Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar, tanto em diâmetro quanto em massa e o quinto mais próximo do Sol.[10] Possui menos de um milésimo da massa solar, mas 2,5 vezes a massa de todos os outros planetas em conjunto. É um planeta gasoso junto com Saturno, Urano eNeptuno. Estes quatro planetas são por vezes chamados de planetas jupiterianos ou planetas jovianos. Júpiter é um dos quatro gigantes gasosos, isto é, não é composto primariamente de matéria sólida.[11]
Júpiter é composto principalmente de hidrogênio e hélio. O planeta também pode possuir um núcleo composto por elementos mais pesados. Por causa de sua rotação rápida, de cerca de dez horas, ele possui o formato de uma esfera oblata. Sua atmosfera é dividida em diversas faixas, em várias latitudes, resultando em turbulência e tempestades onde as faixas se encontram. Uma dessas tempestades é a Grande Mancha Vermelha, uma das características visíveis de Júpiter mais conhecidas e proeminentes, cuja existência data do século XVII,[12] com ventos de até 500 km/h e possuindo um diâmetro transversal duas vezes maior do que a Terra.[13]
Júpiter é observável a olho nu, com uma magnitude aparente máxima de -2,8, sendo no geral o quarto objeto mais brilhante no céu, depois do Sol, da Lua e de Vênus.[14] Por vezes, Marte aparenta ser mais brilhante do que Júpiter. O planeta era conhecido por astrônomos de tempos antigos e era associado com as crenças mitológicas e religiosas de várias culturas. Os romanos nomearam o planeta de Júpiter, um deus de sua mitologia.[15]
Júpiter possui um tênue sistema de anéis, e uma poderosa magnetosfera. Possui ao menos 63 satélites, dos quais se destacam os quatro descobertos por Galileu Galilei em 1610: Ganímedes, o maior do Sistema Solar, Calisto, Io e Europa,[16] os três primeiros são mais massivos que a Lua e o primeiro, tem um diâmetro maior que o do planeta Mercúrio.[17]
Em tempos modernos, várias sondas espaciais visitaram Júpiter,[18]todas elas de origem estado-unidense. A Pioneer 10 passou por Júpiter em Dezembro de 1973, seguida pela Pioneer 11, cerca de um ano depois.[19] A Voyager 1 passou em março de 1979, seguida pelaVoyager 2 em Julho do mesmo ano.[20] A Galileu entrou em órbita de Júpiter em 1995, enviando uma sonda através da atmosfera de Júpiter no mesmo ano e conduzindo múltiplas aproximações com os satélites galileanos até 2003. A sonda Galileu também presenciou o impacto docometa Shoemaker-Levy 9 em Júpiter em 1994, possibilitando a observação direta deste evento.[21] Outras missões incluem Ulysses,Cassini-Huygens, e New Horizons, que utilizaram o planeta paraaumentar sua velocidade e ajustar sua direção aos seus respectivos objetivos. Um futuro alvo de exploração é Europa, satélite que potencialmente possui um oceano líquido.[22]
[editar]Composição
A atmosfera de Júpiter é composta de 88 a 92% de hidrogénio e 8 a 12% de hélio, referentes a percentagem de volume ou fração de moléculas. Esta composição muda quando descrita em termos de massa, considerando que uma molécula de hélio é cerca de quatro vezes mais massiva que uma de hidrogénio, 75% hidrogénio, 24% hélio e 1% composta por outros elementos. O interior do planeta contém materiais mais densos, mudando a distribuição por massa para 71% hidrogénio, 24% hélio e 5% outros elementos. A atmosfera contém traços de metano, vapor de água, amônia, sílicas, carbono, etano, sulfeto de hidrogênio, néon, oxigênio, fosfina e enxofre. A parte externa da atmosfera contém cristais de amônia congelada.[23][24] Através de testes usando infravermelho e ultravioleta, traços de benzeno e outros hidrocarbonetostambém foram encontrados.[25]
As proporções de hidrogênio e hélio em Júpiter são bastante similares à composição teorizada da nebulosa solar primordial. Porém, as regiões exteriores da atmosfera do planeta contém apenas 20 partes por milhão em massa de néon, 10% a do Sol.[26] A atmosfera jupiteriana também possui apenas 80% a abundância de hélio, em relação ao Sol. Um possível motivo é precipitação destes elementos em direção ao interior do planeta.[27] Em contrapartida, a abundância de gases inertes mais pesados na atmosfera de Júpiter é duas a três vezes a do Sol.
