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Júpiter (astronomia)

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Júpiter
Júpiter i la seva gran taca vermella encongida.jpg
Júpiter fotografiat pel telescopi espacial Hubble el 2014
Mare estrella Sol
Classificació Gegant gasós
Paràmetres orbitals
(en aquell moment J2000.0 [1] [N 1] )
Eix semi-major 778 412 027 km (5.20336301 au )
Perihelio 740 742 598 km (4.95155843 au)
Afelió 816 081 455 km (5.45516758 au)
Circum. orbital 4.888.000.000 km (32,67 au)
Període orbital 4 333,2867 dies
(11.863 892 anys )
Període sinòdic 398,88 dies
(1.092 073 anys) [2]
Velocitat orbital 12,446 km / s (min)
13,056 km / s (mitjana)
13,712 km / s (màxim)
Inclinació orbital 1.304 ° [2]
Excentricitat 0,04839266
Longitud de
node ascendent
100,55615 °
Argom. del periheli 274.19770 °
Satèl·lits 79
Anells 4
Dades físiques
Diàmetre igual 142 984 km [3] [N 2]
Diàmetre polar 133 709 km [3]
Trituradora 0,06487 ± 0,00015 [3]
Superfície 6.1418738571 × 10 10 km² [N 2] [4]
Volum 1,43128 × 10 24 [2] [N 2]
Missa
1.89819 × 10 27 kg [2] [N 2]
Densitat mitjana 1.326 × 10 3 kg / m³ [2] [N 2]
Acceleració de gravetat a la superfície 23,12 m / s²
(2,358 g) [2] [N 2]
Velocitat d’escapament 59,5 km / s [2]
Període de rotació 0,413 538 021 d
(9 h 55 min 29.685 s) [5]
Velocitat de rotació
(a l'equador)
12 580 m / s
Inclinació axial 3,131 ° [2]
Pol nord AR 268,057 ° (17 h 52 m 14 s ) [3]
Declinació 64,496 ° [3]
Temperatura
superficial
110 K (−163 ° C ) (min)
152 K (−121 ° C) (mitjana)
Pressió atmosfèrica 20-200 kPa [6]
Albedo 0,522 [2]
Dades observacionals
Aplicació Magnitude. −1,61 [2] (min)
−2,60 [2] (mitjana)
−2,808 [2] (màxim)
Aplicació Magnitude. −1,6 i −2,94
Magnitud abs. −9,4
Diàmetre
aparent
29,8 " [2] (min)
44,0 " [2] (mitjà)
50,1 " [2] (màxim)

Júpiter (del llatí Iovem , acusatiu d' Iuppiter ) és el cinquè planeta del sistema solar per ordre de distància del Sol i el més gran de tot el sistema planetari : la seva massa correspon a dues vegades i mitja la suma de totes els altres planetes units. [7] Es classifica, com Saturn , Urà i Neptú , com un gegant gasós .

Júpiter té una composició similar a la del Sol: de fet es compon principalment d’ hidrogen i heli amb petites quantitats d’altres compostos , com amoníac , metà i aigua . [8] Es creu que el planeta posseeix una estructura de múltiples capes , amb un nucli sòlid, presumiblement de naturalesa rocosa i format per silicats de carboni i ferro , sobre els quals pesen un mantell d' hidrogen metàl·lic i una vasta coberta atmosfèrica [9]. ] que hi exerceixen pressions molt altes. [10]

L’atmosfera externa es caracteritza per nombroses bandes i zones de matisos que varien de crema a marró , esquitxades de formacions ciclòniques i anticiclòniques , entre les quals destaca la Gran Taca Vermella . [11] La ràpida rotació del planeta li dóna l'aparença d'un esferoide aplanat als pols [3] i genera un intens camp magnètic que dóna lloc a una extensa magnetosfera ; [12] A més, a causa del mecanisme de Kelvin-Helmholtz , Júpiter (com tots els altres gegants gasosos) emet més energia de la que rep del Sol. [10] [13] [14]

A causa de la seva mida i composició semblant al solar, Júpiter ha estat considerat durant molt de temps una " estrella fallida": [15] en realitat només si va tenir l'oportunitat d' augmentar la seva massa fins a 75-80 vegades la corrent [N 3] [16] el seu nucli hauria acollit les condicions de temperatura i pressió favorables a l'inici de les reaccions de fusió de l' hidrogen en heli, cosa que hauria convertit el sistema solar en un sistema d'estrelles binàries . [17]

L'intens camp gravitatori de Júpiter influeix en el sistema solar en la seva estructura pertorbant les òrbites dels altres planetes [18] i en part el "neteja" de restes que poden colpejar els planetes més interns . [19] Nombrosos satèl·lits orbiten al voltant de Júpiter [20] i un sistema d'anells poc visibles; [10] L'acció combinada dels camps gravitatori de Júpiter i el Sol també estabilitza les òrbites de dos grups d' asteroides troians . [21]

El planeta, conegut des de l’antiguitat, ha tingut un paper preponderant en la creença religiosa de nombroses cultures, inclosos els babilonis , els grecs i els romans , que el van identificar amb el governant dels déus. [22] El símbol astronòmic del planeta (♃) és una representació estilitzada del llamp , el principal atribut d'aquesta divinitat.

Observació

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: Observació de Júpiter .

Júpiter apareix a simple vista com una estrella blanquinosa molt brillant a causa del seu alt albedo . [2] És el quart objecte més brillant del cel, després del Sol , la Lluna i Venus [23] amb el qual, quan aquesta no és detectable, comparteix el paper d '"estrella del matí" o "estrella del vespre".[24] La seva magnitud aparent varia, segons la posició durant la seva revolució , de -1,6 a -2,8, mentre que el seu diàmetre aparent varia de 29,8 a 50,1 segons d'arc . [2]

El període sinòdic del planeta és de 398,88 dies, al final dels quals el cos celeste comença una fase d’ aparent moviment retrògrad , en la qual sembla moure’s cap enrere al cel nocturn respecte al fons de les estrelles “fixes”, una trajectòria sigmoide . Júpiter, en uns dotze anys de revolució pròpia, travessa totes les constel·lacions del zodíac . [25]

Júpiter fotografiat per un telescopi amateur. Es poden veure tres dels quatre satèl·lits mediceans: Io a la dreta, Europa (més interior) a l’esquerra i Ganímedes . També es destaca la seva característica més peculiar: la Gran Taca Vermella .

El planeta és interessant des del punt de vista observacional , ja que ja amb instruments petits és possible apreciar alguns detalls característics de la superfície. Els períodes més propicis per observar el planeta corresponen a les oposicions i, en particular, a les "grans oposicions" , que es produeixen cada vegada que Júpiter passa pel periheli . Aquestes circumstàncies, en què l’estrella aconsegueix la seva mida aparent màxima, permeten a l’ observador aficionat , equipat amb l’equip adequat, veure més fàcilment la majoria de les característiques del planeta. [26]

Un binocular de 10 × 50 o un petit telescopi refractor ja permeten observar quatre petits punts de llum al voltant del planeta, disposats al llarg de l'extensió de l'equador del planeta: es tracta dels satèl·lits mediceans . [27] Com que orbiten el planeta bastant ràpidament, és possible notar els seus moviments ja entre una nit i una altra: la més interna, Io , arriba a gairebé una òrbita completa entre una nit i la següent. [28]

Un telescopi de 60 mm ja ens permet observar les característiques bandes de núvols [29] i, si les condicions atmosfèriques són perfectes, fins i tot la característica més famosa del planeta, la Gran Taca Roja que, però, és més visible amb un telescopi de 25 cm d’obertura que permet observar millor els núvols i les millors formacions del planeta. [30]

El planeta és observable no només en el visible , sinó també en altres longituds d' ona de l'espectre electromagnètic , principalment a l' infraroig . L'observació a diverses longituds d'ona és útil sobretot en l'anàlisi de l'estructura i composició de l' atmosfera [31] [32] i en l'estudi dels components del sistema de Júpiter . [33]

Història de les observacions

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: Observació de Júpiter § Història .

Una de les primeres civilitzacions que va estudiar els moviments de Júpiter i d'altres planetes visibles a simple vista ( Mercuri , Venus , Mart i Saturn ) va ser l' assiri - babilònic . Els astrònoms de la cort dels reis babilonis van ser capaços de determinar amb precisió el període sinòdic del planeta; a més, van utilitzar el seu moviment a través de l’ esfera celeste per delimitar les constel·lacions zodiacals. [22] El descobriment als arxius reials de Nínive de tauletes amb relats precisos d’observacions astronòmiques i el descobriment freqüent de parts d’instruments amb probable destinació astronòmica, com ara lents de cristall de roca i tubs d’or (datats al I mil·lenni aC ), van portar alguns arqueoastrònoms van plantejar la hipòtesi que la civilització assiria ja posseïa un "prototip" d'un telescopi , amb el qual es creu que també era possible observar Júpiter. [34]

Retrat de Galileu Galilei pintat el 1636 per Justus Sustermans .

