Júpiter

O deus da jovialidade

Fatos sobre Júpiter

• Júpiter é o quinto planeta a partir do Sol e o maior de todos:
  • distância do Sol: 778.330.000 km (5,20 u.a)
  • diâmetro equatorial: 142.984 km; diâmetro polar: 133.708 km
  • massa: 1,900e27 kg
  Júpiter tem duas vezes mais massa que todos os outros planetas juntos (318 vezes a massa da Terra).

• Júpiter (Jove; o Zeus dos gregos), o Deus dos Deuses, suprema autoridade do Olimpo e patrono de Roma. Zeus era filho de Cronos (Saturno).

• Júpiter é o quarto objeto mais brilhante no céu (depois do Sol, Lua e Vênus; em alguns períodos, Marte é também mais brilhante). É conhecido desde os tempos pré-históricos. A descoberta de Galileu, em 1610, das quatro luas de Júpiter, Io, Europa, Ganimédes e Calisto (hoje conhecidas como luas Galileanas), foi a primeira constatação de um centro de movimento que, claramente, não estava centrado na Terra. Esse foi um ponto significativo a favor da teoria heliocêntrica de Copérnico; Por defender abertamente a teoria de Copérnico, Galileu foi aprisionado a mando da Inquisição, forçado a abjurar suas crenças e condenado ao cárcere pelo resto de sua vida.

• Júpiter foi visitado pela primeira vez pela sonda Pioneer 10 em 1973 e, mais tarde, pelas sondas Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2 e Ulysses. A sonda Galileu está atualmente viajando em direção à Júpiter.

• Os planetas gasosos não têm superfícies sólidas, seu material gasoso simplesmente tornar-se mais denso com a profundidade (os raios e diâmetros dos planetas são para níveis correspondentes a uma pressão de 1 atmosfera). O que vemos quando olhamos para esses planetas é o topo das nuvens em suas atmosferas (ligeiramente acima do nível de 1 atmosfera).

• Júpiter é cerca de 90% hidrogênio e 10% de hélio, com traços de metano, água, amônia e "rochas". Isso aproxima-se muito da composição da Nebulosa Solar primordial da qual todo o sistema solar se originou. Saturno tem uma composição similar, mas Urano e Netuno têm muito menos hidrogênio e hélio.

• Nosso conhecimento do interior de Júpiter (e de outros planetas gasosos) é essencialmente indireto, e é provável que permaneça assim por muito tempo. A sonda atmosférica Galileu penetrará apenas até próximo ao nível de 25 bar antes de perder contato com a Terra.

• Júpiter provavelmente tem um núcleo de material rochoso, algo em torno de 10 a 15 massas terrestres.

• Acima do núcleo fica o principal constituinte da composição do planeta - hidrogênio metálico em forma líquida. Essa forma exótica do mais comum dos elementos é possível somente a pressões superiores a 4 milhões de bars, como é o caso das camadas interiores de Júpiter (e Saturno). O hidrogênio metálico líquido constitui-se de elétrons e prótons ionizados (como o interior do Sol, mas a uma temperatura bem mais baixa). À temperatura e pressão do interior de Júpiter, o hidrogênio é um líquido, não um gás. É um condutor elétrico e a fonte do campo magnético de Júpiter. Essa camada provavelmente também contém alguma quantidade de hélio e traços de vários "gelos".

• A camada mais externa é composta basicamente de hidrogênio e hélio moleculares comuns, líquida no interior e gasosa nas partes mais periféricas. A atmosfera que vemos é apenas o topo dessa profunda camada. Água, dióxido de carbono, metano e outras moléculas simples estão também presentes em pequenas quantidades.

• Acredita-se que existam três camadas de nuvens, compostas de gelo de amônia, hidrosulfeto de amônio e uma mistura de gelo e água.

• Júpiter e os outros planetas gasosos têm ventos de alta velocidade, dentro de amplas faixas de latitude .Os ventos sopram em direções opostas em faixas adjacentes. Pequenas diferenças químicas e de temperatura entre essas faixas são responsáveis pelas faixas coloridas que dominam a aparência do planeta. As faixas claras são chamadas de zonas; as escuras denominam-se cinturões. As faixas de Júpiter são conhecidas há algum tempo, mas os complexos vórtices que ocorrem nas regiões limítrofes entre as faixas foram vistas pela primeira vez pela sonda Voyager(foto 15).

• As cores vivas que se observam nas nuvens de Júpiter podem ser o resultado de sutis reações químicas dos elementos traços na atmosfera de Júpiter, envolvendo talvez o enxofre, cujo composto assume uma ampla variedade de cores, mas os detalhes são desconhecidos.

• As cores correlacionam-se com a altitude das nuvens: azuis, as mais baixas, seguindo-se as marrons e brancas, até as vermelhas, nas camadas mais altas. Às vezes, vemos as camadas mais baixas através de buracos nas camadas superiores (foto 16).

