Férias em Júpiter

Primeira "Palavra" de 2011 traz ciência planetária. Planeta e suas luas são considerados Sistema Solar em miniatura.

Olá, pessoal! Como foi a passagem de ano? Eu fiz uma "viagem" com fins de observação. Não deu certo: o céu ficou nublado durante toda minha estadia. Acontece… Não foi a primeira vez e acho que não vai ser a última.

Durante a viagem, escrevi muito sobre um importante membro do Sistema Solar: Júpiter. O planeta possui várias características dignas de serem consideradas "pontos turísticos". Se alguém quiser uma sugestão de destino nas próximas férias, fica aí a dica!

Curiosamente, pouco antes da virada do ano, a Rede Globo transmitiu "The Bringer of Jolity" ("O Portador da Juventude") como música de fundo. "The Bringer of Jolity" é o quarto movimento da suíte orquestral "The Planets" ("Os Planetas"), composta em 1916 pelo britânico Gustav Holst (1874-1934). Cada um dos sete movimentos da suíte corresponde a um planeta. "The Bringer of Jolity" corresponde a Júpiter.

(Depois, durante a queima de fogos, foi transmitido o tema do filme "Armagedom".)

História  Para os antigos romanos, Júpiter era o deus-pai e deus do Céu, filho de Saturno (deus dos vinhateiros e dos camponeses; similar ao Cronos grego) e Reia (titânida, filha de Urano e Gaia). É homólogo das divindades Tínia (etrusca) e Zeus (grega).

Seu pai costumava devorar filhos recém-nascidos. Sua mãe o salvou ao dar uma pedra a Cronos. Dizem que foi criado entre ninfas. Tornou-se o deus principal e soberano e seus poderes eram definidos por diversos epítetos: Jupiter Fulgur, deus do Raio e do Trovão; Jupiter Stator, que detinha os inimigos; Jupiter Capitolino, a quem estava consagrado o templo do Capitólio, em Roma, onde era adorado com Minerva (filha de Júpiter, deusa da guerra e da paz, símbolo do conhecimento e sabedoria) e Juno (irmã e esposa de Júpiter, rainha do Céu e protetora da mulher e o casamento). Também fazia outra tríade com Marte (deus guerreiro) e Quirino (assimilado ao Marte sabino) – tríade protetora de Roma.

Seu culto era presidido pelo Flamendialis (flâmine* de Júpiter). Eram celebradas inúmeras festividades, além das de Jupiter Optimus Maximus ("muito grande e muito bom"), nas quais eram feitos jogos solenes. Os sacrifícios eram oferecidos a Júpiter pelos cônsules que assumiam o cargo, vencedores e imperadores recém-proclamados. Sempre em circunstâncias solenes.

Por sincretismo, Júpiter foi associado a diversos deuses do Oriente, como Sabazius (deus trácio e frígio da vegetação, trigo e cerveja), Doliquenos (deus hitita do céu e da tempestade; seu culto perpetuou-se em Dolikhé, atual Tell Duluk, Turquia, e se espalhou pelo Império Romano) e Amon (deus egípcio de Tebas, capital do Egito no Novo Império; seus sacerdotes constituíam uma casta muito influente graças à glória de Tebas, que fez do deus local uma divindade imperial; seu culto acabou com a destruição de Tebas pelos assírios, em 664-663 a.C.).

Gigante  Júpiter é o maior planeta do Sistema Solar (142.796 km de diâmetro) e o quinto a partir do Sol (a 778 milhões de km) . Trata-se de um gigante gasoso – uma enorme bola de gases sem superfície para pouso. Por sua composição e tamanho, acredita-se que seja uma estrela que não conseguiu se formar. Se sua massa fosse 11 ou 12 vezes maior, formaria uma estrela dupla com o Sol e os planetas não teriam se formado.  Foi visitado pelas sondas Pioneer 10 (1973) e 11 (1974), Voyager 1 e 2 (1979), Galileo (1995-2003) e Cassini (2000).

O que vemos nas fotografias das sondas e de grandes telescópios é sua espessa (240 km) atmosfera constituída de, aproximadamente, 82% de hidrogênio, 17% de hélio e 1% de compostos diversos (etano, metano, amônia, etc.). A temperatura na superfície de sua atmosfera é de aproximadamente -150°C durante o dia e a noite, o que mostra uma notável distribuição de calor. Os ventos em Júpiter chegam a ultrapassar 480 km/h.

Suas características faixas escuras e claras alternadas e paralelas ao equador são formações nebulares de altitudes diferentes, alongadas longitudinalmente pela rápida rotação do planeta (cerca de 9h50min). Dentro das faixas, há inúmeras manchas mutantes que testemunham turbulências extremas. Nas zonas mais claras, predominam correntes ascendente, nas escuras, descendentes. Além da circulação vertical, há correntes horizontais muito rápidas entre as quais se formam grandes turbilhões. Já já conversamos sobre um.