Fins i tot els xinesos , coneguts pel refinament de les seves tècniques astronòmiques, van ser capaços de derivar amb precisió els períodes sinòdics i orbitals dels planetes visibles a simple vista. [35] El 1980, l'historiador xinès Xi Zezong va anunciar que Gan De , l'astrònom contemporani de Shi Shen, seria capaç d'observar almenys un dels satèl·lits de Júpiter ja a partir del 362 aC a ull nu , presumiblement Ganimedes , protegint la vista del planeta amb un arbre o alguna cosa similar. [36] [37] [38] Tanmateix, calia esperar fins al segle XVII abans que Galileu Galilei constatés l'existència dels satèl·lits de Júpiter, que el 1610 descobrí els quatre satèl·lits mediceans: Io , Europa , Ganímedes i Calisto ; [39] [40] no obstant això, va ser Simon Marius , qui es va atribuir a ell mateix l'autoria del descobriment de satèl·lits, alimentant així una ferotge diatriba amb Galileu, [41] [42] qui va conferir el 1614 els noms mitològics que s'utilitzen actualment a cadascun d'ells. d'ells. [42]

A la tardor de 1639 l’òptic napolità Francesco Fontana , difusor del telescopi ocular convergent (keplerià) , provant un telescopi de 22 palmes de la seva pròpia producció, va descobrir les bandes característiques de l’atmosfera del planeta. [43]

Als anys seixanta del segle XVII, l'astrònom Gian Domenico Cassini va descobrir la presència de taques a la superfície de Júpiter i que el propi planeta té la forma d'un esferoide oblat . L'astrònom va poder llavors determinar el període de rotació , [44] i el 1690 va descobrir que l'atmosfera estava sotmesa a una rotació diferencial ; [10] també se li atribueix el descobridor, junt, però independentment , de Robert Hooke , de la Gran Taca Vermella. [45] [46] El mateix Cassini, juntament amb Giovanni Alfonso Borelli , van elaborar informes precisos sobre el moviment dels quatre satèl·lits de Galilea, formulant models matemàtics que permetien predir les seves posicions. No obstant això, en els trenta anys 1670 - 1700 , es va observar que, quan Júpiter està en un punt de l'òrbita prop de la conjunció amb el Sol, un retard d'uns 17 minuts, es va registrar en el trànsit dels satèl·lits en comparació amb el que s'esperava. L'astrònom danès Ole Rømer va plantejar la hipòtesi que la visió de Júpiter no era instantània (una conclusió que Cassini havia rebutjat anteriorment [44] ) i que, per tant, la llum tenia una velocitat finita (denotada per c ). [47]

Vista animada de Júpiter. Aquestes fotos van ser preses al llarg de vint-i-vuit dies el 1979 per la sonda Voyager 1 quan s’acostava al planeta.

Després de dos segles sense descobriments significatius, el farmacèutic Heinrich Schwabe va dibuixar el primer mapa complet de Júpiter, inclosa la Gran Taca Roja, i el va publicar el 1831 . [45] [48] ​​Les observacions de la tempesta van permetre enregistrar moments en què semblava més feble (com entre 1665 i 1708, el 1883 i principis del segle XX ), i altres en què semblava reforçat, de manera que molt evident en l'observació telescòpica (com el 1878 ). [49]

El 1892 Edward Emerson Barnard va descobrir, gràcies al telescopi refractor de 910 mm de l' Observatori Lick , la presència al planeta d'un cinquè satèl·lit, batejat Amalthea . [50] [51]

El 1932 Rupert Wildt va identificar, analitzant l' espectre del planeta, algunes bandes d'absorció d' amoníac i metà . [52] Sis anys després , es van observar tres tempestes anticiclòniques al sud de la Gran Taca Vermella que apareixien com a peculiars característiques ovalades blanquinoses . Durant diverses dècades, les tres tempestes van romandre entitats diferents, sense aconseguir mai fusionar-se mentre s'acostaven periòdicament; no obstant això, el 1998 , dos d'aquests ovals es van fusionar, absorbint finalment el tercer el 2000 i donant lloc a la tempesta que ara es coneix com BA Oval . [53]

El 1955 Bernard Burke i Kenneth Franklin van detectar flaixos de ràdio procedents de Júpiter a una freqüència de 22,2 MHz; [10] va ser la primera evidència de l'existència de la magnetosfera joviana . La confirmació es va produir quatre anys després , quan Frank Drake i Hein Hvatum van descobrir les emissions de ràdio decimètriques. [10]

Entre el 16 i el 22 de juliol de 1994, més de 20 fragments del cometa Shoemaker-Levy 9 van xocar amb Júpiter al seu hemisferi sud; va ser la primera observació directa de la col·lisió entre dos objectes del sistema solar. L’impacte va permetre obtenir dades importants sobre la composició de l’atmosfera joviana. [54] [55]

Missions espacials

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: Exploració de Júpiter .

Des de 1973, nombroses sondes automàtiques han visitat el planeta, tant com a objectiu d’estudi com com a pas intermedi , per explotar el seu poderós efecte de fona per reduir la durada del vol a les regions més externes del sistema solar. [56] Els viatges interplanetaris requereixen una gran quantitat d'energia, que s'utilitza per provocar un fort canvi en la velocitat de la nau coneguda com a delta-v (Δv). [56] Per arribar a Júpiter des de la Terra es requereix un Δv de 9,2 km / s , [57] comparable amb els Δv de 9,7 km / s necessaris per arribar a l' òrbita terrestre baixa . [56] L'efecte fona permet canviar la velocitat del vehicle sense consumir combustible. [57]

Missions de fly-by

Llista de missions fly-by
Sonda Data màxima
aproximació
Distància mínima
Pioner 10 3 de desembre de 1973 ~ 200.000 km [58] [59]
Pioner 11 4 de desembre de 1974 34.000 km [58] [60]
Voyager 1 5 de març de 1979 349 000 km [61]
Voyager 2 9 de juliol de 1979 722 000 km [62]
Ulisses 8 de febrer de 1992 450 000 quilòmetre [63]
4 de febrer de 2004 ~ 120 000 000 km [64]
Cassini 30 de desembre de 2000 ~ 10 000 000 km [65] [66]
Nous horitzons 28 de febrer de 2007 2 304 535 km [67]

Des de 1973 diferents sondes han fet que el planeta estigués a prop del volant . El primer va ser Pioneer 10 , que va realitzar un vol de Júpiter el desembre de 1973 , seguit de Pioneer 11 un any després. Les dues sondes van obtenir les primeres imatges detallades de l'atmosfera, els núvols jovians i alguns dels seus satèl·lits, la primera mesura precisa del seu camp magnètic; també van trobar que la quantitat de radiació a les rodalies del planeta era molt més gran del que s'esperava. Les trajectòries de les sondes es van utilitzar per refinar l’estimació de massa del sistema jovià, mentre que l’ocultació de les sondes darrere del disc del planeta va millorar les estimacions del diàmetre equatorial i l’aplanament polar. [25] [68]

Una imatge del planeta presa per Pioneer 10 l'1 de desembre de 1973 a distància de 2 557 000 km NASA

Sis anys després va ser el torn de les missions Voyager ( 1 i 2 ). Les dues sondes van millorar molt la comprensió d'algunes dinàmiques dels satèl·lits de Galilea i de l'atmosfera de Júpiter, inclosa la confirmació de la naturalesa anticiclònica de la Gran Taca Roja i la detecció de formacions de llamps i tempestes; les sondes també van permetre descobrir els anells de Júpiter i vuit satèl·lits naturals, que es van afegir als cinc ja coneguts. Els Voyagers van rastrejar la presència d’un tor de plasma i d’ àtoms ionitzats en correspondència amb l’òrbita d’Io, a la superfície de la qual es van descobrir nombrosos edificis volcànics , alguns d’ells en erupció . [25]

El febrer de 1992, la sonda solar Ulisses va arribar a Júpiter, que va sobrevolar el planeta a una distància mínima de 450.000 km (6,3 raigs jovians). [63] El vol es va planejar per arribar a una òrbita polar al voltant del Sol, però es va utilitzar per dur a terme estudis sobre la magnetosfera de Júpiter . La sonda no tenia càmeres i no es va fer cap imatge. [64]

El 2000, la sonda Cassini , de camí a Saturn, va sobrevolar Júpiter i va proporcionar algunes de les imatges més detallades mai fetes del planeta. [66] Set anys després, Júpiter es va unir a la sonda New Horizons , que es dirigia a Plutó i el cinturó de Kuiper . [69] Mentre creuava el sistema de Júpiter, la sonda va mesurar l'energia del plasma emès pels volcans d'Io i va estudiar breument però detalladament els quatre satèl·lits mediceans, també realitzant investigacions remotes dels satèl·lits més externs Imalia i Elara . [70]

La missió Galileu

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: sonda Galileo .
Impressió de l'artista de la NASA que mostra la sonda Galileo al sistema Júpiter.

La primera sonda dissenyada per estudiar el planeta va ser el Galileu , que va entrar en òrbita al voltant de Júpiter el 7 de desembre de 1995 i va romandre allà durant més de 7 anys, fent passos elevats de tots els satèl·lits de Galilea i Amaltea. El 1994 , quan es dirigia cap al planeta gegant, la sonda va registrar l’impacte del cometa Shoemaker-Levy 9 . [71] [72]

El juliol de 1995 es va llançar un petit mòdul de sonda de la sonda mare i va entrar a l'atmosfera del planeta el 7 de desembre; [72] el mòdul va recollir dades durant 75 minuts, penetrant 159 km abans de ser destruït per les altes pressions i temperatures de l'atmosfera inferior (aproximadament 28 atmosferes - ~ 2,8 × 10 6 Pa i 185 ° C (458 K ) [73] . El mateix destí va patir la sonda mare quan, el 21 de setembre de 2003 , va ser empesa deliberadament cap al planeta a una velocitat superior als 50 km / s, per evitar qualsevol possibilitat que en el futur pogués xocar amb el satèl·lit Europa i contaminar-lo . [72]

La missió Juno

La NASA ha dissenyat una sonda per estudiar Júpiter des d'una òrbita polar ; batejat com Juno , es va llançar a l'agost de 2011 i va arribar a prop del planeta el juliol de 2016 . [74] Juno va descobrir 8 vòrtexs iguals al pol nord disposats als vèrtexs d'un octàgon (l' ocàgon de Júpiter ), amb un novè vòrtex al centre, i 5 vòrtexs iguals al pol sud disposats com els vèrtexs d'un pentàgon amb al centre un sisè vòrtex. [75] En un passatge posterior al novembre de 2019, el descobriment d’un nou vòrtex va mostrar una nova forma de disposició del mateix, que a diferència de l’anterior, que era un pentàgon, tenia la forma d’un hexàgon, [76] similar al Hexàgon de Saturn .