• A Grande Mancha Vermelha (GMV) (foto 10) tem sido observada da Terra há mais de 300 anos (sua descoberta é geralmente atribuída a Cassini, ou a Robert Hooke, no século XVII). A GMV tem forma oval, com cerca de 12.000 por 25.000 km, suficientemente grande para cobrir duas Terras. Outras manchas menores mas similares têm sido vistas por várias décadas (foto 13). Observações com infravermelho e a direção de sua rotação indicam que a GMV é uma região de alta pressão, cujas cristas são significativamente mais altas que as regiões circundantes. Estruturas similares foram observadas em Saturno e Netuno. Não se sabe como tais estruturas podem se manter por tanto tempo.

• Júpiter irradia mais energia para o espaço do que recebe do Sol. O interior de Júpiter é quente: o núcleo provavelmente tem uma temperatura de 20.000 K. O calor é gerado pelo mecanismo de Kelvin-Helmholtz, a baixa compressão gravitacional do planeta. ( Júpiter, diferentemente do Sol, não produz energia por fusão nuclear; o planeta é pequeno demais e, portanto, seu interior é demasiadamente frio para produzir reações nucleares.) Esse calor interno provavelmente causa convecção bem no fundo das camadas líquidas do planeta e, provavelmente, é responsável pelos complexos movimentos que observamos no topo das nuvens. Nesse sentido, Saturno e Netuno assemelham-se a Júpiter, mas, estranhamente, não a Urano.

• O diâmetro Júpiter é quase tão grande quanto é possível a um planeta gasoso. Se mais material lhe fosse acrescentado, ele seria de tal forma comprimido pela gravidade que o aumento de seu raio global seria insignificante. Uma estrela pode ser maior somente por força de sua fonte interna de energia (nuclear). (Mas Júpiter teria de ter pelo menos 100 vezes mais massa para tornar-se uma estrela.)

• Júpiter tem um forte campo magnético, muito mais forte que o da Terra. Sua magnetosfera estende-se por mais de 650 milhões de km (para além da órbita de Saturno!). (Observe que a magnetosfera de Júpiter está longe de ser esférica - estendendo-se "apenas" alguns milhões de km em direção do Sol.) As luas de Júpiter, portanto, estão dentro de sua magnetosfera, fato que parcialmente explicaria parte da atividade em Io. Infelizmente para os futuros viajantes do espaço e de real importância para os projetistas das sondas Voyager e Galileu, o ambiente próximo a Júpiter contém altos níveis de partículas energéticas capturadas pelo campo magnético do planeta. Essa "radiação" é similar àquela que se verificou existir dentro dos cinturões de Van Allen da Terra. Ela seria fatal para um ser humano sem a devida proteção.

• Júpiter tem anéis fracos, como os anéis de Saturno, mas muito menores (foto 17). Sua descoberta foi totalmente inesperada, e somente puderam ser detectados quando dois dos cientistas da Voyager 1 insistiram em que, após uma viagem de 1 bilhão de km, valeria a pena pelo menos dar uma olhada para ver se havia anéis ao redor do planeta. Todos pensavam que a chance de que algum anel fosse encontrado era praticamente nula, mas lá estavam eles.

• Em contraste com os anéis de Saturno, os de Júpiter são pretos (albedo em torno de 0,05). São provavelmente compostos de grãos de material rochoso muito pequenos.

• As partículas nos anéis de Júpiter provavelmente não permanecem ali por muito tempo (devido ao arrasto atmosférico e magnético). Portanto, se os anéis são estruturas permanentes, eles devem ser continuamente regenerados. Os pequenos satélites Metis e Adrastéia, que gravitam dentro dos anéis, são óbvios candidatos a essa fonte regeneradora.

• Em julho de 1994, o Cometa Shoemaker-Levy 9 colidiu com Júpiter. Os resultados foram espetaculares. Em dezembro de 1994, os fragmentos dessa colisão ainda eram visíveis.

• Quando observado à noite, Júpiter parece às vezes a "estrela" mais brilhante do céu (perdendo apenas para Vênus, que nunca é visível a altas horas da noite). As quatro luas galileanas são facilmente visíveis com binóculos; algumas faixas e a Grande Mancha Vermelha podem ser vistas com um pequeno telescópio astronômico. Os mapas localizadores de planetas de Mike Harvey mostram a atual posição de Júpiter (e de outros planetas) no céu.