Na atmosfera, o hidrogênio é gasoso, em profundidade, pode ser líquido e, mais abaixo, ter características metálicas. Um dos modelos mais conhecidos supões que, de 100 km de profundidade até 460 km do centro, o hidrogênio se apresenta líquido. Nesse nível, a pressão atinge 3 milhões de atmosferas terrestres e a temperatura 11.000°C. Nessas condições o hidrogênio se torna um condutor elétrico, como qualquer metal – daí o nome de hidrogênio metálico.

A porcentagem de hidrogênio de Júpiter é maior que a do Sol, porém suas pressão e temperatura (mais baixas) não são capazes de causar a ignição.

Muito provavelmente, Júpiter possui um denso núcleo rochoso, talvez de silicatos. A massa do núcleo seria de 10 a 15 vezes a da Terra.

A migração progressiva do hélio, mais pesado, em direção ao centro do planeta corresponde a uma fonte de calor que pode explicar a radiação interna do planeta – 2,5 vezes maior do que a recebida pelo Sol.

As fotografias feitas pelas sondas Voyager ajudaram a descobrir um sistema de anéis em torno do planeta. O anel principal possui 6.000 km de largura e prolonga-se como um halo difuso. O anel exterior é extremamente tênue.

Em virtude de sua enorme massa, 318 vezes a da Terra, maior do que a soma da massa de todos os outros planetas, Júpiter resfria-se muito mais lentamente. Serão necessárias dezenas de milhões de anos para que a temperatura seja propícia para o surgimento de vida.

Por ser muito massivo, o planeta ainda guarda boa parte de sua atmosfera primitiva, o que permite investigações sobre as origens de Júpiter e dos outros membros do Sistema solar.

Sua órbita demora 1 trilhão de anos para se deslocar 30 cm.

Tempo  A Grande Mancha Vermelha (GMV) é um dos pontos turísticos mais cobiçados de Júpiter. Trata-se de um furacão no hemisfério sul (22°S) com cerca de 35.000 km em longitude e 10.000 km de latitude descoberto por Robert Hooke (1635-1703). Hoje, sabe-se que a GMV é uma região de anti-ciclonagem, para onde convergem ventos de alta velocidade – o que ajuda a explicar sua rotação de seis dias.

Outra característica de Júpiter é sua extensa magnetosfera. É maior que o Sol, indo até Saturno. 10.000 vezes superior ao campo magnético terrestre, o de Júpiter tem seu eixo inclinado em 11° em relação ao eixo de rotação do planeta. As ondulações dos campos magnéticos no anel externo foram captados pela sonda Cassini a caminho de Saturno e convertidas em sons, que se assemelham ao canto de baleias.

O gigante também chama a atenção por suas ondas de rádio – que podem ser captadas da Terra. Depois do Sol, é o objeto do Sistema Solar que mais emite ondas de rádio. As ondas curtas foram atribuídas às atividades da lua Io. Há outras causas, como movimentação de moléculas na atmosfera.

	Sistema métrico	Notação científica e outras unidades	Comparação com a Terra (Terra = 1)
Distância média ao Sol	778.412.020 km	7,7841202 × 108 km 5,20336 UA	5,203
Periélio (distância mínima ao Sol)	740.742.600 km	7,407426 × 108 km 4,952 UA	5,036
Afélio (distância máxima ao Sol)	816.081.400 km	8.160814 × 108 km 5,455 UA	5,366
Raio equatorial	71.492 km	7,1492 × 104 km	11,209
Circunferência equatorial	449.197 km	4,49197 × 105 km
Volume	1.425.500.000.000.000 km3	1,4255 × 1015 km3	1.316
Massa	1.898.700.000.000.000.000.000.000.000 kg	1,8987 × 1027 kg	317,82
Densidade	1.33 g/cm3		0,241
Area superficial	62.179.600.000 km2	6,21796 × 1010 km2	121,9
Gravidade na superfície no equador	20.87 m/s2		2,14
Velocidade de escape	214.300 km/h	59,540 m/s	5,33
Período de rotação sideral	9,925 h 9 h 55 min 30 seg	0,41354 d	0,4147
Velocidade orbital média	47.051 km/h	13.069,7 m/s	0,439
Excentricidade orbital	0,04839		2,9
Inclinação orbital em relação à eclíptica	1,305°
Inclinação do equador em relação à órbita	3,12°		0,0178
Circunferência orbital	4.774.000.000 km	4,774 × 109 km	5,165
Temperatura na superfície	-148°C	125 K

Fonte Jupiter: Facts & Figues / Solar System Exploration / NASA (http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Jupiter&Display=Facts)

Vários mundos  Júpiter possui mais de 60 luas. Algumas são de proporções planetárias. Outras, se parecem com asteróides. E, provavelmente, são! Podem ter sido capturadas pela gravidade do enorme planeta. Como exemplo, podemos citar Amalteia, que orbita a 181.300 km do planeta: sua forma elipsoidal possui dimensões de 265 × 140 km.