Missions futures

La possible presència d’un oceà d’ aigua líquida als satèl·lits Europa, Ganimedes i Calisto ha provocat un interès creixent en un estudi proper dels satèl·lits glaçats del sistema solar exterior. [77] L' ESA va investigar una missió per estudiar Europa anomenada Jovian Europa Orbiter (JEO); [78] El projecte de la missió, però, va ser implementat pel de la missió del sistema Europa Jupiter (EJSM), fruit de la col·laboració amb la NASA i dissenyat per a l'exploració de Júpiter i satèl·lits, el llançament del qual s'espera cap al 2020. [79] L'EJSM consisteix de dues unitats, el Jupiter Europa Orbiter , gestionat i desenvolupat per la NASA, i el Jupiter Ganymede Orbiter , gestionat per l’ESA. [80]

Paràmetres orbitals i de rotació

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: paràmetres orbitals de Júpiter .
La rotació de Júpiter; observeu el trànsit d’Io a la superfície del planeta (10 de febrer de 2009 ).

Júpiter orbita a una distància mitjana del Sol de 778,33 milions de quilòmetres ( 5.202 au ) [1] [N 1] i completa la seva revolució al voltant de l'estrella cada 11,86 anys; aquest període correspon exactament a dues cinquenes parts del període orbital de Saturn, amb el qual es troba, per tant, en una ressonància de 5: 2. [81] L'òrbita de Júpiter està inclinada a 1,31 ° respecte al pla de l' eclíptica ; a causa de la seva excentricitat igual a 0,048, la distància entre el planeta i el Sol varia en uns 75 milions de quilòmetres entre els dos absis , el periheli (740 742 598 km) i l’ afeli (816 081 455 km). [1] [N 1] La velocitat orbital mitjana de Júpiter és de 13 056 m / s (47 001 km / h ), mentre que la circumferència orbital mesura un total de 4.774.000.000 km.

La inclinació de l'eix de rotació és relativament petita, només 3,13º, i precedeix cada 12.000 anys ; [82] en conseqüència, el planeta no experimenta variacions estacionals significatives, contràriament al que passa a la Terra i a Mart . [83]

Com que Júpiter no és un cos sòlid, la seva atmosfera superior està sotmesa a una rotació diferencial : de fet, la rotació de les regions polars del planeta és aproximadament 5 minuts més que la de l’equador. Es van adoptar tres sistemes de referència per controlar la rotació de les estructures atmosfèriques permanents. El sistema I s'aplica a latituds compreses entre els 10º N i els 10º S; el seu període de rotació és el més curt del planeta, igual a 9 h 50 min 30,0 s. [5] El sistema II s'aplica a totes les latituds al nord i al sud del sistema I; el seu període és igual a 9 h 55 min 40,6 s. [5] El sistema III es va definir originalment mitjançant observacions per ràdio i correspon a la rotació de la magnetosfera del planeta ; la seva durada es pren com el període de rotació "oficial" del planeta (9 h 55 min 29.685 s [5] ); [84] Per tant, Júpiter té la rotació més ràpida de tots els planetes del sistema solar. [5]

L’alta velocitat de rotació és a l’origen d’un marcat inflor equatorial , fàcilment visible fins i tot a través d’un telescopi amateur; aquesta inflor és causada per l’elevada acceleració centrípeta a l’ equador, igual a aproximadament 1,67 m / s², que, combinada amb l’ acceleració de gravetat mitjana del planeta (24,79 m / s²), dóna una acceleració resultant igual a 23,12 m / s²: en conseqüència , un hipotètic objecte situat a l’equador del planeta pesaria menys que un cos de massa idèntica situat a latituds mitjanes. Aquestes característiques donen, doncs, al planeta l’aparició d’un esferoide oblat , el diàmetre equatorial del qual és superior al diàmetre polar : el diàmetre mesurat a l’equador supera de fet 9 275 km el diàmetre mesurat als pols. [3] [85]

Formació

Icona de la lupa mgx2.svg Mateix tema en detall: Formació de Júpiter .

Després de la formació del Sol , que es va produir fa uns 4.600 milions d’anys, [86] [87] el material residual del procés, ric en pols metàl·lica , es va disposar en un disc circumstel·lar del qual els planetesimals es van originar per primer cop, per agregació d’aquests darrers, els protoplanetes . [88]

Júpiter que es forma dins de la nebulosa solar.

La formació de Júpiter va començar a partir de la coalescència de planetesimals de naturalesa gèlida [89] [90] just més enllà de l’anomenada línia de gelades , una línia més enllà de la qual s’engrossiren els planetesimals constituïts principalment per material de baixa fusió ; [91] la línia de gelada va actuar com una barrera, provocant una ràpida acumulació de matèria a aprox A 5 au del Sol. [91] [92] L'embrió planetari així format, amb una massa igual a almenys 10 masses terrestres (M ), [89] [93] va començar a augmentar la matèria gasosa a partir de l'hidrogen i l'heli avançat per la formació del Sol i confinat a les regions perifèriques del sistema pel vent de l'estrella acabada de formar. [90] [91] La taxa de creixement dels planetesimals, inicialment més intensa que la dels gasos, va continuar fins que el nombre de planetesimals del cinturó orbital del proto-Júpiter va experimentar una forta disminució; [90] en aquest punt, la taxa de creixement dels planetesimals i la dels gasos van assolir primer valors similars, després els segons van començar a predominar sobre els primers, afavorits per la ràpida contracció de l’embolcall gasós creixent i la ràpida expansió del límit exterior del sistema , proporcional a l’augment de massa del planeta. [90] El proto-Júpiter creix a un ritme ràpid restant hidrogen de la nebulosa solar i arribant als 150 M en aproximadament mil anys i, després d'uns quants milers d'anys, el definitiu 318 M . [91]

Il processo di accrescimento del pianeta è stato mediato dalla formazione di un disco circumplanetario all'interno del disco circumsolare; terminato il processo di accrescimento per esaurimento dei materiali volatili, ormai andati a costituire il pianeta, i materiali residui, in prevalenza rocciosi, sono andati a costituire il sistema di satelliti del pianeta, [92] [94] che si è infoltito a seguito della cattura, da parte della grande forza di gravità di Giove, di numerosi altri corpi minori . [95]

Conclusa la sua formazione, il pianeta ha subito un processo di migrazione orbitale : [96] [97] il pianeta infatti si sarebbe formato a circa 5,65 UA, circa 0,45 UA (70 milioni di chilometri) più esternamente rispetto ad oggi, [93] e nei 100 000 anni successivi, a causa della perdita del momento angolare dovuta all'attrito con il debole disco di polveri residuato dalla formazione della stella e dei pianeti, sarebbe man mano scivolato verso l'attuale orbita, [93] stabilizzandosi ed entrando in risonanza 5:2 con Saturno. [98] Durante questa fase Giove avrebbe catturato i suoi asteroidi troiani , originariamente oggetti della fascia principale o della fascia di Kuiper [99] destabilizzati dalle loro orbite originarie e vincolati in corrispondenza dei punti lagrangiani L 4 ed L 5 . [100]

Caratteristiche chimico-fisiche

Composizione

Composizione Atmosferica [101]
Idrogeno molecolare (H 2 ) 89,8 ± 2,0%
Elio (He) 10,2 ± 2,0%
Metano (CH 4 ) ~0,3%
Ammoniaca (NH 3 ) ~0,026%
Deuteruro di idrogeno (HD) ~0,003%
Etano (C 2 H 6 ) 0,0006%
Acqua (H 2 O) 0,0004%
Ghiacci
Ammoniaca
Acqua
Idrosolfuro di ammonio (NH 4 SH)

L'atmosfera superiore di Giove è composta in volume da un 88-92% di idrogeno molecolare e da un 8-12% di elio . [101] [102] Queste percentuali cambiano se si tiene in considerazione la proporzione delle masse dei singoli elementi e composti , dal momento che l' atomo di elio è circa quattro volte più massiccio dell' atomo di idrogeno ; l'atmosfera gioviana è quindi costituita da un 75% in massa di idrogeno e da un 24% di elio, mentre il restante 1% è costituito da altri elementi e composti presenti in quantità molto più esigue. [101] [102] La composizione varia leggermente man mano che si procede verso le regioni interne del pianeta, date le alte densità in gioco; alla base dell'atmosfera si ha quindi un 71% in massa di idrogeno, un 24% di elio e il restante 5% di elementi più pesanti e composti: vapore acqueo , [103] ammoniaca , composti del silicio , carbonio e idrocarburi (soprattutto metano ed etano ), [104] acido solfidrico , neon , ossigeno , fosforo e zolfo . [105] Nelle regioni più esterne dell'atmosfera sono inoltre presenti dei consistenti strati di cristalli di ammoniaca solida. [8] [102] [104]

