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Júpiter

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Júpiter es el quinto planeta desde el Sol y el más grande del Sistema Solar . Es un gigante gaseoso con una masa casi 2,5 veces mayor que la de todos los demás planetas del Sistema Solar combinados y ligeramente inferior a una milésima parte de la masa del Sol. Su diámetro es 11 veces mayor que el de la Tierra y una décima parte del del Sol. Júpiter orbita alrededor del Sol a una distancia de 5,20 UA (778,5 Gm ) , con un período orbital de  11,86 años  . Este es el tercer objeto natural más brillante en el cielo nocturno de la Tierra , después de la Luna y Venus , y se ha observado desde tiempos prehistóricos . Su nombre deriva del de Júpiter , la deidad principal de la antigua religión romana .

Júpiter fue el primero de los planetas del Sol en formarse, y su migración hacia el interior durante la fase primordial del Sistema Solar influyó considerablemente en la historia de formación de los demás planetas. La atmósfera de Júpiter está compuesta por un 76 % de hidrógeno y un 24 % de helio en masa , con un interior más denso. Contiene trazas de los elementos carbono , oxígeno , azufre , neón y compuestos como amoníaco , vapor de agua , fosfina , sulfuro de hidrógeno e hidrocarburos . La abundancia de helio en Júpiter es el 80 % de la del Sol, similar a la composición de Saturno .

La atmósfera exterior está dividida en una serie de bandas latitudinales, con turbulencias y tormentas a lo largo de sus límites interactivos; el resultado más evidente de esto es la Gran Mancha Roja , una tormenta gigante que se ha registrado desde 1831.

Debido a la rápida rotación de Júpiter, una vuelta cada diez horas, el planeta tiene forma de esferoide achatado ; su radio al ecuador es aproximadamente un 7 % mayor que el radio a sus polos. Se cree que su estructura interna consiste en un manto exterior de hidrógeno metálico fluido y un núcleo interno difuso de material más denso. La contracción constante del interior de Júpiter genera más calor del que el planeta recibe del Sol. El campo magnético de Júpiter es la estructura continua más fuerte y la segunda más grande del Sistema Solar, generada por corrientes parásitas dentro del núcleo de hidrógeno metálico fluido. El viento solar interactúa con la magnetosfera , extendiéndola hacia afuera y afectando la órbita de Júpiter.

Al menos 115 lunas orbitan el planeta; las cuatro más grandes —Io , Europa , Ganímedes y Calisto— orbitan dentro de la magnetosfera y son visibles con binoculares comunes. Ganímedes, la mayor de las cuatro, es más grande que el planeta Mercurio . Júpiter está rodeado por un tenue sistema de anillos planetarios . Los anillos de Júpiter consisten principalmente en polvo y tienen tres segmentos principales: un toro interno de partículas conocido como halo, un anillo principal relativamente brillante y un anillo exterior tenue. Los anillos tienen un color rojizo en luz visible e infrarroja cercana. Se desconoce la edad del sistema de anillos, posiblemente remontándose a la formación de Júpiter. Desde 1973, Júpiter ha sido visitado por nueve sondas robóticas : siete sobrevuelos y dos orbitadores dedicados (con dos más en ruta). También se han encontrado exoplanetas similares a Júpiter en otros sistemas planetarios.

Nombre y símbolo

Tanto en la antigua civilización griega como en la romana, Júpiter recibió su nombre del dios principal del panteón divino : Zeus para los griegos y Júpiter para los romanos. [ 22 ] La Unión Astronómica Internacional adoptó formalmente el nombre de Júpiter para el planeta en 1976 y desde entonces ha nombrado a sus satélites recién descubiertos en honor a los amantes, favoritos y descendientes del dios. [ 23 ] El símbolo planetario de Júpiter, ♃, deriva de una zeta griega con una línea horizontal , ⟨ Ƶ ⟩ , como abreviatura de Zeus . [ 24 ] [ 25 ]

En latín, Iovis es el caso genitivo de Iuppiter , es decir, Júpiter. Está asociado con la etimología de Zeus («padre del cielo»). Se sabe que el equivalente en inglés, Jove , comenzó a usarse como nombre poético para el planeta alrededor del siglo XIV. [ 26 ]

Joviano es la forma adjetival de Júpiter. La forma adjetival más antigua , jovial , empleada por los astrólogos en la Edad Media , ha llegado a significar «feliz» o «alegre», estados de ánimo atribuidos a la influencia de Júpiter en la astrología . [ 27 ]

La deidad griega original Zeus proporciona la raíz zeno- , que se utiliza para formar algunas palabras relacionadas con Júpiter, como zenografía . [ e ]

Formación y migración

Se cree que Júpiter es el planeta más antiguo del Sistema Solar, habiéndose formado solo un millón de años después del Sol y aproximadamente 50 millones de años antes de la Tierra. [ 28 ] Los modelos actuales de formación del Sistema Solar sugieren que Júpiter se formó en o más allá de la línea de nieve : una distancia del Sol primitivo donde la temperatura era lo suficientemente fría como para que volátiles como el agua se condensaran en sólidos. [ 29 ] Primero formando un núcleo sólido, el planeta luego acumuló su atmósfera gaseosa . Por lo tanto, el planeta debió haberse formado antes de que la nebulosa solar se dispersara por completo. [ 30 ] Durante su formación, la masa de Júpiter aumentó gradualmente hasta tener 20 veces la masa de la Tierra, aproximadamente la mitad de la cual estaba compuesta de silicatos, hielos y otros constituyentes de elementos pesados. [ 28 ] Cuando el proto-Júpiter creció más de 50 masas terrestres, creó un hueco en la nebulosa solar. [ 28 ] Posteriormente, el planeta en crecimiento alcanzó su masa final en 3-4  millones de años. [ 28 ] [ 30 ]

Según la " hipótesis del gran giro ", Júpiter comenzó a formarse a una distancia de aproximadamente 3,5 UA (520 millones de km ; 330 millones de millas ) del Sol. A medida que el joven planeta acumulaba masa, su interacción con el disco de gas que orbitaba el Sol y las resonancias orbitales de Saturno provocaron su migración hacia el interior. [ 29 ] [ 31 ] Esto alteró las órbitas de varias supertierras que orbitaban más cerca del Sol, provocando que colisionaran destructivamente. [ 32 ] Posteriormente, Saturno habría comenzado a migrar hacia el interior a un ritmo más rápido que Júpiter hasta que los dos planetas quedaron atrapados en una resonancia de movimiento medio 3:2 a aproximadamente 1,5 UA (220 millones de km; 140 millones de millas) del Sol. [ 33 ] Esto cambió la dirección de la migración, provocando que se alejaran del Sol y salieran del sistema interior hacia sus ubicaciones actuales. [ 32 ] Todo esto ocurrió durante un período de 3 a 6 millones de años, y la migración final de Júpiter se produjo a lo largo de varios cientos de miles de años. [ 31 ] [ 34 ] La migración de Júpiter desde el sistema solar interior finalmente permitió que los planetas interiores —incluida la Tierra— se formaran a partir de los escombros. [ 35 ]           

Hay varios problemas sin resolver con la hipótesis del gran viraje. Las escalas de tiempo de formación resultantes de los planetas terrestres parecen ser inconsistentes con la composición elemental medida. [ 36 ] Júpiter probablemente se habría asentado en una órbita mucho más cercana al Sol si hubiera migrado a través de la nebulosa solar . [ 37 ] Algunos modelos alternativos de formación del Sistema Solar predicen la formación de Júpiter con propiedades orbitales cercanas a las del planeta actual. [ 30 ] Otros modelos predicen que Júpiter se formó a distancias mucho mayores, como 18 UA (2700 millones de km; 1700 millones de millas) . [ 38 ] [ 39 ]     

