Con una masa de \(1,898 \times 10^{27}\) kg, más de 318 veces la de la Tierra, Júpiter domina el Sistema Solar por su gravedad e influencia orbital. Su composición, aproximadamente 70% de hidrógeno y 20% de helio, es similar a la del Sol, lo que le vale el apodo de "estrella fallida". Sin embargo, la presión y la temperatura en su núcleo, aunque colosales, no son suficientes para desencadenar la fusión termonuclear.
| Componente | Proporción másica | Ubicación principal | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Hidrógeno (H₂) | ≈ 71 – 74% | Envoltura externa y capa metálica | Principal gas de Júpiter; se vuelve metálico bajo presión > 3 Mbar |
| Helio (He) | ≈ 23 – 25% | Atmósfera y capas internas | Empobrecido en la atmósfera superior debido a la sedimentación hacia el centro |
| Elementos pesados (O, C, N, Si, Fe, Mg, S, etc.) | ≈ 3 – 6% | Núcleo rocoso y helado | Representa 10 a 20 masas terrestres; formado antes de la acreción de gas |
Fuente: NASA – Misión Juno (2024), ESA – Misión JUICE.
Para que un cuerpo celeste inicie la fusión del hidrógeno, debe alcanzar una masa crítica de aproximadamente 75 veces la de Júpiter. De lo contrario, la presión interna sigue siendo insuficiente para que los protones superen su repulsión electrostática, condición necesaria para la reacción \(\mathrm{H + H \rightarrow He}\). Así, Júpiter siguió siendo un gigante gaseoso, con un núcleo rocoso o helado de aproximadamente 10 a 20 masas terrestres, cubierto por una inmensa envoltura de hidrógeno metálico. En el interior de Júpiter, esta fase aparece a profundidades de aproximadamente 15.000 a 20.000 km bajo la superficie visible. El hidrógeno metálico juega un papel crucial en la generación del campo magnético interno, por efecto dinamo. Su transición parcial entre los estados molecular y metálico también contribuye a la liberación de energía gravitacional y térmica que alimenta la radiación infrarroja del planeta.
N.B.:
El hidrógeno metálico es un estado exótico de la materia predicho por Eugene Wigner (1902-1991) y Hillard Bell Huntington (1903-1989) en 1935. Bajo presiones superiores a 3 millones de atmósferas (≈ 3 Mbar), los átomos de hidrógeno pierden sus electrones de valencia, formando una red de iones H⁺ sumergida en un "gas de electrones libres". Este comportamiento confiere al hidrógeno propiedades metálicas: alta conductividad eléctrica y reflexión óptica comparable a la de un metal líquido.
Júpiter emite aproximadamente 1,7 veces más energía de la que recibe del Sol. Esta energía proviene de la lenta contracción gravitacional del planeta, un fenómeno conocido como mecanismo de Kelvin-Helmholtz. Al contraerse muy lentamente, Júpiter convierte parte de su energía gravitacional en calor interno, que irradia en el infrarrojo.
La atmósfera de Júpiter está compuesta por capas de nubes dispuestas en bandas paralelas al ecuador. Estas bandas alternan entre zonas claras y oscuras, llamadas zonas y bandas, respectivamente. Vientos que alcanzan más de 500 km/h soplan permanentemente allí. La famosa Gran Mancha Roja es un gigantesco anticiclón de 12.000 km de diámetro (≈12.756 km para la Tierra), activo desde hace más de 300 años según las observaciones de Giovanni Cassini (1625-1712).
El sistema joviano cuenta actualmente con más de 95 satélites naturales, de los cuales los cuatro más grandes —Ío, Europa, Ganímedes y Calisto— fueron descubiertos en 1610 por Galileo Galilei (1564-1642). Estas lunas galileanas forman un conjunto dinámico que recuerda a pequeña escala a un verdadero sistema planetario. Su observación permitió a Galileo demostrar que no todos los cuerpos celestes giran alrededor de la Tierra, apoyando la validez del modelo heliocéntrico de Copérnico (1473-1543).