Le proporzioni atmosferiche di idrogeno ed elio sono molto vicine a quelle riscontrate nel Sole e teoricamente predette per la nebulosa solare primordiale; [106] tuttavia le abbondanze dell'ossigeno, dell' azoto , dello zolfo e dei gas nobili sono superiori di un fattore tre rispetto ai valori misurati nel Sole; [101] invece la quantità di neon nell'alta atmosfera è pari in massa solamente a 20 parti per milione , circa un decimo rispetto alla sua quantità nella stella. [107] Anche la quantità di elio appare decisamente inferiore, [108] presumibilmente a causa di precipitazioni che, secondo le simulazioni, interessano una porzione abbastanza profonda dell'atmosfera gioviana in cui il gas condensa in goccioline anziché mescolarsi in modo omogeneo con l'idrogeno. [109] Le quantità dei gas nobili di peso atomico maggiore ( argon , kripton , xeno , radon ) sono circa due o tre volte quelle della nostra stella. [101]

Massa e dimensioni

Il maggior volume per una massa fredda
Giove

Giove possiede il maggior volume per una massa fredda: i dati teorici indicano che se il pianeta fosse più massiccio avrebbe dimensioni minori. Infatti, a basse densità della materia come quelle del pianeta, l'oggetto è mantenuto tale da forze di natura elettromagnetica : gli atomi interagiscono tra loro formando dei legami . Se la massa è piuttosto grande, come quella di Giove, la gravità al centro del corpo è talmente elevata che la materia è ionizzata : gli elettroni degli orbitali sono strappati all'attrazione dei loro nuclei e sono liberi di muoversi, rendendo impossibile la formazione di legami. [110] [N 4] Pertanto, l'incremento di gravità dovuto all'aumento di massa non è più esattamente controbilanciato e il pianeta subisce una contrazione. Un ulteriore aumento di massa provoca la degenerazione degli elettroni, costretti a occupare il livello quantico ad energia più bassa disponibile. [110] Gli elettroni obbediscono al principio di esclusione di Pauli ; [111] di conseguenza sono di norma obbligati a occupare una banda piuttosto vasta di livelli a bassa energia. In questa circostanza, quindi, le strutture atomiche sono alterate dalla crescente gravità, che costringe tale banda ad allargarsi, sicché la sola pressione degli elettroni degeneri manterrebbe in equilibrio il nucleo contro il collasso gravitazionale cui sarebbe naturalmente soggetto. [112]

Giove è il pianeta più massiccio del sistema solare, 2 volte e mezzo più massiccio di tutti gli altri pianeti messi insieme; [7] la sua massa è tale che il baricentro del sistema Sole-Giove cade esternamente alla stella, precisamente a 47 500 km (0,068 R ) dalla sua superficie . Il valore della massa gioviana (indicata con M J ) è utilizzato come raffronto per le masse degli altri pianeti gassosi ed in particolare dei pianeti extrasolari . [112]

In raffronto alla Terra, Giove è 317,938 volte più massiccio, ha un volume 1 319 volte superiore ma una densità più bassa, appena superiore a quella dell'acqua: 1,319 × 10³ kg/m³ contro i 5,5153 × 10³ kg/m³ della Terra. Il diametro è 11,2008 volte maggiore di quello terrestre. [23] [25]

Confronto tra le dimensioni di Giove (in un'immagine ripresa dalla sonda Cassini) e della Terra. NASA

Giove si comprime di circa 2 cm all'anno. [14] Probabilmente alla base di questo fenomeno sta il meccanismo di Kelvin-Helmholtz : il pianeta compensa, comprimendosi in maniera adiabatica , la dispersione nello spazio del calore endogeno . Questa compressione riscalda il nucleo, incrementando la quantità di calore emessa; il risultato è che il pianeta irradia nello spazio una quantità di energia superiore a quella che riceve per insolazione , [10] [13] [14] con un rapporto emissione/insolazione stimato in 1,67 ± 0,09. [13] Per queste ragioni, si ritiene che, appena formato, il pianeta dovesse essere più caldo e grande di circa il doppio rispetto ad ora. [113]

Giove ha il maggior volume possibile per una massa fredda. Tuttavia i modelli teorici indicano che se Giove fosse più massiccio avrebbe un diametro inferiore a quello che possiede attualmente (si veda il box al lato). Questo comportamento varrebbe fino a masse comprese tra 10 e 50 volte la massa di Giove; oltre questo limite, infatti, ulteriori aumenti di massa determinerebbero aumenti effettivi di volume e causerebbero il raggiungimento di temperature, nel nucleo, tali da innescare la fusione del deuterio (13M J ) e del litio (65M J ): si forma così una nana bruna . [114] [115] [116] Qualora l'oggetto raggiungesse una massa pari a circa 75-80 volte quella di Giove [16] [117] si raggiungerebbe la massa critica per l'innesco di reazioni termonucleari di fusione dell'idrogeno in elio , che porterebbe alla formazione di una stella, nella fattispecie una nana rossa . [114] Anche se Giove dovrebbe essere circa 75 volte più massiccio per essere una stella, il diametro della più piccola stella sinora scoperta, AB Doradus C , è solamente il 40% più grande rispetto al diametro del pianeta. [10] [116]

Struttura interna

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Struttura interna di Giove .
Diagramma che illustra la struttura interna di Giove.

La struttura interna del pianeta è oggetto di studi da parte degli astrofisici e dei planetologi; si ritiene che il pianeta sia costituito da più strati, ciascuno con caratteristiche chimico - fisiche ben precise. Partendo dall'interno verso l'esterno si incontrano, in sequenza: un nucleo , un mantello di idrogeno metallico liquido, [118] uno strato di idrogeno molecolare liquido, elio ed altri elementi, ed una turbolenta atmosfera . [119] Secondo i modelli astrofisici più moderni e ormai accettati da tutta la comunità scientifica, Giove non possiede una crosta solida; il gas atmosferico diventa sempre più denso procedendo verso l'interno e gradualmente si converte in liquido, al quale si aggiunge una piccola percentuale di elio, ammoniaca , metano , zolfo , acido solfidrico ed altri composti in percentuale minore. [119] La temperatura e la pressione all'interno di Giove aumentano costantemente man mano che si procede verso il nucleo. [119]

Al nucleo del pianeta è spesso attribuita una natura rocciosa , ma la sua composizione dettagliata, così come le proprietà dei materiali che lo costituiscono e le temperature e le pressioni cui sono soggetti, e persino la sua stessa esistenza, sono ancora in gran parte oggetto di speculazione. [120] Secondo i modelli, il nucleo, con una massa stimata in 14-18 M , [89] sarebbe costituito in prevalenza da carbonio e silicati , con temperature stimate sui 36 000 K e pressioni dell'ordine dei 4500 gigapascal (GPa) . [10]

La regione nucleare è circondata da un denso mantello di idrogeno liquido metallico [14] [118] , che si estende sino al 78% (circa i 2/3) del raggio del pianeta ed è sottoposto a temperature dell'ordine dei 10 000 K e pressioni dell'ordine dei 200 GPa. [10] Al di sopra di esso si trova un cospicuo strato di idrogeno liquido e gassoso, che si estende sino a 1000 km dalla superficie e si fonde con le parti più interne dell'atmosfera del pianeta. [9] [10] [85]

Atmosfera

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Atmosfera di Giove .
Animazione del movimento delle nubi di Giove, ottenuta tramite molteplici riprese della sonda Galileo. NASA

L'atmosfera di Giove è la più estesa atmosfera planetaria del sistema solare; [101] [103] manca di un netto confine inferiore, ma gradualmente transisce negli strati interni del pianeta. [9]

Dal più basso al più alto, gli stati dell'atmosfera sono: troposfera , stratosfera , termosfera ed esosfera ; ogni strato è caratterizzato da un gradiente di temperatura specifico. [121] Al confine tra la troposfera e la stratosfera, ovvero la tropopausa , è collocato un sistema complicato di nubi e foschie costituito da stratificazioni di ammoniaca, idrosolfuro di ammonio ed acqua. [103]

Nubi e bandeggio atmosferico

Immagine di Giove ripresa dalla sonda Cassini; sono indicate le principali bande, la Zona equatoriale e la Grande Macchia Rossa.

