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Júpiter
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Saturno. Fotos desde Cassini durante el equinoccio en 2008

 

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El Sistema Solar y las órbitas de sus planetas

Júpiter

Después del cinturón de asteroides, entramos en el ámbito de los planetas gigantes.

A 5,2 unidades astronómicas del Sol, o 775 millones de kilómetros, encontramos Júpiter, cuyo diámetro ecuatorial es de aproximadamente 143.000 kilómetros, o sea 11 veces el de la Tierra.

Con una masa próxima a 320 veces la de nuestro planeta, Júpiter es dos veces más masivo que todos los demás planetas del sistema solar juntos. Su densidad media es de alrededor de 1,3 veces la densidad del agua, si esto se compara con la densidad media de la Tierra: 5,5 veces la del agua. Este valor bajo fue interpretado desde los años treinta como una preponderancia de los dos elementos más ligeros, el hidrógeno y el helio.

Júpiter es uno de los objetos más interesantes del cielo nocturno. Incluso un pequeño telescopio revela un disco recortado por varias bandas paralelas alternativamente claras y oscuras. Otros detalles aparecen: una enorme región oval y roja, ya observada en el siglo XVII, y numerosas pequeñas regiones ovales blancas o marrones

Otra característica de Júpiter es su fuerte aplanamiento debido a una velocidad de rotación vertiginosa. El planeta efectúa, en efecto, una vuelta sobre sí mismo en menos de 10 horas, lo que es extraordinario dada su dimensión.

 

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Un mosaico de imágenes tomadas en el sobrevuelo de Júpiter por la sonda Cassini en el 2000. Crédito: NASA/JPL/Space Science Institute

Las sondas

Las primeras informaciones consistentes sobre Júpiter fueron recogidas por las sondas Pioneer 10 en 1973, Pioneer 11 en 1974, y un poco más tarde Voyager 1 y 2 en 1979.

Estas sondas proporcionaron, en particular, un análisis espectral avanzado, y confirmaron que el planeta está constituido esencialmente de hidrógeno (82 por ciento de la masa total) y helio (17 por ciento), con algunos rastros de otros elementos como el metano (CH4) o amoniaco (NH3).

También revelaron la existencia de un anillo muy fino en el plano del ecuador de Júpiter, compuesto de polvo y pequeñas rocas.

El planeta fue sobrevolado también por las sondas Ulysse en 1992 y Cassini en el 2000, pero la misión más importante ha sido realizada recientemente durante la misión Galileo.

La sonda Galileo fue lanzada en 1989 por la lanzadera Atlantis para alcanzar Júpiter en 1995 y ponerse en órbita alrededor del planeta. La misión duró hasta 2003 cuando, casi escasa de carburante, la sonda fue desviada de su trayectoria para ir a desintegrarse en la atmósfera de Júpiter.

En sus 8 años de observación, Galileo acumuló una cantidad fantástica de información sobre la atmósfera de Júpiter, su magnetosfera, su sistema de anillos y sus satélites.

Además, en su llegada a Júpiter, una sonda más pequeña se separó de la unidad principal para hundirse hacia el planeta y estudiar directamente la atmósfera, en particular las nubes y los vientos. Esta sonda consigue sobrevivir durante 57 minutos antes de ser aplastada por la presión atmosférica.
 

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Una imagen en colores falsos de la gran mancha roja, tomada en el infrarrojo por la sonda Galileo en 1996. Crédito: NASA / JPL

Estructura interna

La estructura interna de Júpiter ha sido determinada gracias a diferentes tipos de observaciones. El modo en el que el planeta es deformado por su rotación permitió determinar que en el centro se encuentre un núcleo rocoso de cerca de 10.000 kilómetros de radio.

Después el núcleo aparece una capa de hidrógeno líquido de 40.000 kilómetros de grosor que tiene la particularidad de ser metálica. Bajo el efecto de una presión enorme —más de tres millones de veces la presión atmosférica terrestre— los electrones no están ya vinculados a los núcleos y pueden desplazarse libremente. Pueden así transportar el calor y la electricidad y engendrar un campo magnético. En una palabra, el hidrógeno líquido se comporta allí como un metal.

Encima, se encuentra otra capa de 20.000 kilómetros de espesor compuesta de hidrógeno molecular líquido, que no es ya metálica.

Por fin, hacia la superficie, encontramos una capa muy delgada de hidrógeno molecular gaseoso espeso de alrededor de 1000 kilómetros.

Estructuras visibles

Las estructuras visibles en la superficie de Júpiter, en particular la mancha roja, pertenecen todas a los 100 primeros kilómetros de la capa gaseosa. Las observaciones de las sondas hicieron a los planetólogos proponer una estructura de tres capas para estos 100 kilómetros.

Al hundirse hacia el interior, se encuentran en primer lugar nubes de cristales de amoníaco (NH3), después nubes de sulfuro ácido de amonio (NH4SH), y por fin nubes de hielo de agua (H2O). Esta estructura en capas es la causa del aspecto coloreado del planeta, ya que cada una de las capas posee un color muy particular, en el orden, rojo, blanco y marrón.

 

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Un mosaico de imágenes en colores falsos de algunas manchas blancas ovales sobre Júpiter, tomados por la sonda Galileo en 1997. Crédito: NASA / JPL

El color de una región de Júpiter depende de la altitud de las nubes en su cumbre, es decir, de la presión que reina allí.

Las grandes bandas paralelas en el ecuador deben su forma a la alta velocidad de rotación de Júpiter. Están formadas alternativamente por gas caliente remontando del interior, dejando ver las nubes blancas de la capa media, y de gas más frío hundiéndose hacia el interior, revelando así las nubes marrones más profundas.

A esta estructura en banda se superponen las manchas ovales de diferentes colores que son, de hecho, unos tipos de huracanes. Su color también depende de la profundidad de las nubes visibles. Así, la mancha roja es una formación que implica a las nubes más elevadas, y parece, así pues, roja.

Energía interna

Al estudiar la radiación procedente de Júpiter, los planetólogos se dieron cuenta de un fenómeno curioso: el planeta emite 1,5 veces más energía de la que recibe. Esta propiedad explica por qué la temperatura aumenta cuando penetra en la atmósfera, y es responsable de la distribución de las capas de nubes.

El fenómeno se explica probablemente por el hecho de que Júpiter está siempre liberando la energía acumulada en su formación.

 

 

ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA - ANTONIO HERAS - SON FERRER (CALVIÁ)

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