A atmosfera de Júpiter

Júpiter é o maior planeta do sistema solar e é um dos gigantes gasosos. Com a espectroscopia só podemos observar directamente até uma profundidade de aproximadamente 100 km tendo a atmosfera uma espessura de 60.000 km ! É muito importante lembrarmo-nos disto, porque quer dizer que tudo o que se encontra por baixo desta camada acessível através de observação directa, tem de ser deduzido por meios indirectos. Também o módulo de entrada que penetrou na atmosfera no dia 7 de Dezembro de 1995, não atingiu muito mais que 150 km por baixo da camada visível de nuvens. Graças à grande quantidade de observações feitas nos anos 70 pelas sondas Pioneer e Voyager, sabemos bastante sobre a estrutura deste planeta e a sua composição.

Júpiter é constituido principalmente por gás de hidrogénio molecular (H$$₂, 86 %) e hélio (He, 14 %). Mais no interior, onde a temperatura e a pressão sobem consideravelmente, o hidrogénio molecular transforma-se em hidrogénio metálico (hidrogénio muito comprimido com características de metal). Além disso há provavelmente um núcleo rochoso, com 10 vezes a massa da Terra.

Limitar-nos-emos à parte da atmosfera que é acessível através de observação directa. Como não há superfície sólida, indica-se as alturas relativamente ao nível onde a pressão da atmosfera é de 1 bar (correspondente à pressão média à superfície terrestre), ou então fala-se simplesmente em termos de níveis de pressão. Com a espectroscopia, podemos sondar níveis de pressão desde alguns milibares até 8 bar, cobrindo uma região vertical de aproximadamente 200 km. Para pressões maiores que 0,15 bar, a temperatura aumenta com a pressão; é a chamada troposfera. A tropopausa é uma região de transição. Por cima dela encontra-se a estratosfera, onde se passa o contrário que na troposfera, i.e. a temperatura diminui quando a pressão aumenta (a pressão aumenta constantemente quando entramos na atmosfera, tanto na estratosfera como na troposfera). Esta estrutura térmica é uma das informações que, utilisando bandas de absorção apropriadas, se pode tirar dum espectro, como foi explicado na segunda parte desta série de artigos (boletim de Abril). No caso de Júpiter só é possível para pressões menores que 1 bar; para pressões acima de 1 bar, o perfil térmico é extrapolado duma maneira adiabática.

Depois da entrada do módulo de Galileo na atmosfera, temos pela primeira vez medições directas da temperatura e da pressão. Viu-se que não estavamos muito longe da realidade quanto ao perfil térmico para pressões maiores que 1 bar. Mas é preciso ter cuidado em comparar resultados das medições do módulo e de espectroscopia, pois o módulo fez observações muito locais (numa escala de alguns metros), enquanto que com a espectroscopia vemos regiões de algumas centenas de quilómetros ou mais, e obtemos por isso uma média!

Figura 5: o perfil térmico da atmosfera de Júpiter