Curso Astronomía 15. Jupiter El gigante del sistema solar

ste inmenso planeta absorbió una gran parte de los restos (polvo, gas, rocas y planetoides) que orbitaban alrededor del Sol, durante y después del encendido nuclear de nuestra estrella,  proceso  hoy bien conocido, originó la acumulación de materiales, elevando cada vez más la atracción gravitatoria de este núcleo hasta llegar a lo que hoy conocemos, un planeta gaseoso de un diámetro ecuatorial de unos 142.800 Km.

La relativa cercanía al Sol (778,3 millones de Km.), la existencia en la nube primigenia de más núcleos rocosos y gaseosos en construcciones planetarias, es posible que impidiera que Júpiter alcanzase la fase primitiva en la que pudiera haber conseguido reacciones nucleares y así convertirse en estrella. El 7 de diciembre de 1995 el módulo sonda se desprendió de la nave Galileo, penetrando en la atmósfera superior de Júpiter, proporcionando las medidas de su composición química, dando como resultado de un 90% de H (hidrógeno) y un 10% de He (helio), siendo el mejor exponente de la nebulosa original a partir de la cual surgió nuestro Sistema Solar.

Podría enumerar infinidad de descubrimientos realizados por las sondas Voyager hasta los últimos conseguidos por la Galileo, pero entiendo que en Internet y en las sedes de las Asociaciones Astronómicas de aficionados podéis consultar sus bibliotecas sobre este tema, en las que encontraréis todos los datos de referencia y continuidad investigadora.

FIG 1.

Imagen de Júpiter en color verdadero compuesta por 4 tomas captadas por la sonda Cassini el 7 de diciembre de 2000.

NASA / JPL/University of Arizona.

Su gran masa le permite, con la ley física de la atracción gravitatoria comandar en sus cercanías, atrayendo constantemente a todos los cuerpos errantes que orbitan en torno al Sol (cometas, asteroides, etc.), rectificando sus órbitas, acortando las distancias de sus perihelios e incluso "succionándolos", como fue el caso del cometa ShoemakerLevi en Julio de 1994, que impactó en las capas atmosféricas del planeta y otros impactos de asteroides posteriores a éste.       

En sus cercanías el Cinturón de Asteroides se ve perturbado por su fuerza de atracción, generando en estos, resonancias orbitales y agrupándolos en familias (ver figura del anterior boletín Nº 25). Incluso los cabeceos en las órbitas de Saturno y Urano están regidos por los tirones poderosos gravitacionales que emanan de Júpiter.

Este gigante en su translación alrededor del Sol culmina una órbita completa en 11,856 años terrestres, es decir, que observado desde la Tierra cruza las constelaciones empleando un año en cada una de ellas. El tiempo que emplea entre dos oposiciones consecutivas oscila entre los 394,9 hasta los 401,89 días, con una media de 398,88 días terrestres, obligado por su excentricidad orbital (0,048) superior a la terrestre (0,0167), llamándose a este tiempo período sinódico del planeta.

En su recorrido orbital Júpiter, se sitúa en su máxima y mínima declinación con respecto a la Tierra, en torno a los 23º30' y los -23º30', lo que nos permite a los observadores durante la máxima, estudiarle a mayor altura sobre el horizonte con comodidad a su paso por el meridiano de nuestra localidad, ocurriendo lo contrario en su mínima declinación, puesto que le observaremos más cercano al horizonte dificultándonos su visión por las condiciones atmosféricas terrestres.

Así tenemos que en el pasado 6 de Octubre de 2004, su declinación fue de 0º y el planeta alcanzará su próxima declinación más baja el 13 de Setiembre de 2008 con -23º10', volviendo a recuperar los 0º de nuevo el 8 de Julio de 2010, situándose en 23º11' el 15 de Julio de 2013. Durante el invierno de 2004-2005 lo observaremos durante la segunda mitad de la noche en condiciones aceptables.

Su inclinación con respecto a la eclíptica es de 1,30º y dado que su período sinódico arriba mencionado ronda los 399 días, indica que la duración de éste, es de 1 año y unos 34 días, por lo que las oposiciones se alargan un mes más tarde aproximadamente cada año.

Algo parecido sucede en la rotación sobre su eje, siempre en armonía con las leyes de Kepler y la de la gravitación. Estudiado en la antigüedad, el tiempo de duración de un día jupiteriano era desconocido, hasta que en 1664 el astrónomo italiano Cassini utilizando las manchas de su atmósfera superior estableció un tiempo medio de 9 horas y 56 minutos.

