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Júpiter

O Portador da Jovialidade

   Júpiter é o quinto planeta desde o Sol e de longe o maior. Júpiter é mais massivo que duas vezes todos os planetas juntos (318 vezes a Terra).

órbita:    778.330.000 km (5,20 AU) do Sol
diâmetro: 142.984 km (equatorial)
massa: 1,900e27 kg

   Júpiter (também conhecido como Jove; Grego Zeus) era o Rei dos Deuses, o governante do Olimpo e o patrono do estado Romano. Zeus era o filho de Cronus (Saturno).

   Júpiter é o quarto objeto mais brilhante no céu (após o Sol, a Lua e Vênus; algumas vezes Marte é mais brilhante). Ele é conhecido desde os tempos pré-históricos. A descoberta de Galileo, em 1610, das quatro maiores luas de Júpiter: Io, Europa, Ganymede e Callisto (hoje conhecidas como luas Galileanas) foi a primeira descoberta de centro de movimento aparentemente não centrado na Terra. Isto foi um ponto crucial em favor da teoria heliocêntrica de Copérnico do movimento dos planetas; a declaração de Galileo suportando a teoria de Copérnico o colocou em sérios problemas com a Inquisição.Hoje, qualquer um pode repetir as observações de Galileo (sem medo de ir para a fogueira) usando binóculos ou um telescópio de baixo custo.

   Júpiter foi primeiro visitada pela Pioneer 10 em 1973 e depois pela Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 e Ulysses. A nave espacial Galileo orbitou Júpiter por oito anos. Ele é ainda observado regularmente pelo Telescópio Espacial Hubble.

   Os planetas gasosos não tem superfícies sólidas, seu material gasoso simplesmente fica mais denso de acordo com a profundidade (os raios e os diâmetros citados para os planetas são para níveis correspondendo à pressão de 1 atmosfera). O que nós vemos quando olhamos para estes planetas é o topo das nuvens mais altas em sua atmosfera (pouco acima do nível de 1 atmosfera).

   Júpiter é cerca de 90% hidrogênio e 10% hélio (pelo número de átomos, 75/25% em massa) com traços de metano, água, amônia e "rocha". Isto é muito próximo à composição da Nebulosa Solar primordial de onde o sistema solar inteiro foi formado. Saturno tem uma composição similar, mas Urano e Netuno têm muito menos hidrogênio e hélio.

   Nosso conhecimento do interior de Júpiter (e os outros planetas gasosos) é altamente indireto e permanecerá assim ainda por algum tempo. (Os dados da sonda atmosférica da Galileo mergulhou somente 150 km abaixo do topo das nuvens.)

   Júpiter provavelmente tem um núcleo de material rochoso atingindo algo com o 10 a 15 massas da Terra.

   Acima do núcleo encontra-se principal volume do planeta na forma de hidrogênio metálico líquido. Esta exótica forma do mais comum dos elementos é possível somente em pressões que excedam a 4 milhões de bars, como é o caso no interior de Júpiter (e Saturno). O hidrogênio metálico líquido consiste de prótons e elétrons ionizados ionizados (como no interior do Sol mas em uma temperatura inferior). Na pressão e temperatura do interior de Júpiter o hidrogênio é líquido, não um gás. Ele é um condutor elétrico e a fonte do campo magnético de Júpiter. Esta camada provavelmente contém também algum hélio e traços de "gelos" variados.

   A camada mais externa é composta principalmente de moléculas ordinárias de hidrogênio e hélio que é líquido no interior e gasoso na parte mais externa. A atmosfera que nós vemos é somente o topo desta profunda camada. Água, carbono, dióxido de carbono, metano e outras moléculas simples estão também presentes em pequenas quantidades.

   Experiências recentes têm mostrado que o hidrogênio não muda de fase abruptamente. Assim, os interiores dos planetas jovianos provavelmente têm limites indefinidos entre suas várias camadas interiores.

   Três camadas distintas de nuvens imagina-se que exista consistindo de gelo de amônia, hidrosulfureto de amônia e uma mistura de gelo e água. Entretanto, os resultados preliminares da sonda da Galileo mostram somente fracas indicações de nuvens (um instrumento parece ter detectado a camada mais externa enquanto outro parece ter visto a segunda). Mas o ponto de entrada da sonda (esquerda) foi atípico -- Observações de telescópios localizados na Terra e mais recentes observações da Galileo sugerem que o local de entrada da sonda pode bem ter sido uma das área mais quentes e com menos nuvens de Júpiter naquela época.

   Dados da sonda atmosférica da Galileo também indicam que há muito menos água que o esperado. A expectativa era de que a atmosfera de Júpiter conteria cerca de duas vezes a quantidade de oxigênio (combinado com o hidrogênio abundante para fazer a água) que o Sol. Mas parece que a atual concentração é muito menor que a do Sol. Também surpreendente foi a alta temperatura e densidade das partes mais superiores da atmosfera.