La copertura nuvolosa di Giove è spessa circa 50 km e consiste almeno di due strati di nubi di ammoniaca: uno strato inferiore piuttosto denso ed una regione superiore più rarefatta. I sistemi nuvolosi sono organizzati in fasce orizzontali lungo le diverse latitudini . Si suddividono in zone , di tonalità chiara, e bande , le quali appaiono scure per via della presenza su di esse di una minore copertura nuvolosa rispetto alle zone. La loro interazione dà luogo a violente tempeste, i cui venti raggiungono, come nel caso delle correnti a getto delle zone, velocità superiori ai 100-120 m/s (360-400 km/h ). [11] Le osservazioni del pianeta hanno mostrato che tali formazioni variano nel tempo in spessore, colore e attività, ma mantengono comunque una certa stabilità, in virtù della quale gli astronomi le considerano delle strutture permanenti e hanno deciso di assegnare loro una nomenclatura. [25] Le bande sono inoltre occasionalmente interessate da fenomeni, noti come disturbi , che ne frammentano il decorso; uno di questi fenomeni interessa a intervalli irregolari di 3-15 anni la banda equatoriale meridionale ( South Equatorial Belt , SEB), [122] la quale improvvisamente "scompare", dal momento che vira sul colore bianco rendendosi indistinguibile dalle chiare zone circostanti, per poi tornare otticamente individuabile nel giro di alcune settimane o mesi. [123] La causa dei disturbi è attribuita alla momentanea sovrapposizione con le bande interessate di alcuni strati nuvolosi posti ad una quota maggiore. [124]

La caratteristica colorazione marrone - arancio delle nubi gioviane è causata da composti chimici complessi, noti come cromofori , che emettono luce in questo colore quando sono esposti alla radiazione ultravioletta solare. L'esatta composizione di queste sostanze rimane incerta, ma si ritiene che vi siano discrete quantità di fosforo , zolfo ed idrocarburi complessi; [10] [125] questi composti colorati si mescolano con lo strato di nubi più profondo e più caldo. Il caratteristico bandeggio si forma a causa della convezione atmosferica: nelle zone si ha l'emergere in superficie delle celle convettive dell'atmosfera inferiore, che determina la cristallizzazione dell'ammoniaca che di conseguenza cela alla vista gli strati immediatamente sottostanti; nelle bande invece il movimento convettivo è discendente ed avviene in regioni a temperatura più alte. [23]

È stata ipotizzata la presenza di un sottile strato di vapore acqueo al di sotto delle nubi di ammoniaca, come dimostrerebbero i fulmini registrati dalla sonda Galileo, che raggiungono intensità anche decine di migliaia di volte superiori a quelle dei fulmini terrestri: [126] la molecola dell'acqua, essendo polare , è infatti capace di assumere una parziale carica in grado di creare la differenza di potenziale necessaria per generare la scarica. [10] Le nubi d'acqua, grazie all'apporto del calore interno del pianeta, possono quindi formare dei complessi temporaleschi simili a quelli terrestri. [127]

I fulmini gioviani, in precedenza studiati visivamente o in onde radio dalle sonde Voyager 1 e 2, Galileo, Cassini, sono stati oggetto di analisi approfondite dalla sonda Juno in un ampio spettro di frequenze ea quote molto inferiori. Tali studi [128] hanno evidenziato un'attività temporalesca ben diversa da quella terrestre: su Giove l'attività è più concentrata vicino ai poli [129] e quasi assente in prossimità dell'equatore. Questo è dovuto alla maggiore instabilità atmosferica presente ai poli gioviani che, pur essendo meno calda dell'area equatoriale, consente ai gas caldi provenienti dall'interno del pianeta di salire in quota favorendo la convezione . [130]

Giove, in virtù della sua seppur bassa inclinazione assiale, espone i propri poli a una radiazione solare inferiore, anche se di poco, rispetto a quella delle regioni equatoriali; la convezione all'interno del pianeta trasporta tuttavia più energia ai poli, bilanciando le temperature degli strati nuvolosi alle diverse latitudini. [25]

La Grande Macchia Rossa e altre tempeste

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Grande Macchia Rossa , Ottagono di Giove , Pentagono di Giove ed Esagono di Giove .
Un'immagine a falsi colori ripresa nell'infrarosso dalla sonda New Horizons che mostra una porzione dell'atmosfera gioviana prospiciente la Grande Macchia Rossa. NASA

L'atmosfera di Giove ospita centinaia di vortici , strutture rotanti circolari che, come nell'atmosfera della Terra, possono essere divisi in due classi: cicloni ed anticicloni ; [131] i primi ruotano nel verso di rotazione del pianeta ( antiorario nell'emisfero settentrionale ed orario in quello meridionale), mentre i secondi nel verso opposto. Una delle principali differenze con l' atmosfera terrestre è che su Giove gli anticicloni dominano numericamente sui cicloni, dal momento che il 90% dei vortici con un diametro superiore ai 2000 km sono anticicloni. [131] La durata dei vortici varia da diversi giorni a centinaia di anni in base alle dimensioni: per esempio, la durata media di anticicloni con diametri compresi tra i 1000 ed i 6000 km è di 1–3 anni. [131] Non sono mai stati osservati vortici nella regione equatoriale di Giove (entro i 10° di latitudine), in quanto la circolazione atmosferica di tale regione li renderebbe instabili. [131] Come accade su ogni pianeta rapidamente rotante, gli anticicloni su Giove sono centri di alta pressione , mentre i cicloni lo sono di bassa pressione. [131]

Il vortice sicuramente più noto è la Grande Macchia Rossa (GRS, dall' inglese Great Red Spot ), una vasta tempesta anticiclonica posta 22º a sud dell'equatore del pianeta. La formazione presenta un aspetto ovale e ruota in senso antiorario con un periodo di circa sei giorni. [132] Le sue dimensioni, variabili, sono 24-40 000 km × 12-14 000 km: è quindi abbastanza grande da essere visibile già con telescopi amatoriali. [30] [133] Si tratta di una struttura svincolata da altre formazioni più profonde dell'atmosfera planetaria: le indagini infrarosse hanno mostrato che la tempesta è più fredda rispetto alle zone circostanti, segno che si trova più in alto rispetto ad esse: [32] lo strato più alto di nubi della GRS infatti svetta di circa 8 km sugli strati circostanti. [32] [134] Anche prima che le sonde Voyager dimostrassero che si trattava di una tempesta, vi era già una forte evidenza che la Macchia fosse una struttura a sé stante, come d'altronde appariva dalla sua rotazione lungo il pianeta tutto sommato indipendente dal resto dell'atmosfera. [135]

Alcune tempeste riprese dal telescopio spaziale Hubble : la Grande Macchia Rossa, l'Ovale BA (in basso a sinistra) e un'altra macchia rossastra di recente formazione; al di sotto di esse, due ovali biancastri simili a quelli da cui ebbe origine l'Ovale BA. NASA

La Macchia varia notevolmente di gradazione, passando dal rosso mattone al salmone pastello , e talvolta anche al bianco ; non è ancora noto cosa determini la colorazione rossa della macchia. Alcune teorie, suffragate dai dati sperimentali, suggeriscono che possa essere causata dai medesimi cromofori, in quantità differenti, presenti nel resto dell'atmosfera gioviana.

Non è noto se i cambiamenti che la Macchia manifesta siano il risultato di normali fluttuazioni periodiche, né tanto meno per quanto ancora essa durerà; [136] i modelli fisico-matematici suggeriscono però che la tempesta sia stabile e quindi possa costituire, al contrario di altre, una formazione permanente del pianeta. [137]

Tempeste simili a questa, anche se temporanee, non sono infrequenti nelle atmosfere dei pianeti giganti gassosi : per esempio, Nettuno ha posseduto per un certo tempo una Grande Macchia Scura , [138] e Saturno mostra periodicamente per brevi periodi delle Grandi Macchie Bianche . [139] [140] Anche Giove presenta degli ovali bianchi (detti WOS, acronimo di White Oval Spots , Macchie Ovali Bianche ), assieme ad altri marroni; si tratta tuttavia di tempeste minori transitorie, per questo prive di una denominazione. Gli ovali bianchi sono in genere composti da nubi relativamente fredde poste nell'alta atmosfera; gli ovali marroni sono invece più caldi, e si trovano ad altitudini medie. La durata di queste tempeste si aggira indifferentemente tra poche ore o molti anni. [141]

Nel 2000, nell'emisfero australe del pianeta, si è originata dalla fusione di tre ovali bianchi una formazione simile alla GRS, ma di dimensioni più piccole. [142] Denominata tecnicamente Ovale BA , la formazione ha subito un'intensificazione dell'attività e un cambiamento di colore dal bianco al rosso, che le è valso il soprannome di Red Spot Junior . [134] [136] [143]

Infine Juno ha scoperto 8 vortici uguali al polo nord disposti ai vertici di un ottagono (l' ottagono di Giove ), con al centro un nono vortice, e 5 vortici uguali al polo sud disposti come i vertici di un pentagono (il pentagono di Giove ), con al centro un sesto vortice, poi trasformatosi in un esagono [75] con al centro un settimo vortice (l' esagono di Giove ). Sono simili all' esagono di Saturno , anche lui un vortice.

Campo magnetico e magnetosfera

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Magnetosfera di Giove .
Rappresentazione schematica della magnetosfera di Giove. In azzurro sono indicate le linee di forza del campo magnetico; in rosso il toroide di Io.