Fotos

1. (acima) Vista de Júpiter e Io através do telescópio Hubble (cor verdadeira) 91k gif
2. Uma outra vista obtida com o telescópio Hubble (cor verdadeira) 1877k tiff; 264k gif; 96k jpg; 34k jpg

3. Disco total 264k gif; 96k jpg

4. Excelente imagem do disco de Júpiter 246k gif
5. Júpiter com Câmara Grande Angular (filtro violeta) 329k gif
6. Júpiter e duas de suas luas 74k gif
7. Vista parcial de Júpiter e de suas luas 117k gif; 22k jpg
8. Júpiter e suas luas galileanas (fotomontagem) 21k gif
9. Tempestades em Júpiter (HST) 37k jpg; 169k gif; 1800k tiff; (caption)

10. A Grande Mancha Vermelha 144k gif; 66k jpg

11. Close da Grande Mancha Vermelha de Júpiter 122k gif
12. Versão ampliada da mancha vermelha 422k gif
13. Nuvem branca 19k jpg
14. Turbulência da mancha vermelha 154k gif; 94k jpg

15. Parte leste da mancha vermelha (cor falsa) 176k gif; 145k jpg

16. Grande oval marrom 112k gif; 64k jpg

17. Anel de Júpiter 62k gif

18. Anéis de Júpiter em 11/7/1979 (01:19:58) com a câmara grande angular (sem filtro) 103k gif
19. Sistema de anéis 14k gif; 3k jpg
20. Grande Mancha Vermelha, cor falsa (bastante impressionante) 91k jpg
21. ... mais imagens de Júpiter

Filmes

1. Rotação de Júpiter 445k quicktime
2. O "dia" jupiteriano 2600k quicktime
3. Rotação e atmosfera de Júpiter - 4100k AVI
4. Atmosfera de Júpiter 3400k AVI.
5. Mancha vermelha de Júpiter 1800k AVI
6. Campo magnético de Júpiter 6000k AVI

Os Satélites de Júpiter

• Júpiter vem pouco a pouco sofrendo desaceleração devido ao arraste de maré produzido pelos satélites galileanos. Além disso, as mesmas forças de maré estão mudando as órbitas das luas, forçando-as a se afastarem cada vez mais do planeta.

• Io, Europa e Ganimedes estão travados entre si por forças de maré, numa ressonância orbital de 1:2:4, e suas órbitas evoluem conjuntamente. Calisto, da mesma forma, é quase parte desse processo. Daqui a algumas centenas de milhões de anos, Calisto também será capturado, orbitando à razão de duas vezes o período de Ganimedes e oito vezes o período de Io.

• Os nomes dos satélites de Júpiter são figuras mitológicas que participam da vida de Zeus (principalmente suas amantes).

     	  Distância    Raio    Massa
Satélite   (000 km)    (km)     (kg)  Descobridor  Data
---------  --------  ------  -------  ----------  -----
Metis           128      20  9.56e16  Synnott      1979
Adrastéia       129      10  1.91e16  Jewitt       1979
Amaltéia        181      98  7.17e18  Barnard      1892
Febe            222      50  7.77e17  Synnott      1979
Io              422    1815  8.94e22  Galileu      1610
Europa          671    1569  4.80e22  Galileu      1610
Ganimedes      1070    2631  1.48e23  Galileu      1610
Calisto        1883    2400  1.08e23  Galileu      1610
Leda          11094       8  5.68e15  Kowal        1974
Himalia       11480      93  9.56e18  Perrine      1904
Lisitéia      11720      18  7.77e16  Nicholson    1938
Elara         11737      38  7.77e17  Perrine      1905
Ananque       21200      15  3.82e16  Nicholson    1951
Carme         22600      20  9.56e16  Nicholson    1938
Pasiféia      23500      25  1.91e17  Melotte      1908
Sinope        23700      18  7.77e16  Nicholson    1914

Os Anéis de Júpiter

          Distância  Largura  Massa
Anel       (km)        (km)   (kg)
----      --------   -----  ------
Halo      100000     22800   ?
Main      122800      6400  1e13
Gossamer  129200    850000   ?

Mais sobre Júpiter e seus satélites

• ASU
• LANL
• JPL
• RPIF
• RGO
• NSSDC
• NASA Spacelink
• Resumo Científico: Voyager em Júpiter
• Passagem da Ulisses por Júpiter
• Sistema de anéis de Júpiter
• Eventos de Júpiter (TAMU)
• Notas de aula , Dr. Cain
• Tabelas de Nomenclatura de Termos Jupiterianos

Questões Abertas

• A sonda atmosférica Galileu fornecerá nossas primeiras medições diretas da atmosfera de Júpiter. A partir dessas informações, teremos uma melhor idéia de sua composição química.

• Os ventos zonais estendem-se até o interior do planeta ou são apenas fenômenos de superfície?

• Why is the GRS so persistent? There are actually several theoretical models that seem to work. We need more data to decide between them.

• Como podemos obter mais informações diretas sobre o interior? Podemos produzir hidrogênio metálico líquido em laboratório?

• Por que os anéis de Júpiter são tão escuros, enquanto que os de Saturno são tão brilhantes?

Expresso para Io