Júpiter

Distancia al Sol: 778 millones de kms
Quinto planeta en distancia respecto al Sol
Planeta gaseoso, gigante, el mayor del Sistema Solar
Color dominante: amarillento con bandas marrón claro

Júpiter es el quinto planeta en distancia al sol y el más grande, con gran diferencia. Júpiter tiene más del doble de masa que el resto de los planetas juntos (318 veces más que la Tierra).

Su nombre es muy representativo de sus características: Júpiter (Griego: Zeus) era el rey de los dioses, gobernador del olimpo y patrón del estado romano. Zeus era el hijo de Cronos (Saturno). En nuestro sistema solar, Júpiter es sin duda el rey de los planetas. Se ha dicho que en realidad Júpiter es, más que un planeta, una estrella que no se llegó a consolidar como tal.

Júpiter es el cuarto objeto más brillante del cielo, después del Sol, la Luna y Venus. Aunque en realidad, a veces Marte llega a brillar aún más que Júpiter, disputándose esa cuarta plaza. Se conoce desde la antigüedad.

El descubrimiento en 1610 por parte de Galileo de las cuatro lunas principales de Júpiter: Io, Europa, Ganimedes y Calisto (conocidas también como los satélites Galileanos) fue el primer descubrimiento de un centro de movimientos aparentemente no centrado en la Tierra. Fué un punto a favor de la teoría heliocéntrica de Copérnico sobre el movimiento de los planetas. El hecho de haber dirigido su telescopio por primera vez a Júpiter acabó acarreandole, desgraciadamente, la enemistad de la Inquisición. Tras torturas físicas y psicológicas, Galileo fue forzado a renegar de sus creencias y arrestado en su casa por el resto de su vida. Es el triste legado del fanatismo religioso que toma su dimensión más “humana” en lugar de divina.

Júpiter fue visitado por primera vez por el Pioneer 10 en 1973 y posteriormente por los Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2. Los datos que enviaron estas sondas dieron la vuelta al mundo en forma de imágenes espectaculares que conmovieron a científicos y a la opinión pública. La belleza de las formas y el detalle de las imágenes tuvieron un impacto sin precedentes. Júpiter ha sido uno de los astros más visitados por naves terrícolas. Destacaremos también a la Ulysses y la Galileo.

Los planetas gaseosos no tienen superficies sólidas, su materia gaseosa se hace más densa con la profundidad. Cuando observamos este tipo de planetas, vemos la parte superior de las nubes más altas de su atmósfera que se encuentran ligeramente por encima del nivel de 1 atmósfera de presión, siendo el patrón para indicar valores como su diámetro.

Júpiter tiene un 90% de hidrógeno y un 10% de helio (en número de átomos, ó un 75/25% en masa) con restos de metano, agua, amoniaco y “rocas”. Lo cual se parece bastante a la composición de la Nebulosa Solar a partir de la que se formó el sistema solar. Saturno tiene una composición parecida, pero Urano y Neptuno tienen mucho menos hidrógeno y helio.

Júpiter tiene, probablemente, un núcleo rocoso equivalente a unas 10 o 15 masas terrestres. Encima de este núcleo principal habría una primera envoltura de hidrógeno metálico líquido, consistente en protones y electrones ionizados. Las condiciones para que pueda mantenerse el hidrógeno en este estado son muy especiales, con una presión de más de 4 millones de bares. Este estado lo convierte en un excelente conductor eléctrico y el responsable del campo magnético del planeta. Se cree que esta capa también podría contener algo de helio en diversos estados.

