Os planetas do sistema solar
Júpiter
Dados de Júpiter
A massa de Júpiter é duas vezes e meia a massa combinada de todos os outros corpos do sistema solar à excepção do Sol.
Júpiter é o maior planeta do sistema solar, e o primeiro dos gigantes gasosos. Tem um diâmetro 11 vezes maior que o diâmetro da Terra e uma massa 318 vezes superior. Tal como Marte, a melhor altura para o observar no céu é quando se encontra em oposição, quando a Terra fica entre Júpiter e o Sol. Demora quase 12 anos a completar uma órbita mas tem um período de rotação invulgarmente rápido: 9h 50m 28s sendo o planeta com a rotação mais rápida do sistema solar. No entanto, o astrónomo Gian Domenico Cassini descobriu em 1690 que as regiões do equador do planeta rodam ligeiramente mais devagar que as regiões polares. Junto aos pólos o período de rotação é aproximadamente 9h 55m 41s. Este facto sugere que Júpiter, ao contrário dos planetas terrestres que rodam como um corpo rígido, é maioritariamente líquido no seu interior. O que confirma também que a sua composição é muito diferente da composição dos planetas terrestres.
De facto, Júpiter formou-se nas regiões periféricas da nébula solar, onde as temperaturas eram mais baixas e onde havia grandes quantidades de hidrogénio e hélio disponíveis, assim como de gelos que persistiam nesta zona da nébula. Vários factos sugerem que Júpiter é principalmente constituído por aqueles elementos, como por exemplo a sua densidade média de 1326 kg/m3, cerca de 1/4 da densidade da Terra, indicando a presença dominante de átomos muito leves, como o hidrogénio e o hélio. No entanto, foi só nos anos 60 e 70 do séc. XX, com a primeira missão espacial que passou próximo do planeta, que se mediram espectros comprovativos da existência abundante daqueles elementos. Hoje sabemos que Júpiter é composto por 86.2% de moléculas H2, 13.6% de átomos de hélio (He) e 0.2% de metano, amónia, vapor de água e outros gases.
Júpiter tem uma atmosfera complexa e dinâmica, com padrões climáticos estáveis a grande escala e uma aparente estrutura em camadas que exibem diferentes cores. O mais conhecido e notável fenómeno desta atmosfera é a famosa mancha vermelha, figura anterior à esquerda, uma forte tempestade provocada, tal como as tempestades na Terra, pelo conflito de padrões climáticos que produzem ventos fortes e grande turbulência. Com ventos que chegam aos 500 km/h, tem dimensões típicas duas e três vezes o tamanho da Terra. No entanto, ao contrário do que acontece no nosso planeta, em que as tempestades se dissipam no relevo da superfície, a mancha vermelha existe pelo menos há 3 séculos, confirmando que a natureza do interior de Júpiter é bastante diferente da dos planetas terrestres.
Júpiter é um planeta com um interior quente, consequência da sua própria acção gravítica.
Júpiter será sempre um planeta difícil de estudar por causa das suas condições agrestes. Pensa-se que a sua atmosfera é composta por nuvens de gelo de amónia numa primeira camada, seguidas por nuvens de hidrosulfureto de amónio e finalmente por nuvens de água. As diferentes cores nas nuvens que observamos resultam da temperatura e portanto da profundidade a que se encontram: nuvens castanhas são as mais quentes, e portanto mais fundas, as nuvens brancas são as seguintes, e as vermelhas as mais altas, e mais frias. No entanto estas nuvens ocupam apenas os primeiros 100 km do interior do planeta. À medida que penetramos no seu interior a pressão aumenta assim como a temperatura. Júpiter, tal como os planetas terrestres, tem um núcleo sólido, denso, com oito vezes a massa da Terra embora devido à pressão de 70 milhões de atmosferas tenha um diâmetro de apenas 11000 km (mais pequeno que a Terra). A esta profundidade a temperatura é de 22000 K, ou 21726 ºC.
Um dos factos mais surpreendentes que se descobriu sobre Júpiter é que emite mais energia através de radiação infravermelha do que aquela que recebe da luz solar. Isto porque na altura da sua formação, há 4.6 milhões de anos, uma grande quantidade de energia gravitacional foi convertida em energia térmica, que ainda hoje mantém quente o seu interior. O calor libertado por este núcleo quente e o rápido movimento de rotação são os principais responsáveis pela forte dinâmica climática do planeta.
