Com uma massa de \(1,898 \times 10^{27}\) kg, mais de 318 vezes a da Terra, Júpiter domina o Sistema Solar pela sua gravidade e influência orbital. Sua composição, aproximadamente 70% de hidrogênio e 20% de hélio, é semelhante à do Sol, o que lhe vale o apelido de "estrela falhada". No entanto, a pressão e a temperatura em seu núcleo, embora colossais, não são suficientes para desencadear a fusão termonuclear.
| Componente | Proporção mássica | Localização principal | Observações |
|---|---|---|---|
| Hidrogênio (H₂) | ≈ 71 – 74% | Envoltório externo e camada metálica | Principal gás de Júpiter; torna-se metálico sob pressão > 3 Mbar |
| Hélio (He) | ≈ 23 – 25% | Atmosfera e camadas internas | Empobrecido na alta atmosfera devido à sedimentação em direção ao centro |
| Elementos pesados (O, C, N, Si, Fe, Mg, S, etc.) | ≈ 3 – 6% | Núcleo rochoso e gelado | Representa 10 a 20 massas terrestres; formado antes da acreção de gás |
Fonte: NASA – Missão Juno (2024), ESA – Missão JUICE.
Para que um corpo celeste inicie a fusão do hidrogênio, ele deve atingir uma massa crítica de cerca de 75 vezes a de Júpiter. Caso contrário, a pressão interna permanece insuficiente para que os prótons superem sua repulsão eletrostática, condição necessária para a reação \(\mathrm{H + H \rightarrow He}\). Assim, Júpiter permaneceu um gigante gasoso, com um núcleo rochoso ou gelado de cerca de 10 a 20 massas terrestres, coberto por uma imensa camada de hidrogênio metálico. No interior de Júpiter, essa fase aparece a profundidades de cerca de 15.000 a 20.000 km abaixo da superfície visível. O hidrogênio metálico desempenha um papel crucial na geração do campo magnético interno, por efeito dinamo. Sua transição parcial entre os estados molecular e metálico também contribui para a liberação de energia gravitacional e térmica que alimenta a radiação infravermelha do planeta.
N.B.:
O hidrogênio metálico é um estado exótico da matéria previsto por Eugene Wigner (1902-1991) e Hillard Bell Huntington (1903-1989) em 1935. Sob pressões superiores a 3 milhões de atmosferas (≈ 3 Mbar), os átomos de hidrogênio perdem seus elétrons de valência, formando uma rede de íons H⁺ imersa em um "gás de elétrons livres". Esse comportamento confere ao hidrogênio propriedades metálicas: alta condutividade elétrica e refletividade óptica comparável à de um metal líquido.
Júpiter emite cerca de 1,7 vezes mais energia do que recebe do Sol. Essa energia provém da lenta contração gravitacional do planeta, um fenômeno conhecido como mecanismo de Kelvin-Helmholtz. Ao se contrair muito lentamente, Júpiter converte parte de sua energia gravitacional em calor interno, que irradia no infravermelho.
A atmosfera de Júpiter é composta por camadas de nuvens dispostas em faixas paralelas ao equador. Essas faixas alternam entre zonas claras e escuras, chamadas zonas e faixas, respectivamente. Ventos que atingem mais de 500 km/h sopram permanentemente lá. A famosa Grande Mancha Vermelha é um gigantesco anticiclone com 12.000 km de diâmetro (≈12.756 km para a Terra), ativo há mais de 300 anos, segundo observações de Giovanni Cassini (1625-1712).
O sistema joviano conta atualmente com mais de 95 satélites naturais, dos quais os quatro maiores — Io, Europa, Ganimedes e Calisto — foram descobertos em 1610 por Galileu Galilei (1564-1642). Essas luas galileanas formam um conjunto dinâmico que lembra, em pequena escala, um verdadeiro sistema planetário. Sua observação permitiu que Galileu demonstrasse que nem todos os corpos celestes giram em torno da Terra, apoiando a validade do modelo heliocêntrico de Copérnico (1473-1543).
