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Júpiter - Planeta Rei

Para os romanos era a divindade suprema, e o seu equivalente grego era Zeus. Para o Sistema Solar é o planeta supremo, já que é o maior de todos no nosso bairro.

O quinto planeta do nosso Sistema Solar, além de ser o maior, mais maciço é também o que está melhor estudado, a par de Marte, visto ter sido o mais visitado dos gigantes gasosos. De facto, Júpiter é o único dos Gigantes a ter sido visitado por 2 naves ao mesmo tempo (Galileo e Cassini/Huygens) e ao todo recebeu a visita de 6 naves! Uma autêntica flotilha espacial! É óbvio que não foram todas ao mesmo tempo... :)

De facto sabe-se muita coisa sobre este planeta e sobre as suas luas. Algumas até podem ter condições para albergar vida...

Com as suas várias luas e o seu sistema de anéis, Júpiter é como um pequeno sistema solar por si só. Começa por ser o maior e mais maciço planeta do Sistema Solar e, em composição, é semelhante a uma estrela. Fosse Júpiter um pouco mais maciço, na ordem das 50 a 100 vezes mais, e haveria condições para o seu hidrogénio começar a fundir-se e então Júpiter seria uma estrela. Ainda assim, a sua massa é igual à de 318 "Terras" (em quilos dá 1 900 000 000 000 000 000 000 000 000 kg) e é 2 vezes mais maciço que todos os outros 8 planetas juntos.

Orbita o Sol a 778 330 000 km, ou seja 5.20 UA tem um diâmetro de 142 984 km no equador. É composto maioritariamente por Hidrogénio (H) e Hélio (He), na proporção de 90% H e 10% He se estivermos a falar do número de átomos. Em termos de massa, a distribuição já é de 75% H e 25% He, visto os átomos de Hélio serem mais pesados que os de Hidrogénio.

Sendo o 4 objecto mais brilhante no céu, a seguir ao Sol, Lua e Vénus, já é conhecido deste a pré-história, mas a 7 de Janeiro de 1610, Galileu Galilei, no seu jardim em Pádua, observava o céu e ficou surpreendido por ter visto 4 "estrelas" perto de Júpiter... Ele havia descoberto as 4 maiores luas de Júpiter, Io, Europa, Ganimedes e Calisto hoje conhecidas por luas galileanas. Esta descoberta foi importante, pois tratou-se também da descoberta do primeiro centro de movimento aparentemente não centrado na Terra. A teoria heliocêntrica do Universo de Copérnico ganhava assim uns pontos extra, mas o apoio dado por Galileu a essa mesma teoria acabou por lhe valer sarilhos com a Inquisição.

Desde que em 1973 a Pioneer 10 fez o seu "fly-by" histórico, outras naves a seguiram. A Pioneer 11 primeiro, depois as Voyager 1 e Voyager 2 fizeram as suas passagens, a Ulysses e mais recentemente, a Galileo que passou vários anos em órbita do planeta e ainda a Cassini/Huygens, que fez um "fly-by" a caminho de Saturno.

Devido principalmente ao facto de Júpiter já ter sido visitado por tantas naves, hoje sabemos imensas coisas sobre o rei dos planetas. Galileo nem nos seus sonhos mais rebuscados, imaginava que houvesse tanto para saber sobre um único planeta. Ainda assim, há muito para se descobrir sobre Júpiter e o seu sistema planetário. As últimas três décadas foram realmente muito produtivas no conhecimento do gigante gasoso. Para começar a contagem das luas jovianas (de Jove = Júpiter) já vem em 63! Nem todas têm nomes e grande parte delas, principalmente as mais exteriores serão provavelmente asteróides capturados pela imensa gravidade do planeta. Mas sabemos mais. Cada uma das 4 maiores luas será discutida isoladamente, mas deixo aqui algumas informações. Io é simplesmente o corpo do Sistema Solar mais vulcanicamente activo na actualidade. Ganimedes é a maior lua planetária e possui o seu próprio campo magnético! Europa é um candidato a albergar vida, já que possui um oceano liquido, provavelmente de água salgada, debaixo da sua crosta de gelo. Calisto poderá também ter um oceano liquido no seu interior.

