Massa de Júpiter

unidade de massa

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]

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 (1.89813±0.00019)×1027 kg[1]
Habitual nos EUA 4.1847×1027 libras

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 atuaisEditar

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

 [1]

que é sobre 11000 tão massivo quanto o sol (é sobre 0.1% M):

 [3]

Júpiter tem 318 vezes a massa da Terra:

 

Contexto e implicaçõesEditar

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 (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 gravitacionalEditar

A massa de Júpiter é derivada do valor medido chamado parâmetro de massa de Júpiter, que é denotado com GMJ. A massa de Júpiter é calculada dividindo GMJ 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 MJ. Esta constante é definida exatamente como

 

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 massaEditar

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.[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. A massa exata do núcleo é incerta devido ao conhecimento relativamente pobre do comportamento do hidrogênio sólido a pressões muito altas.[10]

Massa relativaEditar

Massas de objetos astronômicos notáveis em relação à massa de Júpiter
Objeto MJ / Mobjeto Mobjeto / MJ Ref
Sol 9.547919(15)×10−4 1047.348644(17) [3]
Terra 317.82838 0.0031463520 [13]
Júpiter 1 1 por definição
Saturno 3.3397683 0.29942197 [note 1]
Urano 21.867552 0.045729856 [note 1]
Netuno 18.53467 0.05395295 [note 1]
Gliese 229B 21–52.4 [14]
51 Pegasi b 0.472±0.039 [15]

NotasEditar

  1. a b c Alguns dos valores nesta tabela são valores nominais, derivados de Numerical Standards for Fundamental Astronomy[3] e arredondado usando a atenção apropriada para algarismos significativos, conforme recomendado pela Resolução B3 da União Astronómica Internacional.[9]

Referências

  1. a b «Planets and Pluto: Physical Characteristics». ssd.jpl.nasa.gov. Jet Propulsion Labritory. Consultado em 31 de outubro de 2017 
  2. Coffey, Jerry (18 de junho de 2008). «Mass of Jupiter». Universe Today. Consultado em 31 de outubro de 2017 
  3. a b c «Numerical Standards for Fundamental Astronomy». maia.usno.navy.mil. IAU Working Group. Consultado em 31 de outubro de 2017. Arquivado do original em 26 de agosto de 2016 
  4. MacDougal, Douglas W. (6 de novembro de 2012). «A Binary System Close to Home: How the Moon and Earth Orbit Each Other». Newton's Gravity. Col: Undergraduate Lecture Notes in Physics (em inglês). [S.l.]: Springer New York. pp. 193–211. ISBN 9781461454434. doi:10.1007/978-1-4614-5444-1_10. the barycenter is 743,000 km from the center of the sun. The Sun's radius is 696,000 km, so it is 47,000 km above the surface.  Verifique o valor de |url-access=limited (ajuda)
  5. a b Seager, S.; Kuchner, M.; Hier-Majumder, C. A.; Militzer, B. (2007). «Mass-Radius Relationships for Solid Exoplanets». The Astrophysical Journal. 669 (2): 1279–1297. Bibcode:2007ApJ...669.1279S. arXiv:0707.2895 . doi:10.1086/521346 
  6. How the Universe Works 3. Jupiter: Destroyer or Savior?. Discovery Channel. 2014 
  7. Guillot, Tristan (1999). «Interiors of Giant Planets Inside and Outside the Solar System». Science. 286 (5437): 72–77. Bibcode:1999Sci...286...72G. PMID 10506563. doi:10.1126/science.286.5437.72 
  8. Burrows, A.; Hubbard, W. B.; Saumon, D.; Lunine, J. I. (1993). «An expanded set of brown dwarf and very low mass star models». Astrophysical Journal. 406 (1): 158–71. Bibcode:1993ApJ...406..158B. doi:10.1086/172427 
  9. a b Mamajek, E. E; Prsa, A; Torres, G; et al. (2015). «IAU 2015 Resolution B3 on Recommended Nominal Conversion Constants for Selected Solar and Planetary Properties». arXiv:1510.07674  [astro-ph.SR] 
  10. a b Guillot, Tristan; Stevenson, David J.; Hubbard, William B.; Saumon, Didier. «The Interior of Jupiter» (PDF). Consultado em 31 de outubro de 2017 
  11. Guillot, Tristan; Gautier, Daniel; Hubbard, William B. (dezembro de 1997). «New Constraints on the Composition of Jupiter from Galileo Measurements and Interior Models». Icarus. 130 (2): 534–539. Bibcode:1997Icar..130..534G. arXiv:astro-ph/9707210 . doi:10.1006/icar.1997.5812 
  12. Öpik, E.J. (janeiro de 1962). «Jupiter: Chemical composition, structure, and origin of a giant planet». Icarus. 1 (1–6): 200–257. Bibcode:1962Icar....1..200O. doi:10.1016/0019-1035(62)90022-2 
  13. «Planetary Fact Sheet – Ratio to Earth». nssdc.gsfc.nasa.gov. Consultado em 12 de fevereiro de 2016 
  14. White, Stephen M.; Jackson, Peter D.; Kundu, Mukul R. (dezembro de 1989). «A VLA survey of nearby flare stars». Astrophysical Journal Supplement Series. 71: 895–904. Bibcode:1989ApJS...71..895W. doi:10.1086/191401 
  15. Martins, J. H. C; Santos, N. C; Figueira, P; et al. (2015). «Evidence for a spectroscopic direct detection of reflected light from 51 Peg b». Astronomy & Astrophysics. 576 (2015): A134. Bibcode:2015A&A...576A.134M. arXiv:1504.05962 . doi:10.1051/0004-6361/201425298