Júpiter
Es el mayor planeta del Sistema Solar, el quinto más alejado del Sol, y el primero de los llamados externos. Dista del astro rey una media de 777.868.000 Km.
Se trata de una inmensa bola de gas, 1.317 veces más
voluminosa que la tierra, con un diámetro medio de 146.600 km, algo
más de diez veces el terrestre (11,2). Su masa es unas 318 veces la de nuestro
planeta, mietras que la densidad media del planeta, resulta ser de apenas 1,3
gr/cm
Completa su órbita casi circular (excentricidad 0,05) y con una inclinación de 1,3 grados en 11,86 años y posee un movimiento de rotación anómalo, pues la zona ecuatorial tarda 10 horas en dar una vuelta completa miestras que el resto del planeta invierte unos 5 minutos más. Esta rápida rotación produce un achatamiento de los polos y el engrosamiento de la zona ecuatorial, por lo que su forma dista de ser una esfera perfecta para aproximarse a la de un elipsoide.
Se cree que encierra un pequeño núcleo sólido de silicatos de hierro rodeado por una capa de hidrógeno con consistencia metálica. La capa siguiente está formada por hidrógeno líquido y las capas exteriores por nubes de hidrógeno y helio en estado gaseoso. En la parte alta de la capa de nubes la temperatura es de unos -150
°C pero conforme nos internamos hacia el planeta dicha temperatura aumenta alcanzando 30.000 °C en el centro.Exceptuando al Sol y a la Luna, suele ser el objeto más brillante del firmamento (cuando venus esta lejano a la Tierra). Al contrario que Venus, que solo puede verse durante unas horas, Júpiter permanece toda la noche en el firmamento. Con un pequeño telescopio aparece como recortado horizontalmente en zonas claras y en franjas oscuras blancas, amarillas y marrones cuyo aspecto cambia constantemente. Las turbulencias y violentos vientos que perturban constantemente la capa de nubes, modelan la forma de esta continuamente y tienen su mayor exponente en la llamada "Gran Mancha Roja" del hemisferio sur. Esta mancha es un gigantesco torbellino ciclónico que mide 26.200 Km de largo y 13.800 Km de ancho.
La atmósfera de Júpiter.
Todos los astrónomos que han observado a Júpiter a través del telescopio han comprobado como su aspecto cambia con el tiempo. En realidad, lo que ven es la atmósfera, la capa de gases que rodea el planeta, que no tiene una rotación uniforme y se ve sometida a fuertes corrientes atmosféricas que reflejan los diferentes períodos de rotación en las distintas latitudes. Las nubes blanquecinas de esta capa están formadas por cristales de amoniaco en suspensión. Esta capa está a una temperatura de -120 °C y tienen una presión mitad de la terrestre al nivel del mar.
Más abajo y a una presión equivalente al doble de la atmosférica al nivel del mar en la tierra, se formarían nubes de hidrosulfuro de amonio, con otros compuestos orgánicos que les darían la coloración característica que presentan. Las capas superiores de estas nubes tienen una temperatura de -50 °C. A través de agujeros en esta capa de nubes, la exploración infrarroja ha medido las temperaturas existentes en las capas inmediatamente debajo, que resultan ser de 17 °C. En estas zonas podrían producirse moléculas orgánicas, similares a los componentes básicos, para la formación de los primeros ladrillos de la vida.
Las observaciones espectroscópicas, realizadas entre 1930 y 1960, perfeccionadas por la exploración infrarroja de las sondas espaciales Voyager y después por la sonda Galileo, indican que la atmósfera de Júpiter es una densa capa de nubes, con un espesor de más de 1.000 km, constituida por un 87 % de hidrógeno, un 11% de helio y un 1% de distintos componentes (amoníaco, metano, etano, vapor de agua, acetileno, fosfamina, ácido cianhídrico, monóxido de carbono, etc.).
En cuanto a su aspecto, presenta unas bandas,
alternativamente oscuras (cinturones) y claras (zonas), distribuidas paralelamente al
ecuador y que giran en sentidos opuestos. Estas bandas apuntan hacia sistemas
circulatorios de un ciclo convectivo. Las zonas claras son más altas y
frías, representan las regiones donde se eleva la materia caliente. Los
cinturones oscuros,cálidos y bajos, constituyen las fosas en las que se deposita
la materia ya enfriada. 
Aparte de esta circulación vertical, la característica
más notable de la meteorología de Júpiter es la
circulación horizontal de su atmósfera, una distribución alternante
de vientos del Este y del Oeste. Este tipo de circulación ha podido generar
vórtices permanentes que podrían aumentar de tamaño al unirse
varios, manteniéndose estables al atrapar a otros más pequeños.
Tales estructuras atmosféricas, que asemejan manchas, se denominan
genéricamente óvalos de larga vida, cuyo mejor ejemplo es la Gran
Mancha Roja.
La Mancha Roja gira en sentido retrógrado entre una corriente que va del Este al Norte de ella, y otra del Oeste al Sur de la Mancha. Este gran remolino tiene una extensión de unos 25.000 km y ha sido observado de forma continuada durante tres siglos. La Gran Mancha Roja posee una cierta movilidad, avanza hacia el Oeste del planeta a unos metros por segundo, mientras que los vientos que la rodean llegan a alcanzar velocidades de cien metros por segundo; cambia de color lentamente, a veces es roja oscura y otras tan pálida, que resulta complicado distinguirla con el telescopio. Resulta difícil explicar la estabilidad de esta gran estructura en una atmósfera tan mezclada. Además de la Gran Mancha Roja, Júpiter tiene varios óvalos blancos.
El interior de Júpiter.
A causa de su baja densidad, Júpiter debe de ser rico en materiales más ligeros que los abundantes silicatos terrestres y los metales, probablemente los mismos elementos que son tan abundantes en su atmósfera, hidrógeno molecular y helio, en una proporción del 90 % de hidrógeno, por un 10% de helio. Tendría por lo tanto una composición similar al Sol.
Estos dos elementos son los más simples y abundantes en el Universo, en el Sol y otras estrellas. Júpiter puede haberse formado como consecuencia directa de la condensación del material de la nebulosa primigenia que dio lugar al Sol y a otros planetas hace 4600 millones de años.
Al contrario que los planetas interiores o terrestres, Júpiter no debe de tener una superficie definida. Al descender por debajo de la capas de nubes, la presión y los gases se hacen paulatinamente mayores hasta alcanzar presiones enormes. Si el hidrógeno y el helio que forman el planeta estuviesen suficientemente fríos, éstos se licuarían por efecto de la presión, pero no debe existir una superficie neta que marque la transición entre las fases gaseosas y liquidas del planeta, sino que la transición entre gases sobrecomprimidos y gases licuados se realiza de una manera suave, en la que conviven ambas fases. La capa de hidrógeno líquido, extendería hasta 20.000 km de profundidad.
A profundidades de más de 20.000 km de la capa de nubes, donde las presiones alcanzan más de 2.000.000 de atmósferas, los átomos de hidrógeno se ven sometidos a tal presión que se rompen, liberando a su único electrón. Los protones de su núcleo formarían una sustancia de propiedades similares a un metal, algo que ha venido a llamarse hidrógeno metálico.
El hidrógeno metálico se comportaría como un líquido muy buen conductor de la electricidad. Este líquido, en rápida rotación debido al efecto dinamo, genera un potente campo magnético que alcanza intensidades 14 veces superior al terrestre. El campo magnético está más o menos alineado con el eje de rotación del planeta, al igual que en la Tierra, sin embargo, su polaridad es opuesta, de manera que una brújula terrestre el norte sería señalado como sur. Este campo magnético es el responsable de los intensos cinturones de radiación que rodean al planeta.
Más en profundidad estaría el núcleo del planeta, que sólo ocuparía un 1% de su volumen, formado por materiales rocosos pesados, posiblemente de hierro y silicatos, aunque no se puede aventurar cuales serían las características de estos materiales cuando deben verse sometidos a presiones de más de 2.000.000 de atmósferas y de 30.000 °C en su centro.