O aspecto de Júpiter é muito característico. Quando se olha para Júpiter ao telescópio ou nas fotos obtidas pelas várias sondas que por lá andaram ou passaram, vemos uma superfície riscada. As riscas, ou bandas, são provocadas por fortes ventos na direcção Este - Oeste na atmosfera superior de Júpiter. Dentro destas cinturas, existem sistemas de tempestade que operam durante anos. A grande mancha vermelha, no hemisfério Sul do planeta, existe há já mais de 100 anos e, possivelmente, há mais que isso já que Galileu registou observações de características semelhantes há 4 séculos atrás. Esta Grande Mancha Vermelha, é tão grande que caberiam facilmente no seu diâmetro 3 "Terras".

Atmosfera e Interior

Relativamente ao interior de Júpiter, temos um problema... Se as várias camadas da atmosfera não oferecem grandes confusões, já em relação ao seu núcleo há divergências e poucas certezas. Os dados existentes não permitem afirmar com certeza se possui ou não um núcleo rochoso. Há quem diga que sim e há quem diga que não. Por isso, vou-me ficar pela opinião dos tipos da NASA/JPL e eles dizem que o núcleo de Júpiter, provavelmente não é sólido, mas sim um denso e quente liquido com a consistência de uma sopa espessa. Isto está de acordo com os que dizem que o núcleo de Júpiter é composto por rocha liquida. À profundidade do núcleo, a pressão pode andar à volta das 30 milhões de vezes a pressão na superfície da Terra.
Acima do núcleo, fica a maior parte do planeta, na forma de hidrogénio metálico líquido, uma forma exótica do elemento mais abundante no Universo. Este estado só é possível devido à imensa pressão a que se encontra o hidrogénio, que excede os 4 milhões de bars, no interior do planeta Júpiter e, também, do planeta Saturno . À pressão e à temperatura a que está sujeito neste nível da atmosfera de Júpiter, o hidrogénio é um liquido e não um gás e é semelhante ao que se encontra no interior do Sol, ou seja, consistindo em protões e electrões ionizados, mas a uma temperatura muito mais baixa que no astro rei. Este liquido é condutor e é a fonte do campo magnético de Júpiter. Esta camada também deverá conter algum hélio e restos de vários "gelos".

A camada mais exterior é composta principalmente de hidrogénio molecular, a forma normal de hidrogénio, e por hélio, que é liquido no interior e gasoso quando se aproxima do exterior. O que nós vemos nas imagens das sondas e nas oculares dos nossos telescópios, é apenas a ponta do iceberg, ou seja, a camada mais superficial desta espessa camada da atmosfera joviana e podemos encontrar aqui, também, pequenas quantidades de água, metano e dióxido de carbono.

Foram efectuadas experiências que revelaram que o hidrogénio não muda de fase subitamente, pelo que os interiores dos planetas jovianos, provavelmente tem várias fronteiras entre as suas várias camadas interiores.

Pensa-se que existam 3 camadas distintas de nuvens. Consistem em gelo de amónia, hidrosulfato de amónia e uma mistura de gelo e água. No entanto, os resultados da sonda de penetração atmosférica da Galileo apenas mostraram indicações leves de nuvens, já que um instrumento detectou a camada mais superficial e um outro poderá ter visto a segunda camada. Mas temos de ter em conta que o ponto de entrada da sonda não era comum. As observações telescópicas a partir da Terra e novas observações da Galileo (orbitador) dão a impressão de que o local de entrada da sonda poderia ser um dos mais quentes e menos povoado de nuvens local de Júpiter, naquela altura.

Os dados da sonda atmosférica, também indicam que existe muito menos água que o esperado. As expectativas eram que houvesse o dobro do oxigénio que o existente no Sol, que combinado com o hidrogénio existente "às carradas" faria água. Mas segundo esses dados, aparentemente a abundância de oxigénio é ainda menor do que no Sol.

Outro facto surpreendente foi a alta temperatura e densidade das camadas mais exteriores da atmosfera joviana.

Júpiter e os outros gigantes gasosos, têm ventos com grandes velocidades, que ficam confinados às bandas de latitude, sendo que em bandas adjacentes, os ventos sopram em direcções opostas.

A coloração das bandas que caracteriza o aspecto visual do planeta, é devida a ligeiras modificações da composição química das bandas e, também, às diferenças de temperatura nessas bandas. Às bandas com coloração mais clara, chamamos zonas e às que possuem coloração mais escura, chamamos cinturas .