Estudos de espectroscopia mostraram que possivelmente Saturno possui uma composição similar à de Júpiter. Os outros gigantes gasosos, Urano e Neptuno, por outro lado, possuem relativamente menos hidrogênio e hélio,[28] porém, por causa da falta de sondas de entrada atmosférica, ainda não se sabe a precisa composição química de elementos mais pesados dos outros gigantes gasosos.
A rotação da atmosfera superior de Júpiter não é constante em todos os seus pontos, um efeito notado primeiramente porGiovanni Domenico Cassini em 1690. A rotação da região polar da atmosfera do planeta é aproximadamente cinco minutos mais demorada do que na região equatorial. Além disso, grupos de nuvens em diferentes latitudes deslocam-se em diferentes direções, seguindo as correntes de vento. A interação desses padrões conflitantes de circulação causa tempestades eturbulência. A velocidade dos ventos pode atingir até 600 km/h.
[editar]Estrutura interna
Acredita-se que Júpiter seja composto de um núcleo denso, circundado por hidrogênio metálico com algum hélio e uma camada exterior, composta principalmente dehidrogênio molecular,[29] mas ainda existem dúvidas consideráveis sobre a estrutura interna do planeta. O núcleo é muitas vezes descrito como rochoso, mas sua composição em detalhes é desconhecida, bem como as propriedades destes materiais na temperatura e pressão destas profundidades. Em 1997, a existência de um núcleo sólido foi sugerida por medidas gravitacionais,[29] indicando uma massa de 12 a 45 vezes a da Terra, ou 3% a 15% da massa jupiteriana.[30][31] Modelos mais recentes indicam a presença de um núcleo, com 14 a 18 massas terrestres.[32]
A presença de um núcleo durante ao menos parte da história de Júpiter é sugerida por modelos de formação planetária, envolvendo a formação inicial de um núcleo rochoso ou de gelo, massivo ou suficiente para atrair gravitacionalmente o hidrogênio e o hélio presentes na nebulosa protossolar. Assumindo que tenha existido, o núcleo pode ter diminuído em tamanho à medida que correntes de convecção de hidrogênio metálico líquido levassem material do núcleo derretido para níveis mais altos do interior planetário. Um núcleo sólido pode não existir, já que as medidas gravitacionais não são precisas o suficiente para negar esta possibilidade.[29][33]
A incerteza dos modelos depende da margem de erro dos parâmetros analisados: um dos coeficientes de rotação (J6) usados para descrever a quantidade de movimento linear do planeta, do raio equatorial, e de sua temperatura em 1 bar de pressão. Espera-se que a sonda Juno, prevista para lançamento em 2011, aumente a precisão destes parâmetros, possibilitando progresso na solução deste problema.[34]
A região do núcleo é circundada pelo manto, formado primariamente por hidrogênio metálico denso, que estende-se até 78% do raio do planeta.[30] Hélio e néon precipitam-se através desta camada, em direção ao núcleo, reduzindo a abundância destes materiais na atmosfera exterior do planeta.[27][35]
Acima do manto localiza-se o interior transparente da atmosfera de hidrogênio líquido e hidrogênio gasoso, com a porção gasosa estendendo-se da camada de nuvens visíveis ate uma profundidade de cerca de 1 000 km.[30] Acredita-se que não há uma fronteira clara entre essas camadas de diferentes densidades de hidrogênio; as condições variam lentamente do gás até a camada sólida à medida que se aprofunda.[36][37] Esta transição acontece sempre quando a temperatura é maior que atemperatura crítica, que para o hidrogênio, é de apenas 33 K.[38]
A temperatura e a pressão dentro de Júpiter aumentam com a profundidade. Na região de fase de transição, no qual hidrogênio líquido — aquecido além do seu ponto crítico — torna-se metálico, acredita-se que a temperatura seja de 10 000 K, e a pressão, de 200 GPa. A temperatura na fronteira do núcleo é estimada em 36 000 K, e a pressão, de 3 mil a 4,5 mil GPa.[30]
[editar]Atmosfera