| Nome da lua | Raio (km) | Distância média de Júpiter (km) | Características principais | Personagem mitológico |
|---|---|---|---|---|
| Io | 1.821 | 421.800 | Lua mais vulcânica do Sistema Solar, superfície jovem e sulfurosa | Ninfa amada por Zeus (Júpiter), transformada em novilha para escapar de Hera |
| Europa | 1.561 | 671.100 | Superfície gelada e lisa, oceano interno sob o gelo, candidata a abrigar vida microbiana | Princesa fenícia raptada por Zeus na forma de um touro branco |
| Ganimedes | 2.634 | 1.070.400 | Maior lua do Sistema Solar, possui um campo magnético e um oceano interno | Jovem príncipe troiano raptado por Zeus para se tornar o copeiro dos deuses |
| Calisto | 2.410 | 1.882.700 | Lua antiga e craterada, núcleo pouco diferenciado, possível oceano profundo | Ninfa de Ártemis seduzida por Zeus, transformada em ursa e depois em constelação |
| Amalteia | 83 | 181.400 | Lua irregular avermelhada, muito próxima de Júpiter, iluminação térmica intensa | Cabra que amamentou Zeus em sua infância, símbolo de abundância |
| Himalia | 85 | 11.480.000 | Lua irregular do grupo Himalia, órbita prógrada inclinada | Ninfa que deu à luz três filhos de Zeus |
| Elara | 43 | 11.740.000 | Lua irregular, provavelmente um fragmento capturado | Ninfa amada por Zeus, mãe do gigante Tício |
| Pasífae | 30 | 23.500.000 | Lua retrógrada do grupo Pasífae, provavelmente um corpo capturado | Esposa de Minos e mãe do Minotauro, filha do deus Sol Hélio |
| Sinope | 19 | 23.860.000 | Pequena lua retrógrada, forma irregular, grupo Pasífae | Princesa que Zeus tentou seduzir, mas ela o enganou para permanecer virgem |
| Lisiteia | 18 | 11.720.000 | Lua irregular, órbita levemente inclinada | Ninfa amada por Zeus, mãe de Dionísio em algumas versões |
Além dessas luas gigantes, muitos satélites irregulares orbitam mais longe, frequentemente capturados pela gravidade. Sua distribuição complexa fornece informações sobre os processos de acreção e migração planetária que ocorreram há mais de 4,5 bilhões de anos.
A massa colossal de Júpiter, equivalente a 318 vezes a da Terra, confere ao planeta um papel fundamental na estabilidade gravitacional do sistema solar. Seu imenso campo gravitacional atua como um escudo natural para os planetas internos, especialmente a Terra, desviando ou capturando um grande número de cometas e asteroides potencialmente perigosos. Esse fenômeno, chamado difusão gravitacional, altera a dinâmica dos pequenos corpos provenientes do cinturão de asteroides e da nuvem de Oort.
Simulações orbitais mostram que, sem Júpiter, o fluxo de projéteis interplanetários em direção à Terra seria multiplicado por um fator entre 10 e 100, dependendo dos modelos (Horner e Jones, 2010). O planeta também atua como um estabilizador dinâmico: limita as perturbações orbitais de Marte e do cinturão principal, absorvendo parte das ressonâncias gravitacionais.
No entanto, sua influência não é apenas protetora. Algumas de suas ressonâncias de Lindblad e ressonâncias de movimento médio podem, ao contrário, desestabilizar asteroides, ejetando-os em direção ao sistema interno. Assim, Júpiter atua tanto como guardião quanto como arquiteto do sistema solar, esculpindo constantemente a distribuição das órbitas planetárias e dos pequenos corpos.
N.B.:
O papel protetor de Júpiter ainda é debatido. Embora o planeta gigante reduza a frequência de impactos catastróficos, ele também pode redirecionar alguns objetos em direção aos planetas internos. Seu efeito global sobre a probabilidade de impacto depende fortemente das épocas dinâmicas e da distribuição dos cometas de longo período.
Para entender a diferença fundamental entre Júpiter e uma estrela como o Sol, é útil comparar seus parâmetros físicos essenciais.
| Característica | Júpiter | Sol | Comentário |
|---|---|---|---|
| Massa | \(1,898 \times 10^{27}\) kg | \(1,989 \times 10^{30}\) kg | Seriam necessários 75 Júpiter para atingir a massa mínima de uma estrela anã vermelha |
| Raio | 71.492 km | 696.340 km | O Sol é quase dez vezes maior |
| Temperatura central | ≈ 20.000 K | ≈ 15.000.000 K | A fusão nuclear requer > 4 × 106 K |
| Fonte de energia | Contração gravitacional | Fusão do hidrogênio | O Sol transforma hidrogênio em hélio, Júpiter não |
N.B.:
Se a nebulosa protossolar tivesse sido um pouco mais massiva em sua região externa, o núcleo de Júpiter poderia ter atingido o limiar crítico de cerca de 13 massas jovianas. No entanto, o gás disponível no disco circumsolar, já empobrecido pela formação do Sol, não permitiu um colapso gravitacional completo. Júpiter é, assim, o produto de uma estrela inacabada, nascida de um reservatório local pouco denso para se acender.
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