Posteriores astrónomos a Cassini hallaron valores menores, de unas 9 horas y 50 minutos, no comprendiendo estas diferencias hasta que descubrieron que el planeta tenía varias zonas con distintos tiempos de rotación: una zona ecuatorial con una rotación media de 9 horas 50 minutos y 30 segundos y otra zona, las alejadas del ecuador con tiempos medios de 9 horas y casi 56 minutos. Denominándose Sistema I al ecuatorial y Sistema II, al resto de las zonas hasta los Polos del planeta. Es ésta rápida rotación la causante del achatamiento de los Polos, que se distingue perfectamente al observarle al telescopio (diámetro polar de unos 133.700 Km., y diámetro ecuatorial de 142.800 Km.)

El primero en echar un vistazo a Júpiter con un instrumento óptico fue Galileo, quedando atónito al divisar tres estrellitas al lado del diámetro planetario en la noche del 7 de Enero de 1610, y no saliendo de su asombro en la noche del 13 del mismo mes, seis días más tarde, observó cuatro puntitos luminosos, haciéndole sospechar que estos cuerpos planetarios debían pertenecer al movimiento orbital jupiteriano. El mismo Galileo les llamó "astros de Médicis" nombre de su mecenas en aquellos momentos. Posteriormente fueron nominados con los nombres que actualmente conocemos (nombres de la mitología griega, amantes de Zeus, ver boletín Nº25 el artículo "La danza de los satélites galileanos" de nuestro compañero Esteban Esteban),

Io, en su máximo alejamiento de Júpiter se sitúa en torno a los 422.000 Km., con un período orbital de 1,769 días y 0º de inclinación ecliptical. Este activo satélite desarrolla un vulcanismo constante producido por las "fuerzas de marea" provocadas por la inmensa atracción gravitatoria generada por Júpiter. En una noche despejada y a elevada altura sobre el horizonte, esta lunita brilla con una magnitud de 5, pues su diámetro de 3.630 Km., y reflectividad de su superficie nos permite con unos simples prismáticos de 7 x 50, observarle cómodamente.

Europa, con un tamaño algo menor que Io (3.140 Km.) responde visualmente a una magnitud de 5,3 y se aleja del gigante hasta los 671.000 Km., cerrando su órbita en 3,551 días con 0,5º de inclinación con respecto al plano de su órbita. Su visión no entraña dificultades y su brillo es puntual.

Ganímedes, se sitúa a una distancia del gigante gaseoso de 1.070.000 Km., tarda 7,155 días en recorrer su periplo de traslación, inclinándose 0,2º con respecto al plano de su órbita. Es el más brillante de los satélites galileanos, brillando con una magnitud de 4,6 y con su diámetro de 5.270 Km es el satélite más grande del Sistema Solar.

Calixto, a una distancia máxima de Júpiter de 1.880.000 Km., cierra una órbita completa en 16,69 días y al igual que Ganímedes su inclinación alcanza los 0,2º. Es el más oscuro de los cuatro, alcanzando la magnitud de 5,6, siendo su diámetro de 4.800 Km. En su deambular orbital se aprecia cada día las distintas posiciones en el plano de la eclíptica.

Además de sus cuatro satélites principales, en total se han descubierto unos 64, de los que 40 ya han sido nominados, algunos de ellos con nombres propios y el resto con la inicial J20, J21, J22, J23, etc.

FIG 3

Io I, Europa II, Ganímedes III y Calixto IV

OBSERVAR JÚPITER

No es mi intención saturar este trabajo de datos físicos del llamado mini sistema solar de Júpiter, así que ahora me centraré en iniciaros a la observación de este complejo planetario.

En la figura 3, observamos a Júpiter y a los cuatro satélites descritos el día 6 de Enero de 2005 a las 4 horas y 40 minutos de la madrugada, tal como los veríamos a través de un telescopio de 150 mm. de diámetro y 1200 mm. de distancia focal y utilizando un ocular de 12 mm., lo que daría como resultado unos 100 aumentos (1200/12). El espectáculo es altamente reconfortante. Observamos el disco de Júpiter bien contorneado, con dos bandas ecuatoriales definidas y si la noche en que se observa hay una cierta estabilidad atmosférica veremos otras dos bandas cercanas a los polos de menor contraste pero resolubles si utilizamos la visión lateral de nuestros ojos.