Según el modelo de Niza , la caída de objetos del protocinturón de Kuiper durante los primeros 600 millones de años de la historia del Sistema Solar provocó que Júpiter y Saturno migraran de sus posiciones iniciales a una resonancia 1:2, lo que hizo que Saturno se desplazara a una órbita más alta, perturbando las órbitas de Urano y Neptuno, agotando el cinturón de Kuiper y desencadenando el Bombardeo Intenso Tardío . [ 40 ]

Según el escenario del Júpiter saltarín , la migración de Júpiter a través del Sistema Solar primitivo podría haber provocado la expulsión de un quinto gigante gaseoso . Esta hipótesis sugiere que, durante su migración orbital, la influencia gravitacional de Júpiter alteró las órbitas de otros gigantes gaseosos, pudiendo haber expulsado a un planeta por completo del Sistema Solar. La dinámica de tal evento habría modificado drásticamente la formación y configuración del Sistema Solar, dejando solo los cuatro gigantes gaseosos que observamos hoy en día. [ 41 ]

Basándose en la composición de Júpiter, los investigadores han argumentado a favor de una formación inicial fuera de la línea de nieve del nitrógeno molecular (N₂ ) , que se estima entre 20 y 30 UA (3000 y 4500 millones de km; 1900 y 2800 millones de millas) del Sol, y posiblemente incluso fuera de la línea de nieve del argón, que podría estar hasta 40 UA (6000 millones de km; 3700 millones de millas) . [ 42 ] [ 43 ] Habiéndose formado a una de estas distancias extremas, Júpiter habría migrado hacia el interior durante un período de aproximadamente 700 000 años hasta su ubicación actual, [ 38 ] [ 39 ] durante una época de aproximadamente 2 a 3 millones de años después de que el planeta comenzara a formarse. En este modelo, Saturno, Urano y Neptuno se habrían formado aún más lejos que Júpiter, y Saturno también habría migrado hacia el interior. [ 38 ]           

Características físicas

Júpiter es un gigante gaseoso , lo que significa que su composición química es principalmente hidrógeno y helio. Estos materiales se clasifican como gases en geología planetaria, un término que no denota el estado de la materia. Es el planeta más grande del Sistema Solar, con un diámetro de 142 976 km (88 841 millas) en su ecuador , lo que le da un volumen 1321 veces mayor que el de la Tierra. [ 3 ] [ 44 ] Su densidad media, 1,326 g/cm³ , [ f ] es menor que la de los cuatro planetas terrestres . [ 46 ] [ 47 ]   

Composición

La atmósfera de Júpiter está compuesta aproximadamente por un 76 % de hidrógeno y un 24 % de helio en masa. En volumen, la atmósfera superior está compuesta por aproximadamente un 90 % de hidrógeno y un 10 % de helio. La baja proporción de helio se debe a que un átomo de helio es más masivo que el hidrógeno en su molécula diatómica natural, H₂. [ 48 ] La atmósfera contiene trazas de carbono elemental , oxígeno , azufre y neón , [ 49 ] así como amoníaco , vapor de agua , fosfina , sulfuro de hidrógeno e hidrocarburos como metano , etano y benceno . [ 50 ] Su capa más externa contiene cristales de amoníaco congelado. [ 51 ] El interior del planeta es más denso, con una composición aproximada de un 71 % de hidrógeno, un 24 % de helio y un 5 % de otros elementos en masa. [ 52 ] [ 53 ]

Las proporciones atmosféricas de hidrógeno y helio son cercanas a la composición teórica de la nebulosa solar primordial . [ 54 ] El neón en la atmósfera superior consta de 20 partes por millón en masa, lo que es aproximadamente una décima parte de la abundancia del Sol. [ 55 ] La abundancia de helio de Júpiter es aproximadamente el 80 % de la del Sol debido a la precipitación de estos elementos en forma de gotas ricas en helio, un proceso que ocurre en las profundidades del interior del planeta. [ 56 ] [ 57 ]

Según la espectroscopia , se cree que Saturno tiene una composición similar a la de Júpiter, pero los otros planetas gigantes, Urano y Neptuno, tienen relativamente menos hidrógeno y helio y relativamente más de los siguientes elementos más comunes , incluidos el oxígeno, el carbono, el nitrógeno y el azufre. [ 58 ] Estos planetas se conocen como gigantes de hielo porque se cree que durante su formación, estos elementos se incorporaron a ellos en forma de hielo; sin embargo, probablemente contienen muy poco hielo. [ 59 ]

Tamaño y masa

Consulte el pie de foto.
Tamaño de Júpiter comparado con la Tierra y la Luna.

Júpiter es aproximadamente once veces más ancho que la Tierra (11,208 R 🜨  ); mientras que su masa es 318 veces la de la Tierra [ 3 ] que es 2,5 veces la masa de todos los demás planetas del Sistema Solar combinados. Es tan masivo que su baricentro con el Sol se encuentra sobre la superficie del Sol a 1,068 radios solares del centro del Sol. [ 60 ] [ 61 ] El radio de Júpiter es aproximadamente una décima parte del radio del Sol ( 0,102 75 R ☉  ), [ 62 ] y su masa es una milésima parte de la masa del Sol , lo que significa que las densidades de los dos cuerpos son similares. [ 63 ] Una " masa de Júpiter " ( M J o M Jup ) se utiliza como unidad para describir las masas de otros objetos, en particular los planetas extrasolares y las enanas marrones . Por ejemplo, el planeta extrasolar HD 209458 b tiene una masa de 0,69 M J , mientras que la enana marrón Gliese 229 b tiene una masa de 60,4 M J . [ 64 ] [ 65 ] Del mismo modo, el " radio de Júpiter ", que normalmente se interpreta como el radio ecuatorial del planeta, se utiliza para describir los tamaños de estos objetos. [ 66 ]  

Júpiter irradia más calor del que recibe a través de la radiación solar, debido al mecanismo de Kelvin-Helmholtz dentro de su interior en contracción. [ 67 ] : 30 [ 68 ] Este proceso hace que Júpiter se contraiga aproximadamente 1 mm (0,039 pulg) por año. [ 69 ] [ 70 ] En el momento de su formación, Júpiter era más caliente y tenía aproximadamente el doble de su diámetro actual. [ 71 ] [ 72 ]  

Los modelos teóricos indican que si Júpiter tuviera más del 40 % de masa adicional, su interior estaría tan comprimido que su volumen disminuiría a pesar del aumento de materia. Para cambios menores en su masa, el radio no cambiaría apreciablemente. [ 73 ] Como resultado, se cree que Júpiter tiene aproximadamente el diámetro máximo que puede alcanzar un planeta de su composición e historia evolutiva. [ 74 ] El proceso de contracción adicional con el aumento de masa continuaría hasta que se lograra una ignición estelar apreciable. [ 75 ] Aunque Júpiter necesitaría ser aproximadamente 75 veces más masivo para fusionar hidrógeno y convertirse en una estrella , [ 76 ] su diámetro es suficiente, ya que la enana roja más pequeña puede tener un radio ligeramente mayor que Saturno. [ 77 ]

Rotación

Vídeo a cámara rápida de 3 horas que muestra la rotación de Júpiter y el movimiento orbital de sus lunas.

