campo gravitatorio de Xúpiter controla numerosos asteroides que se han ir asentando nas rexións dos puntos de Lagrange, precedendo e seguindo a Xúpiter na súa órbita ao redor do Sol. Son coñecidos como os asteroides troianos, e están divididos entre «gregos» e «troianos», conmemorando os bandos da Ilíada. O primeiro destes, 588 Achilles, foi descuberto por Max Wolf en 1906; descubríronse máis de dous mil.[19] O máis grande é o 624 Hektor.
Xúpiter foi denominado a aspiradora do sistema solar[20] debido ao seu inmenso pozo gravitatorio e a localización preto do interior do sistema solar. Recibe os impactos máis frecuentes de cometas, de entre os planetas do sistema solar.[21] Durante moito tempo, creuse que o planeta fixera de refuxio dos planetas interiores, resgardándoos dos impactos de cometas. Con todo, simulacións informáticas recentes suxiren que a presenza de Xúpiter non causa un decrecemento neto no número de cometas que chegan ao interior do sistema solar, posto que a gravidade de Xúpiter perturba as órbitas dos cometas no mesmo grao, aproximadamente, de atracción que de repulsión.[22]
A maioría de cometas de curto período pertencen á familia de Xúpiter definida como cometas con semieixos maiores máis pequenos que os de Xúpiter. A familia de cometas de Xúpiter crese que se formou no cinto de asteroides fóra da órbita de Neptuno. Durante os encontros con Xúpiter, as súas órbitas pertúrbanse, adquirindo un período máis pequeno e entón son redondeadas pola interacción gravitacional regular co Sol e Xúpiter.[23]
Entre o 16 e o 22 de xullo de 1994, vinte fragmentos do cometa Shoemaker-Levy 9 impactaron contra a atmosfera de Xúpiter. Este feito foi aproveitado para obter información sobre a composición de elementos do planeta. O cometa fora disgregado polas forzas de marea debidas á acción da gravidade de Xúpiter durante un paso anterior do cometa polas proximidades do planeta.
Posibilidade de vida
En 1953, o experimento de Urey-Miller demostrou que unha combinación de descargas eléctricas e os compostos químicos existentes na atmosfera primordial da Terra podería formar compostos orgánicos (incluíndo aminoácidos) que poderían servir como bloques construtores da vida. A atmosfera simulada incluía auga, metano, amoníaco e hidróxeno molecular; todo de moléculas que aínda se atopan na atmosfera de Xúpiter. Aínda así, esta ten unha potente circulación vertical de aire, que podería desprazar estes compostos químicos ás rexións máis internas. As altas temperaturas presentes nesta zona romperían estas moléculas, cousa que faría imposible a formación de vida.[24]
Considérase altamente improbable que haxa ningunha vida parecida á terrestre en Xúpiter, posto que hai unha cantidade moi pequena de auga na atmosfera e a única superficie sólida é o núcleo e atópase a unha gran profundidade, baixo unha extraordinaria presión atmosférica. Aínda así, en 1976, antes das misións Voyager, contemplouse a hipótese de que unha vida baseada no amoníaco -ou a auga- podería evolucionar na atmosfera de Xúpiter. Esta hipótese estaba fundamentada na ecoloxía dos océanos terrestres, en que no cume hai planctofotosintético, peixes a niveis máis baixos comendo estas criaturas, e depredadores mariños que cazan os peixes.[25][26]
Observacións históricas
Xúpiter é coñecido desde a antigüidade e é visíbel a simple vista no ceo nocturno. O seu símbolo astronómico (♃) é unha representación estilizada do lóstrego, atributo do deus Xúpiter.
Os chineses, coreanos, xaponeses e vietnamitas refírense a el como "a estrela de madeira" (木星) cun signo baseado nos Cinco Elementos chineses. Na astroloxía védica, os astrólogoshindús chamábano Brihaspati, ou Guru, que significa "O Grande". En hindi, o xoves é, igual que para nós, o día de Xúpiter (Guruvaar). Nas linguas xermánicas, o xoves é tamén o "día de Thor", (como en inglés, Thursday) xa que este deus asimilouse co Xúpiter romano.
En 1616, Galileo descubriu, por medio dun telescopio, as catro lúas maiores de Xúpiter: Ío, Europa, Ganímedes e Calisto, polo que agora se denominan Lúas de Galileo. Foron os primeiros satélites naturais descubertos fóra da Terra. Tamén foi o primeiro descubrimento dun movemento celeste non centrado no Sol e constituíu unha achega significativa a favor da teoría heliocéntrica de Copérnico. O apoio claro que Galileo daba a esta teoría púxoo baixo a ameaza da Inquisición.
↑De Crespigny, Rafe. Asian studies, Online Publications, ed. "Emperor Huan and Emperor Ling"(PDF). Arquivado dende o orixinal(PDF) o 07 de setembro de 2006. Consultado o 1 de maio de 2012. Xu Huang apparently complained that the astronomy office had failed to give them proper emphasis to the eclipse and to other portents, including the movement of the planet Jupiter (taisui). At his instigation, Chen Shou/Yuan was summoned and questioned, and it was under this pressure that his advice implicated Liang Ji.Arquivado 07 de setembro de 2006 en Wayback Machine.
↑Stuart Ross Taylor (2001). Solar system evolution: a new perspective : an inquiry into the chemical composition, origin, and evolution of the solar system (2nd, illus., revised ed.). Cambridge University Press. p. 208. ISBN978-0-521-64130-2.
↑Davis, Andrew M.; Turekian, Karl K. (2005). Meteorites, cometes, and planets(en inglés)1. Elsevier. p. 624. ISBN0-08-044720-1.
↑Jean Schneider (2009-10-01). The Extrasolar Planets Encyclopedia: Interactive Catalogue. Paris Observatory(en inglés).
↑ 10,010,1Seager, S.; Kuchner, M.; Hier-Majumder, C. A.; Militzer, B. (2011-02-18). Mass-Radius Relationships for Solid Exoplanets. The Astrophysical Journal(en inglés)669. p. 1279-1297. arXiv:0707.2895. doi:10.1086/521346.
↑Burrows, A.; Hubbard, W. B.; Saumon, D.; Lunine, J. I. (1993). An expanded set of brown dwarf and very low mass star models. Astrophysical Journal(en inglés)406. pp. 158–71. Bibcode:1993ApJ...406..158B. doi:10.1086/172427.
↑Heward, Anita (17 agosto 2007). Europlanet Commission, ed. "Jupiter: Friend or Foe?". EPSC press information note 07/16. Arquivado dende o orixinal o 15 de febreiro de 2012. Consultado o 2007-08-28.
↑Sagan, C.; Salpeter, E. E. (1976). "Particles, environments, and possible ecologies in the Jovian atmosphere". The Astrophysical Journal Supplement Series32: 633–637. doi:10.1086/190414.
.svg){kind=small}
