TOMO XXXVI-1 - SISTEMA SOLAR EXTERNO - JÚPITER

JÚPITER

Júpiter em novas imagens obtidas pela sonda Juno em 2016

Júpiter em si pelo seu tamanho e características agregou muita matéria a sua volta e se tivesse aproximadamente o dobro de sua massa, teria o bastante para iniciar reações nucleares em seu núcleo e se tornar uma estrela de pequeno porte com um míni sistema planetário ao seu redor no que hoje é composto por quatro grandes satélites (e dezenas de menores)

Júpiter visto da Voyager no final do seculo XX

O gigante gasoso de maior tamanho e massa do sistema solar  não orbita o Sol na mesma posição(1). Possivelmente ele migrou de regiões mais quente e próximas da nossa estrela(2) apos o nascimento desta e se fixando aproximadamente onde hoje em dia esta a sua orbita(3).

Órbita e rotação

Modelo do interior de Júpiter, com um núcleo sólido, envolto por uma camada de hidrogênio metálico, hidrogênio líquido (verde) e pela própria atmosfera.

Júpiter é o único planeta cujo centro de massa com o Sol fica fora da estrela. A distância média entre Júpiter e o Sol é de 778 milhões de quilômetros, cerca de 5,2 UA as quais o planeta completa uma órbita em torno deste a cada 11,86 anos, dois quintos da de Saturno, formando uma ressonância orbital  entre os dois maiores planetas do Sistema Solar de 5:2.

A órbita elíptica de Júpiter por causa de uma excentricidade de 0,048, a distância entre este e o Sol varia 75 milhões de quilômetros entre o periélio e o afélio, ou o ponto mais perto e mais distante (neste caso em relação ao Sol) da órbita do planeta, respectivamente. A inclinação axial de Júpiter é relativamente pequena de apenas 3,13°. Como consequência, o planeta não possui mudanças significativas de estações, ao contrário da Terra e de Marte, por exemplo.

Júpiter não orbita o sol.  Com 2,5 vezes a massa de todos os outros planetas do Sistema Solar combinados, Júpiter é grande o suficiente para que o centro de gravidade entre ele e o Sol não fique dentro do sol mas num ponto próximo a ele.

A rotação de Júpiter é a mais rápida entre todos os planetas do Sistema Solar, o planeta completa uma volta em torno de si mesmo em menos de 10 horas, criando um achatamento polar facilmente visível em um telescópio amador na Terra. Esta rotação gera uma aceleração centrípeta no equador de cerca de 1,67 m/s²; visto que a aceleração gravitacional do planeta é de 24,79 m/s², o resultado é uma aceleração gravitacional no equador de 23,12 m/s². 

Júpiter possuindo assim a forma de uma esfera oblata, nos da um diâmetro equatorial maior que o diâmetro entre os seus polos geográficos. O equador de Júpiter é 9 275 km maior que o diâmetro medido entre os polos.

Pelo fato de Júpiter não ser um objeto sólido, a parte superior da sua atmosfera possui rotação diferencial. A rotação da atmosfera do planeta na sua região polar é cerca de cinco minutos mais longa do que a da atmosfera equatorial. Por causa disso, três sistemas são usados como referência, particularmente a respeito de características atmosféricas.

O Sistema I

 Localiza-se entre 10° N e 10° S de latitude, e possui o menor período do planeta, com 09 horas 50 min.

O Sistema II

Corresponde a todas as latitudes ao norte ou ao sul das primeiras, no qual o período é de 9 horas 55min.

        O Sistema III- A Magnetosfera de Júpiter

 Foi proposto originalmente por astrônomos de rádio sua existência no seculo XX, sendo à rotação da magnetosfera do planeta sincrona a rotação de Júpiter

Auroras jupiterianas

Abaixo das nuvens da atmosfera de Júpiter há uma camada intermediária feita de hidrogênio em estado líquido que se comporta como um metal e amplifica o poderoso campo magnético do planeta, que é como um dínamo descomunal com uma massa 300 vezes maior que a Terra e dá uma volta sobre si mesma a cada 10 horas. 

Júpiter possui um campo magnético 14 vezes mais forte do que a da Terra. Acredita-se que este campo seja gerado por correntes de Foucault — o movimento giratório de materiais condutores — dentro da camada de hidrogênio metálico. O campo captura partículas ionizadas do vento solar, gerando um campo magnético altamente energizado fora do planeta — a magnetosfera.

Aurora boreal em Júpiter possui Três pontos brilhantes criados através do fluxo de dutos magnéticos que conectam Io, Ganimede e Europa entre si. 