La inclinación axial de Júpiter es de 3,13°, lo cual es relativamente pequeño, por lo que sus estaciones son insignificantes en comparación con las de la Tierra y Marte. [ 78 ]

La rotación de Júpiter es la más rápida de todos los planetas del Sistema Solar, [ 11 ] completando una rotación sobre su eje en poco menos de diez horas; esto crea un abultamiento ecuatorial fácilmente visible a través de un telescopio de aficionado. El radio ecuatorial es un 7 % mayor que el radio polar. [ 11 ] Debido a que Júpiter no es un cuerpo sólido, su atmósfera superior experimenta una rotación diferencial . La rotación de la atmósfera polar de Júpiter es aproximadamente cinco minutos mayor que la de la atmósfera ecuatorial. [ 79 ]

Se utilizan tres sistemas como marcos de referencia para el seguimiento de la rotación planetaria, especialmente al graficar el movimiento de las características atmosféricas. El Sistema I se aplica a latitudes desde 7°  N hasta 7°  S; su período es el más corto del planeta, de 9 h  50  min  30,0 s. El Sistema II se aplica a latitudes al norte y al sur de estas; su período es de 9 h  55  min  40,6 s. [ 80 ] El Sistema III fue definido por radioastrónomos y corresponde a la rotación de la magnetosfera del planeta; su período es la rotación oficial de Júpiter. [ 81 ]

Estructura interna

Consulte el pie de foto.
Diagrama de Júpiter con su interior, características de la superficie, anillos y lunas interiores.

Antes de principios del siglo XXI, la mayoría de los científicos proponían uno de dos escenarios para la formación de Júpiter. Si el planeta se acumuló primero como un cuerpo sólido, consistiría en un núcleo denso , una capa circundante de hidrógeno metálico fluido (con algo de helio) que se extendía hacia afuera hasta aproximadamente el 80% del radio del planeta, [ 82 ] y una atmósfera exterior compuesta principalmente de hidrógeno molecular . [ 70 ] Alternativamente, si el planeta colapsó directamente del disco protoplanetario gaseoso , se esperaba que careciera por completo de un núcleo, consistiendo en cambio en un fluido cada vez más denso (predominantemente hidrógeno molecular y metálico) hasta el centro. Los datos de la misión Juno mostraron que Júpiter tiene un núcleo difuso que se mezcla con su manto, extendiéndose por el 30-50% del radio del planeta, y compuesto de elementos pesados ​​con una masa combinada de 7 a 25 veces la de la Tierra. [ 83 ] [ 84 ] [ 85 ] Este proceso de mezcla podría haber surgido durante la formación, mientras el planeta acumulaba sólidos y gases de la nebulosa circundante. [ 86 ] Alternativamente, podría haber sido causado por el impacto de un planeta de aproximadamente diez masas terrestres unos pocos millones de años después de la formación de Júpiter, lo que habría perturbado un núcleo joviano originalmente compacto. [ 84 ] [ 87 ]

Fuera de la capa de hidrógeno metálico se encuentra una atmósfera interior transparente de hidrógeno. A esta profundidad, la presión y la temperatura están por encima de la presión crítica del hidrógeno molecular de 1,3 MPa y la temperatura crítica de 33 K (−240,2 °C ; −400,3 °F ) . [ 88 ] En este estado, no hay fases líquidas y gaseosas distintas; se dice que el hidrógeno está en un estado de fluido supercrítico . El gas de hidrógeno y helio que se extiende hacia abajo desde la capa de nubes transiciona gradualmente a un líquido en capas más profundas, posiblemente asemejándose a algo similar a un océano de hidrógeno líquido y otros fluidos supercríticos. [ 67 ] : 22 [ 89 ] [ 90 ] Físicamente, el gas se vuelve gradualmente más caliente y denso a medida que aumenta la profundidad. [ 91 ] [ 92 ]   

Gotas de helio y neón, similares a la lluvia, precipitan hacia abajo a través de la atmósfera inferior, disminuyendo la abundancia de estos elementos en la atmósfera superior. [ 56 ] [ 93 ] Los cálculos sugieren que las gotas de helio se separan del hidrógeno metálico a un radio de 60 000 km (37 000 mi) ( 11 000 km [6800 mi] por debajo de las cimas de las nubes) y se fusionan de nuevo a 50 000 km (31 000 mi) ( 22 000 km [14 000 mi] por debajo de las nubes). [ 94 ] Se ha sugerido que ocurren lluvias de diamantes , así como en Saturno [ 95 ] y en los gigantes de hielo Urano y Neptuno. [ 96 ]          

La temperatura y la presión dentro de Júpiter aumentan constantemente hacia el interior, ya que el calor de la formación planetaria solo puede escapar por convección. [ 57 ] A una profundidad superficial donde el nivel de presión atmosférica es aproximadamente una atmósfera terrestre estándar (alrededor de 0,10 MPa (1 bar ) ), la temperatura es de alrededor de 165 K (−108 °C; −163 °F) . La región donde el hidrógeno supercrítico cambia gradualmente de un fluido molecular a un fluido metálico abarca rangos de presión de 50–400 GPa con temperaturas de 5000–8400 K (4730–8130 °C; 8540–14660 °F) , respectivamente. Se estima que la temperatura del núcleo diluido de Júpiter es de 20 000 K (19 700 °C; 35 500 °F) con una presión de alrededor de 4000 GPa . [ 97 ]             

Atmósfera

La atmósfera de Júpiter está compuesta principalmente de hidrógeno molecular y helio, con una menor cantidad de otros compuestos como agua, metano, sulfuro de hidrógeno y amoníaco. [ 98 ] La atmósfera de Júpiter se extiende hasta una profundidad de aproximadamente 3000 kilómetros (2000 millas) por debajo de las capas de nubes. [ 97 ] 

capas de nubes

Animación en blanco y negro de las nubes de Júpiter captada por la Voyager 1 mientras la nave espacial se acerca al planeta.
Vídeo a cámara rápida del sistema de nubes de Júpiter moviéndose a lo largo de un mes (fotografiado durante el sobrevuelo de la Voyager 1 en 1979).

Júpiter está perpetuamente cubierto de nubes de cristales de amoníaco, que también pueden contener hidrosulfuro de amonio . [ 99 ] Las nubes se encuentran en la capa de la tropopausa de la atmósfera, formando bandas en diferentes latitudes, conocidas como regiones tropicales. Estas se subdividen en zonas de tonalidad más clara y cinturones más oscuros . La interacción de estos patrones de circulación conflictivos provoca tormentas y turbulencias . Las velocidades del viento de 100 metros por segundo (360 km/h; 220 mph) son comunes en las corrientes en chorro zonales . [ 100 ] Se ha observado que las zonas varían en anchura, color e intensidad de un año a otro, pero se han mantenido lo suficientemente estables como para que los científicos les hayan dado nombre. [ 61 ] : 6  

La capa de nubes tiene unos 50 km (31 mi) de profundidad y consta de al menos dos capas de nubes de amoníaco: una región delgada y más clara en la parte superior y una capa más gruesa en la parte inferior. Puede haber una capa delgada de nubes de agua debajo de las nubes de amoníaco, como sugieren los destellos de relámpagos detectados en la atmósfera de Júpiter. [ 101 ] Estas descargas eléctricas pueden ser hasta mil veces más potentes que los relámpagos en la Tierra. [ 102 ] Se supone que las nubes de agua generan tormentas eléctricas de la misma manera que las tormentas eléctricas terrestres, impulsadas por el calor que asciende desde el interior. [ 103 ] La misión Juno reveló la presencia de "relámpagos superficiales" que se originan en nubes de amoníaco-agua relativamente altas en la atmósfera. [ 104 ] Estas descargas transportan "bolas de barro" de agua-amoníaco cubiertas de hielo, que caen profundamente en la atmósfera. [ 105 ] Se han observado relámpagos en la atmósfera superior de Júpiter, destellos de luz brillantes que duran alrededor de 1,4 milisegundos. Estos se conocen como "elfos" o "duendes" y aparecen azules o rosas debido al hidrógeno. [ 106 ] [ 107 ]   