Ver artigo principal: [editar]Nuvens
Júpiter é coberto por nuvens compostas por cristais de amônia e possivelmente hidrosulfeto de amônia. As nuvens estão localizadas natropopausa, e estão organizadas em bandas de diferentes latitudes, conhecidas como regiões tropicais. Estas estão sub-divididas em "faixas" de cor clara, e "cinturões" de cor escura. As interações destas diferentes bandas e seus respectivos padrões de circulação atmosférica criam zonas nas quais tempestades e turbulências atmosféricas ocorrem. Ventos de até 100 m/s (360 km/h) são comuns em tais regiões.[39] As zonas possuem comprimento, cor e intensidade variáveis com o passar do tempo, mas têm permanecido estáveis o suficiente para receberem termos de identidade da comunidade astronômica.[40]
A camada de nuvens possui apenas 50 km de profundidade, e consiste em duas partes: uma camada grossa inferior e uma camada mais fina, menos visível, superior. Há a possibilidade que existam nuvens de água sob a camada de amônia, que seriam a causa de raios detectados na atmosfera (a água é uma molécula polar que pode carregar uma carga, então, é capaz de criar a separação de carga necessária para produzir raios).[30] Estas descargas elétricas podem ter mil vezes o poder dos raios terrestres.[41] As nuvens de água poderiam formar tempestades, alimentadas pelo calor proveniente do interior do planeta.[42]
As nuvens de Júpiter possuem cores de tom laranja e marrom. Isto é devido a elementos que mudam de cor quando expostos aos raios ultravioleta do Sol. Não se sabe com exatidão os elementos envolvidos e sua composição, mas acredita-se que sejamfósforo, enxofre ou hidrocarbonetos.[30][43] Estes compostos coloridos, chamados de cromóforos, misturam-se com as nuvens da camada inferior. As zonas formam-se quando células de convecção formam amônia cristalizada que diminui a visibilidade da camada inferior de nuvens.[14]
Devido à baixa inclinação axial de Júpiter, as regiões polares do planeta recebem significantemente menos radiação solar do que a região equatorial. A convecção de material do interior do planeta, porém, transporta energia para os pólos, equalizando as temperaturas na camada de nuvens.[40]
[editar]Grande Mancha Vermelha e outras tempestades
Ver artigos principais: 
A característica mais marcante de Júpiter é a Grande Mancha Vermelha, uma tempestade anticiclônica localizada 22° ao sul do equador, que, com 24 mil a 40 mil km de extensão, pode abrigar dois ou três planetas com o diâmetro da Terra.[44] Sua existência data desde ao menos 1831[45], e possivelmente, 1665.[46] Modelos matemáticos sugerem que a tempestade é estável, e pode ser uma característica permanente do planeta.[47] A tempestade é grande o suficiente para ser vista através de um telescópio, com uma abertura de ao menos 12 cm.[48]
A Mancha Vermelha possui um formato oval e gira em torno de si mesma, sentidoanti-horário, com um período de seis dias.[49] A altitude máxima da tempestade é cerca de 8 km acima das nuvens que a cercam.[50]
Tempestades deste tipo são comuns dentro da atmosfera turbulenta de gigantes gasosos. Júpiter também possui ovais brancas e ovais marrons, tempestades menores sem nome. Ovais brancas comumente consistem de nuvens relativamente frias dentro da atmosfera superior. Ovais marrons são mais quentes, e localizados dentro de das camadas de nuvens "normais" do planeta. Tais tempestades duram entre algumas horas até séculos.
Mesmo antes de a Voyager ter provado que a Grande Mancha Vermelha era uma tempestade, havia forte evidência que ela não poderia estar associada com nenhuma característica presente em camadas mais profundas em Júpiter, visto que tal mancha gira em torno do planeta de maneira diferente do resto da atmosfera, por vezes mais rápido, e por vezes, mais devagar. Durante sua história conhecida, a tempestade tem girado diversas vezes em torno do planeta, relativo a qualquer possível marcador rotacional presente no interior.