Os quatro grandes satélites de Júpiter localizam-se todos dentro da magnetosfera, bem protegidos do vento solar. Outras auroras de menos brilho também podem ser vistas sobre os polos do obre planetário. Uma particularidade das auroras e devido a atividade vulcânica em Io, que injeta gás na magnetosfera jupiteriana, e assim produzindo um jorro de partículas ionizadas em direcão do planeta.

Cerca de 75 raios do obre jupiteriano, a interação da magnetosfera com o vento solar gera um Bow Shok. Um escudo gigantesco que avança espaço a dentro em direção oposta ao vento solar.

A magnetosfera é circundada pela magnetopausa, esta, por sua vez, dentro da qual a  banha,  as ondas magnéticas tornam-se fracas e desorganizadas. O vento solar de partículas interage com estas regiões magnéticas, alongando-as a sota-vento da magnetosfera além da órbita de Saturno. Se este escudo magnético jupiteriano pudesse ser enxergado na Terra, esta estrutura seria cinco vezes maior do que o disco da Lua cheia no céu terrestre, apesar da grande distância.

POLOS DE JÚPITER

Em agosto do ano de 2016 a sonda espacial Juno realizou o primeiro sobrevoo dos polos de Júpiter. A nave passou a cerca de 4.000 quilômetros das nuvens e sobreviveu à intensa radiação emitida pelo maior planeta do Sistema Solar. 

Os primeiros dados científicos dessas órbitas, foram publicados em maio de 2017 na revista Science, nos mostram pela primeira vez um caos de tempestades cuja composição e comportamento não se parecem com nada que se tenha visto antes no Sistema Solar.

As imagens revelam que ambos os polos estão infestados de ciclones com forma ovalada. No polo norte algumas dessas tempestades chegam a alcançar 1.400 quilômetros de diâmetro. Esse panorama sem ordem é muito diferente do que se conhecia em Saturno, outro gigante gasoso, onde existe uma descomunal tempestade hexagonal com um vórtice bem peculiar mas muito mais pacifico que o rei dos planetas do sistema solar.

Os dados sobre tempestades nas camadas internas da atmosfera indicam que grandes quantidades de amoníaco que emanam das zonas mais profundas e contribuem para formar as tempestades observadas.

Os cientistas responsáveis por esta missão da NASA, liderados por Scott Bolton, também destacam a existência de uma nuvem descomunal de cerca de 7.000 quilômetros de diâmetro que se encontra muito acima do resto, no polo norte. A sonda Juno nos  permitiu medir em detalhes a intensidade do campo magnético do planeta. Segundo os dados publicados nesta quinta-feira, o campo tem 7.766 gauss, o dobro do que se calculava até agora.

SONDA JUNO

A sonda da NASA, do tamanho de uma quadra de basquete, é a nave espacial que mais longe chegou no Sistema Solar usando somente a energia solar que capta com seus grandes painéis. Suas câmeras e os demais equipamentos científicos estão blindados com titânio para se protegerem da intensa radiação emitida pelo planeta. Durante suas órbitas mais próximas a nave atravessou o interior dos cinturões de radiação onde essas partículas são abundantes.

O fim da sonda  em 2018

Em 20 de fevereiro de 2018, a sonda adentrou nas camadas externas da atmosfera, onde se desintegrará pelo atrito. Esta última manobra durará uns cinco dias e evitará que as luas do planeta se contaminem com micróbios da Terra.  

ATMOSFERA DE JÚPITER

Júpiter é coberto por nuvens compostas por cristais de amônia e possivelmente hidro sulfeto de amônia. As nuvens estão localizadas na tropopausa, e estão organizadas em bandas de diferentes latitudes, conhecidas como regiões tropicais. Estas estão subdivididas em "faixas" de cor clara, e "cinturões" de cor escura. As interações destas diferentes bandas e seus respectivos padrões de circulação atmosférica criam zonas nas quais tempestades e turbulências atmosféricas ocorrem. Ventos de até 100 m/s (360 km/h) são comuns em tais regiões. As zonas possuem comprimento, cor e intensidade variáveis com o passar do tempo.

As nuvens de Júpiter possuem cores de tom laranja e marrom devido a elementos que mudam de cor quando expostos aos raios ultravioleta do Sol. Não se sabe com exatidão os elementos envolvidos e sua composição, mas acredita-se que sejam fósforo, enxofre ou hidrocarbonetos. Estes compostos coloridos, chamados de cromóforos, misturam-se com as nuvens da camada inferior. As zonas formam-se quando células de convecção formam amônia cristalizada que diminui a visibilidade da camada inferior de nuvens.

Planisfério de Júpiter

 

A camada de nuvens possui apenas 50 km de profundidade, e consiste em duas partes: uma camada grossa inferior e uma camada mais fina, menos visível, superior. Há a possibilidade que existam nuvens de água sob a camada de amônia, que seriam a causa de raios detectados na atmosfera. Estas descargas elétricas podem ter mil vezes o poder dos raios terrestres, sendo as nuvens de água poderiam formar tempestades, alimentadas pelo calor proveniente do interior do planeta.