Los colores naranja y marrón en las nubes de Júpiter son causados ​​por compuestos ascendentes que cambian de color al exponerse a la luz ultravioleta del Sol. Su composición exacta aún es incierta, pero se cree que las sustancias están formadas por fósforo, azufre o posiblemente hidrocarburos. [ 67 ] : 39 [ 108 ] Estos compuestos coloridos, conocidos como cromóforos , se mezclan con las nubes más cálidas de la capa inferior. Las zonas de color claro se forman cuando las células de convección ascendentes forman amoníaco cristalizado que oculta los cromóforos. [ 109 ]

Júpiter tiene una baja inclinación axial , lo que garantiza que los polos siempre reciban menos radiación solar que la región ecuatorial del planeta. La convección en el interior del planeta transporta energía a los polos, equilibrando las temperaturas en la capa de nubes. [ 61 ] : 54

La Gran Mancha Roja y otros vórtices

Una imagen muy distorsionada de una gran tormenta anticiclónica roja.
Primer plano de la Gran Mancha Roja captada por la sonda Juno en color real. Debido a la forma en que Juno toma las fotografías, la imagen resultante presenta una distorsión de barril extrema .

Una característica bien conocida de Júpiter es la Gran Mancha Roja , [ 110 ] una tormenta anticiclónica persistente ubicada a 22° al sur del ecuador. Fue observada por primera vez en 1831, [ 111 ] y posiblemente ya en 1665. [ 112 ] [ 113 ] Imágenes del Telescopio Espacial Hubble han mostrado dos "manchas rojas" más adyacentes a la Gran Mancha Roja. [ 114 ] [ 115 ] La tormenta es visible a través de telescopios terrestres con una apertura de 12  cm o más. [ 116 ] La tormenta rota en sentido contrario a las agujas del reloj, con un período de aproximadamente seis días. [ 117 ] La ​​altitud máxima de esta tormenta es de aproximadamente 8 kilómetros (5 millas) por encima de las cimas de las nubes circundantes. [ 118 ] La composición de la Mancha y el origen de su color rojo siguen siendo inciertos, aunque el amoníaco fotodisociado que reacciona con acetileno es una explicación probable. [ 119 ] 

La Gran Mancha Roja es más grande que la Tierra. [ 120 ] Los modelos matemáticos sugieren que la tormenta es estable y será una característica permanente del planeta. [ 121 ] Sin embargo, ha disminuido significativamente de tamaño desde su descubrimiento. Las observaciones iniciales a finales del siglo XIX mostraron que tenía aproximadamente 41 000 km (25 500 millas) de diámetro. A partir de 2015  La tormenta se midió en aproximadamente 16 500 por 10 940 kilómetros (10 250 por 6 800 millas) [ 122 ] y su longitud disminuía en unos 930 km (580 millas) por año [120]. En octubre de 2021, una misión de sobrevuelo de Juno midió la profundidad de la Gran Mancha Roja, situándola en alrededor de 300–500 kilómetros (190–310 millas) [ 123 ] .    

Las misiones Juno detectaron varios grupos de ciclones en los polos de Júpiter. El grupo norte contiene nueve ciclones, con uno grande en el centro y otros ocho a su alrededor, mientras que su contraparte sur también consta de un vórtice central, pero está rodeado por cinco grandes tormentas y una más pequeña, para un total de siete tormentas. [ 124 ] [ 125 ]

En el año 2000, se formó en el hemisferio sur un fenómeno atmosférico similar a la Gran Mancha Roja, pero de menor tamaño. Este fenómeno se originó cuando tormentas blancas ovaladas más pequeñas se fusionaron para formar una sola estructura; estos tres óvalos blancos más pequeños se formaron entre 1939 y 1940. La estructura resultante recibió el nombre de Óvalo BA . Desde entonces, su intensidad ha aumentado y ha cambiado de color blanco a rojo, lo que le ha valido el apodo de "Pequeña Mancha Roja". [ 126 ] [ 127 ]

En abril de 2017, se descubrió una "Gran Mancha Fría" en la termosfera de Júpiter cerca de su polo norte mediante observaciones infrarrojas del catión trihidrógeno . Esta característica tiene aproximadamente 24.000 km (15.000 mi) de diámetro, 12.000 km (7.500 mi) de ancho, y se creía que era 200 °C (360 °F) más fría que el material circundante. La mancha cambia de forma e intensidad en cortos períodos de tiempo mientras mantiene su posición general en la atmósfera durante más de 20 años. [ 128 ] Una serie de mapas globales de la temperatura de la termosfera de Júpiter, ion molecular dominante (      H3+{\displaystyle {\ce {H3+}}}) densidad yH3+{\displaystyle {\ce {H3+}}}La radiación de energía ha demostrado que este punto "frío" es en realidad una región de densidad de iones disminuida. [ 129 ] Tanto la temperatura como la densidad influyen en las imágenes filtradas deH3+{\displaystyle {\ce {H3+}}}emisión, y se sabe que la densidad es el controlador dominante de su emisión resultante. [ 130 ] La "Gran Mancha 'Fría'" es una de las muchas estructuras en la termosfera de Júpiter que son observables en el infrarrojo y aparentemente creadas a partir del movimiento vertical del plasma impulsado por interacciones del viento neutro y el campo magnético. [ 129 ] [ 131 ] [ 132 ]

Magnetosfera

El efecto de las lunas galileanas en la magnetosfera de Júpiter.

El campo magnético de Júpiter es el más fuerte de cualquier planeta del Sistema Solar, [ 109 ] con un momento dipolar de 4,170 gauss (0,4170 mT ) que está inclinado en un ángulo de 10,31° con respecto al polo de rotación. La intensidad del campo magnético superficial varía de 2 gauss (0,20 mT) a 20 gauss (2,0 mT) . [ 133 ] Se cree que este campo es generado por corrientes parásitas —movimientos de remolino de materiales conductores— dentro del núcleo fluido de hidrógeno metálico. A unos 75 radios de Júpiter del planeta, la interacción de la magnetosfera con el viento solar genera una onda de choque de proa . Rodeando la magnetosfera de Júpiter se encuentra una magnetopausa , ubicada en el borde interior de una magnetofunda —una región entre ella y la onda de choque de proa. El viento solar interactúa con estas regiones, alargando la magnetosfera en el lado de sotavento de Júpiter y extendiéndola hacia afuera hasta casi alcanzar la órbita de Saturno. Las cuatro lunas más grandes de Júpiter orbitan dentro de la magnetosfera, lo que las protege del viento solar. [ 67 ] : 69   

Los volcanes de la luna Io emiten grandes cantidades de dióxido de azufre , formando un toroide gaseoso a lo largo de su órbita. El gas se ioniza en la magnetosfera de Júpiter , produciendo iones de azufre y oxígeno . Estos, junto con los iones de hidrógeno provenientes de la atmósfera de Júpiter, forman una capa de plasma en el plano ecuatorial de Júpiter. El plasma en la capa corrota con el planeta, causando una deformación del campo magnético dipolar en el de un magnetodisco. Los electrones dentro de la capa de plasma generan una fuerte señal de radio, con breves ráfagas superpuestas en el rango de 0,6 a 30 MHz que son detectables desde la Tierra con receptores de radio de onda corta de uso doméstico . [ 134 ] [ 135 ] A medida que Io se mueve a través de este toroide, la interacción genera ondas de Alfvén que transportan materia ionizada a las regiones polares de Júpiter. Como resultado, se generan ondas de radio a través de un mecanismo máser ciclotrónico , y la energía se transmite a lo largo de una superficie cónica. Cuando la Tierra intersecta este cono, las emisiones de radio de Júpiter pueden superar la emisión de radio del Sol. [ 136 ] 

