Gegant gasós

Jupiter fotografiat per New Horizons el gener de 2007

Saturn a l'equinocci, fotografiat per Cassini l'agost de 2009

De dalt a baix: Neptú, Urà, Saturn i Júpiter (imatge no a escala)

Un gegant gasós és un planeta de grans dimensions que no està compost en gran part per roca o alguna altra matèria sòlida. Els gegants gasosos poden tenir, tanmateix, un nucli rocós o metàl·lic –de fet, se suposa que un nucli així és necessari per a la formació d'un gegant gasós–, però la majoria de la seva massa es troba en forma de gas (o gas comprimit en líquid). A diferència dels planetes tel·lúrics, els gegants gasosos no tenen una superfície clarament delimitada. Termes com diàmetre, àrea de superfície, volum, temperatura a la superfície o densitat a la superfície poden referir-se a la capa exterior més visible.

Hi ha quatre gegants gasosos al sistema solar: Júpiter, Saturn, Urà i Neptú. També se'ls coneix com a planetes jovians.

En el passat, Urà i Neptú han estat considerats per científics com una subclasse diferenciada dels planetes gegants, els gegants de glaç, a causa de la seva estructura, composta majoritàriament de glaç i de roca a més de gas, cosa que els diferencia dels gegants gasosos "tradicionals" com Júpiter o Saturn. Això és perquè llur proporció d'hidrogen i heli és molt menor a la dels altres, principalment per la seva major distància al Sol.

Estructura comuna

Els quatre gegants gasosos del sistema solar comparteixen diversos trets. Tots contenen atmosferes compostes en gran part d'hidrogen i heli, i que es mesclen amb l'interior líquid a pressions més altes que la pressió crítica, de manera que no hi ha un límit clar entre atmosfera i cos. Tenen interiors molt calents, d'entre uns 5.000 K per a Neptú fins a uns 20.000 K per a Júpiter. Aquesta intensa calor significa que, a sota de les seves atmosferes, els planetes són quasi totalment líquids. Quan hom parla d'un "nucli rocós", no s'ha d'imaginar una esfera de granit sòlid, ni tan sols líquid, sinó més aviat una regió en què la concentració d'elements més pesants com el ferro o el silici és més alta que a la resta del planeta.

Els quatre planetes giren relativament de pressa, cosa que fa que els patrons dels vents es trenquin en barres est-oest. Aquestes barres són evidents a Júpiter, menors a Saturn i Neptú, i quasi indetectables a Urà.

Finalment, tots quatre estan acompanyats per complexos sistemes d'anells planetaris i llunes. Els anells de Saturn són els més espectaculars, o els únics coneguts abans dels anys 70. Es pensa que Júpiter és el que més llunes té, al voltant de seixanta.

Júpiter i Saturn

Júpiter i Saturn estan compostos quasi exclusivament d'hidrogen i heli, i són tan grans que això és cert per bé que es creu que ambdós contenent diverses vegades la massa de la Terra en elements més pesants. Els seus profunds interiors consisteixen en hidrogen metàl·lic en estat líquid, una forma d'hidrogen que es caracteritza pel fet que és conductor de l'electricitat. Ambdós planetes tenen camps magnètics orientats bastant a prop dels seus eixos de rotació.

Urà i Neptú

Article principal: Gegant gelat

Urà i Neptú tenen una composició interior diferent, de manera que es creu que gran part dels seus interiors consisteixen en una mescla de roca, aigua, metà i amoníac. Ambdós tenen camps magnètics molt inclinats respecte als seus eixos de rotació.

Terminologia

El terme va ser encunyat per l'escriptor de ciència-ficció James Blish. De fet, és un nom errat, ja que tots aquests planetes són més líquids que gasosos. De fet, a Neptú i Urà, les atmosferes gasoses són bastant minses en comparació amb el radi del planeta –i arriben només a un 1% de la distància fins al centre. Nogensmenys, almenys a Júpiter i Saturn, es pot argumentar la validesa del nom perquè estan composts majoritàriament per hidrogen i heli, que són gasos quan no es troben sota pressió.

Els científics planetaris utilitzen sovint "roca", "gas" i "glaç" com generalitzacions dels tipus d'elements i compostos que es troben com a constituents planetaris, sense importar en quin estat es trobin. A l'exterior del sistema solar, l'hidrogen i l'heli són "gasos"; l'aigua, el metà i l'amoníac són "glaços", i els silicats són "roca". Quan es considera l'interior profund d'un planeta, es pot dir que els astrònoms volen dir oxigen i carboni quan parlen de "glaç", quan es refereixen a "roca" volen dir "silici", i quan diuen "gas" volen dir hidrogen i heli.

El terme alternatiu "planeta jovià" es refereix al deu romà Júpiter (Iovis en llatí), i volia dir que tots aquests planetes eren similars a Júpiter. Tanmateix, les moltes maneres en què Urà i Neptú són diferents de Júpiter i Saturn han portat a alguns a opinar que aquest terme només es pot aplicar a aquests últims.

Tenint present aquesta terminologia, alguns astrònoms han començat a parlar d'Urà i Neptú com a "planetes uranians" o "gegants de glaç", per indicar el domini aparent dels "glaços" (en estat líquid) en la seva composició interior.

Gegants gasosos extrasolars

A causa de les tècniques existents per a detectar planetes extrasolars, tots els que s'ha trobat fins ara són d'una escala comparable a la dels gegants gasosos del sistema solar. El més petit que s'ha trobat és d'una massa similar a la de Neptú, i molts d'aquests tenen una massa diverses vegades superior a la de Júpiter. Molts dels planetes extrasolars estan molt més a prop de les seves estrelles respectives i, per tant, són molt més calents que els gegants gasosos del sistema solar, fent que sigui possible que alguns d'aquests planetes siguin d'un tipus que no es troba en el nostre sistema solar. Considerant l'abundància relativa dels elements dins l'univers (aproximadament un 90% hidrogen), seria molt sorprenent trobar un planeta majoritàriament rocós d'unes dimensions superiors a les de Júpiter. D'altra banda, els models anteriors de formació de sistemes planetaris suggereixen que no es podrien formar gegants gasosos tan a prop dels seus estels com ho estan molts dels planetes observats fins ara.

Els gegants gasosos del sistema solar en contrast amb una part del Sol, a escala

El límit superior de massa d'un gegant gasós és aproximadament 70 vegades la de Júpiter (unes 0,08 vegades la massa del Sol). Per sobre d'aquest punt, la intensa calor i pressió al nucli del planeta comencen a provocar una fusió nuclear i el planeta s'encén i esdevé una nana vermella. Tanmateix, sembla que hi ha un buit de massa entre el gegant gasós més gran trobat (10 vegades la massa de Júpiter) i els nans vermells més lleugers. Això ha portat alguns a suggerir que la formació de planetes i la d'estels binaris són fonamentalment diferents.

Vegeu també

• Planetes tel·lúrics

Enllaços externs

• Els gegants gasosos i Plutó Arxivat 2005-01-17 a Wayback Machine..
• Júpiter i els altres gegants gasosos Arxivat 2006-05-15 a Wayback Machine..