Masa de Júpiter

La masa de Júpiter, también llamada masa joviana, es la unidad de masa que equivale a la masa total del planeta Júpiter. Este valor puede referirse a la masa del planeta solamente, 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.

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.

El valor más conocido actualmente para la masa de Júpiter se puede expresar como 1898130 yottagramos:

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

que tiene aproximadamente 1⁄1000 la masa del Sol (es aproximadamente 0,1 % M_☉):

$${\displaystyle M_{\mathrm {J}={\frac {1}{1047.348644\pm 0,000017}M_{\odot }\approx (9.547919\pm 0,000002)\times 10{-4}M_{\odot }$$

Júpiter tiene 318 veces la masa de la Tierra:

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

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

Dado que la masa de Júpiter es tan grande en comparación con los demás 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. Para pequeños cambios en la masa, el radio no cambiaría apreciablemente, pero por encima de aproximadamente 500 ME (1,6 masas de Júpiter) 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. El proceso de contracción adicional con el aumento de la masa continuaría hasta que se lograra una ignición estelar apreciable, como en el caso de las enanas marrones de gran masa que tienen alrededor de 50 masas de Júpiter. Júpiter necesitaría ser aproximadamente 80 veces más masivo para fusionar hidrógeno y convertirse en una estrella.

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 cada factor de manera 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 la de otros objetos.

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

$${\displaystyle ({\mathcal {GM})_{\mathrm {J}} {\mathrm} {N}=1.266\,8653\times 10^{17}{\text{ {\fnMicrosoft Sans} {\fnMicrosoft Sans}} {\fnMicrosoft}} {\fnMicrosoft}}} {\fnK}}}} {\fnK}} {\fnK}} {\fnK}}}} {\f}}}} {\f}}}}}} {\f}}}}}}}}}} {\f}}}}} {\f}}}}}}}} {\f}}}}}} {\f}}}}}}}}} {\f} {\f} {\f}}}}}}}}}}}}}}}} {\f}}}}}}}}}} {\f}} {\f} {\f}}}}}}}}}} {\f}}}}}}}}} {\f}}}}}}}}}}}}} {\f} {\f}}}}}}}}}}}}}}}}}}$$

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.

La mayor parte de la masa de Júpiter está formada por hidrógeno y helio. Estos dos elementos constituyen más del 87% de la masa total de Júpiter. La masa total de elementos pesados distintos del hidrógeno y el helio en el planeta oscila entre 11 y 45 M E. La mayor parte del hidrógeno de Júpiter es hidrógeno sólido. Las evidencias sugieren 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.

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