Movimiento orbital y observación

Júpiter es el único planeta cuyo baricentro con el Sol se encuentra fuera del volumen del Sol, aunque por el 7% del radio del Sol. [ 137 ] [ 138 ] La distancia promedio entre Júpiter y el Sol es de 778 millones de km (5,20 UA) y completa una órbita cada 11,86 años. Esto es aproximadamente dos quintos del período orbital de Saturno, formando una resonancia orbital cercana . [ 139 ] El plano orbital de Júpiter está inclinado 1,30° con respecto a la Tierra. Debido a que la excentricidad de su órbita es 0,049, Júpiter está ligeramente más de 75 millones de km más cerca del Sol en el perihelio que en el afelio , [ 3 ] lo que significa que su órbita es casi circular. Esta baja excentricidad está en desacuerdo con los descubrimientos de exoplanetas , que han revelado planetas del tamaño de Júpiter con excentricidades muy altas. Los modelos sugieren que esto puede deberse a que hay dos planetas gigantes en el Sistema Solar, ya que la presencia de un tercer planeta gigante o más tiende a inducir mayores excentricidades. [ 140 ]      

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Júpiter y cuatro lunas galileanas vistas a través de un telescopio aficionado.

Júpiter suele ser el cuarto objeto más brillante del cielo (después del Sol, la Luna y Venus ), [ 109 ] aunque en oposición Marte puede parecer más brillante que Júpiter. Dependiendo de la posición de Júpiter con respecto a la Tierra, su magnitud visual puede variar desde un brillo de hasta -2,94 en oposición hasta -1,66 durante la conjunción con el Sol. [ 19 ] La magnitud aparente media es de -2,20 con una desviación estándar de 0,33. [ 19 ] El diámetro angular de Júpiter también varía de 50,1 a 30,5 segundos de arco . [ 3 ] Las oposiciones favorables ocurren cuando Júpiter pasa por el perihelio de su órbita, acercándolo a la Tierra. [ 141 ] Cerca de la oposición, Júpiter parecerá entrar en movimiento retrógrado durante un período de aproximadamente 121 días, moviéndose hacia atrás a través de un ángulo de 9,9° antes de volver al movimiento directo. [ 142 ]

Debido a que la órbita de Júpiter está fuera de la de la Tierra, el ángulo de fase de Júpiter visto desde la Tierra siempre es menor de 11,5°; por lo tanto, Júpiter siempre aparece casi completamente iluminado cuando se observa a través de telescopios terrestres. Fue durante las misiones espaciales a Júpiter que se obtuvieron vistas del planeta en fase creciente. [ 143 ] Un telescopio pequeño generalmente mostrará las cuatro lunas galileanas de Júpiter y los cinturones de nubes a través de la atmósfera de Júpiter . Un telescopio más grande con una apertura de 4 a 6 pulgadas (10 a 15 cm) mostrará la Gran Mancha Roja de Júpiter cuando esté orientada hacia la Tierra. [ 144 ] [ 145 ] 

Anillos planetarios

Imagen de Júpiter que muestra sus tenues anillos, dos pequeñas lunas, auroras boreales y características atmosféricas.
Júpiter, fotografiado en luz infrarroja , muestra sus tenues anillos, junto con dos lunas – Amaltea y Adrastea –, auroras boreales y características atmosféricas.

Júpiter tiene un sistema de anillos planetarios tenue compuesto por tres segmentos principales: un toro interno de partículas conocido como halo, un anillo principal relativamente brillante y un anillo exterior tenue. [ 146 ] Estos anillos parecen estar hechos de polvo, mientras que los anillos de Saturno están hechos de hielo. [ 67 ] : 65 El anillo principal probablemente está hecho de material eyectado de los satélites Adrastea y Metis , que es atraído hacia Júpiter debido a la fuerte influencia gravitacional del planeta. Se agrega nuevo material por impactos adicionales. [ 147 ] De manera similar, se cree que las lunas Tebe y Amaltea producen los dos componentes distintos del anillo polvoriento. [ 147 ] Hay evidencia de un cuarto anillo que puede consistir en escombros de colisión de Amaltea que se encuentran a lo largo de la órbita de la misma luna. [ 148 ]

Lunas

Júpiter tiene 115 satélites naturales conocidos , [ 8 ] y es probable que este número aumente debido al incremento de las observaciones telescópicas. [ 149 ] De estos, solo 16 tienen un  diámetro mayor a 10 km. [ 150 ] Las cuatro lunas más grandes, conocidas como lunas galileanas , son Ganímedes, Calisto, Io y Europa (en orden de tamaño decreciente), y son visibles desde la Tierra con binoculares en una noche despejada. [ 151 ]

lunas galileanas

Las lunas descubiertas por Galileo —Io, Europa, Ganímedes y Calisto— se encuentran entre las más grandes del Sistema Solar. Las órbitas de Io, Europa y Ganímedes forman un patrón conocido como resonancia de Laplace ; por cada cuatro órbitas que Io describe alrededor de Júpiter, Europa describe exactamente dos y Ganímedes exactamente una. Esta resonancia provoca que los efectos gravitacionales de las tres grandes lunas distorsionen sus órbitas, dándoles formas elípticas, ya que cada luna recibe una atracción gravitatoria adicional de sus vecinas en el mismo punto de cada órbita. La fuerza de marea de Júpiter, por otro lado, contribuye a circularizar sus órbitas. [ 152 ]

La excentricidad de sus órbitas provoca una flexión regular de las formas de las tres lunas, ya que la gravedad de Júpiter las estira a medida que se acercan a él y les permite recuperar formas más esféricas al alejarse. La fricción creada por esta flexión de marea genera calor en el interior de las lunas. [ 153 ] Esto se observa de forma más dramática en la actividad volcánica de Io (que está sujeta a las fuerzas de marea más intensas), [ 153 ] y en menor medida en la juventud geológica de la superficie de Europa , lo que indica una renovación reciente de la superficie exterior de la luna. [ 154 ]

Clasificación

Las lunas de Júpiter se clasificaron en cuatro grupos de cuatro, según la similitud de sus elementos orbitales . [ 158 ] Esta imagen se ha complicado con el descubrimiento de numerosas lunas exteriores pequeñas desde 1999. Las lunas de Júpiter se dividen en varios grupos diferentes, aunque se conocen dos lunas que no pertenecen a ningún grupo ( Themisto y Valetudo ). [ 159 ]

Se cree que las ocho lunas regulares más internas, que tienen órbitas casi circulares cerca del plano del ecuador de Júpiter, se formaron junto con Júpiter, mientras que el resto son lunas irregulares y se cree que son asteroides capturados o fragmentos de asteroides capturados. Las lunas irregulares dentro de cada grupo pueden tener un origen común, tal vez como una luna más grande o un cuerpo capturado que se fragmentó. [ 160 ] [ 161 ]

Interacción con el Sistema Solar

Como el más masivo de los ocho planetas, la influencia gravitacional de Júpiter ha contribuido a dar forma al Sistema Solar. Con la excepción de Mercurio , las órbitas de los planetas del sistema se encuentran más cerca del plano orbital de Júpiter que del plano ecuatorial del Sol . Las brechas de Kirkwood en el cinturón de asteroides se deben principalmente a Júpiter, [ 166 ] y es posible que el planeta haya sido responsable del Bombardeo Intenso Tardío en la historia del Sistema Solar interior. [ 167 ]

Además de sus lunas, el campo gravitatorio de Júpiter controla numerosos asteroides que se han asentado alrededor de los puntos de Lagrange que preceden y siguen al planeta en su órbita alrededor del Sol. Estos se conocen como asteroides troyanos y se dividen en «campamentos» griegos y troyanos en honor a la Ilíada . El primero de ellos, 588 Aquiles , fue descubierto por Max Wolf en 1906; desde entonces se han descubierto más de dos mil. [ 168 ] El más grande es 624 Héctor . [ 169 ]

La familia de Júpiter se define como cometas cuyo semieje mayor es menor que el de Júpiter; la mayoría de los cometas de período corto pertenecen a este grupo. Se cree que los miembros de la familia de Júpiter se forman en el cinturón de Kuiper, fuera de la órbita de Neptuno. Durante los encuentros cercanos con Júpiter, se ven perturbados y sus órbitas se reducen a un período menor, que luego se circulariza debido a las interacciones gravitacionales regulares con el Sol y Júpiter. [ 170 ]

Impactos

Las manchas marrones marcan los lugares de impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en Júpiter.

