martes, 16 de noviembre de 2010

Saturno emite más energía de la que recibe


De acuerdo con las observaciones realizadas por la nave Cassini de la NASA, Saturno ha emitido cada vez menos energía en el periodo entre 2005 y 2009, con la característica de que el hemisferio sur emite más energía que el norte. Además estos niveles de energía han variado con las estaciones y difieren de las medidas tomadas en 1980. Esta tendencia, nunca antes vista, proviene de un detallado análisis de los datos tomados por el instrumento CIRS en comparación con los datos previos tomados por la Voyager. Estos datos pueden ayudar a los científicos a comprender la naturaleza de la fuente de calor interna de Saturno.
"Durante muchas décadas ha sido un enigma el motivo por el que Saturno emite más del doble de energía de la que recibe del Sol",comenta Kevin Baines, científico del equipo de la Cassini en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Pasadena, California, y co- autor de un nuevo documento sobre la producción de energía de Saturno. "¿Qué es esta energía adicional? Este trabajo representa el primer paso en este análisis."
La investigación, publicada esta semana en el Journal of Geophysical Research-Planets, fue dirigida por Liming Li, de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York (ahora en la Universidad de Houston).
"Los datos del instrumento CIRS de la Cassini son muy valiosos porque nos dan un panorama casi completo de Saturno", dijo Li. "Este es el único conjunto de datos que proporciona información tanto sobre este planeta, como por la potencia emitida por uno de los planetas gigantes en detalle."
Los planetas de nuestro Sistema Solar, pierden energía en forma de radiación de calor en las longitudes de onda que son invisibles para el ojo humano. El instrumento CIRS recoge longitudes de onda en la región del infrarrojo térmico, lo suficientemente lejos de la luz roja, donde las longitudes de onda corresponden a la emisión del calor.
"En la ciencia planetaria, tendemos a pensar en los planetas como cuerpos que pierden energía de manera uniforme en todas direcciones y en un ritmo constante", dijo Li. "Ahora sabemos que Saturno no lo está haciendo."


En cambio, el flujo de la energía saliente de este planeta es desigual. El hemisferio sur emite una sexta parte de energía más que el hemisferio norte. Este efecto está emparejado con las estaciones del planeta. Como en la Tierra, Saturno tiene estas estaciones debido a que el planeta está inclinado sobre su eje, por lo que un hemisferio recibe más energía del Sol y pasa por el verano, mientras que el otro recibe menos energía y está rodeado por el invierno. El equinoccio de Saturno, cuando el Sol está directamente sobre el ecuador, tuvo lugar en agosto de 2009.
En el estudio, las estaciones de Saturno parecían similares a la Tierra de otra manera: en cada hemisferio, su temperatura efectiva, lo que caracteriza su emisión térmica al espacio, empezó a calentarse o enfriarse conforme se aproximaba el cambio de estación. La temperatura efectiva proporciona una forma simple de rastrear la respuesta de la atmósfera de Saturno respecto a los cambios estacionales, lo cual es complicado debido a que el clima de Saturno es variable y la atmósfera tiende a retener calor. Las observaciones de Cassini revelaron que la temperatura efectiva en el hemisferio norte cayeron gradualmente desde 2005 a 2008 y empezaron a aumentar de nuevo en 2009. En el hemisferio sur, la temperatura efectiva bajó de 2005 a 2009.
La energía emitida por cada hemisferio aumentó y disminuyó junto con la temperatura efectiva. Aun así, durante este período de cinco años, tiempo que dura una estación en Saturno, el planeta como un todo parecía estar enfriando lentamente y emitiendo menos energía.
Para ver si sucedían cambios similares hace un año de Saturno, los investigadores observaron datos recopilador por la nave Voyager en 1980 y 1981 y no observaron el desequilibrio entre los hemisferios norte y sur. En lugar de esto, las dos regiones eran mucho más consistentes entre sí.
¿Por qué Voyager no observó la misma diferencia entre el verano y el invierno en los dos hemisferios? Una explicación es que los patrones de nubes a gran profundidad podrían haber fluctuado, bloqueando y dispersando la luz infrarroja de forma diferente.
“Es razonable pensar que los cambios en la energía emitida por Saturno están relacionados con la cobertura de nubes”, dice Amy Simon-Miller, que dirige el Laboratorio de Sistemas Planetarios en Goddard y es coautora del artículo. “Conforme cambia la cantidad de cobertura de nubes, la cantidad de radiación que escapa al espacio también cambia. Esto podría variar durante una única estación y de un año a otro en Saturno. Pero para comprender completamente lo que está pasando en Saturno, necesitaremos la otra mitad del cuadro: la cantidad de energía absorbida por el planeta”.
Los científicos darán este siguiente paso comparando los hallazgos de los instrumentos con los datos obtenidos por las cámaras de la Cassini y el instrumento espectrómetro de cartografía infrarroja. El espectrómetro, en particular, mide la cantidad de luz  solar reflejada por  Saturno. Debido a que los científicos conocen la cantidad total de energía solar enviada a Saturno, pueden derivar la cantidad de luz solar absorbida por el planeta, y deducir cuánto calor está emitiendo el propio planeta. Estos cálculos ayudan a los científicos a abordar cuál puede ser la fuente real de calentamiento, y si cambia.
Una mejor comprensión del flujo interno de Saturno “mejorará significativamente nuestra comprensión del clima, estructura interna y evolución de Saturno y otros planetas gigantes”, comenta Li.

Más información en el enlace.

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