La capa exterior del planeta estaría compuesta por hidrógeno y helio moleculares normales, que son líquidos en profundidad y gaseosos en la capa más exterior. La atmósfera que vemos es sólo la parte superior de esta gruesa capa. También están presentes en pequeñas cantidades agua, dióxido de carbono, metano y otras moléculas sencillas. Se cree que existen tres capas distintas de nubes compuestas de hielo de amoniaco, hidrosulfuro de amonio y una mezcla de hielo y agua. La sonda de la nave Galileo penetró unos 150kms en la atmósfera de Júpiter antes de ser destruida. De sus datos se obtuvieron conclusiones poco esclarecedoras: se detectaron sólo ligeras señales de nubes (un instrumento parece haber detectado la capa superior mientras que otro parece haber visto la segunda), la cantidad de agua detectada fue mucho menor de lo previsto, y lo mismo sucedió con los niveles de oxígeno. También fue una sorpresa la gran densidad de las nubes superiores y su elevada temperatura. Tal vez estos resultados inesperados se debieron a que el lugar por donde penetró la sonda era algo inusual. Estamos ante los inconvenientes de las sondas robotizadas que están programadas para recoger datos y enviarlos de forma sistemática, sin el factor humano que es capaz de interpretarlas “in situ”. Las observaciones desde telescopios terrestres y otras recientes observaciones de la Galileo sugieren que el punto de entrada puede muy bien haber resultado uno de las zonas más cálidas y menos nubosas de Júpiter en las fechas del acontecimiento.

Júpiter y los demás planetas gaseosos tienen vientos de elevadas velocidades confinados en anchas bandas paralelas a su ecuador. Los vientos soplan en direcciones opuestas en bandas contiguas. Las pequeñas diferencias de temperatura y composición química entre unas y otras son los responsables de las bandas coloreadas que le dan a Júpiter su aspecto característico. Las bandas de colores pálidos se denominan zonas, las oscuras, cinturones. Hace tiempo que se conoce la existencia de bandas en Júpiter, pero los complejos vértices de las regiones limítrofes entre bandas fueron observados inicialmente por el Voyager. Los datos de la sonda Galileo indican que los vientos son incluso más fuertes de lo esperado (más de 600 km/h) y son tan profundos como la sonda fue capaz de verificar; pueden alcanzar miles de km hacia el interior del planeta. La atmósfera de Júpiter es muy turbulenta. Esto indica que los vientos de Júpiter son provocados, en gran parte, por el calor interno del planeta más que por la acción solar como ocurre en la Tierra. Los colores están relacionados con la altura: el azul más abajo, seguido por marrones y blancos con el rojo en lo más alto. A veces se pueden ver las capas inferiores a través de agujeros en las capas externas.

La Gran Mancha Roja es tal vez la seña de identidad de este planeta. Se atribute su descubrimiento a Cassini y a Robert Hooke, en el siglo XVII. Se trata de un óvalo cuyas dimensiones permitirían albergar dos Tierras en su interior. Se cree que se trata de nubes más altas y frías que las de su alrededor. Lo que más inquietante resulta para los astrónomos es la larga duración de estos fenómenos, inexplicable hasta hoy. En la superficie de Júpiter también pudieron apreciarse durante un tiempo los restos del impacto del famoso cometa Shoemaker-Levy 9, que colisionó con Júpiter con resultados espectaculares. Los efectos fueron claramente visibles incluso con telescopios de aficionado. Los restos de la colisión se mantuvieron visibles para el Telescopio Espacial Hubble (HST) durante casi un año.

Júpiter tiene un gran campo magnético, mucho mayor que el terrestre. Su magnetósfera se extiende más de 650 millones de km (más allá de la órbita de Saturno). La magnetósfera de Júpiter no es esférica, extendiéndose sólo unos pocos millones de km en dirección hacia el Sol. Por lo tanto, las lunas de Júpiter se encuentran dentro de su magnetósfera, un hecho que puede explicar en parte la actividad sísmica de Io. El entorno cercano a Júpiter contiene elevados niveles de partículas energéticas atrapadas por el campo magnético de Júpiter. Esta “radiación” es similar, pero mucho más intensa, a la encontrada en los cinturones de Van Allen en la Tierra. Serían letales de inmediato para un humano desprotegido. La sonda atmosférica de la Galileo descubrió un nuevo cinturón de radiación entre los anillos de Júpiter y las capas superiores de la atmósfera. Este nuevo cinturón es, aproximadamente, 10 veces más intenso que los cinturones de Van Allen. Sorprendentemente, se encontró que este nuevo cinturón contiene iones de Helio de alta energía de origen desconocido.

