Masa de Júpiter

Unidad de masa igual a la masa total del planeta Júpiter

La masa de Júpiter , también llamada masa joviana , es la unidad de masa igual a la masa total del planeta Júpiter . Este valor puede referirse a la masa del planeta solo, o a la masa de todo el sistema joviano, incluidas las lunas de Júpiter . Júpiter es, con diferencia, el planeta más masivo del Sistema Solar . Es aproximadamente 2,5 veces más masivo que todos los demás planetas del Sistema Solar juntos. ^[2]

La masa de Júpiter es una unidad de masa común en astronomía que se utiliza para indicar las masas de otros objetos de tamaño similar, incluidos los planetas exteriores , los planetas extrasolares y las enanas marrones , ya que esta unidad proporciona una escala conveniente para la comparación.

Estimaciones actuales mejores

El valor actual más conocido para la masa de Júpiter se puede expresar como1 898 130  yottagramos : ^[1]

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

que tiene aproximadamente 1 ⁄ 1000 de la masa del Sol (es aproximadamente 0,1 %  M _☉ ): ^[3]

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

Júpiter tiene 318 veces la masa de la Tierra:

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

Contexto e implicaciones

La masa de Júpiter es 2,5 veces la de todos los demás planetas del Sistema Solar juntos; es tan masiva que su baricentro con el Sol se encuentra más allá de la superficie del Sol, a 1,068  radios solares del centro del Sol. ^[4]

Debido a que la masa de Júpiter es tan grande en comparación con los otros objetos del Sistema Solar , los efectos de su gravedad deben incluirse al calcular las trayectorias de los satélites y las órbitas precisas de otros cuerpos del Sistema Solar, incluida la Luna e incluso Plutón.

Los modelos teóricos indican que si Júpiter tuviera mucha más masa que la actual, su atmósfera colapsaría y el planeta se encogería. ^[5] Para pequeños cambios en la masa, el radio no cambiaría apreciablemente, pero por encima de aproximadamente 500  M E (1,6 masas de Júpiter) ^[5] el interior se comprimiría tanto bajo la mayor presión que su volumen disminuiría a pesar de la creciente cantidad de materia. Como resultado, se cree que Júpiter tiene un diámetro tan grande como el que puede alcanzar un planeta de su composición e historia evolutiva. ^[6] El proceso de mayor contracción con el aumento de la masa continuaría hasta que se lograra una ignición estelar apreciable, como en las enanas marrones de alta masa que tienen alrededor de 50 masas de Júpiter. ^[7] Júpiter necesitaría ser aproximadamente 80 veces más masivo para fusionar hidrógeno y convertirse en una estrella . ^[8]

Constante gravitacional

La masa de Júpiter se deriva del valor medido llamado parámetro de masa joviano , que se denota con GM _J. La masa de Júpiter se calcula dividiendo GM _J por la constante G. Para cuerpos celestes como Júpiter, la Tierra y el Sol, el valor del producto GM se conoce con muchos órdenes de magnitud de manera más precisa que cualquiera de los factores de forma independiente. La precisión limitada disponible para G limita la incertidumbre de la masa derivada. Por esta razón, los astrónomos a menudo prefieren referirse al parámetro gravitacional, en lugar de a la masa explícita. Los productos GM se utilizan al calcular la relación entre la masa de Júpiter y otros objetos.

En 2015, la Unión Astronómica Internacional definió que el parámetro de masa joviana nominal se mantendría constante independientemente de las mejoras posteriores en la precisión de la medición de M _J . Esta constante se define como exactamente

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

Si se necesita la masa explícita de Júpiter en unidades del SI, se puede calcular dividiendo GM por G , donde G es la constante gravitacional . ^[9]

Composición de la masa

La mayor parte de la masa de Júpiter es hidrógeno y helio. Estos dos elementos constituyen más del 87% de la masa total de Júpiter. ^[10] La masa total de elementos pesados ​​distintos del hidrógeno y el helio en el planeta está entre 11 y 45  M _E . ^[11] La mayor parte del hidrógeno en Júpiter es hidrógeno sólido. ^[12] La evidencia sugiere que Júpiter contiene un núcleo central denso. Si es así, se predice que la masa del núcleo no será mayor que aproximadamente 12  M _E . La masa exacta del núcleo es incierta debido al conocimiento relativamente pobre del comportamiento del hidrógeno sólido a presiones muy altas. ^[10]

Masa relativa

Véase también

• Radio de Júpiter
• Júpiter caliente
• Órdenes de magnitud (masa)
• Masa planetaria
• Masa solar