Le correnti elettriche all'interno del mantello di idrogeno metallico generano un campo magnetico dipolare , [144] inclinato di 10º rispetto all'asse di rotazione del pianeta. Il campo raggiunge un'intensità variabile tra 0,42 millitesla - mT - all'equatore e 1,3 mT ai poli, che lo rende il più intenso campo magnetico del sistema solare (con l'eccezione di quello nelle macchie solari ), 14 volte superiore al campo geomagnetico . [23] Il campo magnetico di Giove preserva la sua atmosfera dalle interazioni col vento solare deflettendolo e creando una regione appiattita, la magnetosfera , costituita da un plasma di composizione molto differente da quello del vento solare. [12] La magnetosfera gioviana è la più grande e potente fra tutte le magnetosfere dei pianeti del sistema solare, nonché la struttura più grande del sistema non appartenente al Sole: si estende nel sistema solare esterno per molte volte il raggio di Giove (R J ) e raggiunge un'ampiezza massima che può superare l'orbita di Saturno. [12] [144]

La magnetosfera di Giove è convenzionalmente divisa in tre parti: la magnetosfera interna, intermedia ed esterna. La magnetosfera interna è situata ad una distanza inferiore a 10 raggi gioviani (R J ) dal pianeta; il campo magnetico al suo interno rimane sostanzialmente dipolare, poiché ogni contributo proveniente dalle correnti che fluiscono dal plasma magnetosferico equatoriale risulta piccolo. Nelle regioni intermedie (tra 10 e 40 R J ) ed esterne (oltre 40 R J ) il campo magnetico non è più dipolare e risulta seriamente disturbato dalle sue interazioni col plasma solare. [12]

Immagine ultravioletta di un'aurora gioviana ripresa dal telescopio Hubble; i tre punti brillanti sono generati, rispettivamente, dalle interazioni di Io, Ganimede ed Europa; la fascia di radiazione più intensa è detta ovale aurorale principale , al cui interno si trovano le cosiddette emissioni polari . NASA

Le eruzioni che avvengono sul satellite galileiano Io contribuiscono ad alimentare la magnetosfera gioviana generando un importante toroide di plasma, [12] che carica e rafforza il campo magnetico formando la struttura denominata magnetodisk . [144] Le forti correnti che circolano nella regione interna della magnetosfera danno origine ad intense fasce di radiazione, simili alle fasce di van Allen terrestri, ma migliaia di volte più potenti; [12] queste forze generano delle aurore perenni attorno ai poli del pianeta [145] ed intense emissioni radio . [146] [147]

L'interazione delle particelle energetiche con la superficie delle lune galileiane maggiori influenza notevolmente le loro proprietà chimiche e fisiche, ed entrambi influenzano e sono influenzati dal particolare moto del sottile sistema di anelli del pianeta. [148]

Ad una distanza media di 75 R J (compresa tra circa 45 e 100 R J a seconda del periodo del ciclo solare ) [12] [149] dalla sommità delle nubi del pianeta è presente una lacuna tra il plasma del vento solare e il plasma magnetosferico, che prende il nome di magnetopausa . Al di là di essa, ad una distanza media di 84 R J dal pianeta, si trova il bow shock , il punto in cui il flusso del vento viene deflesso dal campo magnetico. [144] [150]

Immagine nel visibile del pianeta sovrapposta ai dati ottenuti dalle osservazioni radio; da notare l'area toroidale che circonda l'equatore del pianeta.

Emissione radio magnetosferica

Le correnti elettriche delle fasce di radiazione generano delle emissioni radio di frequenza variabile tra 0,6 e 30 MHz , [146] che rendono Giove un'importante radiosorgente . [10] Le prime analisi, condotte da Burke e Franklin, rivelarono che l'emissione è caratterizzata da flash intorno ai 22,2 MHz e che il loro periodo coincideva con il periodo di rotazione del pianeta, la cui durata fu quindi determinata con maggiore accuratezza. Essi riconobbero inizialmente due tipologie di emissione: i lampi lunghi ( long o L-bursts ), della durata di alcuni secondi, ei lampi corti ( short o S-bursts ), che durano poco meno di un centesimo di secondo. [151]

Sono state in seguito scoperte altre tre forme di segnale radio trasmesse dal pianeta:

La forte modulazione periodica dell'emissione radio e particellare, che corrisponde al periodo di rotazione del pianeta, rende Giove affine ad una pulsar . [147] È bene comunque considerare che l'emissione radio del pianeta dipende fortemente dalla pressione del vento solare e, quindi, dall' attività solare stessa. [145]

Anelli

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Anelli di Giove .

Giove possiede un debole sistema di anelli planetari , il terzo ad esser stato scoperto nel sistema solare , dopo quello di Saturno e quello di Urano . Fu osservato per la prima volta nel 1979 dalla sonda Voyager 1 , [154] ma fu analizzato più approfonditamente negli anni novanta dalla sonda Galileo[155] e, a seguire, dal telescopio spaziale Hubble [156] e dai più grandi telescopi di Terra. [157]

Un mosaico di fotografie degli anelli di Giove scattate dalla Galileo mentre si trovava nel cono d'ombra del pianeta. NASA

Il sistema di anelli consiste principalmente di polveri, presumibilmente silicati . [154] [158] È suddiviso in quattro parti principali: un denso toro di particelle noto come anello di alone ; una fascia relativamente brillante, ma eccezionalmente sottile nota come anello principale ; due deboli fasce più esterne, detti anelli Gossamer (letteralmente garza ), che prendono il nome dai satelliti il cui materiale superficiale ha dato origine a questi anelli: Amaltea ( anello Gossamer di Amaltea ) e Tebe ( anello Gossamer di Tebe ). [159]

L'anello principale e l'anello di alone sono costituiti da polveri originarie dei satelliti Metis e Adrastea ed espulse nello spazio in seguito a violenti impatti meteorici .[155] Le immagini ottenute nel febbraio e nel marzo 2007 dalla missione New Horizons hanno mostrato inoltre che l'anello principale possiede una ricca struttura molto fine. [160]

All'osservazione nel visibile e nell' infrarosso vicino gli anelli hanno un colore tendente al rosso, eccezion fatta per l'anello di alone, che appare di un colore neutro o comunque tendente al blu. [156] Le dimensioni delle polveri che compongono il sistema sono variabili, ma è stata riscontrata una netta prevalenza di polveri di raggio pari a circa 15 μm in tutti gli anelli tranne in quello di alone, [161] probabilmente dominato da polveri di dimensioni nanometriche . La massa totale del sistema di anelli è scarsamente conosciuta, ma è probabilmente compresa tra 10 11 e 10 16 kg . [162] L'età del sistema è sconosciuta, ma si ritiene che esista sin dalla formazione del pianeta madre . [162]

Satelliti naturali

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Satelliti naturali di Giove .

Giove è circondato da una nutrita schiera di satelliti naturali , i cui membri attualmente identificati sono 79 [163] , che lo rendono il pianeta con il più grande corteo di satelliti con orbite ragionevolmente sicure del sistema solare [164] . Otto di questi sono definiti satelliti regolari e possiedono orbite prograde (ovvero, che orbitano nello stesso senso della rotazione di Giove), quasi circolari e poco inclinate rispetto al piano equatoriale del pianeta. [162] La classe è suddivisa in due gruppi:

I quattro satelliti galileiani: Io, Europa, Ganimede, Callisto.

Le restanti 71 lune sono annoverate tra i satelliti irregolari , le cui orbite, sia prograde sia retrograde (che orbitano in senso opposto rispetto al senso di rotazione di Giove), sono poste a una maggiore distanza dal pianeta madre e presentano alti valori di inclinazione ed eccentricità orbitale . Questi satelliti sono spesso considerati più che altro degli asteroidi (cui spesso assomigliano per dimensioni e composizione) catturati dalla grande gravità del gigante gassoso e frammentati a seguito di collisioni; [165] [166] di questi ventisette non hanno ancora ricevuto un nome, mentre altri undici non sono stati più osservati dopo la loro scoperta e sono considerati persi [163]

L'identificazione dei gruppi (o famiglie) satellitari è sperimentale; si riconoscono due principali categorie, che differiscono per il senso in cui orbita il satellite: i satelliti progradi e quelli retrogradi; queste due categorie a loro volta assommano le diverse famiglie. [20] [99] [167]

Non tutti i satelliti appartengono ad una famiglia; esulano infatti da questo schema Temisto , [167] Carpo , [20] , Valetudo , S/2003 J 12 e S/2003 J 2 .

Il numero preciso di satelliti non sarà mai quantificato esattamente, perché i frammenti ghiacciati che compongono i suoi anelli possono tecnicamente essere considerati tali; inoltre, a tutt'oggi, l' Unione astronomica internazionale non ha voluto porre con precisione una linea arbitraria di distinzione tra satelliti minori e grandi frammenti ghiacciati. [99]

I nomi dei satelliti di Giove sono ispirati a quelli di amanti o figlie del dio romano Giove , o del suo equivalente greco , Zeus . [169]

Interazioni col resto del sistema solare

La forza di gravità di Giove ha contribuito, insieme a quella del Sole, a plasmare il sistema solare. Giove possiede infatti una vasta sfera di Hill , la più grande del sistema solare eccetto, ovviamente, quella del Sole; essa si estende da un minimo di 0,30665 ad un massimo di 0,33786 au dal centro del pianeta, pari a rispettivamente 45,87 ea 50,54 milioni di chilometri . [170] Tali dimensioni rendono quindi l'idea del ruolo che il pianeta svolge nel regolare gli assetti gravitazionali del sistema planetario.

Le orbite dei satelliti esterni; da notare la loro forte inclinazione, probabile segno che si tratta di asteroidi catturati dal grande campo gravitazionale di Giove.