As maiores e mais convidativas luas jupterianas foram descobertas por Galileu Galilei (1564-1642) e são, por isso, chamadas de satélites galileanos. São elas: Io, Europa, Ganimedes e Calisto.

As luas galileanas possuem seus movimentos de rotação síncronos com seus movimentos em torno de Júpiter (assim como a Lua em relação à Terra), mostrando sempre a mesma face para o planeta.

Io, com 3.630 km de diâmetro, a 350.200 km de Júpiter, é o corpo mais vulcanicamente ativo do Sistema Solar. Lá, as Voyagers encontraram as primeiras evidências de vulcões extraterrestres. Uma das imagens surpreendeu os pesquisadores: parecia que tinham capturado em perfil o exato momento de um impacto de asteroide. As imagens seguintes mostraram que, na verdade, a formação era uma erupção vulcânica.

O vulcanismo é atribuído à fragmentação da crosta de Io pelas marés causadas por Júpiter, Ganimedes e Calisto. As erupções alcançam até 100 km de altura. O maior vulcão é Prometeu, que "muda de lugar".

Ao redor de Io, há uma atmosfera muito tênue composta principalmente de dióxido de enxofre liberado pelos vulcões.

Além de vulcões, foram descobertas caldeiras, grandes aberturas por onde flui o material vulcânico, constituído basicamente de compostos de enxofre, como ácido sulfídrico e dióxido de enxofre. Estes lagos de lava podem chegar a 1.650°C. Em outros lugares, o termômetro pode marcar -160°C.

A superfície de Io está sempre em mudança por causa das marés, que aumentam a temperatura interna da lua. Quem busca por aventura irá gostar dos gases venenosos, cadeias de montanhas gigantes e vulcões sempre em erupção com plumas coloridas.

Europa é muito famosa entre os astrobiólogos e está na lista de locais de busca por vida rudimentar. A lua está a 599.500 km de Júpiter e as forças de maré a deformam, criando fraturas na forma de raios em sua superfície. Seu diâmetro é de 3.138 km e sua superfície, com temperatura de -225°C, é toda coberta de gelo – por isso o albedo (porção refletida da luz recebida) elevado.

Para quem gosta de mergulho, o maior atrativo de Europa está sob o gelo. A 100 km de profundidade, com quase total certeza, há um oceano contendo mais água do que a Terra. Também acredita-se que haja os elementos necessários para o surgimento da vida. Além disso, a água pode estar quente, aquecida pelo núcleo de magma em ebulição.

Estas são condições mais do que suficientes para a acomodação da vida. Já é de conhecimento de nossa Ciência que não é preciso luz e oxigênio e que a reunião dos elementos de moléculas orgânicas ocorre em grandes profundidades, inclusive em bocas de vulcões submarinos, onde as temperaturas são muito elevadas e não há qualquer luz.

Aí vai uma postagem mostrando que já foi encontrada vida em ambiente semelhante ao oceano de Europa:

"NASA descobre crustáceo que vive sob camada de gelo de 183 metros", 20/03/2010

Quando não consideramos a atmosfera de Titã (maior lua de Saturno), Ganimedes, com 5.280 km de diâmetro, se torna a maior lua do Sistema Solar. Um grande número de marcas de impacto perfura a superfície e revela o gelo abaixo.

O astro parece se comportar como planeta. A 1.070.000 km de Júpiter, a superfície de Ganimedes mostra rachaduras que se interligam, indicando tectonismo (deslocamento de placas da crosta) complexo. Além disso, a lua parece gerar seu próprio campo magnético e há evidências de uma atmosfera tênue.

Calisto é um pouco menor, com cerca de 4.840 km de diâmetro, e se encontra a 1.880.600 km de Júpiter. Além de provável tectonismo e impactos de asteroide, o que mais chama a atenção são os vários anéis concêntricos que sugerem um impacto violento numa época em que sua superfície não era completamente sólida. Calisto também abriga o maior número de crateras do Sistema.

As Voyagers identificaram treze cadeias de crateras em Calisto e três em Ganimedes. Suas origens eram inicialmente um mistério. Geralmente, cadeias de crateras na Lua estão perto de crateras maiores, levando a acreditar que elas tenham sido causadas por impactos secundários, mas as cadeias de crateras das luas de Júpiter não estão ligadas a nenhuma cratera principal. O impacto do cometa Shoemaker-Levy 9, do qual vamos falar a seguir, mostrou que essas crateras surgiram de cometas ou asteroides fragmentados.