Júpiter ha sido llamado la aspiradora del Sistema Solar [ 171 ] debido a su inmenso pozo gravitatorio y su ubicación cerca del Sistema Solar interior. Hay más impactos en Júpiter , como cometas, que en cualquier otro planeta del Sistema Solar. [ 172 ] Por ejemplo, Júpiter experimenta aproximadamente 200 veces más impactos de asteroides y cometas que la Tierra. [ 74 ] Los científicos solían creer que Júpiter protegía parcialmente el sistema interior del bombardeo de cometas. [ 74 ] Sin embargo, simulaciones por computadora en 2008 sugieren que Júpiter no causa una disminución neta en el número de cometas que pasan por el Sistema Solar interior, ya que su gravedad perturba sus órbitas hacia adentro aproximadamente con la misma frecuencia con la que los acumula o expulsa. [ 173 ] Este tema sigue siendo controvertido entre los científicos, ya que algunos piensan que atrae cometas hacia la Tierra desde el cinturón de Kuiper , mientras que otros creen que Júpiter protege a la Tierra de la nube de Oort . [ 174 ]

En julio de 1994, el cometa Shoemaker-Levy 9 colisionó con Júpiter. [ 175 ] [ 176 ] Los impactos fueron observados de cerca por observatorios de todo el mundo, incluyendo el Telescopio Espacial Hubble y la sonda Galileo . [ 177 ] [ 178 ] [ 179 ] El evento fue ampliamente cubierto por los medios de comunicación. [ 180 ]

Los estudios de los primeros registros y dibujos astronómicos arrojaron ocho ejemplos de posibles observaciones de impactos entre 1664 y 1839. Sin embargo, una revisión de 1997 determinó que estas observaciones tenían poca o ninguna posibilidad de ser resultado de impactos. Una investigación posterior realizada por este equipo reveló que una característica oscura en la superficie, descubierta por el astrónomo Giovanni Cassini en 1690, podría haber sido una cicatriz de impacto. [ 181 ]

Historia de la observación y la exploración

Investigación pretelescópica

Modelo en el Almagesto del movimiento longitudinal de Júpiter (☉) con respecto a la Tierra (🜨)

Las observaciones de Júpiter están atestiguadas por los astrónomos babilonios durante los siglos VII-VIII  a. C. [ 182 ] Los antiguos chinos conocían a Júpiter como la « estrella sui » ( Suìxīng歲星) y establecieron su ciclo de doce ramas terrestres basándose en el número aproximado de años que tarda Júpiter en orbitar alrededor del Sol; el idioma chino todavía usa su nombre (歲; simplificado como岁) cuando se refiere a años de edad. Para el siglo IV  a. C., estas observaciones se habían convertido en el zodíaco chino , [ 183 ] y cada año se asoció con una estrella Tai Sui y un dios que controlaba la región de los cielos opuesta a la posición de Júpiter en el cielo nocturno. Estas creencias sobreviven en algunas prácticas religiosas taoístas y populares y en los doce animales del zodíaco de Asia Oriental. El historiador chino Xi Zezong ha afirmado que Gan De , un antiguo astrónomo chino , [ 184 ] informó de una pequeña estrella "en alianza" con el planeta, [ 185 ] lo que podría indicar el avistamiento de una de las lunas de Júpiter a simple vista. De ser cierto, esto precedería al descubrimiento de Galileo en casi dos milenios. [ 186 ] [ 187 ]

Un artículo de 2016 informa que los babilonios usaban la regla trapezoidal antes del 50 a. C. para integrar la velocidad de Júpiter a lo largo de la eclíptica . [ 188 ] En su obra del siglo II, el Almagesto , el astrónomo helenístico Claudio Ptolomeo construyó un modelo planetario geocéntrico basado en deferentes y epiciclos para explicar el movimiento de Júpiter con respecto a la Tierra, dando su período orbital alrededor de la Tierra como 4332,38 días, o 11,86 años. [ 189 ]  

Investigación con telescopios terrestres

Dibujos de Galileo de Júpiter y sus "estrellas mediceas" de Sidereus Nuncius.

En 1610, el polímata italiano Galileo Galilei descubrió las cuatro lunas más grandes de Júpiter (conocidas actualmente como lunas galileanas ) utilizando un telescopio. Se cree que esta fue la primera observación telescópica de lunas distintas a la de la Tierra. Tan solo un día después de Galileo, Simon Marius descubrió de forma independiente lunas alrededor de Júpiter, aunque no publicó su descubrimiento en un libro hasta 1614. [ 190 ] Sin embargo, fueron los nombres que Marius dio a las lunas principales los que perduraron: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. El descubrimiento constituyó un punto clave a favor de la teoría heliocéntrica del movimiento de los planetas de Nicolás Copérnico ; el apoyo abierto de Galileo a la teoría copernicana lo llevó a ser juzgado y condenado por la Inquisición . [ 191 ]

En el otoño de 1639, el óptico napolitano Francesco Fontana probó un telescopio de 22 palmos de su propia fabricación y descubrió las bandas características de la atmósfera del planeta. [ 192 ]

Durante la década de 1660, Giovanni Cassini utilizó un nuevo telescopio para descubrir manchas en la atmósfera de Júpiter, observar que el planeta parecía achatado y estimar su período de rotación. [ 193 ] En 1692, Cassini notó que la atmósfera experimenta una rotación diferencial. [ 194 ]

La Gran Mancha Roja pudo haber sido observada ya en 1664 por Robert Hooke y en 1665 por Cassini, aunque esto es discutido. El farmacéutico Heinrich Schwabe realizó el primer dibujo conocido que muestra detalles de la Gran Mancha Roja en 1831. [ 195 ] Según se informa, la Mancha Roja se perdió de vista en varias ocasiones entre 1665 y 1708 antes de volverse bastante visible en 1878. [ 196 ] Se registró que se desvaneció nuevamente en 1883 y a principios del siglo XX. [ 197 ]

Tanto Giovanni Borelli como Cassini elaboraron tablas detalladas de los movimientos de las lunas de Júpiter, lo que permitió predecir cuándo pasarían las lunas por delante o por detrás del planeta. En la década de 1670, Cassini observó que cuando Júpiter se encontraba en el lado opuesto del Sol con respecto a la Tierra, estos eventos ocurrían unos 17  minutos más tarde de lo previsto. Ole Rømer dedujo que la luz no viaja instantáneamente (una conclusión que Cassini había rechazado anteriormente), [ 53 ] y esta discrepancia temporal se utilizó para estimar la velocidad de la luz . [ 198 ] [ 199 ]