Il pianeta è il responsabile di gran parte delle lacune di Kirkwood nella fascia principale degli asteroidi, e si ritiene che sia stato il principale fautore dell' intenso bombardamento tardivo nelle prime fasi della storia del sistema solare. [18] Inoltre, la maggioranza delle comete periodiche appartiene alla famiglia delle comete gioviane , i cui membri sono caratterizzati da avere orbite i cui semiassi maggiori sono inferiori a quello del pianeta. [171] Tali comete si sarebbero formate all'interno della fascia di Kuiper , ma la loro orbita particolarmente ellittica sarebbe il risultato dell'attrazione del Sole e delle perturbazioni gravitazionali esercitate da Giove durante il passaggio delle comete nei pressi del gigante gassoso. [172]

Cattura temporanea di satelliti

La grande sfera di Hill permette al pianeta di catturare temporaneamente diversi corpi minori e di porli in orbita intorno ad esso; l'avverbio temporaneamente può essere inteso sia su una scala temporale "astronomica", quindi dell'ordine del milione di anni o più, sia su scale temporali "umane", da alcuni mesi sino a qualche decennio. [173]

Tra i satelliti temporanei, noti anche come TSC (dall'inglese Temporary Satellite Capture ), catturati nell' ultimo secolo si annoverano anche alcune comete periodiche , come 39P/Oterma , [174] 82P/Gehrels , 111P/Helin-Roman-Crockett , 147P/Kushida-Muramatsu , P/1996 R2 Lagerkvist e probabilmente anche la famosa D/1993 F2 Shoemaker-Levy 9 . [175]

Giove sicuramente cattura in via temporanea anche asteroidi, ma non è stato finora osservato alcun caso; si ipotizza comunque che i satelliti irregolari del sistema gioviano esterno potrebbero essere degli asteroidi catturati. [176] [177]

Asteroidi troiani

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Asteroidi troiani di Giove .
Gli asteroidi troiani di Giove (colorati in verde) sono visibili anteriormente e posteriormente a Giove in corrispondenza del suo tragitto orbitale. L'immagine mostra anche la fascia principale , tra le orbite di Marte e Giove (in bianco), e la famiglia Hilda (in marrone).

Oltre al sistema di satelliti, il campo gravitazionale di Giove controlla numerosi asteroidi , detti asteroidi troiani , [21] che sono vincolati in corrispondenza di alcuni punti di equilibrio del sistema gravitazionale Sole-Giove, i punti di Lagrange , in cui l'attrazione complessiva è nulla. In particolare, il maggiore addensamento di asteroidi si ha in corrispondenza dei punti L 4 ed L 5 (che, rispettivamente, precede e segue di 60º Giove nel suo tragitto orbitale), poiché il triangolo di forze con vertici Giove-Sole-L 4 oppure Giove-Sole-L 5 permette ad essi di avere un'orbita stabile. [21] Gli asteroidi troiani si distribuiscono in due regioni oblunghe e curve attorno ai punti lagrangiani , [178] e possiedono orbite attorno al Sole con semiasse maggiore medio di circa 5,2 au . [179]

Il primo asteroide troiano, 588 Achilles , fu scoperto nel 1906 da Max Wolf ; [180] attualmente se ne conoscono oltre 4000, [181] ma si ritiene che il numero di troiani più grandi di 1 km sia dell'ordine del milione, vicino a quello calcolato per gli asteroidi più grandi di 1 km nella fascia principale. [179] Come nella maggior parte delle cinture asteroidali , i troiani si raggruppano in famiglie . [99] I troiani di Giove sono degli oggetti oscuri con spettri tendenti al rosso e privi di formazioni, che non rivelano la presenza certa di acqua o composti organici. [99]

I nomi degli asteroidi troiani di Giove derivano da quelli degli eroi che, secondo la mitologia greca , presero parte alla Guerra di Troia ; [180] i troiani di Giove si dividono in due gruppi principali: il campo greco (o gruppo di Achille ), posto sul punto L 4 , in cui gli asteroidi hanno i nomi degli eroi greci, e il campo troiano (o gruppo di Patroclo ), sul punto L 5 , i cui asteroidi hanno il nome degli eroi troiani. [180] Tuttavia, alcuni asteroidi non seguono questo schema: 617 Patroclus e 624 Hektor vennero denominati prima che venisse scelto di operare questa divisione; di conseguenza, un eroe greco appare nel campo troiano e un eroe troiano si trova nel campo greco. [182]

Impatti

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Eventi d'impatto su Giove .

Giove è stato spesso accreditato come lo "spazzino" del sistema solare, [183] per via del suo immane pozzo gravitazionale e della sua posizione relativamente vicina al sistema solare interno, che lo rendono l'attrattore della maggior parte degli oggetti vaganti nelle sue vicinanze; [19] per tale ragione è anche il pianeta con la maggior frequenza di impatti dell'intero sistema solare. [184]

Testimonianze di impatti sul pianeta gigante sembrano risalire già al XVII secolo : l' astrofilo giapponese Isshi Tabe ha scoperto tra i carteggi delle osservazioni di Giovanni Cassini alcuni disegni che rappresentano una macchia scura, apparsa su Giove il 5 dicembre 1690 , e ne seguono l'evoluzione durante diciotto giorni; potrebbero quindi costituire la prova di un impatto antecedente a quello della Shoemaker-Levy 9 (vedi sotto). [185] Un altro impatto degno di nota , [186] presumibilmente di un asteroide di circa 500 m di diametro [187] che apparteneva alla famiglia Hilda , [188] si è verificato nel luglio del 2009 e ha prodotto nell'atmosfera del pianeta una macchia scura, simile in dimensioni all'Ovale BA, [189] dissoltasi nell'arco di poche settimane. [190]

Giove ripreso nell' ultravioletto dal telescopio Hubble poco dopo l'impatto con la Shoemaker-Levy 9. [191] Le lettere indicano i frammenti della cometa responsabili dei segni scuri segnalati dalle frecce.

L'impatto della cometa Shoemaker-Levy 9

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Cometa Shoemaker-Levy 9 .

Tra il 16 ed il 22 luglio del 1994 i frammenti della cometa D/1993 F2 Shoemaker-Levy 9 precipitarono su Giove; [71] è stata la prima, e finora unica, cometa ad essere osservata durante la sua collisione con un pianeta. Scoperta il 25 marzo 1993 dagli astronomi Eugene e Carolyn Shoemaker e da David Levy , [192] la cometa destò immediato interesse nella comunità scientifica perché in orbita attorno al pianeta e non direttamente intorno al Sole. Catturata da Giove presumibilmente tra la seconda metà degli anni sessanta ei primi anni settanta , la Shoemaker-Levy 9, il cui nucleo era stato disgregato in 21 frammenti dalle forze di marea del gigante gassoso, si presentava nel 1993 come una lunga fila di punti luminosi immersi nella luminescenza delle loro code . [193] [194]

Studi orbitali permisero di concludere già poco dopo la scoperta che la cometa sarebbe caduta sul pianeta entro il luglio del 1994; [71] fu quindi avviata un'estesa campagna osservativa che coinvolse numerosi strumenti per la registrazione dell'evento. Le macchie scure che si formarono sul pianeta a seguito della collisione furono osservabili dalla Terra per diversi mesi, prima che l'attiva atmosfera gioviana riuscisse a cancellare tali cicatrici. [54] [195]

L'evento ebbe una rilevanza mediatica considerevole, ma contribuì notevolmente anche alle conoscenze scientifiche sul sistema solare; in particolare, le esplosioni causate dalla caduta della cometa si rivelarono molto utili per investigare sulla composizione chimica e sulle proprietà fisiche dell'atmosfera di Giove sotto gli immediati strati superficiali. [19] [54] [55]

Possibilità di sostenere la vita

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Origine della vita .
Un esperimento della NASA per testare la possibilità della vita su Giove, sull'impronta dell' esperimento di Miller-Urey .

Nel 1953 il neolaureato Stanley Miller e il suo professore Harold Urey realizzarono un esperimento che provò che molecole organiche si sarebbero potute formare spontaneamente sulla Terra primordiale a partire da precursori inorganici. [196] In quello che è passato alla storia come l'" esperimento di Miller-Urey " si fece uso di una soluzione gassosa altamente riducente , contenente metano , ammoniaca , idrogeno e vapore acqueo , per formare, sotto l'esposizione di una scarica elettrica continua (che simulava i frequenti fulmini che dovevano squarciare i cieli della Terra primitiva [197] ), sostanze organiche complesse e alcuni monomeri di macromolecole fondamentali per la vita, come gli amminoacidi delle proteine . [198] [199]

Poiché la composizione dell'atmosfera di Giove ricalca quella che doveva essere la composizione dell'atmosfera terrestre primordiale e al suo interno avvengono con una certa frequenza intensi fenomeni elettrici, lo stesso esperimento è stato replicato per verificarne le potenzialità nel generare le molecole che stanno alla base della vita . [200] Tuttavia, la forte circolazione verticale dell'atmosfera gioviana porterebbe via gli eventuali composti che si verrebbero a produrre nelle zone basse dell'atmosfera del pianeta; inoltre, le elevate temperature di queste regioni provocherebbero la decomposizione di queste molecole, impedendo in tal modo la formazione della vita così come la conosciamo. [201]

Per queste ragioni, si ritiene altamente improbabile che su Giove vi possa essere vita simile a quella terrestre, anche in forme molto semplici come i procarioti , per via degli scarsi quantitativi d'acqua, per l'assenza di una superficie solida e per le altissime pressioni che si riscontrano nelle aree interne. Tuttavia nel 1976 , prima delle missioni Voyager, si ipotizzava che nelle regioni più alte dell'atmosfera gioviana potessero evolversi delle forme di vita basate sull'ammoniaca e su altri composti dell'azoto; la congettura è stata formulata prendendo spunto dall'ecologia dei mari terrestri in cui, a ridosso della superficie, si addensano semplici organismi fotosintetici , come il fitoplancton , subito al di sotto dei quali si trovano i pesci che si cibano di essi, e più in profondità i predatori marini che si nutrono dei pesci. [202] [203] I tre ipotetici equivalenti di questi organismi su Giove sono stati definiti da Sagan e Salpeter [203] rispettivamente:"galleggiatori", "sprofondatori" e "cacciatori" (in lingua inglese, floaters , sinkers e hunters ), e sono stati immaginati come delle creature simili a bolle di dimensioni gigantesche che si muovono per propulsione , espellendo l'elio atmosferico. [202]

I dati forniti dalle due Voyager nel 1979 hanno confermato la non idoneità del gigante gassoso a supportare eventuali forme di vita. [204]

Giove nella cultura

Etimologia e significato mitologico-religioso

Lo Zeus di Otricoli . Marmo , copia romana di originale bronzeo greco del IV secolo aC Musei Vaticani .

