A Voyager 1 durante sua aproximação
ao planeta gigante por 30 dias no ano de 1979 coletou os seguintes dados: lapso
de tempo das nuvens que giravam em turbilhão na atmosfera do planeta; as faixas
marrons e as zonas brancas de Júpiter; faixas de nuvens coloridas com milhares
de km de largura circulando o planeta a latitude constante; a Grande Mancha
Vermelha que é uma tempestade secular do tamanho da Terra parecia estacionária,
mas que girava no sentido contrário aos ponteiros de relógio. Pequenas manchas
eram arrastadas para dentro da Grande Mancha vermelha, circulavam por semanas e
depois se dividiram; outras mancha se
formaram, misturaram-se e se dividiram em poucos dias nas outras faixas do
planeta gigante; o caos imperava num diâmetro menor que 1.000 km e, as
estruturas maiores retém suas colorações. Há ordem no caos? Os movimentos na
atmosfera de Júpiter restringem-se a uma fina camada iluminada de 100 ou 200 km
de espessura onde as nuvens se formam e com pressão atmosférica poucas vezes a
do nível do mar na Terra? Ou os movimentos se estendem dezenas de km para baixo
da zona de hidrogênio metálico com uma pressão 3.000 vezes maior?
Júpiter tem massa de 318 a da
Terra ou cerca de 1‰ da massa do Sol. De onde coletou sua gigantesca massa? Foi
acumulando a matéria deixada na órbita ao redor do Sol logo após ele se formar?
Qual a abundância relativa de seus elementos? Por que Júpiter consiste principalmente
de hidrogênio e hélio e são eles os responsáveis pela baixa densidade de volume
de apenas 1,33 g/cm3 às pressões e densidades que caracterizam o
planeta. Nas temperaturas do sistema solar externo oxigênio, carbono e
nitrogênio combinam-se com hidrogênio para formar água (H2O), metano (CH4)
e amônia (NH3). Há um equilíbrio hidrostático entre a pressão
direcionada para o exterior e o empuxo da gravidade direcionado para dentro do
planeta. O nivelamento é completado pela força centrífuga dirigida para o
exterior que resulta da rotação do planeta e que é igual ao quadrado da
distância da massa do eixo de rotação. Daí, planetas que rotacionam tornam-se
achatados, seu raio polar é menor que seu raio equatorial. O grau de achatamento
depende da distribuição interna de massa: se a matéria concentra-se próxima ao
centro – menos achatado - ou mais afastado dele – mais achatado. O período
rotacional de Júpiter é cerca de 10 horas. O achatamento de Júpiter faz com que
seu raio equatorial seja 6,5% maior que seu raio polar. Júpiter tem núcleo
denso que consiste de hidrogênio e hélio comprimidos e outros elementos, mas
sua pressão interna não é suficientemente grande para produzir densidades
centrais exigidas de uma mistura desses dois elementos leves. Evidentemente
Júpiter tem um núcleo de rocha e gelo com 4% de sua massa. No núcleo de Júpiter
sob grande pressão, os elétrons vagueiam livremente entre prótons numa mistura eletricamente
neutra e o hidrogênio torna-se metal. A transição do hidrogênio molecular para
metálico faz-se sob pressão crítica de 3 milhões de atmosfera e cerca de 0,75 a
0,80 da distância do centro do planeta. Júpiter libera como radiação infravermelha
uma potência cerca de 1,5 a 2,0 vezes maior que a quantidade que ele absorve
como luz do Sol. Obviamente ele tem fonte interna de calor. Nenhum planeta do
sistema solar é suficientemente mássico para a autocompressão gravitacional ter
iniciado a fusão nuclear e se tornar uma estrela (nós não temos ainda certeza
desse fenômeno). O seu calor interno provém da conversão da energia potencial
gravitacional disponível pela contração de suas nuvens de gases que começou há
4,6 bilhões de anos. Qual é sua temperatura? Pela termodinâmica sabemos que o
calor flui dos locais mais quentes para os mais frios. A mistura de H e He no núcleo
de Júpiter não pode conduzir calor para o exterior do mesmo, só ocorrendo com
um grande gradiente de temperaturas entre camadas, limitada pela convecção –
movimento de parcelas de flúido quente movendo-se sobre os frios. O gradiente
de temperatura no interior de Júpiter está próxima a adiabática e a 20.000 e
30.000K e, que nessa temperatura a mistura de H metálico e He não se
solidifica, ela encontra-se no estado líquido. Mas a 3 milhões de atm, porção
do H torna-se molecular, mesmo assim líquido; sob pressão maior o líquido
molecular espalha-se em um gás molecular – a atmosfera de Júpiter. Júpiter tem
10% de He acima do H metálico - o Sol tem 11%. Júpiter tem vapor de água, H2O,
e sulfeto de hidrogênio, H2S, fosfina (PH3) germano (GeH4),
cianeto de hidrogênio, HCN, e monóxido de carbono, CO, além de etano, C2H6,
e acetileno, C2H2 na sua atmosfera. As cores da atmosfera
de Júpiter não se correlacionam com a de seus compostos. O Sol aquece os
trópicos mais que os pólos do planeta gigante, isso faz com que os ventos adquirem
suas energias. O ar quente desloca-se sobre o ar frio e converte a energia
potencial gravitacional em energia cinética. Quanto ao gradiente de temperatura
horizontal sobre Júpiter é menor que 3°C, quando na Terra é de 30°C e
compensada por uma distância do equador ao pólo 10 vezes menor. A atmosfera de
Júpiter obtém apenas metade do calor do interior do planeta, portanto,
assemelhando-se a de uma estrela. A atmosfera de Júpiter tem apenas 1/1.000.000
– um milionésimo – da massa e portanto 1 milionésimo da capacidade de transporte
de calor do interior do planeta. A Grande Mancha Vermelha desloca-se poucos metros
por segundo para o oeste mas, os ventos ao seu redor estão a 100 m/s, cada
rotação levando poucos dias. Essa oval pode durar por séculos. O interior de
júpiter consiste de 3 camadas: a camada mais externa é uma mistura de H molecular
e He; a camada mais interna é um núcleo de rocha e gelo; na camada que se situa
entre as outras o H sob uma pressão de 3 milhões de atm desmembra-se em uma
mistura de líquida de prótons e elétrons que se repelem. Na camada média o
hidrogênio é um metal. A Grande Mancha vermelha foi observada por 3 séculos da
Terra. Ela gira no sentido contrário aos ponteiros do relógio e tem 25.000 km
de comprimento. Além dela, observamos várias manchas brancas menores sobre
Júpiter. Quanto às reações químicas que estão ocorrendo no núcleo de Júpiter
são verdadeiras incógnitas. O temor dos humanos está concentrado na
transformação de júpiter em uma estrela como já temos fotografado anãs marrons
de pouca massa existir na nossa galáxia. Estamos torcendo para que isso ocorra
muitos séculos depois quando a humanidade já tenha colonizado Marte e deserdado
do sistema solar. Você acha isso uma aventura impossível? por PGAPereira.
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