Já se conhecem as bandas de Júpiter há bastante tempo, mas os complexos vórtices que existem nas regiões fronteiriças entre bandas, só foram vistos pela primeira vez pelas Voyager.

Os dados vindos da sonda atmosférica da Galileo, mostram que os ventos são ainda mais rápidos que o esperado, na ordem dos 643 km/h e continuavam a soprar pelo menos até às profundidades atingidas pela sonda, indicando que podem até manifestar-se até profundidades de centenas de quilómetros para o interior. É um local turbulento, a atmosfera de Júpiter. Estes dados também fornecem indicações de que os ventos atmosféricos de Júpiter são alimentados pelo calor interno do planeta, ao contrário dos da Terra, que são alimentados e potenciados pelo "inputs" energético do Sol.
As nuvens de Júpiter até são coloridas. E com cores vivas, que provavelmente resultam de subtis reacções químicas dos elementos de pequena abundância na atmosfera joviana, talvez envolvendo enxofre, cujos compostos podem assumir uma grande variedade de cores. Contudo, os detalhes e pormenores destes aspectos, continuam um enigma. E as cores variam consoante a altitude, sendo que temos nas nuvens mais altas tons vermelhos, seguidos por brancos e castanhas nos intermédios, e a altitudes mais baixas, os azuis, que podemos ver através de buracos nas camadas superiores.
Existe uma característica marcante na atmosfera joviana; é a rainha das perturbações atmosféricas e é chamada Grande Mancha Vermelha. Já é conhecida há mais de 300 anos. É uma tempestade oval, com 12 000 por 25 000 km, o que a torna suficientemente grande para engolir duas "Terras". As observações de infravermelhos e a direcção da sua rotação indicam-nos que é uma região de altas pressões, cujo topo está acima e é mais frio que as regiões circundantes. Já foram também identificadas estruturas destas em Saturno e Neptuno, não se sabendo quanto tempo pode durar este tipo de perturbação atmosférica.

O planeta irradia mais energia do que aquela que recebe do Sol. O seu interior é quente, com o núcleo a ser um sitio com a "agradável" temperatura de 20 000 Kelvin. O calor, à semelhança do que se passa em Saturno é gerado pelo mecanismo de Kelvin-Helmholtz, um efeito provocado pela própria compressão da gravidade do planeta. Não confundir com o calor gerado pelo Sol, devido a fusão nuclear, já que o interior de Júpiter, não aquece o suficiente para desencadear quaisquer reacções nucleares. Júpiter possui praticamente o diâmetro que um planeta gasoso pode ter. Se fosse mais maciço, ou seja se tivesse capturado mais material na sua formação, a gravidade seria capaz de comprimir o material de forma que o seu raio aumentaria apenas ligeiramente. Uma estrela só consegue ser maior porque a sua fonte de calor interna, a fusão nuclear, é muito mais poderosa. Para Júpiter se transformar em estrela, Júpiter teria de ser cerca de 80 vezes mais maciço que aquilo que é.

Provavelmente são criadas correntes de convecção nas camadas liquidas do interior do planeta e é também capaz de ser responsável pelos movimentos complexos que se podem ver nos topos das nuvens. Aspecto interessante é que Saturno e Neptuno possuem mecanismos iguais, mas estranhamente Urano não.

Campo Magnético

À medida que o planeta roda, é gerado um campo magnético enorme no seu interior liquido que é bom condutor de electricidade. Para se ter uma ideia mais precisa do tamanho do campo magnético de Júpiter, basta reparar no facto de se ter detectado que a cauda do mesmo, ou seja, a parte que é empurrada pelo vento solar, estende-se por mais de 650 milhões de quilómetros, o que significa que passa a órbita de Saturno, e como a magnetosfera de Júpiter não é esférica, apenas se estende uns "poucos" milhões de quilómetros em direcção ao Sol!!!

No interior da área em que as linhas de campo magnético vão de polo a polo, em torno do planeta, está a zona mais mortífera em termos de radiação de qualquer ambiente planetário. É uma zona para "fritar" tanto humanos como equipamento electrónico, devido à quantidade de partículas carregadas que lá se concentram.

Esta radiação é semelhante, mas com intensidade de longe muito superior, à que se pode encontrar nas cinturas de Van Allen, aqui na magnetosfera terrestre.