Notas

1. Algunos de los valores de esta tabla son valores nominales, derivados de los Estándares Numéricos para Astronomía Fundamental ^[3] y redondeados prestando la debida atención a las cifras significativas , como lo recomienda la Resolución B3 de la IAU. ^[9]

Referencias

1. "Planetas y Plutón: características físicas". ssd.jpl.nasa.gov . Laboratorio de Propulsión a Chorro . Consultado el 31 de octubre de 2017 .
2. Coffey, Jerry (18 de junio de 2008). «Masa de Júpiter». Universe Today . Consultado el 31 de octubre de 2017 .
3. «Estándares numéricos para la astronomía fundamental». maia.usno.navy.mil . Grupo de trabajo de la UAI. Archivado desde el original el 26 de agosto de 2016 . Consultado el 31 de octubre de 2017 .
4. MacDougal, Douglas W. (6 de noviembre de 2012). "Un sistema binario cerca de casa: cómo la Luna y la Tierra orbitan entre sí". Gravedad de Newton . Apuntes de clases de grado en física. Springer Nueva York. págs. 193–211. doi :10.1007/978-1-4614-5444-1_10. ISBN 9781461454434El baricentro está a 743.000 km del centro del Sol. El radio del Sol es de 696.000 km, por lo que se encuentra a 47.000 km sobre la superficie .
5. Seager, S.; Kuchner, M.; Hier-Majumder, CA; Militzer, B. (2007). "Relaciones masa-radio para exoplanetas sólidos". The Astrophysical Journal . 669 (2): 1279–1297. arXiv : 0707.2895 . Código Bibliográfico :2007ApJ...669.1279S. doi :10.1086/521346. S2CID  8369390.
6. Cómo funciona el universo 3. Vol. Júpiter: ¿Destructor o salvador? Discovery Channel . 2014.
7. Guillot, Tristan (1999). "Interiores de planetas gigantes dentro y fuera del sistema solar". Science . 286 (5437): 72–77. Bibcode :1999Sci...286...72G. doi :10.1126/science.286.5437.72. PMID  10506563.
8. Burrows, Adam; Hubbard, William B.; Saumon, D.; Lunine, Jonathan I. (1993). "Un conjunto ampliado de modelos de enanas marrones y estrellas de muy baja masa". Astrophysical Journal . 406 (1): 158–71. Bibcode :1993ApJ...406..158B. doi : 10.1086/172427 .
9. Mamajek, EE; Prsa, A.; Torres, G.; et al. (2015). "Resolución B3 de la IAU 2015 sobre constantes de conversión nominales recomendadas para propiedades solares y planetarias seleccionadas". arXiv : 1510.07674 [astro-ph.SR].
10. Guillot, Tristan; Stevenson, David J.; Hubbard, William B.; Saumon, Didier. "El interior de Júpiter" (PDF) . Consultado el 31 de octubre de 2017 .
11. Guillot, Tristan; Gautier, Daniel; Hubbard, William B. (diciembre de 1997). "Nuevas restricciones sobre la composición de Júpiter a partir de mediciones de Galileo y modelos interiores". Icarus . 130 (2): 534–539. arXiv : astro-ph/9707210 . Código Bibliográfico :1997Icar..130..534G. doi :10.1006/icar.1997.5812. S2CID  5466469.
12. Öpik, EJ (enero de 1962). "Júpiter: composición química, estructura y origen de un planeta gigante". Icarus . 1 (1–6): 200–257. Código Bibliográfico :1962Icar....1..200O. doi :10.1016/0019-1035(62)90022-2.
13. "Planeta Fact Sheet – Ratio to Earth" (Hoja de datos planetarios: relación con la Tierra). nssdc.gsfc.nasa.gov . Consultado el 12 de febrero de 2016 .
14. White, Stephen M.; Jackson, Peter D.; Kundu, Mukul R. (diciembre de 1989). "Un estudio del VLA de estrellas cercanas en llamaradas". Serie de suplementos de revistas astrofísicas . 71 : 895–904. Código Bibliográfico :1989ApJS...71..895W. doi :10.1086/191401.
15. Martins, JHC; Santos, NC; Figueira, P.; et al. (2015). "Evidencia de una detección espectroscópica directa de luz reflejada de 51 Peg b". Astronomía y Astrofísica . 576 (2015): A134. arXiv : 1504.05962 . Bibcode :2015A&A...576A.134M. doi :10.1051/0004-6361/201425298. S2CID  119224213.