En 1892, EE Barnard observó un quinto satélite de Júpiter con el refractor de 36 pulgadas (910 mm) del Observatorio Lick en California. Esta luna fue posteriormente nombrada Amaltea . [ 200 ] Fue la última luna planetaria descubierta directamente por un observador visual a través de un telescopio. [ 201 ] Se descubrieron ocho satélites adicionales antes del sobrevuelo de la sonda Voyager 1 en 1979. [ g ] 

En 1932, Rupert Wildt identificó bandas de absorción de amoníaco y metano en los espectros de Júpiter. [ 202 ] En 1938 se observaron tres estructuras anticiclónicas de larga duración llamadas "óvalos blancos". Durante varias décadas, permanecieron como estructuras separadas en la atmósfera que se acercaban entre sí pero nunca se fusionaban. Finalmente, dos de los óvalos se fusionaron en 1998, y luego absorbieron al tercero en 2000, convirtiéndose en el Óvalo BA . [ 203 ]

investigación con radiotelescopio

En 1955, Bernard Burke y Kenneth Franklin descubrieron que Júpiter emite ráfagas de ondas de radio a una frecuencia de 22,2  MHz. [ 67 ] : 36 El período de estas ráfagas coincidía con la rotación del planeta, y utilizaron esta información para determinar un valor más preciso para la velocidad de rotación de Júpiter. Se descubrió que las ráfagas de radio de Júpiter se presentaban en dos formas: ráfagas largas (o ráfagas L) que duraban hasta varios segundos, y ráfagas cortas (o ráfagas S) que duraban menos de una centésima de segundo. [ 204 ]

Los científicos han descubierto tres formas de señales de radio transmitidas desde Júpiter:

  • Las ráfagas de radio decamétricas (con una longitud de onda de decenas de metros) varían con la rotación de Júpiter y están influenciadas por la interacción de Io con el campo magnético de Júpiter. [ 205 ]
  • La emisión de radio decimétrica (con longitudes de onda medidas en centímetros) fue observada por primera vez por Frank Drake y Hein Hvatum en 1959. [ 67 ] : 36 El origen de esta señal es un cinturón en forma de toroide alrededor del ecuador de Júpiter, que genera radiación ciclotrónica a partir de electrones que son acelerados en el campo magnético de Júpiter. [ 206 ]
  • La radiación térmica es producida por el calor en la atmósfera de Júpiter. [ 67 ] : 43

Exploración

Júpiter ha sido visitado por naves espaciales automatizadas desde 1973, cuando la sonda espacial Pioneer 10 pasó lo suficientemente cerca de Júpiter como para enviar revelaciones sobre sus propiedades y fenómenos. [ 207 ] [ 208 ] Las misiones a Júpiter se realizan a un costo energético, que se describe mediante el cambio neto en la velocidad de la nave espacial, o delta-v . Entrar en una órbita de transferencia de Hohmann de la Tierra a Júpiter desde la órbita terrestre baja requiere un delta-v de 6,3  km/s, [ 209 ] que es comparable al  delta-v de 9,7 km/s necesario para alcanzar la órbita terrestre baja. [ 210 ] Las asistencias gravitatorias mediante sobrevuelos planetarios pueden utilizarse para reducir la energía necesaria para llegar a Júpiter. [ 211 ]

misiones de sobrevuelo

A partir de 1973, varias naves espaciales realizaron maniobras de sobrevuelo planetario que las llevaron dentro del rango de observación de Júpiter. Las misiones Pioneer obtuvieron las primeras imágenes de cerca de la atmósfera de Júpiter y varias de sus lunas. Descubrieron que los campos de radiación cerca del planeta eran mucho más fuertes de lo esperado, pero ambas naves espaciales lograron sobrevivir en ese entorno. Las trayectorias de estas naves espaciales se utilizaron para refinar las estimaciones de masa del sistema joviano . Las ocultaciones de radio por el planeta dieron como resultado mejores mediciones del diámetro de Júpiter, la cantidad de aplanamiento polar y mediciones verticales del plasma de su ionosfera . [ 61 ] : 47 [ 213 ] [ 214 ]

Seis años después, las misiones Voyager mejoraron enormemente la comprensión de las lunas galileanas y descubrieron los anillos de Júpiter. También confirmaron que la Gran Mancha Roja era anticiclónica. La comparación de imágenes mostró que la Mancha había cambiado de tonalidad desde las misiones Pioneer, pasando de naranja a marrón oscuro. Se descubrió un toroide de átomos ionizados a lo largo de la órbita de Io, que se determinó que provenían de volcanes en erupción en la superficie de la luna. Mientras la nave espacial pasaba por detrás del planeta, observó destellos de relámpagos en la atmósfera del lado nocturno . [ 61 ] : 87 [ 215 ]

La siguiente misión en acercarse a Júpiter fue la sonda solar Ulises . En febrero de 1992, realizó una maniobra de sobrevuelo para alcanzar una órbita polar alrededor del Sol. Durante este paso, la nave espacial estudió la magnetosfera de Júpiter, aunque no contaba con cámaras para fotografiar el planeta. La nave espacial volvió a pasar cerca de Júpiter seis años después, esta vez a una distancia mucho mayor. [ 212 ]

En 2000, la sonda Cassini sobrevoló Júpiter en su camino hacia Saturno y proporcionó imágenes de mayor resolución. [ 216 ]

La sonda New Horizons sobrevoló Júpiter en 2007 para obtener asistencia gravitatoria en su camino a Plutón . [ 217 ] Las cámaras de la sonda midieron la emisión de plasma de los volcanes en Io y estudiaron en detalle las cuatro lunas galileanas. [ 218 ]

Misión Galileo

Galileo preparándose para el acoplamiento con el cohete, 1989.

La primera nave espacial en orbitar Júpiter fue la misión Galileo , que llegó al planeta el 7 de diciembre de 1995. [ 74 ] Permaneció en órbita durante más de siete años, realizando múltiples sobrevuelos de todas las lunas galileanas y Amaltea . La nave espacial también presenció el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 cuando colisionó con Júpiter en 1994. Algunos de los objetivos de la misión se vieron frustrados debido a un mal funcionamiento de la antena de alta ganancia de Galileo . [ 219 ]

Una sonda atmosférica de titanio de 340 kilogramos fue liberada de la nave espacial en julio de 1995, entrando en la atmósfera de Júpiter el 7 de diciembre. [ 74 ] Atravesó 150 km (93 mi) de atmósfera en paracaídas a una velocidad de aproximadamente 2575 km/h (1600 mph) [ 74 ] y recopiló datos durante 57,6 minutos hasta que la nave espacial fue destruida. [ 220 ] El orbitador Galileo sufrió una versión más rápida del mismo destino cuando fue dirigido deliberadamente hacia el planeta el 21 de septiembre de 2003. La NASA destruyó la nave espacial para evitar cualquier posibilidad de que se estrellara contra la luna Europa y posiblemente la contaminara, la cual podría albergar vida . [ 219 ]     

Los datos de esta misión revelaron que el hidrógeno compone hasta el 90% de la atmósfera de Júpiter. [ 74 ] La temperatura registrada fue de más de 300 °C (572 °F) y la velocidad del viento medida superó los 644 km/h (>400 mph) antes de que las sondas se vaporizaran. [ 74 ]    

Misión Juno

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Juno preparándose para las pruebas en un banco de pruebas giratorio, 2011

La misión Juno de la NASA llegó a Júpiter el 4 de julio de 2016, con el objetivo de estudiar el planeta en detalle desde una órbita polar . La nave espacial estaba originalmente diseñada para orbitar Júpiter treinta y siete veces durante un período de veinte meses. [ 85 ] [ 221 ] [ 222 ] El 27 de agosto de 2016, la nave espacial completó su primer sobrevuelo de Júpiter y envió las primeras imágenes del polo norte de Júpiter . [ 223 ] Durante la misión, la nave espacial ha estado expuesta a altos niveles de radiación de la magnetosfera de Júpiter , lo que ha comenzado a causar fallas en ciertos instrumentos, incluyendo su cámara de luz visible, JunoCam , y el instrumento UV, UVS. [ 224 ]