Em 2000, uma nova característica atmosférica proeminente formou-se no hemisfério sul, que é similar em aparência à Grande Mancha Vermelha, mas menor em tamanho. Esta tempestade foi criada através da fusão de três ovais brancas menores — que foram vistas pela primeira vez em 1938. Esta tempestade foi chamada de Oval BA, e apelidada de "Mancha Vermelha Junior". Desde então, seu tamanho tem aumentado e sua cor mudado de branco para vermelho.[51][52][53]
[editar]Massa
Júpiter possui uma massa 2,5 vezes maior do que todos os outros planetas tomados em conjunto, massivo o suficiente para fazer com que seu baricentro com o Sollocalize-se acima da superfície solar (a 1,068 raios solares do centro do Sol). O planeta possui uma massa 318 vezes maior do que a da Terra, um diâmetro 11 vezes superior ao terrestre e um volume 1 317 vezes maior, sendo, porém, significantemente menos denso que nosso planeta.[14][40]
Uma massa jupiteriana (MJ) é utilizada para descrever a massa de outros gigantes gasosos, em particular, a de planetas extra-solares. Por mais impressionante que Júpiter seja, já se descobriu vários com massas muito maiores fora do Sistema Solar. Por outro lado, através de modelos teóricos, acredita-se que Júpiter tenha um diâmetro tão grande como é possível a um planeta com a sua composição e história evolucionária, visto que adicionar-lhe mais massa teria apenas como resultado aumentar a compressão gravitacional.[nota 1] Modelos teóricos indicam que se uma adição significativa de massa ocorresse, o planeta iria diminuir em tamanho. Adições menores de massa resultariam em nenhuma mudança aparente. Após quatro MJ, o planeta iria diminuir em tamanho. O processo de diminuição continuaria à medida que massa fosse adicionada, até que uma ignição estelar ocorresse com o planeta, transformando-o em uma anã marromPB ou anã castanhaPE , em torno de 50 MJ.[55]
Não existe uma definição inequívoca do que distingue um planeta grande e massivo, como Júpiter, de uma anã marromPB ou anã castanhaPE , mas para que ele fosse uma estrela, teria de ter cerca de 75 vezes mais massa do que tem. Porém, a menor anã vermelha possui o diâmetro apenas 30% maior que o de Júpiter[56][57], levando alguns astrônomos a apelidarem o planeta de "estrela falhada". Porém, não se sabe se os processos envolvidos na formação de planetas como Júpiter são similares aos processos envolvidos na formação de sistemas estelares múltiplos.
Júpiter irradia mais calor do que recebe do Sol. A quantidade de calor produzido dentro do planeta é quase igual à quantidade total de radiação solar que o planeta recebe.[30] Este calor adicional é gerado através do mecanismo de Kelvin-Helmholtz, através de contração adiabática, resultando na contínua redução do diâmetro do planeta, de dois centímetros ao ano.[29] Quando o planeta foi formado, Júpiter era muito mais quente, e possuía o dobro do diâmetro atual.[58]
[editar]Anéis planetários
Júpiter possui um sistema de anéis bem menos evidente do que os de Saturno. Este sistema é composto por um toro interno de partículas, conhecido como o halo, um anel principal relativamente brilhante e um sistema de anéis externo, chamado degossamer.[59] Estes anéis parecem ser feitos primariamente de poeira, ao invés de gelo, como no caso dos anéis de Saturno.[30]
Acredita-se que o anel principal é feito de material ejetado dos satélites Adrasteia e Métis. Este material, que na ausência do planeta cairia de volta nos satélites, é puxado em direção ao planeta por causa de sua enorme força gravitacional, alimentando o anel. Material no anel é gradualmente removido, com os satélites continuamente fornecendo material através de impactos adicionais.[60] De maneira similar, os satélites Tebe e Amalteia provavelmente produzem os componentes distintos do anel gossamer.[60] Existe também evidência de um anel rochoso ao longo da órbita de Amaltéia que pode constituir-se de material ejetado de colisões do satélite em questão.[61]
[editar]Magnetosfera
Júpiter possui um campo magnético 14 vezes mais forte do que a da Terra, variando entre 4,2 gauss (0,42 mT) no equador a 10 a 14 vezes nos pólos, o mais forte do Sistema Solar (não incluindo aqueles formados por manchas solares).[14] Acredita-se que este campo seja gerado por correntes de Foucault — o movimento giratório de materiais condutores — dentro da camada de hidrogênio metálico. O campo capturapartículas ionizadas do vento solar, gerando um campo magnético altamente energizado fora do planeta — a magnetosfera. Elétrons presentes no plasma ionizam as nuvens de enxofre geradas por atividade vulcânica em Io. Partículas de hidrogênio provenientes da atmosfera de Júpiter são também capturadas na magnetosfera. Electrons dentro da magnetosfera geram fortes ondas de rádio, na frequência de 0,6 a 30 MHz.[62]
