Dado que Júpiter está hecho de gas, ¿es posible pararse sobre él?

Originalmente respondido:

¿Hay un verdadero terreno para pararse en Júpiter o me caeré porque es todo gas?

(luego se fusionó con Dado que Júpiter está hecho de gas, ¿es posible pararse sobre él?)

Encontré un artículo sobre una empresa interesante mientras investigaba esta respuesta [1]. Esta compañía toma los restos de una cremación humana. Somete las cenizas a una temperatura de 1500 grados Celsius y una presión de seis gigapascales, y crea un diamante.

Seis gigapascales equivalen a 60 000 atmósferas de presión. ¡Sería como si la atmósfera de la Tierra se volviera 60 000 veces más pesada y se aplastara por debajo, convirtiéndose en una piedra preciosa espectacular!

Eso es a la vez sombrío y fascinante, pero vayamos a tu pregunta sobre Júpiter. La atmósfera de Júpiter es aproximadamente 90 por ciento de hidrógeno y 10 por ciento de helio. “Gas”, dices. Pero es solo un gas cerca de la superficie exterior. Debajo de eso se comprime y se sobrecalienta y se convierte en un fluido supercrítico. Al sumergirse aún más, se comprime y se calienta tanto que se vuelve metálico. No es solido. No es como el metal ordinario. Es un líquido que llamamos hidrógeno metálico.

El hidrógeno metálico al lado del núcleo, si es que hay un núcleo, está tan comprimido que es más denso que las rocas que conforman la superficie de la Tierra [2]. Está tan caliente que es seis veces más caliente que la superficie del Sol, o alrededor de 36 000 grados Celsius [3] [matemáticas] ^ * [/ matemáticas]. Finalmente, está bajo una atmósfera tan pesada que tiene una presión 45 millones de veces mayor que en la superficie de la Tierra, o 4 500 gigapascales. Eso es 750 veces más presión que la necesaria para hacer ese diamante con cenizas humanas.

Si Júpiter tiene un núcleo sólido es una pregunta que aún tenemos que responder. Si caerás bien no lo es. No te vas a caer. Nunca alcanzarás una superficie sólida. En mi opinión, serás aplastado en tus átomos constituyentes y mezclado con el resto de la atmósfera, incluso el diamante se rompe a estas presiones.

En cuanto a una experiencia real de entrar en la atmósfera de Júpiter, aquí hay un relato de la desaparición de la nave espacial Galileo [4]:

Mientras que el Orbitador Galileo fue diseñado para orbitar y estudiar a Júpiter y sus lunas, la sonda Galileo fue liberada cerca de Júpiter y fue enviada al gigante gaseoso el 7 de diciembre de 1995. Ingresó a la atmósfera de Júpiter a 30 millas por segundo (46 km por segundo). segundo), la velocidad de impacto más alta jamás alcanzada por un objeto hecho por el hombre. Sorprendentemente, la densa atmósfera de Júpiter desaceleró la nave a 0.07 millas por segundo (0.12 km por segundo) en solo cuatro minutos.

El escudo térmico de la sonda, hecho de carbono fenólico, pudo resistir la bola de plasma de 15,500 ° C causada por esta repentina desaceleración, produciendo una luz más brillante que la superficie del Sol. Permaneció activo durante unos 78 minutos mientras atravesaba la atmósfera de Júpiter, perdiendo más de la mitad de su masa en el proceso antes de ser aplastado por la enorme presión.

[matemáticas] [1] [/ matemáticas] Cómo convertir a personas muertas en diamantes

[matemática] [2] [/ matemática] Datos extendidos Figura 4: Perfiles de densidad radial para dos modelos interiores diferentes para Saturno (arriba) y Júpiter (abajo)

[matemáticas] [3] [/ matemáticas] Núcleo de Júpiter – Universo hoy

[matemáticas] [4] [/ matemáticas] https://www.spaceanswers.com/spa…

[matemáticas] ^ * [/ matemáticas] Hablando estrictamente al comparar temperaturas absolutas, debería estar usando la escala Kelvin. Con 36 000 Kelvin, sentí que era justo usar Kelvin y Celsius indistintamente.

No, sería aplastado mucho antes de alcanzar algo lo suficientemente denso como para soportar su mayor gravedad. Randall Munroe explica lo que sucedería si lanzaras un submarino a la atmósfera de Júpiter:

El aire sigue la ley de los gases ideales . Cuanta más presión ejerces sobre él, más pequeño (y más denso) se vuelve.
El agua, por otro lado, es bastante incompresible. Cuando te sumerges en el océano, la presión aumenta a medida que profundizas (aumentando en una atmósfera cada 10 metros más o menos), pero la densidad del agua apenas cambia hasta el fondo del mar.
La flotabilidad depende de la densidad, no de la presión. Hay un punto en la atmósfera de Júpiter donde la presión es igual a un poco más que la atmósfera de la Tierra, que es la presión a la que está acostumbrado un submarino, pero el aire allí es apenas una décima parte tan densa como la nuestra. Un submarino en esa capa caería aún más rápido que en el aire en la Tierra.
Para alcanzar una profundidad en la que podría “flotar” en Júpiter, el submarino tendría que ir hasta la mitad del centro del planeta, donde la intensa presión convierte el aire en una sopa metálica más caliente que la superficie del Sol. La presión allí sería tan alta que no solo el submarino sería aplastado, sino que las sustancias que lo componen probablemente se convertirían en formas nuevas y emocionantes. Es difícil crear ese tipo de condiciones en un laboratorio, por lo que no sabemos mucho sobre cómo se comportan los materiales con tanta presión presionándolos.