   Júpiter e os outros planetas gasosos tem ventos de alta velocidade que estão confinados em faixas largas de latitude. Os ventos sopram em direções opostas nas bandas adjacentes. Pequenas diferenças químicas e de temperatura entre essas bandas são responsáveis pelas bandas coloridas que dominam a aparência do planeta. As bandas de cor clara são chamadas zonas, as escuras de cinturões. As bandas tem sido observadas há muito tempo em Júpiter, mas os complexos vórtices nas regiões limítrofes entre as bandas foram primeiro vistas pela Voyager. Os dados da sonda atmosférica da Galileo indicam que os ventos são mais rápidos do que era esperado (mais que 400 mph) e se estende para o interior mais profundamente do que a sonda foi capaz de observar; eles podem se estender internamente por milhares de quilômetros. Foi descoberto também que a atmosfera de Júpiter é muito turbulenta. Isto indica que os ventos de Júpiter são criados em grande parte pelo calor gerado internamente ao invés daquele gerado pelo Sol como no caso da Terra..

   As cores vívidas vistas nas nuvens de Júpiter são o resultado de sutis reações químicas dos traços de elementos na atmosfera de Júpiter, talvez envolvendo o enxofre cujos compostos tomam uma grande variedade de cores, mas os detalhes são ainda desconhecidos.

   As cores estão relacionadas à altitude das nuvens: o azul nas mais baixas, seguidas pelas marrons e brancas, com as vermelhas mais altas. Algumas vezes vemos as camadas mais baixas através de buracos nas camadas superiores.

   A Grande Mancha Vermelha (GRS-Great Red Spot) vem sendo vista pelos observatórios terrestres por mais de 300 anos (sua descoberta é geralmente atribuída a Cassini, ou Robert Hooke no século 17). A GRS é um ovóide com cerca de 12.000 km por 25.000 km, grande o suficiente para abrigar duas Terras, Outras manchas menores mas similares são conhecidas por décadas. Observações infravermelhas e a direção de sua rotação indicam que a GRS é uma região de alta pressão cujas nuvens do topo são ligeiramente mais altas e frias que as regiões ao redor. Estruturas similares foram vistas em Saturno e Netuno. Não é conhecido como tais estruturas podem persistir por tanto tempo.

   Júpiter irraida mais energia para o espaço do que recebe do Sol. O interior de Júpiter é quente: o núcleo atinge provavelmente cerca de 20.000 K. O calor é gerado pelo mecanismo de Kelvin-Helmholtz7, a lenta compressão gravitacional do planeta. (Júpiter NÃO produz energia por fusão nuclear como o Sol; ele é muito menor de forma que o seu interior é muito frio para iniciar reações nucleares.) Este calo interior provavelmente causa convexão profunda dentro das camadas líquidas de Júpiter e é provavelmente responsável pelos movimentos complexos que vemos nas camadas superiores de nuvens. Saturno e Netuno são similares a Júpiter neste aspecto, mas estranhamente, Urano não.

   Júpiter é tão grande em diâmetro quanto um planeta gasoso pode ser. Se mais material fosse adicionado, ele seria comprimido pela gravidade de forma que o raio geral cresceria apenas um pouco. Uma estrela somente pode ser maior devido à sua fonte interna (nuclear) de calor. (Mas Júpiter teria que ter pelo menos 80 vezez mais massa para tornar-se uma estrela.)

   Júpiter tem um grande campo magnético, muito mais forte que o da Terra. Sua magnetosfera se estende mais que 650 milhões de km (além da órbita de Saturno!). (Repare que a magnetosfera de Júpiter está longe de ser esférica -- ela se estende "somente" alguns milhões de quilômetros na direção do Sol.) As luas de Júpiter dessa forma estão dentro de sua magnetosfera, um fato que parcialmente explica algo sobre a atividade em Io. Infelizmente para os futuros viajantes espaciais e uma real preocupação dos projetistas das espaçonaves Voyager e Galileo, o ambiente nas redondezas de Júpiter contém altos níveis de partículas energéticas presas no campo magnético de Júpiter. Esta "radiação" é similar, mas muito mais intensa que, aquela encontrada nos cinturões de Van Allen da Terra. Ela seria imediatamente fatal para um ser humano desprotegido. A sonda atmosférica da Galileo descobriu um novo cinturão de intensa radiação entre o anel de Júpiter e as camadas mais externas da atmosfera. Este novo cinturão é aproximadamente 10 vezes mais forte que os cinturões de radiação de Van Allen da Terra. Surpreendentemente, encontraram neste novo cinturão íons de hélio de alta energia de origem desconhecida.

   Júpiter tem anéis como Saturno, mas muito mais débeis e menores (direita). Eles eram totalmente inesperados foram somente descobertos quando dois dos cientistas da Voyager insistiram que após voar 1 bilhão de km valia a pena pelo menos dar uma olhada para ver se haveriam quaisquer anéis presentes. Todos mais achavam que a chance de encontrar algo era nula, mas lá estavam eles. Foi a maior reviravolta. Eles foram desde então fotografados em infravermelho desdes telescópios na superfície terrestre até a Galileo.

   Diferente dos de Saturno, os anéis de Júpiter são escuros (albedo em cerca de 0,05). Eles são provavelmente compostos de grãos muito pequenos de material rochoso. Diferentemente dos anéis de Saturno, eles parecem não conter gelo.

