Planeta Júpiter

Quinto planeta desde el Sol, y el mayor del Sistema Solar. Recibió el nombre del rey de los dioses de la mitología romana. Júpiter es 1.400 veces más voluminoso que la Tierra, pero su masa es sólo 318 veces la de nuestro planeta. La densidad media de Júpiter es una cuarta parte de la densidad de la Tierra, lo que indica que este planeta gigante debe estar compuesto de gases más que de metales y rocas como la Tierra y otros planetas interiores.

La representación de este artista muestra la nave espacial Juno de la NASA haciendo uno de sus pasos cercanos sobre Júpiter

• Fuente:

NASA/JPL-Caltech

Imagen de Júpiter y Ganímedes (usando filtro de color)

Su rápida rotación produce un engrosamiento ecuatorial que se aprecia cuando se mira el planeta a través de un telescopio. La rotación no es uniforme. Las bandas que se ven en Júpiter se deben a la presencia de fuertes corrientes atmosféricas que reflejan los diferentes períodos de rotación en las distintas latitudes. Estas bandas se aprecian más debido a las tonalidades pastel de las nubes. Este colorido se observa también en la llamada Gran Mancha Roja, un ciclón gigantesco de forma oval con matices que varían desde el rojo ladrillo hasta el rosa. Los colores proceden de rastros de compuestos formados por la luz ultravioleta, las tormentas y el calor. Algunos de estos compuestos pueden ser similares a los de las moléculas orgánicas que se desarrollaron en la Tierra como preludio del origen de la vida.

Datos de Júpiter

Principales datos del planeta

Composición, estructura y campo magnético

El conocimiento científico de Júpiter se enriqueció mucho en 1.979 a partir de los satisfactorios lanzamientos realizados por la NASA de las sondas espaciales Voyager 1 y Voyager 2. Las observaciones espectroscópicas llevadas a cabo desde la Tierra habían demostrado que la mayor parte de la atmósfera de Júpiter estaba compuesta de hidrógeno molecular, H₂. Los estudios de infrarrojos de la sonda espacial Voyager indicaron que el 87 % de la atmósfera de Júpiter estaba compuesta de H₂, y que el helio, He, formaba la mayor parte del 13 % restante. Por la baja densidad observada se deduce que el interior de Júpiter ha de tener, esencialmente, la misma composición que la atmósfera. Por lo tanto, en apariencia, este inmenso mundo está compuesto de los dos elementos más ligeros y más abundantes del Universo, una composición similar a la del Sol y a la de otras estrellas. En consecuencia, Júpiter puede corresponder a una condensación directa de una parte de la nebulosa solar primordial, la gran nube de gas y polvo interestelar a partir de la que se formó todo el Sistema Solar hace unos 4.700 millones de años.

Imagen de Júpiter. Por Voyager 1(usando filtro de color)

Los científicos también recogieron una gran cantidad de información sobre Júpiter cuando los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9 se estrellaron contra el planeta en julio de 1.994. Las colisiones agitaron la atmósfera de Júpiter, calentando los gases interiores hasta la incandescencia y sacándolos a la superficie. Los astrónomos capturaron imágenes detalladas de estos gases desde telescopios situados en la Tierra y en el espacio. Utilizaron espectroscopios para el análisis de los gases con el fin de verificar y ampliar sus conocimientos sobre la composición de la atmósfera del planeta.

Júpiter emite más o menos el doble de energía que la que recibe del Sol. La fuente de ésta energía es aparentemente una lenta contracción gravitacional de todo el planeta. Júpiter tendría que ser 100 veces mayor para que su masa pudiera iniciar reacciones nucleares como las que tienen lugar en el Sol y las estrellas.

La atmósfera turbulenta y con muchos tipos de nubes de Júpiter es, por tanto, fría. Con gran abundancia de hidrógeno, predominan las moléculas que contienen este elemento, como el metano, el amoníaco y el agua. Las fluctuaciones periódicas de temperatura en la atmósfera superior de Júpiter revelan una pauta en el cambio de los vientos como la de la región ecuatorial de la estratosfera terrestre. Las fotografías con cambios secuenciales de las nubes jovianas sugieren el nacimiento y deterioro de gigantescos sistemas tormentosos ciclónicos. En octubre de 1.998 se detectó un gran "óvalo blanco" al noroeste de la Gran Mancha Roja; se identificó como una tormenta gigantesca (del tamaño de nuestro planeta) formada probablemente por la fusión de otras dos.

El amoníaco se congela a las bajas temperaturas de la atmósfera superior (-125 °C) formando las nubes blancas de cirros que se ven en muchas fotografías del planeta transmitidas por la sonda espacial Voyager. El hidrosulfuro de amonio se puede condensar a niveles más bajos. Las nubes de ésta sustancia, coloreadas por otros compuestos, pueden contribuir a la capa de nubes oscuras que se extiende por el planeta. La temperatura en la parte superior de estas nubes es de -50 °C y la presión atmosférica es alrededor del doble de la presión atmosférica de la Tierra a nivel del mar. A través de agujeros en ésta capa de nubes se escapa la radiación de una región en donde se alcanzan temperaturas de 17 °C. Mediante radiotelescopios sensibles a la radiación que atraviesa las nubes se ha detectado que la temperatura aumenta al descender hacia las capas más profundas.