Mediciones precisas, han revelado que Júpiter emite 1,6 veces más energía que la que recibe del Sol. En consecuencia, existe una importante fuente de energía interna, de la queda descartada la fusión nuclear, ya que Júpiter para ello necesitaría tener una masa aproximadamente 100 veces más grande,para poder iniciar reacciones de fisión similares a las del Sol y las estrellas. El origen de esta fuente radica, seguramente, en la contracción y diferenciación gravitacional del planeta. Sería un excedente de la energía potencial de los materiales que formaron el planeta.
La existencia de un flujo de energía que procede del interior, significa que su interior debe de estar caliente. Los modelos teóricos realizados al efecto y los experimentos en laboratorios terrestres, predicen que a una profundidad de 100 km debajo de la capa superior de nubes la temperatura debe ser del orden de 400 ° K (127 °C), alcanzando los 1.200 ° K a la profundidad de 500 km.
Los Satélites de Júpiter.
Hasta ahora se han descubierto dieciséis satélites de Júpiter, cuatro pequeños y cuatro grandes internos y dos grupos de cuatro pequeños externos. Por orden de cercanía al planeta son:
| Pequeños internos | Grandes internos | Grupo externo 1 | Grupo externo 2
| Metis (40)
| Io (3.627)
| Leda (15)
| Ananke (31)
| Andrastea (24)
| Europa (3.154)
| Himalaia (185)
| Carme (40)
| Amalthea (170)
| Gaminedes (5.255)
| Lysithea (35)
| Pasiphae (50)
| Thebe (80)
| Calisto (4.797)
| Elara (76)
| Sinope (35)
| |
Los cuatro satélites grandes, descubiertos por
Galileo Galilei en 1610 con su famoso telescopio y llamados por ello galileanos, poseen
el tamaño de pequeños planetas. Io y Europa son tan grandes como
nuestra Luna; Gaminedes es mayor que Mercurio y Calisto es tan grande como dicho
planeta.
La enorme masa de Júpiter hace que su influencia se extienda por gran parte del Sistema Solar; su fuerza gravitatoria es capaz de cambiar el rumbo de cometas y asteroides que se desplazan alrededor del Sol y su campo magnético llega a veces a influenciar a Saturno. Júpiter tiene tantos objetos bajo su influencia que parece un Sistema Solar dentro de otro Sistema Solar salvo porque el planeta no es lo suficientemente grande para producir reacciones nucleares. La similitud llega a tanto que, al igual que los planetas interiores, los satélites interiores de Júpiter son de naturaleza rocosa, mientras que los exteriores son gaseosos. Los satélites galileanos giran en órbitas casi perfectamente circulares situadas en el plano ecuador del planeta.
Ío,
a una distancia de 423.000 km, el más cercano a
su superficie de Júpiter es de naturaleza rocosa similar
a Mercurio. Tiene una coloración que va desde el amarillo al
marrón oscuro con manchas blanquecinas. Es el objeto de sistema Solar con
un vulcanismo más activo, con numerosos volcanes en
actividad.
Europa
, con un diámetros de 3.138 km, es muy
similar a nuestra Luna. Su superficie es lisa como una bola de billar. Su superficie
está cubierta por una capa de Hielo de unos 200 km de espesor. Tiene una
densidad de 3,04 g./cm3.
Ganimedes,
con 5.262 km de diámetro es el satélite
más grande del sistema solar. Si girase alrededor del Sol estaría
considerado un planeta. Tiene una densidad de 1,9 g./cm3, más baja que los
dos anteriores. Tiene un aspecto marrón claro con manchas claras y oscuras.
Calixto,
tiene un diámetro de 4.800 km y una densidad
de 1,8 g/cm3. Es un mundo formado por hielos y materiales rocosos, cubierto por
brillantes cráteres de impacto de hasta 100 km de diámetro.
Excluyendo los satélites galileanos, el resto son mucho más pequeñas, con diámetros que van desde 8 a 100 km y que han sido estudiados más superficialmente. Estos satélites se encuentran lo bastante alejados para no verse afectados por las "mareas" o deformaciones efecto de la atracción gravitatoria del gran Júpiter. Se especula que no están trabados gravitatoriamente y que por lo tanto no presentan siempre la misma cara a Júpiter. El aspecto físico de estos satélites, es obscuro, con superficies y tamaños similares a los asteroides, por lo que se no son nativos de Júpiter, sino que se trata de cuerpos atrapados en su órbita.
