Massa de Júpiter

Massa de Júpiter
Massas relativas dos planetas gigantes do Sistema Solar exterior
Informação geral
Sistema de unidade	Sistema astronômico de unidades
Unidade de	Massa
Símbolo	MJ, MJup e M♃
Conversões
1 MJ em ...	... é igual a ...
Unidade de base SI	7027189813000000000♠(1.89813±0.00019)×1027 kg[1]
Habitual nos EUA	≈ 7027418470000000000♠4.1847×1027 libras

A massa de Júpiter, é a unidade de massa igual à massa total do planeta Júpiter. Este valor pode se referir apenas à massa do planeta, ou à massa de todo o sistema, incluindo as luas de Júpiter. Júpiter é de longe o planeta de maior massa do Sistema Solar. Tem aproximadamente 2.5 vezes a massa de todos os outros planetas do Sistema Solar combinados.^[2]

A massa de Júpiter é uma unidade comum de massa na astronomia que é usada para indicar as massas de outros objetos de tamanhos semelhantes, incluindo os planetas externos do Sistema Solar e exoplanetas. Também pode ser usado para descrever as massas das anãs marrons, pois esta unidade fornece uma escala conveniente para comparação.

Melhores estimativas atuais

O valor mais conhecido atual para a massa de Júpiter pode ser expresso como 7006189813000000000♠1898130 yottagramas:

${\displaystyle M_{\mathrm {J} }=(1.89813\pm 0.00019)\times 10^{27}{\text{ kg}},}$^[1]

que é sobre 1⁄1000 tão massivo quanto o sol (é sobre 0.1% M_☉):

${\displaystyle M_{\mathrm {J} }={\frac {1}{1047.348644\pm 0.000017}}M_{\odot }\approx (9.547919\pm 0.000002)\times 10^{-4}M_{\odot }.}$^[3]

Júpiter tem 318 vezes a massa da Terra:

${\displaystyle M_{\mathrm {J} }=3.1782838\times 10^{2}M_{\oplus }.}$

Contexto e implicações

A massa de Júpiter é 2.5 vezes a de todos os outros planetas do Sistema Solar combinados, isso é tão massivo que seu baricentro com o Sol fica além da superfície do Sol a 1.068 raios solares do centro do Sol.^[4]

Como a massa de Júpiter é muito grande em comparação com os outros objetos do Sistema Solar, os efeitos de sua gravidade devem ser incluídos no cálculo das trajetórias dos satélites e das órbitas precisas de outros corpos no Sistema Solar, incluindo a Lua da Terra e até mesmo Plutão.

Modelos teóricos indicam que se Júpiter tivesse muito mais massa do que tem atualmente, sua atmosfera entraria em colapso e o planeta encolheria.^[5] Para pequenas mudanças na massa, o raio não mudaria apreciavelmente, mas acima de cerca de 500 M_Terra (1.6 massas de Júpiter),^[5] o interior se tornaria muito mais comprimido sob o aumento da pressão que seu volume diminuiria apesar do aumento da quantidade de matéria. Como resultado, acredita-se que Júpiter tenha o diâmetro quase tão grande quanto um planeta com sua composição e história evolutiva pode atingir.^[6] O processo de encolhimento adicional com o aumento da massa continuaria até que uma ignição estelar apreciável fosse alcançada, como nas anãs marrons de alta massa com cerca de 50 massas de Júpiter.^[7] Júpiter precisaria ter cerca de 75 vezes mais massa para fundir o hidrogênio e se tornar uma estrela.^[8]

Constante gravitacional

A massa de Júpiter é derivada do valor medido chamado parâmetro de massa de Júpiter, que é denotado com GM_J. A massa de Júpiter é calculada dividindo GM_J pela constante G. Para corpos celestes como Júpiter, Terra e o Sol, o valor do produto GM é conhecido por muitas ordens de magnitude com mais precisão do que qualquer fator independentemente. A precisão limitada disponível para G limita a incerteza da massa derivada. Por esse motivo, os astrônomos geralmente preferem se referir ao parâmetro gravitacional, ao invés da massa explícita. Os produtos GM são usados para calcular a proporção da massa de Júpiter em relação a outros objetos.

Em 2015, a União Astronômica Internacional definiu o parâmetro de massa nominal de Júpiter para permanecer constante, independentemente das melhorias subsequentes na precisão da medição de M_J. Esta constante é definida exatamente como

${\displaystyle ({\mathcal {GM}})_{\mathrm {J} }^{\mathrm {N} }=1.266\,8653\times 10^{17}{\text{ m}}^{3}/{\text{s}}^{2}}$

Se a massa explícita de Júpiter é necessária em unidades SI, ela pode ser calculada em termos da constante gravitacional, G, dividindo GM por G.^[9]

Composição de massa

A maior parte da massa de Júpiter é hidrogênio e hélio. Esses dois elementos constituem mais de 87% da massa total de Júpiter.^[10] A massa total dos elementos pesados, exceto hidrogênio e hélio, no planeta está entre 11 e 45 M_Terra.^[11] A maior parte do hidrogênio em Júpiter é hidrogênio sólido.^[12] As evidências sugerem que Júpiter contém um núcleo denso central. Nesse caso, a massa do núcleo não é maior do que cerca de 12 M_Terra. A massa exata do núcleo é incerta devido ao conhecimento relativamente pobre do comportamento do hidrogênio sólido a pressões muito altas.^[10]

Massa relativa

Notas

Referências