Densidade média de planeta

Densidade planetária e composição global

A densidade média é a massa dividida pelo volume. Para uma esfera de raio r e massa M, a fórmula é ρ = M / V = M / (4/3 · π · r³). Em g/cm³, a densidade separa imediatamente as famílias de objetos do Sistema Solar: mundos rochosos/metálicos ficam em 3–6 g/cm³; gigantes de gelo em 1–2 g/cm³; gigantes gasosos abaixo de 1,5 g/cm³.

Valores de referência: Terra 5,51, Mercúrio 5,43, Vênus 5,24, Marte 3,93, Lua 3,34, Júpiter 1,33, Saturno 0,69 (menor que a da água — em princípio flutuaria, se houvesse um oceano grande o suficiente), Urano 1,27, Netuno 1,64. A densidade de Mercúrio é anomalamente alta para seu pequeno tamanho, implicando um núcleo de ferro superdimensionado (≈60% da massa do planeta) — pista de um impacto gigante na sua história.

Aplicações

Para exoplanetas, a densidade é o primeiro diagnóstico de composição. A fotometria de trânsito dá o raio; velocidade radial ou variação de tempos de trânsito dá a massa; juntos produzem ρ. Densidade de 5 g/cm³ sugere super-Terra rochosa; 1,5 g/cm³ sugere mundo de água ou envelope espesso H/He; abaixo de 1 g/cm³ (“planetas inchados” como Kepler-7b) aponta para atmosferas dilatadas pelo aquecimento da estrela hospedeira.

Perguntas frequentes

Saturno realmente flutuaria? A densidade média diz que sim, mas é um experimento mental — Saturno não tem superfície sólida, é majoritariamente hidrogênio a pressões extremas e se dispersaria em qualquer oceano hipotético.

Por que Mercúrio tem densidade tão alta? A maioria dos modelos invoca um impacto gigante no início da sua história que removeu grande parte do manto silicático, deixando o planeta dominado pelo núcleo de ferro.

Densidade média é a mesma do núcleo? Não. A densidade média mistura núcleo, manto e atmosfera. O núcleo terrestre tem ≈13 g/cm³ e a crosta ≈2,7 g/cm³ — os 5,51 g/cm³ refletem a média global, não uma camada isolada.