La grande luminosità di Giove, che lo rende ben visibile nel cielo notturno, lo ha reso oggetto di numerosi culti religiosi da parte delle civiltà antiche, per prime le civiltà mesopotamiche. Per i Babilonesi, il pianeta rappresentava Marduk , il primo fra gli dei e il creatore dell'uomo. [205]

L'analogo greco di Marduk era Zeus (in greco antico Ζεύς ), che era spesso poeticamente chiamato con il vocativo Ζεῦ πάτερ ( Zeu pater , O padre Zeus! ). Il nome è l'evoluzione di Di̯ēus , il dio del cielo diurno della religione protoindoeuropea , chiamato anche Dyeus ph 2 tēr ( Padre Cielo ). [206] Il dio era conosciuto con questo nome anche in sanscrito ( Dyaus/Dyaus Pita ) e in latino ( Iuppiter , originariamente Diespiter ), lingue che elaborarono la radice * dyeu - ("splendere" e nelle sue forme derivate "cielo, paradiso, dio") [206] ; in particolare, il nome latino della divinità, che deriva dal vocativo * dyeu-ph 2 tēr [22] , presenta molte analogie con il sostantivo deus - dīvus ( dio , divino ) e dis (una variazione di dīves , ricco [207] ) che proviene dal simile sostantivo * deiwos . [207] Zeus/Giove è quindi l'unica divinità del Pantheon olimpico il cui nome abbia un'origine indoeuropea così marcata. [208] Zeus/Giove era re degli dei, sovrano dell' Olimpo , dio del cielo e del tuono . Famoso per le sue frequentissime avventure erotiche extraconiugali, fu padre di divinità, eroi ed eroine e la sua figura è presente nella maggior parte delle leggende che li riguardano. [209]

Dalla medesima radice indoeuropea trae origine anche il nome dell'equivalente nella religione germanica e in quella norrena (* Tīwaz , confronta in alto tedesco antico Ziu e in norreno Týr ). Tuttavia, se per Greci e Romani il dio del cielo era anche il più grande degli dei, nelle culture nordiche questo ruolo era attribuito ad Odino : di conseguenza questi popoli non identificavano, per il suo attributo primario di dio del tuono, Zeus/Giove né con Odino né con Tyr, quanto piuttosto con Thor ( Þórr ). Da notare comunque come il quarto giorno della settimana sia dedicato da entrambe le culture, quella greco romana e quella nordica, come il giorno dedicato a Giove: giovedì deriva infatti dal latino Iovis dies , mentre l'equivalente inglese, Thursday , significa Thor's day , ossia giorno di Thor . [210]

Nell'astrologia

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Giove (astrologia) .
Il simbolo astrologico di Giove.

Nell' astrologia occidentale il pianeta Giove è associato al principio della crescita, dell'espansione, della prosperità e della buona sorte, così come al senso interiore di giustizia di una persona, alla moralità e ai suoi più alti intenti e ideali. Governa i viaggi lunghi, specialmente quelli all'estero, l'educazione più elevata, la religione e la legge; [211] è inoltre associato ad una propensione alla libertà e all'esplorazione, ai ruoli umanitari e protettivi, e con la capacità di rendere allegri e felici, o gioviali . [212] Il pianeta è domiciliato nel Sagittario (domicilio diurno) e nei Pesci (domicilio notturno), in esaltazione nel Cancro , in esilio nei Gemelli e nella Vergine , in caduta nel Capricorno . [213]
Nell'astrologia moderna Giove è ritenuto il possessore della nona e della dodicesima casa , ma tradizionalmente gli erano assegnate la seconda e la nona (rispettivamente, la casa dei valori e dei pensieri) ed aveva "gioia" nell'undicesima casa, degli amici e delle aspirazioni. [211]

Nell' astrologia medica il pianeta governa il sangue ed è associato al fegato , all' ipofisi e alla disposizione del tessuto adiposo . [214]

Nell' astrologia cinese Giove era chiamato la stella del legno (木星) [215] ed era importante in quanto considerato foriero di prosperità, al punto che al tempo della dinastia Zhou era noto con il nome Sui Xing , che significa Il Pianeta dell'Anno . [35] La sua importanza era tale che l'imperatore nominava direttamente un funzionario astronomo il cui compito specifico era l'osservazione del pianeta, di cui doveva registrare scrupolosamente la posizione rispetto alle costellazioni zodiacali, gli spostamenti al loro interno, e perfino il suo colore: [35] se questo appariva tendente al rosso l'opulenza avrebbe regnato nelle regioni dell'impero situate geograficamente verso la direzione in cui il pianeta era visibile nel cielo; se invece il colore era giallo allora la prosperità era da ritenersi diffusa su tutto l'impero. [35]

Nell' astrologia indiana Giove è chiamato Guru o Bṛhaspati ed è noto come il "grande maestro". [216] [217] [218]

Nella letteratura e nelle opere di fantascienza

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Giove nella fantascienza .
I beati del Cielo di Giove nell'Aquila imperiale; incisione di Gustave Doré .

Giove, nonostante la sua grande luminosità, non ha goduto di grande attenzione nel mondo letterario antico e medioevale; il pianeta, infatti, compare principalmente come riferimento per il suo significato astrologico. Marco Manilio , nei suoi Astronomicon libri , descriveva Giove come un pianeta dagli influssi temperati e benigni, e lo definiva come il pianeta più benefico. [219] [220] Dante Alighieri , nel Convivio , associa Giove all' arte della geometria , poiché come Giove è la « stella di temperata complessione » (Con - II, 14) tra il cielo caldo di Marte e quello freddo di Saturno, così la geometria spazia tra il punto, suo principio primo, e il cerchio, figura perfetta e quindi sua massima realizzazione. [221]
Il pianeta compare anche nel capolavoro del poeta fiorentino , la Divina Commedia , e in particolare nel Paradiso , di cui rappresenta il sesto Cielo . [222] La virtù caratteristica dei beati di questo Cielo è la giustizia : [223] esso è infatti sede delle anime di principi saggi e giusti (tra cui Re Davide , Traiano e Costantino [224] ), che appaiono a Dante come luci che volano e cantano, formando lettere luminose che compongono la frase « Diligite iustitiam qui iudicatis terram » («Amate la giustizia voi che giudicate il mondo»); [225] in seguito i beati, a partire dall'ultima M (che è anche l'iniziale della parola " Monarchia ", tematica cara a Dante ), danno forma all'immagine di un' aquila , [226] allegoria dell' Impero . [227] Questo cielo è mosso dalle intelligenze angeliche della seconda gerarchia , cioè dalle dominazioni .

Solamente a partire dal XVIII secolo il pianeta fu utilizzato in quanto tale, come ambientazione fittizia per diverse opere letterarie a carattere filosofico: in Micromega , scritto da Voltaire nel 1752 , l'eroe eponimo e il suo compagno saturniano si fermano su Giove per un anno, durante il quale hanno «imparato alcuni segreti veramente degni di nota». [228]

Fu soprattutto verso la fine del XIX secolo che il pianeta divenne in maniera costante l' ambientazione di numerosi racconti del filone fantascientifico . [229] Giove è stato spesso rappresentato, soprattutto nelle opere dei primi anni del Novecento , come un enorme pianeta roccioso circondato da un' atmosfera molto densa e spessa, [230] prima che si scoprisse la sua vera natura di gigante gassoso , privo di una vera e propria superficie. Oltre al pianeta stesso è stato spesso utilizzato come ambientazione fantascientifica anche il suo sistema di satelliti . [229] [231]

Nel cinema è celebre l'ambientazione nel sistema gioviano dei film 2001: Odissea nello spazio di Stanley Kubrick , e 2010 - L'anno del contatto , sequel del precedente, di Peter Hyams .

Note

Note al testo
  1. ^ a b c I parametri orbitali sono riferiti al centro di massa del sistema di Giove e sono dei valori osculatori istantanei all'epoca J2000.0 . I parametri del centro di massa sono stati presi a modello poiché essi, al contrario del centro del pianeta, non mostrano delle variazioni apprezzabili su base giornaliera dovute all' attrazione gravitazionale dei satelliti lungo il loro moto di rivoluzione .
  2. ^ a b c d e f Come quota superficiale si prende convenzionalmente quella in cui l' atmosfera esercita una pressione di 1 bar .
  3. ^ Il limite minimo perché una stella possa dirsi tale è pari a 1,5913 × 10 29 kg , corrispondenti a 0,08 M ea 75-80 volte la massa gioviana; gli oggetti di massa inferiore a questo limite e sino ad un minimo di 11 masse gioviane sono detti nane brune , in grado di fondere nel loro nucleo solamente il deuterio .
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  4. ^ Tali elettroni liberi sono responsabili delle correnti elettriche all'interno dell' idrogeno metallico che circonda il nucleo, le quali generano il potente campo magnetico che caratterizza il pianeta.
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