Los ocho satélites externos, cuatro interiores, Leda, Himalia, Listetea y Elara, que están agrupados a una distancia cercana a los 12 millones de kilómetros; se mueven en órbitas bastante próximas entre sí e inclinadas alrededor de 27 grados con respecto al ecuador de Júpiter. La rotación es directa, o sea, en sentido contrario a las agujas del reloj, visto desde el polo norte, y que es lo más frecuente y considerado normal en el Sistema Solar.
Por el contrario, los otros cuatro más exteriores, Annanke, Carme, Pasipae y Sinope, situados aproximadamente al doble de distancia, a unos 23 millones de kilómetros del centro, se mueven en dirección retrógradas, en el sentido de las agujas del reloj. Sus órbitas están inclinadas un ángulo de unos 53 grados respecto al ecuador de Júpiter, y son bastante excéntricas, especialmente en el caso de Pasifae que llega a alejarse hasta 35 millones de kilómetros del planeta.
Se especula que estos cuatro satélites al igual que los otros cuatro interiores son el producto de la ruptura por la propia fuerza de atracción de un asteroide helado de tamaño mayor durante el acto de captura.
Los anillos de Júpiter.
Las sondas Voyager I y II descubrieron un débil sistema
de anillos que había sido imperceptible desde la Tierra. Los anillos están
formados por una capa finísima de polvo de color oscuro y rojizo, de 10 micras
de tamaño (similar al del humo del tabaco), que se alza desde la capa externa de
la atmósfera hasta una altitud de unos 53.000 km por encima de las nubes
más altas del planeta en las proximidades de la órbita de Metis.El
material que forman los anillos cae lentamente atraído por Júpiter, sin
embargo, la masa de los anillos se mantiene, por lo que debe de haber una fuente de
materia que repone el material perdido. Se piensa que ésta, posiblemente
silicatos, procede del bombardeo y destrucción por micrometeoritos de
minúsculos satélites que orbitan entre la materia del anillo. El
satélite Metis podría se asimismo una fuente de polvo.
El anillo principal tiene un espesor de tan solo 30 km, rodeado por un halo, de muy baja densidad de partículas y cuyo espesor aumenta en dirección al planeta, y una capa más extensa de polvo casi imperceptible.
La sonda Galileo.
La necesidad por parte de la comunidad científica de contar con datos más precisos acerca de la atmósfera de Júpiter que ayudasen a comprender muchas de sus incógnitas motivó a la NASA a enviar a la sonda Galileo, lanzada en 1989. El objetivo de la sonda fue introducirse en su atmósfera y medir las temperatura presión, velocidades de los vientos, densidades y composición de la atmósfera.
Los resultados iniciales mostraron que las densidades y presiones encontradas en las capas altas de la atmósfera son más altas de las esperadas. Descubrió un nuevo cinturón magnético situado entre las capas más altas de la atmósfera y los anillos de Júpiter, casi diez veces más intensos que los cinturones Van Allen de la Tierra.
La sonda envió numerosos datos que en estos momentos son objeto de cuidadoso estudio e interpretación.
El impacto del cometa Shoemaker.
Un acontecimiento bien aprovechado por la comunidad científica fue el impacto de fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9 (SL9) en la superficie de Júpiter en julio de 1994. El cometa que dos años antes se había fragmentado en 22 trozos se precipitó en la superficie de Júpiter en una cadencia de un impacto cada seis horas. La sonda Galileo fue un espectador especial que tenía una posición preferente para observar los impactos, algunos de los cuales especialmente intensos fueron también observados desde la Tierra. Los científicos calculan que antes de su fragmentación el cometa tenía entre 3 y 9 kilómetros de diámetro, era una cometa pequeño que hubiese pasado desapercibido de no ser por la fragmentación. El fragmento mayor se precipitó en la superficie de Júpiter el 20 de julio.
De la observación de la agitación de la atmósfera de Júpiter por los trozos del cometa, y las expulsiones de gases provocadas, observadas de cerca por la sonda Galileo y de lejos por el telescopio Hubble, se esperan obtener datos, inaccesibles en otras circunstancias.
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