Aunque sólo se puede ver directamente la parte más externa de Júpiter, los cálculos muestran que la temperatura y la presión aumentan hacia el interior del planeta. La presión alcanza valores en los que el hidrógeno se licúa y después adopta un estado metálico altamente transmisor. El análisis de las señales de radio enviadas por las sondas espaciales indican que en el centro puede existir un núcleo de material rocoso o metálico parecido al de la Tierra.

En la profundidad de estas capas se genera el campo magnético joviano. En la superficie de Júpiter este campo es 14 veces más fuerte que el de la Tierra. Su polaridad es opuesta a la de la Tierra, de forma que una brújula terrestre que se trasladara a Júpiter apuntaría al Sur. El campo magnético es el responsable de que enormes cinturones de radiación de partículas cargadas retenidas rodeen el planeta a una distancia de 10 millones de kilómetros.

Satélites y anillos de Júpiter

Hasta el momento se han descubierto dieciséis satélites de Júpiter. En 1.610, Galileo Galilei descubrió los cuatro mayores. Fueron recibiendo los nombres de los amantes mitológicos de Júpiter (o Zeus en el panteón griego): Ío, Europa, Ganimedes y Calisto. Esta tradición se ha seguido para denominar los demás satélites o lunas. Observaciones más recientes han demostrado que las densidades medias de las lunas mayores siguen la tendencia aparente del propio Sistema Solar. Ío y Europa, cercanos a Júpiter, son densos y rocosos como los planetas interiores. Ganimedes y Calisto, que se encuentran a más distancia, están compuestos principalmente de hielo de agua y tienen densidades más bajas. Durante la formación de satélites y planetas, su proximidad al cuerpo central (el Sol o Júpiter) evita, claramente, que se condensen las sustancias más volátiles.

Calisto es casi tan grande como Mercurio, y Ganimedes es mayor que Mercurio. Si describieran sus órbitas alrededor del Sol serían considerados planetas. Las cortezas heladas de estos dos cuerpos están marcadas por numerosos cráteres, las marcas de un antiguo bombardeo, probablemente del núcleo de un cometa, similar al bombardeo de asteroides que dejó señales en la Luna de la Tierra. Por el contrario, la superficie de Europa es muy lisa. Está cubierta por una capa de hielo (que puede que cubra una zona global de agua) que emergió del interior del satélite después del bombardeo meteorítico primordial. Una intrincada red de estrías poco profundas se extiende por la superficie de hielo.

Un equipo de astrónomos de la Universidad John Hopkins (EEUU) descubrió recientemente que Ganimedes tiene una atmósfera de oxígeno muy tenue, con una presión comparable a la de la atmósfera terrestre a una altura de unos 400 kilómetros. Antes de este descubrimiento, estos mismos científicos habían detectado también un tenue velo de oxígeno alrededor de Europa.

El satélite más notable es, sin duda, Ío. Su superficie presenta grandes contrastes: del amarillento al castaño oscuro y áreas blancas con manchas negras. Ío es sacudido por un vulcanismo impulsado por la dispersión de la energía del interior del satélite. Diez volcanes estaban en erupción durante los vuelos espaciales del Voyager en 1.979 y, desde entonces, se han detectado otras erupciones. Los orificios emiten dióxido de azufre (SO₂), y éste se condensa en la superficie formando una atmósfera local y transitoria. Las regiones blancas son SO₂ sólido; las otras marcas están producidas, presumiblemente, por otros compuestos de azufre.

Las restantes lunas son mucho más pequeñas y se han estudiado menos que estos cuatro satélites, aunque en 1.998 la sonda espacial Galileo (en órbita alrededor de Júpiter desde diciembre de 1.995) envió imágenes de las cuatro lunas más próximas al planeta: Metis, Adrastea, Amaltea y Tebe. Presentan superficies oscuras, de color rojizo y de composición indeterminada; además, aparecen cubiertas de cráteres.

También cerca del planeta, la nave espacial Voyager descubrió ya en 1.979 un débil sistema de anillos. Las imágenes del Voyager revelaron dos anillos: uno principal, plano, y otro interior (el halo) con forma de nube. Una de las imágenes parecía mostrar un tercer anillo, exterior y muy tenue. En septiembre de 1.998, la sonda Galileo confirmó la existencia de este tercer anillo que, en realidad, resultó ser doble (uno dentro de otro). Además, los datos enviados por ésta sonda indican que el sistema de anillos se formó a partir de enormes cantidades de polvo producidas por el choque de meteoritos con las lunas interiores de Júpiter. Las órbitas del anillo principal y de los anillos exteriores corresponden a las de las lunas que los alimentan de polvo. El material del anillo principal proviene de Metis y Adrastea, mientras que los anillos exteriores están formados por materiales de Amaltea y Tebe.

Imagen de Júpiter e Io. Por el Hubble Space Telescope.

Bibliografía:

• "Física". Robert Resnick, David Holliday. México.
• Sistema Solar Básico
• NSSDC Photo Gallery
• "Enciclopedia Microsoft ^® Encarta ^® 2.000"

Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina