Júpiter es uno de los cuatro principales planetas gaseosos (también conocidos como planetas similares a Júpiter): planetas que no están compuestos principalmente de materia sólida. Es el planeta más grande del sistema solar, con un diámetro ecuatorial de 142.984 km. ¿La densidad de Júpiter es de 1,326 g/cm? , ocupando el segundo lugar entre los planetas gaseosos, pero muy por debajo de los cuatro planetas terrestres principales del sistema solar.
Composición estructural
La atmósfera superior de Júpiter se compone de aproximadamente un 88-92 % de hidrógeno y aproximadamente un 8-12 % de helio por volumen o porcentaje de moléculas de gas. Debido a que los átomos de helio son 4 veces más masivos que los átomos de hidrógeno, las proporciones cambian cuando se habla de la composición de la masa de Júpiter: el hidrógeno y el helio constituyen el 75% y el 24% de la masa total en la atmósfera, respectivamente, y el 1% restante son otros elementos. , incluidas trazas de metano, vapor de agua, amoníaco y compuestos de silicio. Además, Júpiter también contiene trazas de carbono, etano, sulfuro de hidrógeno, neón, oxígeno, fosfina, azufre y otras sustancias. La capa más externa de la atmósfera contiene cristales de amoníaco congelados. También se han encontrado trazas de benceno e hidrocarburos en Júpiter mediante mediciones infrarrojas y ultravioleta.
La Gran Mancha Roja
Júpiter puede tener un núcleo rocoso cubierto con una capa de hidrógeno metálico líquido, que contiene una pequeña cantidad de helio y principalmente hidrógeno. En el núcleo, la mayor parte del material del planeta se concentra en forma de hidrógeno líquido. La forma más común de fundación en Júpiter puede existir sólo a presiones de 4 mil millones de Pa, que es el entorno dentro de Júpiter (y también de Saturno). El hidrógeno metálico líquido está formado por protones y electrones ionizados.
A las temperaturas y presiones del interior de Júpiter, el hidrógeno es un líquido, no un gas, lo que lo convierte en guía de electrones y fuente del campo magnético de Júpiter. La intensidad del campo magnético de Júpiter es de aproximadamente 10 Gauss, que es 10 veces mayor que el de la Tierra. Esta capa también puede contener algo de helio y un poco de hielo. Júpiter es también una de las fuentes de radio más potentes conocidas en el cielo.
Dentro de los planetas gaseosos (Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno)
Debido al mecanismo de Kelvin-Helmholtz, la temperatura y la presión dentro de Júpiter aumentan constantemente hacia el núcleo. En la "superficie" a una presión de 10 Pa, la temperatura es de aproximadamente 340 K (67°C; 152 F). En la región de transición de fase del hidrógeno, donde la temperatura alcanza un punto crítico, el hidrógeno se convierte en un metal, la temperatura. Se considera que es 10000 K (9700 °C; 17500 F), la presión es 200GPa. Se estima que la temperatura en el límite del núcleo es de 36.000 K (35.700 °C; 64.300 °F) y la presión interna es de aproximadamente 3000-4500 GPA.
Diagrama de la estructura de Júpiter
Si te pones un traje espacial lo suficientemente bueno y llegas al cielo sobre Júpiter, sentirás que tu peso aumenta rápidamente. Lo que estás viendo es la atmósfera ventosa de Júpiter, que se rompe en franjas y sopla en dos direcciones adyacentes y opuestas. Cuando entres por primera vez en la atmósfera de Júpiter, serás arrastrado por fuertes vientos y no podrás distinguir entre este, oeste, norte y sur. Luego caes hacia abajo y sentirás mayor presión del aire y mayor peso, que puede equivaler a 2,5 veces el de la tierra. La atmósfera de Júpiter tiene 3.000 kilómetros de espesor, y las personas primero serán aplastadas y luego caerán.
