El planeta Júpiter

Júpiter es el planeta más grande del sistema solar y el segundo más luminoso del cielo después de Venus. Es un planeta gaseoso compuesto principalmente de hidrógeno y helio, como el Sol, y tarda casi doce años en dar una vuelta completa alrededor de nuestra estrella. Júpiter es tan grande que tiene un volumen casi 1.320 veces el volumen de la Tierra. En la actualidad se conocen 79 satélites de Júpiter, siendo Ío, Europa, Ganímedes y Calisto los más importantes.

El planeta Júpiter
El planeta Júpiter. Imagen capturada por la sonda Voyager 2 en 1979, con el color procesado en 1990. Crédito de imagen [1]: NASA/JPL/USGS.

Su aspecto se caracteriza por franjas de color naranja paralelas al ecuador, unas más claras y otras más oscuras, alternativamente. También es destacable la Gran Mancha Roja, un remolino gigante tan grande como dos veces el tamaño de la Tierra. Las franjas horizontales y la Gran Mancha Roja son visibles con un telescopio.

Júpiter es uno de los cinco planetas más conocidos desde tiempos remotos. En las mitologías griega y romana fue identificado como el señor del cielo y el más poderoso de los dioses del Olimpo: el griego Zeus y el romano Júpiter, del que tomó el nombre.

Características físicas de Júpiter

Masa 1,900×1030 g
Masa (Tierra = 1) 317,90
Radio ecuador 71.492 km
Radio ecuador (Tierra = 1) 11,209
Densidad media 1,33 g/cm3
Densidad (Tierra = 1) 0,24
Volumen (Tierra = 1) 1.319,564
Periodo de rotación 9 h 55 min

El periodo orbital de Júpiter es de 11,86 años; es decir, que tarda casi doce años terrestres en completar una vuelta al Sol. Su masa es 317,90 veces mayor que la de la Tierra y 3 veces mayor que la de Saturno, pero su densidad es un 76% inferior a la de nuestro planeta. No obstante, necesitaría tener 80 veces su masa para provocar las reacciones de fusión de hidrógeno necesarias y convertirse en una estrella.

En cuanto a volumen, Júpiter es 1.319,564 veces más grande que la Tierra. Este planeta es sin duda el que tiene mayor masa del sistema solar. Si sumásemos la masa del resto de planetas (Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Saturno, Urano y Neptuno), tendríamos que multiplicar ese valor por 2,48 para igualar la masa de Júpiter. Su distancia respecto al Sol es de 5,20 UA, el equivalente a unos 750 millones de km, siendo su perihelio 4,95 UA y su afelio 5,45 UA.

Descubrimientos históricos

La observación de Júpiter se remonta a fechas muy antiguas, y se sabe que los astrónomos babilonios ya lo conocían. El astrónomo italiano Galileo Galilei descubrió los cuatro satélites más importantes de Júpiter: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, también conocidos hoy en día como satélites galileanos. Los observó mediante un telescopio rudimentario que había construido él mismo.

Pero fue Zucchi quien observó en 1639 los primeros detalles del disco de Júpiter —las bandas que lo atraviesan—; y en 1664 Robert Hooke empezó a hablar de las famosas manchas del gigante gaseoso. Un año después (1665), Gian Domenico Cassini descubrió la Gran Mancha Roja en la zona tropical sur de Júpiter.

La naturaleza física del planeta fue una cuestión abierta durante todo el siglo XIX. Mientras que en los primeros decenios se pensaba que tenía la misma consistencia que la Tierra, en los últimos años del siglo XIX la teoría más acreditada era la de la existencia de una gran atmósfera con nubes altas muy frías, pero con unas turbulencias que sólo podían explicarse suponiendo una fuente de calor interno.

La rotación diferencial

El periodo de rotación de Júpiter es el más breve de todos los planetas del sistema solar. Al igual que el resto de planetas gaseosos, no gira como un cuerpo sólido, sino que cada latitud tiene su propia velocidad. Este efecto es conocido como rotación diferencial, indicativo de que el objeto no es sólido sino gaseoso.

El planeta Júpiter muestra variaciones complejas y locales que recuerdan movimientos de circulación atmosférica. Por ejemplo, en la franja ecuatorial el periodo de rotación varía entre 9 horas y 50 minutos, mientras que en las latitudes más elevadas varía entre 9 horas y 35 minutos.

La estructura interna del planeta Júpiter

La estructura interna de Júpiter consta de un núcleo compacto que no puede estar formado por hidrógeno y helio comprimidos. La presión interna del planeta es insuficiente para producir las densidades necesarias.

Júpiter debe tener un núcleo compuesto de roca y hielo que constituye cerca del 4% de la masa. Luego debería de haber una capa de hidrógeno metálico, es decir, una capa en la que los electrones no están ligados a protones, sino que son libres de moverse por una mezcla neutra de electrones y protones. Así, el hidrógeno adquiere las características de conductividad de un metal.

