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Você poderia ficar na superfície de Júpiter? Explorando os enigmáticos planetas externos

• Os topos das nuvens de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno escondem o que está acontecendo no interior dos planetas.
• Altas pressões e outras condições extremas levam a alguns fenômenos magníficos.
• Dada a nossa compreensão dos planetas, provavelmente não é possível ficar na superfície de Júpiter – ou de qualquer outro gigante.

Recebo ótimas perguntas das crianças quando descobrem que sou um astrônomo. Várias crianças me perguntaram se é possível ficar na superfície de Júpiter. Sabemos que Júpiter tem muitas nuvens e uma atmosfera espessa. Mas se você fosse fundo o suficiente e supondo que não fosse esmagado pela pressão atmosférica ou pela gravidade do planeta, você encontraria uma terra onde pudesse se apoiar? Para responder a essa pergunta, primeiro precisamos espiar sob as nuvens para ter uma ideia de como são esses planetas.

oceanos de Júpiter

Flutuando nas nuvens dos gigantes do Sistema Solar estão os oceanos.

À medida que você desce para a atmosfera dos planetas externos, duas coisas acontecem: fica mais quente e a pressão aumenta. Júpiter e Saturno são gigantes gasosos compostos principalmente de hidrogênio e hélio. A uma certa profundidade, o hidrogênio, junto com talvez algum hélio líquido , se comprime em um oceano. O oceano de Júpiter pode ser o maior do Sistema Solar e é tão pressurizado que o hidrogênio perde seus elétrons, transformando-o em metal líquido. À medida que se move, este oceano cria uma corrente elétrica que dá a Júpiter um campo magnético 15 vezes o tamanho do Sol. É o maior campo magnético de qualquer planeta do Sistema Solar.

Urano e Netuno também podem ter oceanos, desta vez de água líquida. Além de hidrogênio e hélio, esses gigantes gelados possuem altas porcentagens de água e gelo. Embora a ideia ainda seja controversa, alguns cientistas acreditam que a uma certa profundidade essa água se torna líquida e pode ser misturado a nível molecular com minerais . Este líquido pode ser superaquecido acima da ebulição da água ponto, mas altas pressões nas nuvens acima impedem que ele ferva.

Tempo tempestuoso, chuva de diamantes

Por 200 anos, sabemos sobre uma tempestade em Júpiter chamada Grande Mancha Vermelha. A Terra poderia caber dentro do Spot, e a tempestade se estende por cerca de 350 quilômetros dentro do planeta. (O tempestades mais altas registradas na Terra têm cerca de 20 km de altura.) Nessas profundidades, a temperatura é muito alta para a condensação da água, o que significa que as tempestades em Júpiter operam de maneira muito diferente das da Terra .

Os ventos mais rápidos do Sistema Solar, por sua vez, pertencem a Netuno, e eles atingem 2.000 km por hora . Essa velocidade pode ser explicada em parte pelo grande cisalhamento da atmosfera, criado por diferentes faixas de latitude girando em suas próprias velocidades. Além disso, os topos das nuvens de Netuno são mais frios que -200°C, mas o interior do planeta queima a 5.100°C. Esta diferença de temperatura contribui para os ventos fortes .

Depois, há o estranho de Saturno hexágono , uma faixa de nuvem de seis lados sobre seu pólo norte feita por uma corrente de jato polar. A forma é única no Sistema Solar e pode ser formada por diferentes camadas girando em velocidades diferentes .

Urano e Netuno podem ter alguns outros atributos notáveis. Por exemplo, pode haver oceanos e tempestades de diamantes líquidos em Urano e Netuno. Aqui na Terra, os cientistas descobriram que, com calor e pressão suficientes, os diamantes podem se liquefazer sem se tornar grafite. Embora não tenhamos observado diamantes líquidos diretamente em Urano e Netuno, a pressão e a temperatura criaram as condições certas. Chuvas de diamante também podem acontecer em Saturno e Júpiter . Pode haver outro tipo peculiar de chuva em Saturno. um de seus anéis chove material de volta para o planeta , e contém uma mistura de dióxido de carbono, butano, propano, amônia e água.

Alguns gostam quente

Além das estranhas chuvas, os interiores dos planetas exteriores são notavelmente quentes. De fato, Saturno, Júpiter e Netuno irradiam mais calor do que recebem do Sol, em parte porque, quando eram formado , os planetas esfriaram lentamente enquanto irradiavam energia de volta ao espaço. Mas o que é estranho é que, embora possamos explicar o calor interior de Júpiter por esse mecanismo, não podemos fazer o mesmo para Saturno , o outro gigante gasoso. Os cientistas têm dificuldade em explicar o porquê, mas uma ideia é que Saturno poderia ter chuva de hélio. A sonda Galileu detectou chuva de hélio em Júpiter e, se tal chuva existe em Saturno, sua efeitos poderia ser amplificado pela entropia interna mais baixa de Saturno - ou seja, o atrito das gotas de chuva aqueceria o núcleo do planeta. Essa ideia tem algum mérito, pois as camadas superiores de Saturno têm menos hélio do que o esperado.

Urano é o estranho. Não irradia muito mais calor do que recebe do Sol. O planeta é muito mais frio que seu colega gigante de gelo, Netuno, embora a órbita de Netuno esteja mais distante de Urano do que a órbita de Saturno do Sol. Portanto, qualquer processo que esteja aquecendo Júpiter, Saturno e Netuno não está acontecendo em Urano. A razão é um mistério. Alguns acreditar pode ter a ver com um evento durante sua formação que derrubou Urano de lado, enquanto outros sugerem que tem algo a ver com a estrutura interior do planeta.

Então, você pode ficar em Júpiter?

Agora, finalmente podemos retornar à pergunta original: você pode ficar na superfície de Júpiter ou algum desses gigantes? Provavelmente não.

As nuvens de Saturno se movem em velocidades diferentes dependendo da latitude. Nuvens perto dos pólos se movem mais lentamente do que aquelas no equador. Esta rotação diferencial é vista a uma profundidade de 10.000 km, ou um sexto do caminho para dentro do planeta. No núcleo de Saturno, que tem cerca de 12 a 20 vezes o tamanho da Terra, há uma concentração de elementos pesados.

Entre o núcleo de Saturno e suas nuvens, podemos imaginar alguns cenários. Um consiste em camadas e vem com uma definição clara entre terra e atmosfera. Muitos modelos anteriores do interior de Saturno imaginaram essas camadas distintas, mas há outra possibilidade: o núcleo de Saturno torna-se rochoso apenas gradualmente, à medida que o hidrogênio e o hélio se misturam lentamente com os elementos mais pesados ​​no núcleo. Tal modelo é muitas vezes referido como um “núcleo difuso”.

Seis anos atrás, a sonda espacial Cassini encerrou sua missão e caiu nas nuvens de Saturno. Ao colidir com o planeta, enviou dados gravitacionais que foram analisado por cientistas para determinar as propriedades do interior do planeta, e as observações favorecem um modelo de núcleo difuso. Um núcleo semelhante é suspeito em Júpiter , enquanto Urano e Netuno pode ou não tê-los. É difícil saber com certeza até que tenhamos observações mais detalhadas desses planetas.

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