Uma das descobertas da sonda atmosférica da Galileo foi precisamente uma nova cintura de radiação intensa entre o anel de Júpiter e as camadas superiores da atmosfera do planeta. Só esta cintura é aproximadamente 10 vezes mais intensa que as cinturas de Van Allen da Terra e surpreendentemente, foi descoberto que esta cintura também continha iões de hélio altamente energéticos cuja origem é desconhecida.

Devido ao facto de a magnetosfera de Júpiter ser algo tão imensamente grande, as suas luas acabam por estar dentro dessa bolha magnética o que é, em parte, a causa do comportamento geológico de Io.

Anéis
Descobertos em 1979 pela Voyager 1, os anéis de Júpiter foram uma surpresa e só foram descobertos devido à insistência de dois dos engenheiros da missão em que após 1000 milhões de quilómetros viajados, valia a pena procurar, nem que fosse só de relance. Todos os outros acharam que as hipóteses eram praticamente nenhumas, mas afinal a insistência de 2 foi recompensada.

Ao contrário dos anéis de Saturno, os de Júpiter são escuros (com um albedo de cerca de 0.05) e são compostos de pequenos grãos de material rochoso, não apresentando partículas de gelo como os anéis de Saturno.

Um anel principal plano e um outro, chamado halo, com aspecto de nuvem, ambos compostos de pequenas e escuras partículas. Um terceiro anel, conhecido por "Anel Gossamer" devido à sua transparência, é na realidade composto por 3 anéis de detritos de 3 pequenas luas, de seu nome Amalteia, Tebe e Adrasteia.

Provavelmente as partículas que fazem a composição dos anéis jovianos, não ficam por lá muito tempo, devido ao atrito atmosférico e magnético, no entanto, este sistema de anéis parece ser alimentado e "reabastecido" pela poeira e pelos detritos originados por embates de meteoritos nas 4 pequenas luas de Júpiter. O anel principal, provavelmente, vem da pequena lua Métis.

Fast facts

Massa (kg)
1.900e+27
Massa (Terra = 1)
3.1794e+02
Raio equatorial (km)
71.492
Raio equatorial (Terra = 1)
1.1209e+01
Densidade média (gm/cm^3)
1.33
Distância média ao Sol (km)
778.330.000
Distância média ao Sol (Terra = 1)
5.2028
Período de rotação (dias)
0.41354
Período orbital (dias)
4332.71
Velocidade orbital média (km/seg)
13.07
Excentricidade orbital
0.0483
Inclinação do eixo (graus)
3.13
Inclinação orbital (graus)
1.308
Gravidade à superfície no equador(m/seg^2)
22.88
Velocidade de escape no equador (km/seg)
59.56
Albedo geométrico visual
0.52
Magnitude (Vo)
-2.70
Temperatura média das nuvens
-121°C
Pressão atmosférica (bars)
0.7
Composição atmosférica
- Hidrogénio
- Hélio
 
90%
10%

Júpiter foi alvo de praticamente todas as atenções em Julho de 1994. Foi quando o cometa Shoemaker-Levy 9 se espatifou contra a superfície do planeta . Foi um evento tão espectacular que até os telescópios dos amadores foram capazes de o ver claramente e os detritos foram vistos passado um ano pelo Hubble.

Júpiter pode ser visto facilmente no céu nocturno, devido ao seu brilho aparente.

Quando está visível brilha com uma coloração amarelada e muitas vezes a "estrela" mais brilhante do céu, unicamente perdendo para Vénus. Com um binóculo, podes facilmente ver as 4 luas galileanas e com um pequeno telescópio consegue-se ver facilmente as suas bandas mais proeminentes e a Grande Mancha Vermelha.

Existem vários sites na net que te podem ajudar a encontrar e a observar o rei dos planetas e podes recorrer aos mapas mais detalhados dos vários softwares planetários que existem por aí.

Fontes:
The nine Planets - http://seds.lpl.arizona.edu/nineplanets/nineplanets/jupiter.html
Solar Views - http://www.solarviews.com/portug/jupiter.htm
Solar System Exploration - http://sse.jpl.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jupiter
Windows to the universe - http://www.windows.ucar.edu/tour/link=/jupiter/jupiter.html&edu=high

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