A una distancia aproximada de 0,7 radios planetarios hay una transición entre la capa de hidrógeno metálico y otra compuesta por una mezcla líquida de helio e hidrógeno molecular. Por encima de esta capa se encuentra la atmósfera formada por hidrógeno y helio gaseosos, con la presencia de otros compuestos.

El origen del calor del planeta Júpiter

Mediciones efectuadas desde la Tierra y desde sondas revelan que la energía emitida por el planeta Júpiter, que es en su mayor parte en forma de radiación infrarroja, es aproximadamente 1,5 veces mayor que la que absorbe de la luz solar. Por ello se deduce que Júpiter tiene una fuente interna de calor.

El calor procede de la energía potencial gravitatoria debida al colapso de la materia mientras se formaba el planeta: el interior de Júpiter está muy caliente, con una temperatura en el centro de unos 30.000 °C, que fluye desde dentro hacia el exterior.

La atmósfera de Júpiter, nubes y manchas

Cuando se observa el planeta Júpiter, la única estructura visible es la atmósfera con sus nubes y sus manchas. Las nubes están dispuestas de manera paralela al ecuador y pueden ser claras u oscuras, según se trate de corrientes calientes ascendentes o de corrientes frías que descienden.

La atmósfera está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, y no está en equilibrio debido a los rayos ultravioletas procedentes del Sol. Las nubes de diversos colores pueden asociarse a las diferentes alturas atmosféricas. Las nubes más altas son rojas; por debajo están las blancas; y más abajo las de color marrón. Las capas iniciales son azuladas.

Composición química de Júpiter (en porcentaje de masa):

Hidrógeno >81%
Helio >17%
Metano 0,1%
Vapor de agua 0,1%
Amoníaco 0,02%
Etano 0,0002%
Fosfina 0,0001%
Sulfuro de hidrógeno <0,0001%

Las manchas podrían ser remolinos más o menos persistentes que se encuentran por encima del flujo hacia el este o el oeste: las manchas pequeñas flotan acumulando energía gravitatoria y las grandes se mantienen absorbiendo las pequeñas.

La Gran Mancha Roja

La Gran Mancha Roja es un gigantesco remolino de alta presión recorrido por una corriente ascendente que se eleva unos 10 km sobre las nubes que la rodean. Las masas de gases emplean 6 días en efectuar una vuelta completa alrededor del centro de la mancha. Tiene un tamaño lo bastante grande como para englobar más de dos veces el tamaño de nuestro planeta, la Tierra.

La Gran Mancha Roja de Júpiter
La Gran Mancha Roja. Imagen obtenida por la sonda Voyager 1 el 25 de febrero de 1979, encontrándose a 9,2 millones de kilómetros de Júpiter. Crédito de imagen [2]: NASA/JPL.

El campo magnético

Júpiter tiene un campo magnético de gran intensidad, unas 12 veces mayor que el de nuestro planeta, y su eje magnético está inclinado unos 11° respecto al de rotación. La existencia de un campo magnético se explica por la presencia de hidrógeno metálico fluido en su interior que, al ser un buen conductor y girar a gran velocidad, genera campos magnéticos.

Debido a este campo magnético tan intenso, Júpiter tiene una magnetosfera muy extensa. Las sondas Pioneer confirmaron la existencia del campo magnético de Júpiter y su intensidad. El viento solar y sus variaciones originan cambios en el tamaño de la magnetosfera, suceso que fue estudiado por las sondas Voyager.

Los anillos de Júpiter

Al igual que Saturno, Júpiter también tiene anillos que rodean el planeta a la altura de su ecuador, pero no son brillantes ni luminosos como los que han hecho famoso a Saturno, y se encuentran a una altura de 55.000 km por encima de su atmósfera.

Hay dos anillos principales y uno muy fino, más interior, de un característico color anaranjado. Su espesor no debe superar algunos kilómetros, y están formados principalmente por polvo y pequeños fragmentos. Por este motivo reflejan poco la luz del Sol y son poco visibles.

Los satélites de Júpiter

Hasta la fecha se conoce un total de 79 satélites de Júpiter. Los cuatro satélites más grandes e importantes son conocidos como satélites galileanos en honor a su descubridor, Galileo Galilei. Son: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. Se mueven manteniendo siempre la misma cara orientada hacia Júpiter. Galileo los descubrió el año 1610 usando un telescopio que fabricó él mismo.

Satélites galileanos
Satélites galileanos: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto.

Existe otro grupo de cuatro satélites que son más pequeños y que orbitan a una distancia más pequeña que los satélites galileanos. Por esta razón también son conocidos como satélites internos, aunque el nombre de este conjunto de satélites es Grupo de Amaltea. Este grupo está formado por los satélites Metis, Adrastea, Amaltea y Tebe. Estos satélites tienen órbitas casi circulares.

Los satélites galileanos y los satélites interiores forman parte de la categoría de los satélites regulares de Júpiter. El resto de satélites quedan en la categoría de los satélites irregulares, y a su vez se pueden clasificar en varios subgrupos.

Referencias bibliográficas

  1. NASA: https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00343
  2. NASA: https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00014