Si no lo aplastas, verás una serie de luces, que en realidad son los rayos de Júpiter. Cuando desciendes a 3.000 kilómetros, encontrarás que la atmósfera circundante es muy espesa, como un líquido, y luego es realmente un líquido. Se trata de un océano de hidrógeno líquido con un espesor de 27.000 kilómetros. La temperatura aquí es tan alta que la gente no puede soportarla.
Estructura de Júpiter
Más abajo se encuentra el hidrógeno metálico, que puede tener un núcleo de piedra equivalente a 10-15 masas terrestres. En el núcleo se acumula la mayor parte del material planetario y la temperatura alcanza los 30.000 grados, que es más alta que la temperatura de la superficie del sol. El material aquí es principalmente hidrógeno líquido, que es aproximadamente el ambiente dentro de Júpiter.
Entonces, ¿qué hay debajo de las nubes de Júpiter?
Los últimos resultados de la nave espacial se han publicado en cuatro artículos en Nature y un artículo adjunto en News & Views. Y, por primera vez, podemos ver bien lo que sucede debajo de las nubes.
“Esta es la primera vez que vemos cómo funcionan los interiores de los planetas gigantes gaseosos”, dijo en una entrevista Jonathan Fortney, de la Universidad de California, Santa Cruz. Él escribió este artículo Noticias y vistas. .
Aunque estos cuatro artículos se centran en diferentes áreas de investigación, básicamente comparten un tema similar: algunas características clave de Júpiter.
Uno de los hallazgos clave es que ahora sabemos hasta qué punto se extiende la atmósfera de Júpiter, a 3.000 kilómetros (1.860 millas) de las cimas de las nubes, mucho más de lo esperado. Una vez alcanzada esta profundidad, la composición del planeta cambia drásticamente.
La gente imagina mucho cómo se ve Júpiter bajo las nubes. Según estos artículos, parece que a esta profundidad, el interior del planeta se comporta como un sólido, aunque en realidad no lo es. En cambio, es una mezcla fluida de hidrógeno y helio que se arremolina como un sólido.
"Los resultados de nuestra investigación también muestran que el planeta girará en forma de un cuerpo rígido bajo la fuerza del viento de 3000 kilómetros. Toda esta información tendrá un profundo impacto en nuestra comprensión del interior de este planeta. , por lo que pudimos observar más de cerca su formación", dijo la coautora Yamina Miguel de la Universidad de Leiden en los Países Bajos.
Júpiter es famoso por sus cinturones de nubes. Podemos ver estas nubes cubriendo el planeta, que fue descubierto por primera vez por Galileo hace 400 años. Pero los científicos no están seguros de hasta dónde se extienden estas bandas. Según estos últimos resultados, las nubes parecen detenerse a 3.000 kilómetros, creando una forma más uniforme. La presión en su núcleo es aproximadamente 100.000 veces mayor que la que experimentamos en la Tierra.
"Galileo vio estas rayas en la atmósfera de Júpiter hace muchos siglos, así que esto es definitivamente algo que queríamos saber desde hace mucho tiempo y todos estamos entusiasmados con los resultados", añadió Miguel Road.
Otro descubrimiento importante de este estudio es que el campo gravitacional de Júpiter es asimétrico entre el norte y el sur. Esto es inesperado para un planeta turbulento y que gira tan rápidamente. Esto parece ser causado por diversos vientos y flujos atmosféricos en la Tierra.
Los investigadores también descubrieron que la atmósfera de Júpiter contiene aproximadamente el 1% de la masa del planeta, equivalente a tres Tierras, lo cual es muy grande. En comparación, la atmósfera terrestre representa sólo una millonésima parte de la masa total de la Tierra.
"Este resultado es sorprendente porque muestra que la atmósfera de Júpiter es muy masiva y mucho más profunda de lo que esperábamos", dijo Yohai Kaspi del Instituto Weizmann de Ciencias en Rehovot, Israel.
Descubrieron que los ciclones en los polos formaban un patrón poligonal continuo, con ocho ciclones arrasando alrededor de un ciclón central en el Ártico. En la Antártida hay cinco ciclones que hacen lo mismo.