   As partículas nos anéis de Júpiter provavelmente não permanecem lá por muito tempo (devido ao arrasto magnético e atmosférico). A espaçonave Galileo encontrou claras evidências de que os anéis são continuamente repostos por poeira formada por impactos de micrometeoros nas quatro luas internas, que são muito energéticas devido ao grande campo gravitacional de Júpiter. O anel interno é alongado pelas interações com o campo magnético de Júpiter.

   Em Julho de 1994, o Cometa Shoemaker-Levy 9 colidiu com Júpiter causando resultados espetaculares (esquerda). Os efeitos foram claramente visíveis mesmo por telescópios amadores. Os fragmentos da colisão foram visíveis por aproximadamente um ano depois pelo HST.

   No céu noturno, Júpiter é geralmente a mais brilhante "estrela" no céu (só perde para Vênus, que é raramente vista num céu escuro). As quatro luas Galileanas são facilmente vistas com binóculos; algumas bandas e a Grande Mancha Vermelha podem ser vistas com um pequeno telescópio astronômico. Existem vários Web sites que mostram a posição atual de Júpiter (e dos outros planetas) no céu. Cartas mais detalhadas e customizadas podem ser criadas com um programa planetário como o Starry Night.

Satélites de Júpiter

Júpiter tem 63 satélites conhecidos (até fevereiro de 2004): as quatro grandes luas Galileanas, 23 pequenas batizadas, mais várias descobertas recentemente mas ainda não batizadas.

  • Júpiter está gradualmente parando devido ao arrasto produzido pelos satélites Galileanos. Também, as mesmas forças estão mudando a órbita das luas, muito lentamente forçando-as para longe de Júpiter.

     

  • Io, Europa e Ganymede estão presas juntas pelas forças gravitacionais em uma resonância orbital 1:2:4 e suas órbitas giram juntas. Callisto é quase parte disto também. Em algumas centenas de milhões de anos, Callisto será aprisionada também, orbitando em exatamente duas vezes o período de Ganymede (oito vezes o período de Io).

     

  • Os satélites de Júpiter são batizados com o nome de outras figuras da vida de Zeus (a maioria suas amantes).

 

  • Muitas luas menores foram descobertas recentemente mas ainda não foram oficialmente confirmadas ou batizadas. Os dados mais atualizados a respeito delas podem ser encontrados no site de Scott Sheppard.

 

Distância   Raio   Massa
Satélite (000 km) (km) (kg) Descobridor Data
--------- --------- ------ ------- ----------- -----
Metis 128 20 9,56e16 Synnott 1979
Adrastea 129 10 1,91e16 Jewitt 1979
Amalthea 181 98 3,5 e18 Barnard 1892
Thebe 222 50 7,77e17 Synnott 1979
Io 422 1815 8,94e22 Galileo 1610
Europa 671 1569 4,80e22 Galileo 1610
Ganymede 1070 2631 1,48e23 Galileo 1610
Callisto 1883 2400 1,08e23 Galileo 1610
Leda 11094 8 5,68e15 Kowal 1974
Himalia 11480 93 9,56e18 Perrine 1904
Lysithea 11720 18 7,77e16 Nicholson 1938
Elara 11737 38 7,77e17 Perrine 1905
Ananke 21200 15 3,82e16 Nicholson 1951
Carme 22600 20 9,56e16 Nicholson 1938
Pasiphae 23500 25 1,91e17 Melotte 1908
Sinope 23700 18 7,77e16 Nicholson 1914

Os valores para as menores luas são aproximados.Muitas das pequenas luas não estão listadas aqui.

Anéis de Júpiter

Distância   Largura   Massa
Anel (km) (km) (kg)
---- --------- ------- -----
Halo 100.000 22.800 ?
Principal 122.800 6.400 1e13
Gossamer 129.200 214.200 ?

(a distância é do centro de Júpiter ao limite interno do anel)

Mais sobre Júpiter e seus satélites

Questões em aberto

  • A sonda atmosférica da Galileo forneceu nossas primeiras medições diretas da atmosfera de Júpiter, nosso primeiro dado real sobre a química do planeta gasoso. Os dados iniciais indicam um grande novo mistério -- por que há tão pouca água na atmosfera de Júpiter? Existe um crescente consenso que a sonda encontrou uma área seca pouco usual entretanto mais detalhes são necessários.
  • Em que profundidade do interior do planeta se estende a zona de ventos? Que mecanismos a gera?
  • Por que a Grande Mancha Vermelha é tão persistente? Existem atualmente vários modelos teóricos que parecem funcionar. Precisamos de mais dados para decidir entre eles.
  • Como poderemos obter informações mais diretas sobre o interior? O hidrogênio líquido metálico foi produzido em campo no Laboratório Nacional Lawrence Livermore mas muito sobre suas propriedades permanecem ainda desconhecidas.
  • Por que os anéis de Júpiter são tão escuros enquanto os de Saturno são tão brilhantes?

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Copyright © 1994-2017 by William A. Arnett; última atualização: 02/10/2010


Traduzido por Luis Gustavo Gabriel