Juno completó 12 órbitas antes de finalizar su plan de misión presupuestado, que terminó en julio de 2018. [ 225 ] En junio de ese año, la NASA extendió el plan de operaciones de la misión hasta julio de 2021, y en enero de ese año la misión se extendió hasta septiembre de 2025 con cuatro sobrevuelos lunares: uno de Ganímedes, uno de Europa y dos de Io. [ 226 ] [ 227 ] Cuando Juno llegue al final de la misión, realizará una desorbitación controlada y se desintegrará en la atmósfera de Júpiter para evitar el riesgo de colisionar y contaminar las lunas de Júpiter. [ 228 ]

Misiones canceladas y planes futuros

Hay interés en misiones para estudiar las lunas heladas más grandes de Júpiter, que pueden tener océanos líquidos subterráneos. [ 229 ] Las dificultades de financiación han retrasado el progreso, lo que provocó la cancelación de JIMO ( Jupiter Icy Moons Orbiter ) de la NASA en 2005. [ 230 ] Posteriormente se desarrolló una propuesta para una misión conjunta NASA/ ESA llamada EJSM/Laplace , con una fecha de lanzamiento provisional alrededor de 2020. EJSM/Laplace habría consistido en el Jupiter Europa Orbiter liderado por la NASA y el Jupiter Ganymede Orbiter liderado por la ESA . [ 231 ] Sin embargo, la ESA puso fin formalmente a la asociación en abril de 2011, citando problemas presupuestarios en la NASA y las consecuencias en el cronograma de la misión. En cambio, la ESA planeó seguir adelante con una misión exclusivamente europea para competir en su selección L1 Cosmic Vision . [ 232 ] Estos planes se han materializado con el lanzamiento de la misión Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) de la Agencia Espacial Europea, el 14 de abril de 2023, [ 233 ] seguido de la misión Europa Clipper de la NASA , lanzada el 14 de octubre de 2024. [ 234 ]

Otras misiones propuestas incluyen la misión Tianwen-4 de la Administración Espacial Nacional China , que tiene como objetivo lanzar un orbitador al sistema joviano y posiblemente a Calisto alrededor de 2035, [ 235 ] y el Interstellar Express de la CNSA [ 236 ] y la Interstellar Probe de la NASA , [ 237 ] que usarían la gravedad de Júpiter para ayudarlos a alcanzar los bordes de la heliosfera.

En la cultura

Júpiter-Zeus con rayo y cetro entre las nubes, junto a su águila. Fresco en Herculano , 1-37 d. C.
Júpiter, grabado en madera de una edición de 1550 del Liber Astronomiae de Guido Bonatti.

La existencia del planeta Júpiter se conoce desde la antigüedad. Es visible a simple vista en el cielo nocturno y también durante el día, cuando el Sol está bajo. [ 238 ] Para los babilonios , este planeta representaba a su dios Marduk , [ 239 ] jefe de su panteón desde el período de Hammurabi . [ 240 ] Utilizaban la órbita de Júpiter, de aproximadamente 12 años, a lo largo de la eclíptica para definir las constelaciones de su zodíaco . [ 239 ]

El nombre mítico griego de este planeta es Zeus (Ζεύς), también conocido como Dias (Δίας), nombre planetario que se conserva en el griego moderno . [ 241 ] Los antiguos griegos conocían al planeta como Faetón ( Φαέθων ), que significa «el brillante» o «estrella llameante». [ 242 ] [ 243 ] Los mitos griegos de Zeus del período homérico mostraron similitudes particulares con ciertos dioses del Cercano Oriente , incluidos el semítico El y Baal , el sumerio Enlil y el dios babilónico Marduk. [ 244 ] La asociación entre el planeta y la deidad griega Zeus se originó a partir de influencias del Cercano Oriente y se estableció plenamente en el siglo IV a. C., como se documenta en la Epinomis de Platón y sus contemporáneos. [ 245 ]

"Júpiter", de Los Planetas de Gustav Holst , que enfatiza la abundancia de vida exuberante y vitalidad del planeta en la astrología.

El dios Júpiter es el equivalente romano de Zeus y el dios principal de la mitología romana . Los romanos originalmente llamaban a Júpiter la "estrella de Júpiter" ( Iuppiter Stella ), pues creían que era sagrada para el dios homónimo. Este nombre proviene del compuesto vocativo protoindoeuropeo * Dyēu-pəter (nominativo: * Dyēus - pətēr , que significa "Dios Padre Cielo" o "Dios Padre Día"). [ 246 ] Como dios supremo del panteón romano, Júpiter era el dios del trueno, el relámpago y las tormentas, y se le llamaba el dios de la luz y el cielo. [ 247 ]

En la astrología védica , los astrólogos hindúes nombraron al planeta en honor a Brihaspati , el maestro religioso de los dioses, y lo llamaron " Guru ", que significa "Maestro". [ 248 ] [ 249 ] En los mitos turcos de Asia Central , Júpiter es llamado Erendiz o Erentüz , de eren (de significado incierto) y yultuz ("estrella"). Los turcos calcularon el período de la órbita de Júpiter en 11 años y 300 días. Creían que algunos eventos sociales y naturales estaban conectados con los movimientos de Erentüz en el cielo. [ 250 ] Los chinos, japoneses, coreanos y vietnamitas lo llamaron la "estrella de madera" ( chino :木星; pinyin : mùxīng ), basándose en los Cinco Elementos chinos . [ 251 ] [ 252 ] [ 253 ] En China, se la conoció como la "estrella del año" ( chino :歲星; pinyin : suìxīng ), ya que los astrónomos chinos observaron que saltaba una constelación zodiacal cada año (con correcciones). En algunos escritos chinos antiguos, los años se nombraban, en principio, en correlación con los signos zodiacales jovianos. [ 183 ]

Véase también

Notas

  1. ↑ Los filtros de luz son de 658 nm, 502 nm y 395 nm, [ 1 ] que corresponden aproximadamente al rojo, verde y azul respectivamente.
  2. ↑ La atmósfera de Júpiter y su apariencia cambian constantemente , por lo que su aspecto actual puede no parecerse al que tenía cuando se tomó esta imagen. Sin embargo, en esta imagen se aprecian algunas características que permanecen constantes, como la famosa Gran Mancha Roja , que destaca en la parte inferior derecha de la imagen, y la característica apariencia de bandas del planeta.
  3. 1 2 3 4 5 6 Se refiere al nivel de 1 bar de presión atmosférica.
  4. ↑ Basado en el volumen dentro del nivel de 1 bar de presión atmosférica
  5. ↑ Véase, por ejemplo: "IAUC 2844: Júpiter; 1975h" . Unión Astronómica Internacional. 1 de octubre de 1975. Consultado el 24 de octubre de 2010 .Esa palabra en particular se usa desde al menos 1966. Véase: "Resultados de la consulta en la base de datos de astronomía" . Smithsonian/NASA . Consultado el 29 de julio de 2007 .
  6. ↑ Aproximadamente igual que el jarabe de azúcar (jarabe USP ), [ 45 ]
  7. ↑ Véase Lunas de Júpiter para más detalles y referencias.

Referencias

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Lecturas adicionales

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  • Lohninger, Hans; et  al. (2 de noviembre de 2005). "Júpiter, visto por la Voyager 1" . Un viaje al espacio . Instituto Virtual de Ciencias Aplicadas.