Os gigantes gasosos sempre foram um mistério para nós. Devido às suas nuvens densas e rodopiantes, é impossível dar uma boa olhada em seu interior e determinar sua verdadeira estrutura. Dada a distância da Terra, é demorado e caro enviar espaçonaves para eles, tornando as missões de pesquisa poucas e distantes entre si. E devido à sua intensa radiação e forte gravidade, qualquer missão que tente estudá-los deve ser feita com cuidado.

E ainda, há décadas que os cientistas afirmam que esse gigantesco gigante gasoso tem um núcleo sólido. Isso é consistente com nossas teorias atuais de como o sistema solar e seus planetas se formaram e migraram para suas posições atuais. Considerando que suas camadas externas de Júpiter são compostas principalmente de hidrogênio e hélio, aumentos na pressão e densidade sugerem que mais perto do núcleo, as coisas se tornam sólidas.

Estrutura e composição:

Júpiter é composto principalmente de matéria gasosa e líquida, com matéria mais densa embaixo. Sua atmosfera superior é composta por cerca de 88-92% de hidrogênio e 8-12% de hélio por volume percentual de moléculas de gás, e aprox. 75% de hidrogênio e 24% de hélio em massa, com o restante um por cento consistindo de outros elementos.

A atmosfera contém traços de metano, vapor de água, amônia, e compostos à base de silício, bem como traços de benzeno e outros hidrocarbonetos. Também há vestígios de carbono, etano, sulfato de hidrogênio, néon, oxigênio, fosfina, e enxofre. Cristais de amônia congelada também foram observados na camada mais externa da atmosfera.

O interior contém materiais mais densos, de modo que a distribuição é de aproximadamente 71% de hidrogênio, 24% de hélio e 5% de outros elementos em massa. Acredita-se que o núcleo de Júpiter seja uma densa mistura de elementos - uma camada circundante de hidrogênio metálico líquido com um pouco de hélio, e uma camada externa predominantemente de hidrogênio molecular. O núcleo também foi descrito como rochoso, mas isso também permanece desconhecido.

Em 1997, a existência do núcleo foi sugerida por medições gravitacionais, indicando uma massa de 12 a 45 vezes a massa da Terra, ou aproximadamente 4% -14% da massa total de Júpiter. A presença de um núcleo também é apoiada por modelos de formação planetária que indicam como um núcleo rochoso ou gelado teria sido necessário em algum momento da história do planeta para coletar todo o seu hidrogênio e hélio da nebulosa protosolar.

Contudo, é possível que este núcleo tenha encolhido devido a correntes de convecção de calor, líquido, hidrogênio metálico misturando-se com o núcleo fundido. Este núcleo pode até estar ausente agora, mas uma análise detalhada é necessária antes que isso possa ser confirmado. A missão Juno, que foi lançado em agosto de 2011 (veja abaixo), espera-se que forneça alguns insights sobre essas questões, e, assim, progredir no problema do núcleo.

Formação e migração:

Nossas teorias atuais sobre a formação do sistema solar afirmam que os planetas se formaram há cerca de 4,5 bilhões de anos a partir de uma nebulosa solar (ou seja, hipótese nebular). Consistente com esta teoria, Acredita-se que Júpiter se formou como resultado da ação da gravidade, juntando nuvens rodopiantes de gás e poeira.

Júpiter adquiriu a maior parte de sua massa do material remanescente da formação do sol, e acabou com mais do que o dobro da massa combinada dos outros planetas. Na verdade, conjecturou-se que Júpiter havia acumulado mais massa, teria se tornado uma segunda estrela. Isso se baseia no fato de que sua composição é semelhante à do sol - sendo predominantemente de hidrogênio.

Além disso, os modelos atuais de formação do sistema solar também indicam que Júpiter se formou mais longe de sua posição atual. No que é conhecido como a Hipótese Grand Tack, Júpiter migrou em direção ao Sol e se estabeleceu em sua posição atual há cerca de 4 bilhões de anos. Esta migração, tem sido argumentado, poderia ter resultado na destruição dos planetas anteriores em nosso sistema solar - o que pode incluir Super-Terras mais próximas do sol.

Exploração:

Embora não tenha sido a primeira espaçonave robótica a visitar Júpiter, ou o primeiro a estudá-lo em órbita (isso foi feito pela sonda Galileo entre 1995 e 2003), a missão Juno foi projetada para investigar os mistérios mais profundos do gigante Jupiteriano. Isso inclui o interior de Júpiter, atmosfera, magnetosfera, campo gravitacional, e determinar a história da formação do planeta.

A missão foi lançada em agosto de 2011 e atingiu a órbita ao redor de Júpiter em 4 de julho, 2016. Quando a sonda entrou em sua órbita elíptica polar, depois de completar 35 minutos de ignição do motor principal, conhecido como Inserção Orbital de Júpiter (ou JOI). Conforme a sonda se aproximou de Júpiter acima de seu pólo norte, foi oferecida uma visão do sistema Jupiteriano, da qual tirou uma foto final antes de iniciar o JOI.

Desde aquele tempo, a espaçonave Juno vem realizando manobras perijove - onde passa entre o pólo norte e o pólo sul - com um período de cerca de 53 dias. Completou 5 perijoves desde sua chegada em junho de 2016, e programado para realizar um total de 12 antes de fevereiro de 2018. Neste ponto, barrando quaisquer extensões de missão, a sonda será retirada da órbita e queimará na atmosfera externa de Júpiter.

À medida que faz suas passagens restantes, Juno vai reunir mais informações sobre a gravidade de Júpiter, Campos magnéticos, atmosfera, e composição. Esperamos que esta informação nos ensine muito sobre como a interação entre o interior de Júpiter, sua atmosfera e sua magnetosfera impulsionam a evolução do planeta. E claro, espera-se fornecer dados conclusivos sobre a estrutura interna do planeta.

Júpiter tem um núcleo sólido? A resposta curta é, não sabemos ... ainda. Em verdade, poderia muito bem ter um núcleo sólido composto de ferro e quartzo, que é cercado por uma espessa camada de hidrogênio metálico. Também é possível que a interação deste hidrogênio metálico com o núcleo sólido tenha feito com que o planeta o perdesse há algum tempo.

Neste ponto, tudo o que podemos fazer é esperar que pesquisas e missões em andamento produzam mais evidências. Eles provavelmente não apenas nos ajudarão a refinar nossa compreensão da estrutura interna de Júpiter e sua formação, mas também refinar nossa compreensão da história do sistema solar e como ele surgiu.