| Nombre de la luna | Radio (km) | Distancia media a Júpiter (km) | Características principales | Personaje mitológico |
|---|---|---|---|---|
| Ío | 1.821 | 421.800 | Luna más volcánica del Sistema Solar, superficie joven y sulfurosa | Ninfa amada por Zeus (Júpiter), transformada en ternera para escapar de Hera |
| Europa | 1.561 | 671.100 | Superficie helada y lisa, océano interno bajo el hielo, candidata a albergar vida microbiana | Princesa fenicia raptada por Zeus en forma de toro blanco |
| Ganímedes | 2.634 | 1.070.400 | Luna más grande del Sistema Solar, posee un campo magnético y un océano interno | Joven príncipe troyano raptado por Zeus para convertirse en el copero de los dioses |
| Calisto | 2.410 | 1.882.700 | Luna antigua y craterizada, núcleo poco diferenciado, posible océano profundo | Ninfa de Artemisa seducida por Zeus, transformada en osa y luego en constelación |
| Amaltea | 83 | 181.400 | Luna irregular rojiza, muy cercana a Júpiter, iluminación térmica intensa | Cabra que amamantó a Zeus en su infancia, símbolo de abundancia |
| Himalia | 85 | 11.480.000 | Luna irregular del grupo Himalia, órbita prograda inclinada | Ninfa que dio a luz a tres hijos de Zeus |
| Elara | 43 | 11.740.000 | Luna irregular, probablemente un fragmento capturado | Ninfa amada por Zeus, madre del gigante Tityos |
| Pasífae | 30 | 23.500.000 | Luna retrógrada del grupo Pasífae, probablemente un cuerpo capturado | Esposa de Minos y madre del Minotauro, hija del dios Sol Helios |
| Sinope | 19 | 23.860.000 | Pequeña luna retrógrada, forma irregular, grupo Pasífae | Princesa a quien Zeus quiso seducir, pero ella lo engañó para permanecer virgen |
| Lisitea | 18 | 11.720.000 | Luna irregular, órbita ligeramente inclinada | Ninfa amada por Zeus, madre de Dioniso en algunas versiones |
Más allá de estas lunas gigantes, numerosos satélites irregulares orbitan más lejos, a menudo capturados por gravedad. Su distribución compleja proporciona información sobre los procesos de acreción y migración planetaria que ocurrieron hace más de 4.500 millones de años.
La masa colosal de Júpiter, equivalente a 318 veces la de la Tierra, confiere al planeta un papel fundamental en la estabilidad gravitacional del sistema solar. Su inmenso campo gravitacional actúa como un escudo natural para los planetas internos, especialmente la Tierra, al desviar o capturar un gran número de cometas y asteroides potencialmente peligrosos. Este fenómeno, llamado difusión gravitacional, altera la dinámica de los pequeños cuerpos provenientes del cinturón de asteroides y la nube de Oort.
Las simulaciones orbitales muestran que, sin Júpiter, el flujo de proyectiles interplanetarios hacia la Tierra se multiplicaría por un factor de entre 10 y 100, según los modelos (Horner y Jones, 2010). El planeta también actúa como un estabilizador dinámico: limita las perturbaciones orbitales de Marte y del cinturón principal al absorber parte de las resonancias gravitacionales.
Sin embargo, su influencia no es únicamente protectora. Algunas de sus resonancias de Lindblad y resonancias de movimiento medio pueden, por el contrario, desestabilizar asteroides, eyectándolos hacia el sistema interno. Así, Júpiter actúa tanto como guardián como arquitecto del sistema solar, esculpiendo constantemente la distribución de las órbitas planetarias y los pequeños cuerpos.
N.B.:
El papel protector de Júpiter sigue siendo debatido. Aunque el planeta gigante reduce la frecuencia de impactos catastróficos, también puede redirigir algunos objetos hacia los planetas internos. Su efecto global sobre la probabilidad de impacto depende en gran medida de las épocas dinámicas y la distribución de los cometas de largo período.
Para entender la diferencia fundamental entre Júpiter y una estrella como el Sol, es útil comparar sus parámetros físicos esenciales.
| Característica | Júpiter | Sol | Comentario |
|---|---|---|---|
| Masa | \(1,898 \times 10^{27}\) kg | \(1,989 \times 10^{30}\) kg | Se necesitarían 75 Júpiter para alcanzar la masa mínima de una estrella enana roja |
| Radio | 71.492 km | 696.340 km | El Sol es casi diez veces más grande |
| Temperatura central | ≈ 20.000 K | ≈ 15.000.000 K | La fusión nuclear requiere > 4 × 106 K |
| Fuente de energía | Contracción gravitacional | Fusión del hidrógeno | El Sol transforma el hidrógeno en helio, Júpiter no |
N.B.:
Si la nebulosa protosolar hubiera sido un poco más masiva en su región externa, el núcleo de Júpiter podría haber alcanzado el umbral crítico de aproximadamente 13 masas jovianas. Sin embargo, el gas disponible en el disco circumsolar, ya empobrecido por la formación del Sol, no permitió un colapso gravitacional completo. Júpiter es así el producto de una estrella inacabada, nacida de un reservorio local demasiado poco denso para encenderse.
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