Cerca de 75 raios jupiterianos do planeta, a interação da magnetosfera com o vento solar gera um bow shock. A magnetosfera é circundada pela magnetopausa, esta, por sua vez, dentro da magnetobainha, no qual as ondas magnéticas tornam-se fracas e desorganizadas. O vento solar interage com estas regiões, alongando o sotavento da magnetosfera além da órbita de Saturno. Se a magnetosfera jupiteriana pudesse ser enxergado na Terra, esta estrutura seria cinco vezes maior do que o disco da Lua cheia no céu terrestre, apesar da grande distância. Os quatro grandes satélites de Júpiter localizam-se todos dentro da magnetosfera, bem protegidos do vento solar.[30]
A magnetosfera de Júpiter é responsável por episódios de intensa emissão de rádio dos pólos do planeta. Atividade vulcânica em Io injeta gás na magnetosfera jupiteriana, produzindo um toro de partículas em torno do planeta. A interação de Io e o toro, à medida que a primeira se movimenta na segunda, produz ondas de Alfvénque carregam matéria ionizada nas regiões polares de Júpiter. Como resultado, ondas de rádio são geradas através de maser astrofísico ciclotrônico, emitidas ao longo de uma superfície cônica. Quando a Terra atravessa este cone, as emissões de rádio de Júpiter podem superar a do Sol.[63]
[editar]Órbita e rotação
Júpiter é o único planeta cujo centro de massa com o Sol fica fora do último, 1,068 raio solar ou 7% acima da superfície solar.[64] A distância média entre Júpiter e o Sol é de 778 milhões de quilômetros, cerca de 5,2 UA. Júpiter completa uma órbita em torno do Sol a cada 11,86 anos, dois quintos da de Saturno, formando a ressonância orbital de 5:2 entre os dois maiores planetas do Sistema Solar.[65]
A órbita elíptica de Júpiter possui uma inclinação de 1,31° comparada com a da Terra. Por causa de uma excentricidade de 0,048, a distância entre Júpiter e o Sol varia 75 milhões de quilômetros entre o perélio e o afélio, ou o ponto mais perto e mais distante (neste caso em relação ao Sol) da órbita do planeta, respectivamente. A inclinação axial de Júpiter é relativamente pequena: apenas 3,13°. Como consequência, o planeta não possui mudanças significativas de estações, ao contrário da Terra e de Marte, por exemplo.[66]
A rotação de Júpiter é a mais rápida entre todos os planetas do Sistema Solar, o planeta completa uma volta em torno de si mesmo em menos de 10 horas, criando um achatamento polar facilmente visível em um telescópio amador na Terra. Esta rotação gera uma aceleração centrípeta no equador de cerca de 1,67 m/s²; visto que a aceleração gravitacional do planeta é de 24,79 m/s², o resultado é uma aceleração gravitacional no equador de 23,12 m/s². Júpiter possui o formato de uma esfera oblata, ou seja, o diâmetro no equador é maior que o diâmetro entre os seus pólos geográficos. O equador de Júpiter é 9 275 km maior que o diâmetro medido entre os pólos.[37]
Pelo fato de Júpiter não ser um objeto sólido, a parte superior da sua atmosfera possui rotação diferencial. A rotação da atmosfera do planeta na sua região polar é cerca de cinco minutos mais longa do que a da atmosfera equatorial. Por causa disso, três sistemas são usados como referência, particularmente a respeito de características atmosféricas. O Sistema I localiza-se entre 10° N to 10° S de latitude, e possui o menor período do planeta, com 9 h 50 min. O Sistema II corresponde a todas as latitudes ao norte ou ao sul das primeiras, no qual o período é de 9h 55min. O Sistema III foi criado originalmente por astrônomos de rádio, e corresponde à rotação da magnetosfera do planeta. O período deste sistema é oficialmente a rotação de Júpiter.[67]
[editar]Satélites
Júpiter possui 63 satélites naturais confirmados (embora, em teoria, os componentes individuais que compõem seus anéis também sejam satélites do planeta, complicando a definição). Destes 63, 47 possuem menos de 10 km de diâmetro e foram descobertos a partir de 1975. Os quatro maiores satélites, conhecidos como satélites galileanos, são Io, Europa, Ganimedes eCalisto.[16]
[editar]Classificação dos satélites
Antes das descobertas feitas pelas sondas Voyager, os satélites de Júpiter eram divididos em quatro grupos, cada um com quatro satélites, baseados nos elementos orbitais em comum. Desde então, vários pequenos satélites foram descobertos, complicando a classificação. Atualmente, acredita-se os satélites estão divididos em seis grupos, embora alguns sejam mais distintos que os outros.
Uma subdivisão básica é o agrupamento dos oito satélites mais próximos, que possuem órbitas praticamente circulares, próximas ao plano do equador e, provavelmente, foram formados com Júpiter. O restante consiste de um número irregular de satélites, estes, provavelmente sejam antigos asteróides ou cometas que foram capturados pela gravidade jupiteriana, com órbitas elípticas e inclinadas. Satélites irregulares que pertencem a um grupo possuem elementos orbitais similares, e como consequência, podem possuir uma origem comum, talvez sendo restos de um satélite ou corpo capturado que foi partido