Impacto profundo Em julho de 1994, sob grande cobertura da mídia, astrônomos de todo o mundo puderam testemunhar a colisão do cometa Shoemaker-Levy 9 (D/1992 F2) com Júpiter. Foi a primeira observação direta de uma colisão extraterrestre entre dois corpos do Sistema Solar.

O cometa foi descoberto em 24 de março de 1993 pelos astrônomos Carolyn Shoemaker (1929- ), Eugene Shoemaker (1928-1997) e David Levy (1948- ), em uma fotografia tirada pelo telescópio Schmidt do Observatório Palomar, na Califórnia. Foi o primeiro cometa a ser visto orbitando um planeta, e provavelmente foi capturado por Júpiter cerca de 25 anos antes do impacto.

Cálculos mostraram que o cometa passou do limite de Roche (distância mínima a que um objeto pode estar de outro mais massivo sem se fragmentar pela gravidade do outro) em julho de 1992. O Shoemaker-Levy 9 foi fragmentado em pedaços de até 2 km.

Os fragmentos atingiram o hemisfério sul de Júpiter entre 16 e 22 de julho a 60 km/s. As manchas causadas pelos impactos eram de visualização mais fácil do que a GMV e ficaram visíveis por meses. Algumas eram maiores do que a Terra.

O impacto do Shoemaker-Levy 9 destacou o papel de Júpiter como um tipo de "aspirador" para o Sistema Solar interior. Seu grande campo gravitacional atrai muitos cometas e pequenos asteroides, fazendo com que ele seja um alvo frequente de impactos. Se Júpiter não estivesse presente, a possibilidade de impacto no Sistema Solar interior seria muito maior.

Júpiter captura objetos com frequência, mas o tamanho do Shoemaker-Levy 9 fez com que o evento fosse uma raridade. Um estudo após o impacto revelou que cometas com 0,3 km são capturados uma vez a cada 500 anos e que cometas de 1,6 km são capturados uma vez a cada 6.000 anos.

Muitos astrônomos defendem que, sem a ação de Júpiter, eventos de extinção seriam mais frequentes na Terra e a vida complexa não seria capaz de se desenvolver. Por outro lado, já foi demonstrado que é possível que a presença de um gigante gasoso possa aumentar a frequência de impactos na Terra.

Para terminar, confira algumas postagens do Blog sobre colisões contra Júpiter:

"NASA revela impacto de corpo cósmico sobre a superfície de Júpiter", 21/07/2009

"Amador registra colisão de objeto contra Júpiter", 04/06/2010

"Júpiter é atingido por asteroide pela terceira vez em 13 meses", 27/08/2010

"Amadores são os primeiros a registrar impactos contra Júpiter", 12/09/2010

Pessoal, eu poderia escrever mais, mas o post ficaria muito extenso e poucos teriam ânimo de ler! Sejamos sinceros: a primeira coisa que muita gente faz ao abrir um texto na internet é ver o tamanho da barra de rolagem!

No more "CQC"…  Quem me conhece sabe que gosto dos programas da CuatroCabezas ("CQC", "Polícia24h", "A Liga", etc.). Temo que o último CQC de 2010 tenha sido meu último em um bom tempo também. Porquê? Por que estão prestes a começar minhas aulas na Escola Municipal de Ciências Aeronáuticas (EMCA) (em Taubaté, SP)! O que o CQC tem a ver com isso? As aulas são à noite… Estou muito ansioso para o início das aulas. Já até desenhei um tipo de insígnia para a turma! Só preciso conversar com a EMCA para saber se posso divulgar.

Ontem (07/01/2010), recebi uma pergunta pelo Formspring que achei interessante. Confira aqui e mande você também sua pergunta! Em Contato, há links para as páginas e comunidades do BdA em redes sociais. Deixe seu recado no Livro de Visitas. Faça sugestões, deixe sua opinião ou dúvida. E não vamos nos esquecer do Twitter!

Deixados os links, fico por aqui. Agradeço aos que acompanharam o Blog. Continuem ligados no BdA! Céus limpos a todos! Watch the skies!

 

"O propósito do corpo é levar o cérebro para passear."

– Thomas Edison (1847-1931), inventor e empresário estadunidense

 

Eduardo Oliveira,

editor

 

*Sacerdote romano dedicado ao culto de certas divindades. O culto público necessitava de três flâmines maiores, patrícios, sacerdotes de Júpiter, Marte e Quirino, e doze flâmines menores, escolhidos entre os plebeus. No Império, flâmines municipais foram encarregados do culto imperial.