Submarino Júpiter

No está hecho “de gas”. Está compuesto principalmente de hidrógeno y helio, que son gases a temperatura ambiente al nivel del mar en la Tierra. Estaría cometiendo un error si pensara que estos elementos son siempre gases.

Se cree que el núcleo de Júpiter es un núcleo mineral sólido y pesado. Una roca gigante, que representa alrededor del 3% al 15% de la masa total del planeta. Pero esa roca está inundada de hidrógeno metálico líquido y helio. Un “planeta oceánico” bajo esa espesa atmósfera.

El hidrógeno metálico líquido cubre el núcleo de Júpiter.
(Imagen de Wikimedia Commons)

Caería hasta que la presión atmosférica se vuelva demasiado fuerte y quede aplastado.

Debajo de las nubes, los gases que forman los gigantes gaseosos se vuelven cada vez más densos y calientes hasta convertirse en “fluidos supercríticos”, no exactamente gaseosos, pero no exactamente líquidos. Más bien, es algo entre estos dos estados de la materia. Los fluidos supercríticos también existen en la superficie de Venus (dióxido de carbono allí), debido a la densa atmósfera del planeta, pero solo como una capa delgada sobre la superficie rocosa.

Volviendo a los gigantes gaseosos, si profundizas aún más (suponiendo que todavía estés vivo) encontrarás un tipo de “océano” de hidrógeno metálico y otros elementos. No hay un “límite” claro entre el gas y el líquido, ya que los gases se vuelven gradualmente más y más densos hasta que se vuelven líquidos.

Y si profundiza aún más, probablemente encontrará un núcleo rocoso / metálico considerablemente más grande y más masivo que la Tierra. Piense en un gigante gaseoso como un planeta rocoso (el núcleo) que es lo suficientemente masivo como para contener una atmósfera colosal de elementos ligeros (hidrógeno y helio). La Tierra y otros planetas rocosos no pueden contener demasiado hidrógeno y helio libres debido a su gravedad débil (las atmósferas de los planetas rocosos, cuando existen, contienen solo elementos más pesados ​​como nitrógeno y oxígeno, que son más fáciles de mantener). Es por eso que los planetas rocosos tienden a ser mucho más pequeños que los planetas gaseosos.

Lo que está en el centro de los gigantes gaseosos como Júpiter o Saturno sigue siendo un tema candente en la ciencia. Tenemos una nueva nave espacial en órbita alrededor de Júpiter que mide datos de campo magnético y gravedad ahora.

Pero sí sabemos que los gases que forman Júpiter están bajo tal presión hacia el centro del planeta, que se volverán sólidos, solo por la presión.

La pregunta que creo que está haciendo es si Júpiter tiene un núcleo rocoso. Realmente no lo sabemos con certeza, pero una cosa que la ciencia puede decir es que si fue transportado a cualquier superficie sólida que se encuentre debajo de las capas de gas, en el más breve de los casos lamentaría mucho haber estado allí.

Él es un enlace a una buena explicación de esto. El artículo tiene dos años, pero aún está bastante actualizado. Carece de los datos de la misión Juno, pero solo google Juno. ¿Júpiter tiene un núcleo sólido? – Universo hoy

No. Como dices, está hecho de gas. Como era de esperar, eso significa que simplemente caerás en la atmósfera.

No puedes pararte en un gas. Lo mejor que puedes hacer es flotar en él. Para flotar en un fluido (ya sea un gas o un líquido), debe ser menos denso que el fluido. La densidad promedio de Júpiter es solo ligeramente más alta que la densidad de un humano (aproximadamente 1.3 veces la densidad del agua para Júpiter, casi exactamente la densidad del agua para los humanos) y el núcleo es realmente denso, lo que significa que el resto debe ser realmente delgado . Una vez que llegue al núcleo externo, es posible que pueda flotar. Sin embargo, estarías aplastado y hervido la muerte mucho antes de eso …

Bueno, en realidad no tiene una superficie sólida similar a la Tierra en la que puedas pararte. Tiene una especie de corteza en su núcleo, pero la enorme presión lo aplastaría incluso antes de que pudiera alcanzar esa “superficie”. Caerías a través del gas y luego te comprimirías realmente … La existencia de ese núcleo sólido también se debe a la presión.

No. Aún no sabemos dónde comienza el núcleo y cuánto de él es líquido y sólido. La misión Juno ha explorado varias millas, pero todo lo que se ha visto hasta ahora son más del mismo tipo de patrones de nubes. Por supuesto, incluso si hubiera un núcleo sólido en algún lugar, la presión te aplastaría.

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