Júpiter tiene también un anillo a su alrededor, aunque a diferencia del de Saturno, es oscuro y difícilmente detectable. Fueron detectados por el Voyager 1, y su composición parece ser únicamente de material rocoso.

Finalmente, decir que Júpiter emite más energía al espacio de la que recibe del sol. El interior de Júpiter está caliente: el núcleo puede estar a más de 20.000 K. El calor es generado por el mecanismo de Kelvin-Helmholtz, la paulatina compresión gravitacional del planeta. Júpiter no produce energía por fusión nuclear como el Sol. Es demasiado pequeño y su interior muy frío para iniciar reacciones nucleares. El calor interior probablemente produce convección en el interior de las capas líquidas de Júpiter y debe ser el responsable de los complejos movimientos que vemos en las capas nubosas. Júpiter está casi al límite del tamaño de lo que puede llegar a ser un planeta gaseoso. Si tuviese una masa mayor, se comprimiría por efecto de la gravedad, aumentando su densidad y su temperatura, pero no su tamaño aparente. Las estrellas pueden tener un tamaño mayor gracias a su fuente de calor interno. Esa fuente permite un equilibrio entre la gravedad y su expansión.

Los satélites de Júpiter

Un capítulo aparte merecerían los satélites del planeta. Son tantos y tan diversos que podría escribirse un libro con lo poco que se conoce de ellos. Algunos son simplemente asteroides capturados por el campo magnético del planeta. Tal vez el más sorprendente fue Ío, por su actividad sísmica y los intensos colores de su superficie. Pero el resto de los grandes satélites (Ganimedes, Calixto y Europa) no dejan indiferente. Cada uno tiene unas peculiaridades únicas y absolutamente diferentes al resto. Lo que tienen en común es su “danza” alrededor del planeta, observable con unos simples prismáticos o con telescopios de aficionado. Es un espectáculo observar el tránsito de uno de los satélites por delante del astro principal y detectar su sombra en la superficie gaseosa. Fue justamente la observación de esta rotación alrededor del planeta la que propició que Galileo Galilei sembrara las definitivas dudas sobre el modelo geocéntrico del Universo.

Júpiter tiene 16 satélites conocidos, las cuatro grandes lunas Galileanas y 12 pequeñas. Júpiter se está frenando muy lentamente debido a las fuerzas de marea que generan los satélites galileanos. Igualmente, esas fuerzas están cambiando las órbitas de los satélites, alejándolos poco a poco de Júpiter. Io, Europa y Ganimedes están sincronizados por las fuerzas de marea en una resonancia orbital 1:2:4 y sus órbitas evolucionan unidas. Calisto casi forma parte de esta unión. En unos pocos millones de años, también estará bloqueado, orbitando con un periodo exactamente doble al de Ganimedes y ocho veces el de Io. Los satélites de Júpiter han recibido nombres de personajes de la vida de Zeus.

Ganimedes es el satélite más grande de Júpiter y también del Sistema Solar, con 5.262 Km. de diámetro, incluso mayor que Mercurio. Gira a unos 1.070.000 Km. del planeta en unos siete días. Tiene un núcleo rocoso, un manto de agua helada y una corteza de roca y hielo, con montañas, valles, cráteres y ríos de lava. La superficie de Ganimedes es una mezcla, a partes iguales, de dos tipos de terreno: regiones muy antiguas, infestadas de cráteres, de color más oscuro, y regiones menos antiguas, de un color más claro, repletas de surcos y barrancos. Se tienen datos de una tenue atmósfera de oxígeno en Ganimedes, similar a la encontrada en Europa. Pero este hecho, en absoluto debe tomarse como una evidencia de la existencia de vida. Los cráteres son muy llanos, sin el anillo montañoso ni la depresión central, comunes a los de la Luna o Mercurio. Esto parece ser debido a que la capa externa de hielo es muy fluida, y ha ido desgastando sus contornos. Se pueden encontrar antiguos cráteres cuyo relieve ha desaparecido completamente, dejando solamente un cráter fantasma.

