13.550 – Astrofísica – Pressão Atmosférica em de Júpiter


jupiter glif
É a maior atmosfera planetária do Sistema Solar. É composta principalmente de hidrogênio molecular e hélio em proporções similares às do Sol. Outros elementos e compostos químicos estão presentes em pequenas quantidades e incluem metano, amônia, sulfeto de hidrogênio e água. Embora acredite-se que a água esteja presente nas profundezas da atmosfera, sua concentração é muito baixa. A atmosfera joviana também possui oxigênio, nitrogênio, enxofre e gases nobres. A abundância destes elementos excede três vezes a do Sol.
De baixo para cima, as camadas atmosféricas são troposfera, estratosfera, termosfera, e exosfera. Cada camada possui seu gradiente de temperatura característicos.
A camada mais baixa, a troposfera, possui um sistema complicado de nuvens, com camadas de amônia, hidrosulfeto de amônia, e água. As nuvens superiores de amônia são visíveis da superfície do planeta, e estão organizadas em um sistema de bandas paralelas ao equador, sendo limitadas por fortes correntes atmosféricas (ventos) conhecidas como jatos. As bandas alternam-se em cor: as bandas de cor mais escuras são chamadas de cinturões, enquanto as bandas de cor mais clara, de zonas. Zonas, que são mais frias que cinturões, correspondem às regiões nas quais o ar está movendo para cima, enquanto nos cinturões o ar está movendo em direção ao interior do planeta. Acredita-se que a cor das zonas seja o resultado de gelo de amônia; não se sabe ainda com certeza o mecanismo que dão aos cinturões suas cores típicas.
A atmosfera jupiteriana possui vários tipos de fenômenos ativos, incluindo instabilidades das bandas, vórtices (ciclones e anticiclones), tempestades e raios.
A circulação atmosférica em Júpiter é significantemente diferente da circulação atmosférica terrestre. O interior de Júpiter é fluido, e não possui nenhuma superfície sólida. Portanto, convecção pode ocorrer na camada de hidrogênio molecular do planeta. Nenhuma teoria compreensiva sobre a dinâmica da atmosfera jupiteriana foi desenvolvida até o presente. Uma teoria bem sucedida deste tipo precisa responder às seguintes questões: a existência de bandas e jatos estáveis estreitos e relativamente simétricos em relação ao equador jupiteriano; o forte jato prógrado observado no equador; a diferença entre cinturões e zonas; e a origem e a persistência de grandes vórtices tais como a Grande Mancha Vermelha.
Júpiter radia mais calor do que recebe do Sol, fato conhecido desde 1966. Estima-se que a razão entre o poder emitido pelo planeta e o poder absorvido do Sol é de 1,67 ± 0,09. O fluxo de calor interno de Júpiter é de 5,44 ± 0,43 W/m², enquanto o poder total emitido pelo planeta é de 335 ± 26 petawatts. O último valor é aproximadamente iqual a um bilionésimo do valor do poder total radiado pelo Sol. Este excesso de calor é primariamente calor primordial proveniente da formação do planeta, mas pode resultar também da precipitação de hélio no interior do planeta.
Os primeiros astrônomos, utilizando pequenos telescópios com olhos como detectores, registraram as mudanças de aparência da atmosfera de Júpiter. Os termos utilizados para descrever as características da atmosfera jupiteriana — cinturões, zonas, manchas vermelhas e marrons, plumas, jatos — ainda são utilizados. Outros termos, tais como vorticidade, movimento vertical, altura das nuvens, entraram em uso depois, no século XX.
As primeiras observações da atmosfera jupiteriana em resoluções maiores do que as possíveis com telescópios terrestres foram tomadas pelas sondas Pioneer 10 e Pioneer 11, embora as primeiras imagens em detalhes da atmosfera jupiteriana foram tomadas pelas sondas Voyager 1 e Voyager 2. As Voyagers tomaram imagens com resolução de até 5 km, em vários espectros, e também criaram filmes de aproximação, mostrando a circulação atmosférica jupiteriana. A sonda Galileu observou menos a atmosfera jupiteriana, embora suas imagens tenham tido, em média, uma resolução maior, e um espectro mais diversificado do que as imagens tomadas pelas Voyagers.
Atualmente, astrônomos possuem acesso contínuo à atividade atmosférica de Júpiter graças a telescópios tais como o Hubble.
Júpiter é composto principalmente de hidrogênio, sendo um quarto de sua massa composta de hélio, embora o hélio corresponda a apenas um décimo do número total de moléculas. O planeta também pode possuir um núcleo rochoso composto por elementos mais pesados, embora, como os outros planetas gigantes, não possua uma superfície sólida bem definida.
Júpiter é observável da Terra a olho nu, com uma magnitude aparente máxima de -2,94, sendo no geral o quarto objeto mais brilhante no céu, depois do Sol, da Lua e de Vênus.
Júpiter possui a maior atmosfera planetária do Sistema Solar, com mais de 5 000 km de altitude.
Como o planeta não tem superfície, a base de sua atmosfera é considerada o ponto em que sua pressão atmosférica é igual a 100 kPa (1.0 bar).
Júpiter é o planeta de maior massa (318 vezes a massa da Terra, mais que todos os outros planetas juntos) e maior raio (cerca de 71500 km, 11 vezes o raio terrestre). Na verdade, Júpiter é tão grande que se pensa poder ser uma estrela abortada – não tem ainda a massa suficiente para que as forças gravitacionais pudessem começar a fusão nuclear. Outro elemento em favor desta teoria é a composição da atmosfera joviana: 90% de hidrogénio, 10% de hélio e vestígios de metano, dióxido de carbono, água, amónia e silicatos – não muito diferente da Nebulosa Solar primordial. Assim, se Júpiter fosse maior (cerca de 80 vezes maior), o nosso Sistema Solar teria uma estrela dupla Sol-Júpiter.

A massa de Júpiter é suficientemente grande, contudo, para ter efeitos sobre todo o Sistema Solar. Na Terra, por exemplo, uma análise matemática das marés mostra que, para além do efeito dominante, bem conhecido, da Lua, há um segundo efeito de origem solar (embora o Sol esteja muito distante, a sua massa é bastante para se fazer sentir) e um terceiro efeito, muito mais fraco mas claramente originado por Júpiter. A cintura de asteroides, entre Marte e Júpiter, deve-se ao efeito de maré de Júpiter, que não permitiu que os planetesimais se aglutinassem num planeta. É também este efeito de maré que mantém ativo o vulcanismo de Io, a mais interna das luas galileanas de Júpiter. Como a composição de Júpiter é essencialmente gasosa, o seu raio é definido arbitrariamente como o raio da isóbara de 1 bar, posição que não corresponde a nada de sólido. As imagens que vemos do planeta correspondem aos topos das nuvens.

jupiter figura

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