Massa de Júpiter

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
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.

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:

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

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

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

Júpiter tem 318 vezes a massa da Terra:

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

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.

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. Para pequenas mudanças na massa, o raio não mudaria apreciavelmente, mas acima de cerca de 500 M_Terra (1.6 massas de Júpiter), 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. 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. Júpiter precisaria ter cerca de 75 vezes mais massa para fundir o hidrogênio e se tornar uma estrela.

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

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

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.

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. A massa total dos elementos pesados, exceto hidrogênio e hélio, no planeta está entre 11 e 45 M_Terra. A maior parte do hidrogênio em Júpiter é hidrogênio sólido. 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.

Massa relativa

Massas de objetos astronômicos notáveis em relação à massa de Júpiter

Objeto	MJ / Mobjeto	Mobjeto / MJ	Ref
Sol	6996954791900000000♠9.547919(15)×10−4	7003104734864400000♠1047.348644(17)
Terra	7002317828380000000♠317.82838	6997314635200000000♠0.0031463520
Júpiter	7000100000000000000♠1	7000100000000000000♠1	por definição
Saturno	7000333976830000000♠3.3397683	6999299421970000000♠0.29942197
Urano	7001218675520000000♠21.867552	6998457298560000000♠0.045729856
Netuno	7001185346699999999♠18.53467	6998539529500000000♠0.05395295
Gliese 229B		7001210000000000000♠21–52.4
51 Pegasi b		6999472000000000000♠0.472±0.039