lunes, 12 de marzo de 2018

Hallazgos de Juno de la NASA: los chorros de Júpiter son desconocidos

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

Los datos recopilados por la misión Juno de la NASA a Júpiter indican que los vientos atmosféricos del planeta gigante gaseoso corren en lo profundo de su atmósfera y duran más que los procesos atmosféricos similares que se encuentran aquí en la Tierra. Los hallazgos mejorarán la comprensión de la estructura interior de Júpiter, la masa del núcleo y, finalmente, su origen.

Otros resultados científicos de Juno publicados incluyen que los ciclones masivos que rodean los polos norte y sur de Júpiter son características atmosféricas perdurables y diferentes a cualquier otra cosa que se encuentre en nuestro sistema solar. Los hallazgos son parte de una colección de cuatro artículos sobre los resultados científicos de Juno que se publicaron en la edición del 8 de marzo de la revista Nature.

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Según Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute (San Antonio, EEUU), "Estos asombrosos resultados científicos son otro ejemplo de las bolas curvas de Júpiter, y un testimonio del valor de explorar lo desconocido desde una nueva perspectiva con los instrumentos de nueva generación. La órbita única de Juno y su tecnología evolucionada de radio e infrarroja de alta precisión permitieron estos descubrimientos que cambian el paradigma. Juno ha completado un tercio de su misión principal, y ya estamos viendo los comienzos de un nuevo Júpiter".

La profundidad a la que se extienden las raíces de las famosas zonas y cinturones de Júpiter ha sido un misterio durante décadas. Las mediciones de gravedad recolectadas por Juno durante sus sobrevuelos cercanos al planeta ahora han proporcionado una respuesta.

Para Luciano Iess, co-investigador de Juno de la Universidad Sapienza de Roma y autor principal de un artículo de Nature sobre el campo gravitatorio de Júpiter, "La medición de Juno del campo gravitatorio de Júpiter indica una asimetría norte-sur, similar a la asimetría observada en sus zonas y cinturones".

Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
En un planeta gaseoso, tal asimetría solo puede provenir de flujos en las profundidades del planeta; y en Júpiter, las corrientes en chorro visibles hacia el este y hacia el oeste son también asimétricas al norte y al sur. Cuanto más profundos son los chorros, más masa contienen, lo que lleva a una señal más fuerte detectable del campo gravitatorio. Por lo tanto, la magnitud de la asimetría en la gravedad determina la profundidad a la que se extienden las corrientes en chorro.

Yohai Kaspi, co-investigador de Juno del Instituto de Ciencia Weizmann (Rehovot, Israel), señaló que "Galileo vio las bandas en Júpiter hace más de 400 años. Hasta ahora, solo teníamos una comprensión superficial de ellas y hemos podido relacionar estas rayas con las características de las nubes a lo largo de los chorros de Júpiter. Ahora, siguiendo las mediciones de gravedad de Juno, sabemos cuán profundo se extienden los chorros y cuál es su estructura debajo de las nubes visibles. Es como pasar de una imagen 2D a una versión 3D en alta definición".

El resultado fue una sorpresa para el equipo de científicos de Juno porque indicaba que la capa era más masiva, extendiéndose mucho más profundo de lo que se esperaba. La capa desde su máxima altura hasta una profundidad de 3.000 kilómetros, contiene alrededor del 1% de la masa de Júpiter (alrededor de 3 masas terrestres).

Tal y como señaló Kaspi, "Por el contrario, la atmósfera de la Tierra es menos de una millonésima parte de la masa total de la Tierra. El hecho de que Júpiter tenga una región tan masiva rotando en bandas separadas este-oeste es definitivamente una sorpresa".

El hallazgo es importante para comprender la naturaleza y los posibles mecanismos que impulsan estas fuertes corrientes en chorro. Además, la firma de la gravedad de los chorros está entrelazada con la señal de la gravedad del núcleo de Júpiter.

Otro resultado de Juno publicado sugiere que debajo de esta capa, el planeta gira casi como un cuerpo rígido. Para Tristan Guillot, co-investigador de Juno de la Université Côte d'Azur (Niza, Francia) y autor principal del artículo sobre el interior profundo de Júpiter, "Este es realmente un resultado sorprendente, y las mediciones futuras de Juno nos ayudarán a entender cómo funciona la transición entre la capa superior y el cuerpo rígido de abajo. El descubrimiento de Juno tiene implicaciones para otros mundos en nuestro sistema solar y más allá. Nuestros resultados implican que la región externa con rotación diferencial debería ser al menos tres veces más profunda en Saturno y menos profunda en planetas gigantes masivos y estrellas enanas marrones".

Un resultado verdaderamente sorprendente publicado en los artículos de Nature es la nueva y hermosa imagen de los polos de Júpiter capturada por el instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) de Juno. Fotografiando en la parte infrarroja del espectro, JIRAM captura imágenes de luz que emergen desde lo más profundo de Júpiter igualmente bien de noche o de día. JIRAM sondea la capa de 50 a 70 kilómetros por debajo de las nubes de Júpiter.

Alberto Adriani, co-investigador de Juno del Instituto de Astrofísica Espacial y Planetología de Roma y autor principal del artículo, indicó que "Antes de Juno no sabíamos cómo era el clima cerca de los polos de Júpiter. Ahora, hemos podido observar el clima polar de cerca cada dos meses. Cada uno de los ciclones del norte es casi tan ancho como la distancia entre Nápoles y la ciudad de Nueva York, y los del sur son incluso más grandes que eso. Tienen vientos muy violentos, alcanzando en algunos casos, velocidades tan altas como 350 kilómetros por hora. Finalmente, y quizás lo más notable, son muy cercanos y perdurables. Que sepamos, no hay nada como eso en el sistema solar".

Los polos de Júpiter contrastan marcadamente con los cinturones y zonas naranjas y blancas más familiares que rodean el planeta en las latitudes más bajas. Su polo norte está dominado por un ciclón central rodeado por ocho ciclones circumpolares con diámetros que van de 4.000 a 4.600 kilómetros de ancho. El polo sur de Júpiter también contiene un ciclón central, pero está rodeado por cinco ciclones con diámetros que van desde 5.600 a 7.000 kilómetros de diámetro. Casi todos los ciclones polares, de ambos polos, están tan densamente empaquetados que sus brazos espirales entran en contacto con los ciclones adyacentes. Sin embargo, por muy espaciados que estén los ciclones, se han mantenido separados, con morfologías individuales durante los siete meses de observaciones incluidos en el estudio.

Para Adriani "La pregunta es, ¿por qué no se fusionan? Sabemos con los datos de Cassini que Saturno tiene un vórtice ciclónico único en cada polo. Estamos empezando a darnos cuenta de que no todos los gigantes gaseosos son iguales".

Los resúmenes de los papers del 8 de marzo pueden ser encontrados online en la siguientes direcciones web:
- Medidas del campo gravitatorio asimétrico de Júpiter: http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature25776 
- Chorros atmosféricos de Júpiter que se extienden miles de kilómetros en profundidad: http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature25793 
- Una supresión de la rotación diferencial en el interior profundo de Júpiter: http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature25775
- Cúmulos de ciclones rodeando los polos de Júpiter: http://nature.com/articles/doi:10.1038/nature25491



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