Qual será o efeito se ficarmos em Júpiter?

Como todos sabemos, Júpiter é um gigante gasoso e tem grande massa, quase o dobro da soma de todos os outros planetas do sistema solar. Então, se acontecer de irmos para Júpiter, e como sabemos que não tem uma superfície dura, não poderíamos ficar em pé. Então, o que aconteceria se mergulhássemos nisso? Flutuaríamos na superfície (acho que não) ou seríamos despedaçados devido à gravidade que nos arrasta para o centro do planeta com toda a sua massa acima de nós?

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Resposta

(*) Júpiter, para todos os efeitos, não tem uma superfície sólida para se apoiar. Não mais do que você poderia dizer que a atmosfera da Terra a possui, antes de atingir a Terra Firma. É uma enorme bola composta de principalmente Hidrogênio e Hélio , mas também outros elementos mais pesados em partes menores, e é tão grande que sua própria gravidade comprime esses gases em líquido quanto mais para dentro de seu interior vamos. Elementos mais leves dominam em sua atmosfera superior no estado gasoso; eles se comprimem gradualmente devido ao seu próprio pressão em líquidos, hidrogênio metálico ainda mais profundo e, eventualmente, malha de hidrogênio metálico, rocha e outros elementos mais pesados que afundam mais profundamente em seu núcleo. Ninguém seria capaz de “ficar” em qualquer uma dessas camadas. Na verdade, a temperatura e a pressão tornam-se tão grande, foi calculado que mesmo os diamantes (especula-se que eles poderiam se formar como precipitados em certas camadas do interior de Júpiter a partir de nuvens negras de fuligem, onde, se provado como verdadeiro, significaria literalmente “chove diamantes” ) eventualmente derrete para, novamente especulado, forma pegajosa de carbono líquido que “não é muito diferente do alcatrão, exceto que não é” t.

                                                                      Seção vertical de Júpiter

                                                                                  Uma fatia das camadas de pressão, temperatura e densidade de Júpiter.Fonte:
                                                                Laboratório de Física Atmosférica e Espacial, Universidade do Colorado em Boulder

Então, o que aconteceria se você mergulhasse em Júpiter? Bem, quanto tempo você duraria dependeria de qual equipamento você está usando para protegê-lo de seu ambiente hostil. A pressão, a princípio, aumentaria gradualmente em sua atmosfera superior a ponto de ser suficiente para suas violentas tempestades derrubá-lo. Essa é a camada de nuvens de Júpiter. Você pode ter “sorte”, porém, e cair nela em seus pólos onde as gigantescas depressões atmosféricas mantêm tudo um pouco mais baixo, prolongando ligeiramente o resultado inevitável. À medida que a pressão aumenta, também aumenta a convecção térmica. Você começaria a perder calor cada vez mais rapidamente, e também não é uma boa temperatura de primavera mediterrânea . Em uma atmosfera (pressão igual ao nível médio do mar na Terra), a temperatura chega a − 108 ° C. Isso está abaixo das temperaturas mais frias já registradas na Terra superfície (~ − 93 ° C no planalto antártico oriental ), mesmo para suas regiões polares durante os invernos. Todos enquanto isso, você também seria bombardeado pela radiação de Júpiter . E se você estiver caindo de seus pólos e você pensou que teve sorte por mais algumas centenas de quilômetros, pense novamente porque essas são as regiões onde Júpiter se reconecta magneticamente com o próprio campo magnético do Sol, aumentando a velocidade das partículas carregadas a ponto de podermos observar fantásticas auroras polares “azuis elétricas” do tamanho de muitas Terras onde este fluxo de prótons solar ioniza a alta atmosfera de Júpiter.

Então, você tem três adversários principais contra os quais lutar com seu equipamento de proteção ambiental: radiação, pressão e temperatura. E se você entrar na atmosfera superior muito rápido, também por ionização de contato, carga triboelétrica, ablação de superfície … nada muito charmoso e tudo isso terminando por conta própria. Quando qualquer um desses seria demais para suportar e seu equipamento falhar, ninguém sabe, mas não demoraria muito na gravidade de Júpiter (24,79 m / s²), independentemente de sua taxa de descida inicial, até você mergulhar fundo demais para seu conforto.

Eventualmente, uma vez morto há muito tempo devido à inóspitação do gigante gasoso, seus restos mortais mergulhariam ainda mais na camada de hidrogênio líquido de Júpiter. Primeiro congele sólido, depois descongele conforme a temperatura e a pressão aumentem para quase 5.000 ° C e cerca de 2 milhões de vezes a pressão atmosférica da Terra ao nível do mar. Você quase implodiria se seu corpo não fosse principalmente de água, o que não comprimir facilmente. Você ainda comprimiria muito, já que todas as cavidades funcionais do seu corpo entram em colapso. Não é o melhor momento para uma selfie. Sua jornada ainda não acabou, porque você e seu equipamento ainda são mais densos do que aquela camada Joviana específica e afundaria ainda mais em direção à sua camada de hidrogênio metálico que começa com uma densidade de aproximadamente 1 g / cm 3 e continua a quase 25 g / cm 3 (com densidade média de ~ 4 g / cm 3 , ou um pouco mais de 4 vezes a densidade do seu próprio corpo, se excluíssemos um traje para AEVs, você teria que usar, aumentando sua densidade geral. Nesse ponto , você está sendo eletrocutado por tremendas correntes elétricas que dão a Júpiter uma enorme magnetosfera , a segunda maior estrutura em nosso sistema solar além da própria heliosfera do Sol.