Visão das camadas atmosféricas intermediarias de Júpiter.

Devido à baixa inclinação axial de Júpiter, as regiões polares do planeta recebem significantemente menos radiação solar do que a região equatorial. A convecção de material do interior do planeta, porém, transporta energia para os polos, equalizando as temperaturas na camada de nuvens e possivelmente gerando a grande quantidade de ciclones sob a superfície.

                                              Estrutura interna do gigante gasoso 

Uma das principais perguntas que Juno tentara responder é se por trás dessa camada há um núcleo rochoso com elementos pesados, o que poderia esclarecer que tipo de materiais existiam nos primeiros momentos de formação do Sistema Solar depois da aparição do Sol. Júpiter foi o primeiro planeta a formar-se e, por usar composição gasosa, se parece com uma estrela. Os dados da missão da sonda Juno também serviram para entender melhor a maioria dos mais de 3.400 planetas descobertos fora do Sistema Solar, já que também estes são gigantes gasosos.

Devido  a sua órbita sobre os polos, Juno também pôde observar pela primeira vez a chuva de elétrons que cai na atmosfera e cria as intensas auroras boreais, este fenômeno dificilmente observáveis da Terra.

A MANCHA VERMELHA

 

A grande mancha se move como uma engrenagem, sendo seu sentido de rotação e posição definidas pelas camadas de nuvens superiores e inferiores.

SISTEMA DE ANEIS

A principal hipótese da formação dos anéis é da fragmentação de asteroides, cometas ou dos seus satélites que forma capturados e se aproximaram demais do gigante gasoso e acabaram por ser despedaçados pela fantástica gravidade emitida por este.

 

  

GEOLOGIA DE JÚPITER

Júpiter possui uma massa 2,5 vezes maior do que todos os outros planetas tomados em conjunto. O planeta possui uma massa 318 vezes maior do que a da Terra, um diâmetro 11 vezes superior ao terrestre e um volume 1 317 vezes maior, sendo, porém, significantemente menos denso que nosso planeta.

A superfície do gigante não pode ser vista diretamente, a transição entre as camadas gasosas e o manto de hidrogênio metálico se da gradualmente, não de forma abrupta. Uma massa jupiteriana (MJ) é utilizada para descrever a massa de outros gigantes gasosos, em particular, a de planetas extra-solares. Por mais impressionante que Júpiter seja, já se descobriu vários com massas muito maiores fora do Sistema Solar. 

Através de modelos teóricos, acredita-se que Júpiter tenha um diâmetro tão grande como é possível a um planeta com a sua composição e sua história evolucionária, visto que adicionar-lhe mais massa teria apenas como resultado aumentar a compressão gravitacional. Teoricamente se ocorresse uma adição significativa de massa, o planeta iria diminuir em tamanho. Adições menores de massa resultariam em nenhuma mudança aparente. Após quatro MJ, o planeta iria diminuir em tamanho, o processo de diminuição continuaria à medida que massa fosse adicionada, até que uma ignição estelar ocorresse com o planeta, transformando-o em uma anã marrom ou anã castanha, em torno de 50 MJ.

cena de Júpiter estava se contraindo para virar uma estrela, no filme 2010 -O ano em que faremos contato.

Não existe uma definição inequívoca (fora a composição proporcional gasosa e de qual tipo de gases o gingante gasoso e composto) do que distingue um planeta grande e massivo, como Júpiter, de uma anã marrom ou anã castanha.
A principio  para que ele se tornasse uma estrela, teria de ter cerca de 75 vezes mais massa do que tem, porém, a menor anã vermelha possui o diâmetro apenas 30% maior que o de Júpiter, levando alguns astrônomos a apelidarem o planeta de "estrela falhada". Não se sabe ainda se os processos envolvidos na formação de planetas como Júpiter são similares aos processos envolvidos na formação de sistemas estelares múltiplos.

Júpiter visto da Terra em angulo com o Sol

Júpiter irradia mais calor do que recebe do Sol devido a quantidade de calor produzido dentro do planeta ser quase igual à quantidade total de radiação solar que o planeta recebe. O calor adicional é gerado através do mecanismo chamado de Kelvin-Helmholtz, o qual serve de nomenclatura ao processo de contração adiabática, Resultando na contínua redução do diâmetro do planeta, de dois centímetros ao ano. Quando o planeta foi formado, Júpiter era muito mais quente, teoricamente já possuíra o dobro do diâmetro atual.

imagem da Sonda Juno de 2018 do planeta joviano(NASA)

Tempestades...uma constante climática de Jupíter