Calisto tiene un diámetro de 4.800 km., casi igual que Mercurio, y gira a 1.883.000 Km. de Júpiter, cada 17 días. Es el satélite con más cráteres del Sistema Solar. Calixto está constituido aproximadamente de un 40% de hielo y de un 60% de rocas y hierro. La superficie de Calixto está completamente cubierta de cráteres. Es una superficie muy antigua, semejante a las mesetas que existen en la Luna y Marte. Calixto tiene la superficie más antigua y repleta de cráteres de cualquiera de los cuerpos observados en el sistema solar. A lo largo de 4.000 millones de años ha sufrido muy pocos cambios, aparte de algún impacto ocasional. Los cráteres mayores están rodeados por una serie de anillos concéntricos. El mayor de estos cráteres, con un diámetro de unos 4.000 km, ha recibido el nombre de Valhalla. Otra característica interesante es la Cadena Gipul, una larga serie de cráteres de impacto alineados en una línea recta. La causa más probable de este fenómeno fue algún objeto que impactó con Calixto, y que previamente se habría desintegrado en múltiples pedazos al pasar por las cercanías de Júpiter. Al contrario que Ganimedes, con sus complejos tipos de terrenos, no hay evidencia de ninguna actividad tectónica en Calixto. Su historia geológica es mucho más simple.

Ío tiene 3.630 Km. de diámetro y gira a 421.000 Km. de Júpiter en poco más de un día y medio. Su órbita se ve afectada por el campo magnético de Júpiter y por la proximidad de Europa y Ganimedes. Sus características son únicas en el sistema solar. Representaron una sorpresa mayúscula para los científicos de la misión Voyager, que esperaban encontrar su superficie llena de cráteres de impacto. En lugar de ello descubrieron una superficie con cientos de volcanes. Se pudieron obtener espectaculares imágenes de erupciones. Las erupciones volcánicas cambian rápidamente. En sólo cuatro meses, entre las llegadas del Voyager 1 y el Voyager 2 algunos de los volcanes cesaron en su actividad, y otros la comenzaron. Io tiene una sorprendente variedad de tipos de terreno: cráteres de volcanes de varios kilómetros de profundidad, lagos y ríos de azufre fundido y algunas montañas que aparentemente no son volcanes. Es el azufre y sus compuestos lo que le dan una amplia variedad de colores, causantes de la compleja apariencia de este satélite. Su temperatura global es de -143ºC, pero hay una zona, un lago de lava, con 17ºC. Io tiene una fina atmósfera compuesta por óxido de azufre y otros gases. Al contrario que los demás satélites galileanos de Júpiter, Io contiene poca, o ninguna, cantidad de agua.

Europa Tiene 3.138 Km. de diámetro. Su órbita se sitúa entre Io y Ganimedes, a 671.000 Km. de Júpiter. Da una vuelta cada tres días y medio. El aspecto de Europa es el de una bola helada con líneas marcadas sobre la superficie del satélite. Probablemente son fracturas de la corteza que se han vuelto a llenar de agua y se han helado. Esta superficie tiene una particularidad que la convierte en un caso único en el sistema solar: es extraordinariamente plana. No se han percibido desniveles mayores de unos pocos cientos de metros. Hay muy pocos cráteres en Europa; sólo se han encontrado tres de diámetro mayor de 5 km. Esto parece indicar una superficie joven y activa.

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