Essas correntes separariam seus restos em fragmentos indistinguivelmente pequenos e induziriam a decomposição química por radicais de hidrogênio atômicos livres trocando aleatoriamente e létrons. Seria um pouco como submergir um corpo em ácido fluorídrico enquanto o fritava ao mesmo tempo, se talvez não mais violento. Não sei, só posso imaginar, nunca fiz isso. Honesto! De qualquer forma, fragmentos do que antes você se decompunha em seus elementos químicos constituintes, perdia a valência e se ligava aos prótons de hidrogênio livres ao redor.Compostos mais pesados afundariam ainda mais fundo, onde a pressão e a corrente acabariam por levá-los a perder prótons de hidrogênio e se recombinar com eles mesmos ou outros elementos mais pesados e moléculas famintas de elétrons presentes em um estado tão comprimido e quente que nem mesmo a ciência atual é capaz de dizer sua natureza e comportamento.

Em qualquer caso, você estaria espalhado por todo o interior de Júpiter em vários estados, e se tornaria parte dele por quase a eternidade. Muito épico, mas por favor não faça isso.


(*) Nem tudo pode ser necessariamente exatamente verdadeiro, já que algumas partes que descrevo são um assunto para pesquisas ainda em andamento, mas isso era meio divertido, então eu fui em frente. Vou revisar para adicionar algumas referências mais tarde para as partes que estão disponíveis.

Comentários

  • Lendo isso, presumi que o hidrogênio metálico seria um sólido. Mas aparentemente poderia ser um líquido ou um sólido sob essas condições.
  • @Hobbes Hidrogênio metálico sólido wouldn ' t explicar a enorme magnetosfera de Júpiter '. As evidências diretas ainda são elusivas, mas as indiretas são bastante sólidas (desculpe o trocadilho, LOL). Se for do seu interesse, uma boa palestra que assisti que ainda é bastante recente é Siegfried Glenzer ' s (SLAC) Júpiter em um Garrafa: Estados extremos da matéria no laboratório (mais informações aqui ).
  • @tidalwave Boa resposta para até vai, mas uma coisa eu acho que a pessoa estava pegando no suposto poder esmagador da gravidade no centro, que não foi respondida. O escritor falou do centro " com toda a sua massa acima de nós ". Esquecendo por um momento a impossibilidade de ser uma aventura humana, a gravidade no centro seria zero porque a quantidade de massa em todas as direções é a mesma. A questão da gravidade no centro da grande massa (terra) foi respondida em algum lugar nas ciências da terra, stackexchange ano passado
  • Divertido e educacional … Quer dizer, não mergulhar em Júpiter ' s atmosfera.
  • Isso se parece com um xkcd what-if!

Resposta

Se ignorarmos os efeitos atmosféricos por um momento, vamos ver o que a gravidade faz quando você desce a um planeta (e isso vale para todos os planetas, rochosos ou gasosos).

De acordo a Newton “s Teorema de Shell , dentro de uma esfera de densidade uniforme, a gravidade é proporcional à sua distância ao centro . A gravidade é mais alta quando você está na superfície, com toda a massa do planeta abaixo de você. Quando você está no centro do planeta, a gravidade é 0 porque a atração de diferentes direções se anula.

Júpiter não é uniforme, então a equação se torna mais complicada.

Você obtém F = gM / r 2 , onde g é a constante gravitacional. M é a massa da esfera com raio r, isso depende da densidade média da esfera.

Para a Terra, o perfil de gravidade é assim:

Perfil de gravidade da Terra. A gravidade permanece mais ou menos constante desde a superfície até 0,5 vezes o raio do planeta. De lá para o centro do planeta, a gravidade cai linearmente para 0.

Para Júpiter, você obtém um perfil que é mais pronunciado devido à diferença de densidade entre as camadas externas e o núcleo é mais extremo.

Comentários

  • Certamente esse desenho não pode ' ser dimensionado ? Parece que a diferença entre o centro da Terra e o limite entre o núcleo externo e interno (cerca de 1200 km) é da mesma ordem de magnitude que a diferença entre o nível do solo e a órbita típica do ônibus espacial a 400 km.
  • Substituí o desenho por um gráfico mais preciso.

Resposta

Este artigo incluiu vídeo: E se você cair em Júpiter mostra o que aconteceria se mergulhássemos / caíssemos em Júpiter.

O interessante a fonte do vídeo é do What.If show criado por Hashem Al-Ghaili no Facebook. Não é tão técnico de entender, mas muito informativo. Espero que gostem, Hashem é minha página de ciências favorita (também uma figura pública) no FB, junto com muitos outros de seus canais científicos subsidiários.

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