Júpiter tem um gigantesco campo magnético criado por hidrogénio metálico no seu interior
Já falámos das zonas mais exteriores de Júpiter e do seu núcleo, o que há no meio? As medições efectuadas mostram que Júpiter tem um campo magnético bastante forte, 14 vezes mais forte que o da Terra na zona do equador. No entanto sabe-se que Júpiter não tem, como a Terra tem, um interior de ferro líquido onde circulem as correntes eléctricas que geram o campo magnético terrestre. O seu interior contem, em vez de ferro, hidrogénio líquido. Mas, às elevadíssimas pressões do interior do planeta, os electrões dos átomos de hidrogénio são partilhados, comportando-se o líquido como um metal. De facto, as pressões no interior de Júpiter são tão elevadas que permitem que cada um dos electrões de cada átomo de hidrogénio (o átomo de hidrogénio só tem um electrão) possa saltar para outros átomos, comportando-se o líquido como um metal. Assim sendo, a rotação do planeta e a energia constantemente libertada do núcleo induzem correntes no hidrogénio líquido que dão origem a um campo magnético que chega a estender-se por milhões de quilómetros no espaço. Debaixo dos primeiros 75 km de nuvens, Júpiter tem 7000 km de uma mistura de hidrogénio e hélio no seu estado gasoso; na camada seguinte tem 56000 km de hidrogénio metálico líquido. O núcleo rochoso tem 11000 km de raio envolto numa camada de 3000 km de "gelo" líquido proveniente de cometas, figura da direita.
As Voyager 1 e 2 mostraram que Júpiter também possui anéis, tal como os outros gigantes gasosos. No entanto, se para observarmos os anéis de Saturno basta um telescópio amador uma vez que estes são constituídos principalmente por pequenos detritos de gelo que reflectem muito a luz, os anéis de Júpiter parecem-nos quase invisíveis, uma vez que são compostos por partículas rochosas de pequenas dimensões que reflectem muito pouco a luz. Julga-se que estes detritos são o resultado de colisões de meteoritos com os 4 satélites mais próximos do planeta.
Os satélites
Júpiter tem pelo menos 63 satélites identificados. Os 4 maiores, e mais importantes, são conhecidos como as luas galileanas, assim chamadas por terem sido descobertas por Galileu Galilei (1564-1642) quando observou Júpiter com um telescópio que ele próprio construiu. São elas: Io, Europa, Ganymede e Callisto. Historicamente, a descoberta destas luas constituiu uma das primeiras provas irrefutáveis que a Terra não estava no centro do Universo.
Io é a lua mais próxima de Júpiter. É o local com mais actividade vulcânica do sistema solar, alimentada ao longo da sua órbita excêntrica pelas enormes forças de maré devidas a Júpiter. As diferentes cores que vemos na imagem são do enxofre e dióxido de enxofre libertados nas erupções. A actividade vulcânica em Io é tão intensa, que num século liberta material suficiente para cobrir toda a sua superfície com a espessura de 1 metro. Io tem também um campo magnético próprio, gerado por correntes de lava no seu interior líquido.
Europa é o segundo satélite mais próximo de Júpiter e o corpo com menos relevo do sistema solar, a sua superfície está totalmente coberta com água gelada. As imagens não mostram crateras o que significa que a sua superfície é bastante recente: Europa é geologicamente activa, alimentada pela energia fornecida pelas forças de maré devidas a Júpiter.
Callisto é o mais afastado dos satélites galileanos de Júpiter. Ainda há muito para se saber sobre esta lua. Tem uma superfície com marcas de grandes crateras e todos os sinais indicam que não tem actividade geológica. No entanto, tem campo magnético o que deve significar que tem material líquido no seu interior. Tem ainda uma fina atmosfera de dióxido de carbono (CO2).
Ganimedes é a maior lua do sistema solar sendo mesmo maior que Mercúrio. Ao contrário de Europa e Io, são visíveis várias crateras, como na Lua da Terra, indicando que tem uma superfície antiga. Estas crateras são principalmente compostas de gelo em vez de rocha. No entanto, Ganimedes tem campo magnético próprio, o que sugere a presença de metais líquidos no seu interior, talvez como resultado de uma época em que, ocupando uma órbita mais excêntrica, as forças de maré de Júpiter seriam, apesar da distância, suficientemente fortes para aquecer o interior desta lua. A atmosfera é pouco densa e composta por oxigénio e ozono (O3).
Para além das luas galileanas, Júpiter tem 4 satélites dentro da órbita de Io: Metis, Adrastea, Amalthea e Thebe. Estes são no entanto pequenos, com tamanhos da ordem das dezenas de kilómetros e têm formas irregulares. Estes satélites, as luas galileanas e os anéis orbitam todos no plano do equador de Júpiter em movimento directo o que significa que orbitam no mesmo sentido da rotação do planeta. Este é o comportamento esperado de corpos que se tenham formado a partir da mesma nuvem primordial que deu origem a Júpiter. Em contraste, Júpiter tem ainda uma grande quantidade de pequenos satélites que orbitam para lá da órbita de Callisto. Estes são pequenos, têm órbitas geralmente bastante excêntricas e afastadas do plano equatorial do planeta. Julga-se por esta razão que estes não se formaram com o planeta mas foram capturados mais tarde pelo seu forte campo gravitacional. Muitos deles têm a particularidade de seguirem órbitas retrógradas (orbitam no sentido contrário ao da rotação de Júpiter). Estudos dinâmicos que levam em conta perturbações caóticas de Júpiter na cintura de asteróides mostram precisamente que é mais fácil para o planeta capturar objectos com este tipo de movimento.
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