A ambos lados del planeta apreciamos el brillo inconfundible de los satélites antes mencionados. En menos de dos horas de observación, notamos como los dos primeros (Io y Europa) cambian de posición orbital. Al día siguiente apreciamos que Ganímedes y Calixto también han variado su posición con respecto al día anterior. De esta forma se puede seguir un período completo de sus órbitas. En determinados momentos los satélites son ocultados al paso por detrás de Júpiter y en otros instantes, realizan un tránsito por delante del gigantesco planeta, llegando a observar las sombras proyectadas sobre la alta atmósfera superior de Júpiter y unas manchitas muy pequeñas de los propios satélites. Además, el deambular orbital de los cuatro satélites provoca eclipses entre ellos. A estas ocultaciones, tránsitos y eclipses se les ha dado en llamar "Fenómenos muuos", siendo muy observados por un gran número de aficionados.

Además de estos fenómenos, el estudio de Júpiter por los aficionados se centra en la variación de su alta atmósfera, en la cual se producen cambios estructurales a gran escala. Su conocimiento permite entender las causas que provocan el desarrollo atmosférico y la interacción del mismo. De todos es bien conocido el estudio exhaustivo que realiza el equipo investigador de la Universidad del País Vasco, comandada por el Dtor. Agustín Sánchez Lavega.

Los aficionados en el registro de estos fenómenos podemos seguirlos, incorporando en el porta ocular de nuestro telescopio la tecnología de las cámaras digitales e incluso a un precio más económico las Web Cam aparecidas en el mercado de la informatica, que dan un magnifico resultado en la observación planetaria. Las imagenes que se adquieren con estos detectores son extraordinarias, faciles de tratamiento posterior con programas informaticos.

Para los que se inician en la observación del gigante gaseoso es necesario que no realicéis comparacion de lo que estais viendo con vuestro telecopio a como lo ven y fotografian los grandes telescopios. Debemos comenzar con la utilizacion de aumentos bajos y medios, para que la resolucion del diametro jupiteriano sea nitida y estable con el minimo de perdida de luz y utilizando la "visión lateral", que nos permitirá concretar detalles de las bandas nubosas, incluso apreciar la Gran Mancha Roja (fig 4), siempre que en el momento de la observación se sitúe cercana al meridiano central de Júpiter. Debemos de tener en cuenta para ello, que la rotación del planeta ronda las 9 horas y 54 minutos. En la sede de nuestra Agrupación Astronómica, disponemos de un programa informático en el que podemos hallar la posición en todo momento, de este gigantesco anticiclón.

Los nombres de los detalles de la alta atmósfera adoptados por la IAU (Unión Astronómica Internacional) no las menciono puesto que alargaría excesivamente este estudio preliminar, pero podéis conseguir en las bibliotecas de las asociaciones astronómicas. El objetivo que persigo es vuestro interés en la observación planetaria, que disfrutéis del espectáculo que la visión telescópica nos ofrecen los planetas gigantes y sobre todo, como es y como se mueve el 5º planeta.

Mucho se ha descubierto sobre Júpiter y su sistema de satélites desde la visita de las sondas Pioner, hasta la Galileo. Hay para llenar mas de cuatro tomos científicos de esta exploración. Importante es conocerlos, ahi están, en las bibliotecas de las Asociaciones Astronómicas de aficionados, en Internet, las revistas especializadas. Ademas hay publicados infinidad de articulos de como observar directamente el sistema de Jupiter y su cohorte de satélites con los telescopios de aficionados y disfrutar de la belleza de sus movimientos y los fenómenos tan extraordinarios que se producen.

Bien, apuntemos nuestros "tubos ópticos", probemos con distintas ampliaciones (oculares) y anotemos lo que veamos. Si disponemos de cámara fotográfica, digital o Web Cam, utilicémosla a foco primario interponiendo una lente Barlow x 2 ó x 3, las imágenes mantendrán vivo el interés de lo que han visto nuestros ojos, hagámoslo saber. Cualquier duda o incertidumbre que os surja en vuestra observación, no dudéis en consultarla con amigos aficionados más expertos, del correcto conocimiento y orientación adecuada depende vuestra singladura en el tema de la Astronomía planetaria.

Como siempre, me despido de vosotros deseándoos noches largas observacionales de prolongada satisfacción, nos vemos para no perder nunca nuestra buena costumbre, hasta dentro de tres lunas. Saludos astronómicos.

FIG 4.

La Gran Mancha Roja en el infrarrojo cercano (756nm). Mosaico compuesto por 6 imagenes captadas por la sonda Galileo