Características físicas de Júpiter
Los modelos actuales de formación del Sistema Solar apuntan a que el planeta Júpiter se formó lejos de su posición actual. En lo que se conoce como la hipótesis de la Gran Migración, Júpiter emigró hacia el Sol y se estableció en su posición actual hace unos 4 mil millones de años. Se ha argumentado que esta migración podría haber producido la destrucción de planetas anteriores en nuestro Sistema Solar, lo que podría haber incluido Súper-Tierras más cercanas al Sol. Los científicos están reuniendo datos para validar esta teoría, que cuenta con una buena cantidad de adeptos.
Júpiter es el gigante del Sistema Solar. El planeta posee un diámetro medio ecuatorial de 142.984 Km, lo que equivale a 11,19 planetas Tierra. El planeta es algo achatado: sus radios ecuatoriales y polares son 71.492 Km y 66.854 Km, lo que hace una diferencia de 4.638 Km entre ambos (índice de aplanamiento = 0,06487). Los astrónomos han estimado la masa de Júpiter en 1,8983 x 1027 Kg, lo que equivale a 317,83 veces la masa de la Tierra. En volumen, Júpiter equivale a 1.321,33 veces el planeta Tierra.
Júpiter acumula el 60 % (exactamente 59,75 %) de la masa planetaria del Sistema Solar, lo que lo convierte en el segundo cuerpo de mayor influencia gravitatoria, después del Sol. Tal circunstancia convierte a Júpiter en un “barrendero” de pequeños objetos, atrayendo o desviando los mismos, y sirviendo de “guardián protector” de la vida en la Tierra. Recientemente, en el año 1994, se pudo observar una gran cantidad de impactos contra el planeta, producida por el cometa Shoemaker-Levy 9 (SL-9) los cuales comenzaron el 16 de julio y culminaron el 22 del mismo mes. Astrónomos en todo el mundo observaron y fotografiaron estos impactos. El cometa tuvo un acercamiento a Júpiter en el año de 1992, y las fuerzas de marea fragmentaron su núcleo en 23 partes, las cuales giraron en el espacio y se precipitaron al planeta, produciendo una cadena de “manchas oscuras” en el hemisferio sur de Júpiter.
Impactos en Júpiter del cometa C/Shoemaker-Levy 9. Julio de 1994.
Impactos del cometa Shoemaker-Levy 9 en Júpiter. Reporte: Ricardo Moreno, Jesús Guerrero. ALDA.
Izquierda: 01 agosto 1994. Derecha: 03 agosto 1994.
Posterior a este evento se han registrado varios impactos en Júpiter, pero de menor envergadura.
La densidad media del planeta es 1,326 g/cm3 (agua=1 g/cm3) y la aceleración de la gravedad en su superficie es de 24,79 m/s2 (Tierra = 9,807 m/s2). Su velocidad de escape es de 59,5 Km/s (Tierra = 11,19 Km/s) y la velocidad de rotación de un punto en el ecuador es de 45.000 Km/h.
Describir las características físicas del planeta, incluyendo la estructura interna que infieren los científicos posee Júpiter, es algo complicado, pues el planeta es un conglomerado de gases que se enrarecen a medida que se profundiza hacia su centro. En este sentido, es común describir composiciones internas y atmosféricas de manera indistinta.
La estructura estratificada que posee Júpiter, hasta el momento, es la siguiente:
1. La parte central del planeta está constituida por un núcleo, el cual se presume de naturaleza sólida. Se estima que tiene un radio de 18.000 Km con una masa equivalente entre 12 a 45 veces el planeta Tierra.
2. Después sigue una capa de hidrógeno y helio líquido metálico que se extiende hasta un radio de 54.000 Km.
3. Sigue una capa de interface de hidrógeno y helio líquido tiene un espesor de 18.000 Km.
4. Y se culmina en una atmosfera con vientos que se desplazan a alta velocidad.
Estructura interna de Júpiter.
Está compuesto principalmente por hidrógeno (86,1%) y helio (13,8%), los cuales se distribuyen en capas diferenciadas debido a la temperatura y presión que existe en cada una de ellas. Las capas de hidrógeno líquido metálico e hidrógeno y helio líquido, son compuestos de gases enrarecidos de protones y electrones ionizados, contenidos por efecto de la gravedad. El borde exterior de la estructura interna del planeta es hidrógeno molecular. La temperatura media de Júpiter se encuentra entre los –118 y –129 °C.
Uno de los grandes enigmas que se tiene sobre el interior de Júpiter es la existencia o no de un núcleo de naturaleza sólida en su centro. Las teorías de formación de planetas aceptadas hasta el momento sostienen esta teoría, ya que los astrónomos afirman que el planeta debe comenzar a existir a partir de un cuerpo con la suficiente gravedad para acretar gases y materia presentes en la nebulosa primigenia que dio origen al Sol.
En 1997, la existencia del centro fue sugerida por las medidas gravitatorias, indicando que el mismo tendría una masa entre 12 a 45 veces la masa de Tierra (aproximadamente 4% - 14% de la masa total de Júpiter). Sin embargo, es posible que este centro se haya reducido debido a su interacción con las corrientes de hidrógeno caliente, líquido y metálico, que se mezcla con la periferia del núcleo. Este centro, incluso, puede estar ahora ausente por la “erosión” generada por esa interacción. Pero, sostener la existencia o no de un núcleo sólido requiere de muchas mediciones in situ las cuales son el objetivo de la misión robótica Juno.
Esta misión, lanzada el 05 de agosto de 2011 desde el Centro Espacial Kennedy, tiene como misión estudiar la atmósfera de Júpiter, así como su estructura interna, lo que le aportará pistas importantes a los científicos para deducir su origen y evolución. La sonda arribó al planeta el 04 de julio de 2016, trazando una órbita elíptica polar que le permitirá zambullirse en las cercanías del planeta, evitando partes importantes de su magnetosfera.
Mientras realiza sus pases orbitales, la sonda Juno reunirá información sobre la gravedad, los campos magnéticos, la atmósfera y la composición de Júpiter. Se espera que esta información nos enseñe mucho sobre cómo se realiza la interacción entre el interior de Júpiter, su atmósfera y su magnetosfera, y por supuesto, se espera que proporcione datos concluyentes sobre la estructura interior del planeta.
Desde su arribo a Júpiter, la nave espacial Juno ha estado realizando maniobras de perijove, en una órbita elíptica alargada donde la sonda pasa primero por la región polar norte del planeta, se acerca a Júpiter y después va a la región polar sur de Júpiter, con un período de aproximadamente 53 días. La misión Juno fue extendida hasta el año 2021. Al concluir la misma, la sonda se desorbitará y se quemará en la atmósfera exterior de Júpiter.