¿Cuánto pesa Júpiter?

Cronometrando sus lunas. Cuanto más cerca y más rápido gira una luna, más fuerte tiene que ser la atracción del planeta. La ficha de datos de la NASA sitúa a Ío a 421.800 km del centro de Júpiter, dando una vuelta cada 1,769 días (152.854 segundos). La versión de Newton de la tercera ley de Kepler convierte eso en una masa: 4π² × (421.800.000 m)³ ÷ (G × 152.854²) da unos 1,90 × 10²⁷ kg, ya a una fracción de un 1 % de la cifra oficial.

Las naves espaciales lo hacen con mucha más precisión. La sonda Juno de la NASA, en órbita alrededor de Júpiter desde 2016, intercambia señales de radio con la Red de Espacio Profundo. A medida que la gravedad de Júpiter acelera y frena la nave, la frecuencia de la señal cambia ligeramente (el efecto Doppler), y esos cambios trazan un mapa detallado de la gravedad del planeta.

Lo que mide de verdad el seguimiento es la masa por la constante gravitacional, G: la NASA da 126,687 × 10⁶ km³/s². G es el punto débil, conocida con mucha menos precisión que ese producto, así que la masa de Júpiter en kilos se da como (1,89813 ± 0,00019) × 10²⁷ kg, con una precisión de alrededor de 1 parte entre 10.000.

Si se suman las masas que da la NASA para Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Saturno, Urano y Neptuno, salen unos 768,6 × 10²⁴ kg. Júpiter solo tiene 1898 × 10²⁴ kg, así que pesa 2,47 veces más que todos los demás. Saturno, el siguiente más pesado, tiene menos de un tercio de la masa de Júpiter.

Aun así es pequeño al lado del Sol, que tiene unas 1047 veces más masa. Pero Júpiter pesa lo bastante como para que el punto alrededor del cual giran los dos quede justo fuera de la superficie del Sol, a unos 1,07 radios solares de su centro. El punto de equilibrio de cualquier otro planeta con el Sol queda dentro de él.

Para su tamaño, Júpiter es ligero. Tiene 1321 veces el volumen de la Tierra pero solo 318 veces su masa, porque está hecho sobre todo de hidrógeno y helio. Su densidad media es de 1326 kg/m³, alrededor de un tercio más que el agua y más o menos una cuarta parte de la de la Tierra.

Unas 75 a 80 veces más. La NASA dice que Júpiter tiene los mismos ingredientes que una estrella, pero no llegó a acumular masa suficiente para encenderse. Para fusionar hidrógeno corriente en su núcleo necesitaría unas 80 masas de Júpiter, unos 1,5 × 10²⁹ kg, el 7,6 % de la masa del Sol.

En medio están las enanas marrones, que según el Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) de la NASA tienen entre 13 y 80 veces la masa de Júpiter. Son demasiado ligeras para quemar hidrógeno como lo hacen las estrellas.

Añadir masa no haría a Júpiter mucho más grande. Su interior ya está tan comprimido que, con más de alrededor de un 40 % más de masa, en realidad encogería, porque la gravedad lo comprimiría todavía más.

Las mediciones de la gravedad de Juno mostraron que Júpiter no tiene el núcleo rocoso pequeño y compacto que esperaban muchos modelos. En su lugar, sus elementos pesados parecen estar mezclados con hidrógeno y helio en un núcleo grande y «diluido» que se extiende muy hacia fuera dentro del planeta. Un estudio de 2017 de miembros del equipo de Juno estimó esos elementos pesados en 7 a 25 masas terrestres, más o menos entre el 2 % y el 8 % del total.

Casi todo lo demás es hidrógeno y helio. En la atmósfera suponen alrededor del 76 % y el 24 % de la masa, cerca de la mezcla que hay en el Sol.