La apariencia de bandas de Júpiter es creada por la capa meteorológica que forma las nubes. Esta imagen compuesta muestra vistas de Júpiter en luz infrarroja y visible tomadas por el telescopio Gemini North y el telescopio espacial Hubble de la NASA. Créditos: Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / NASA / ESA, M.H. Wong e I. de Pater (UC Berkeley) y col.

El orbitador joviano de la NASA brinda una comprensión más profunda de lo que sucede debajo de las nubes impactantes del gigante gaseoso.

Los nuevos hallazgos de la sonda Juno de la NASA que orbita Júpiter brindan una imagen más completa de cómo las características atmosféricas distintivas y coloridas del planeta ofrecen pistas sobre los procesos invisibles debajo de sus nubes. Los resultados destacan el funcionamiento interno de los cinturones y zonas de nubes que rodean a Júpiter, así como de sus ciclones polares e incluso la Gran Mancha Roja.

El generador de imágenes JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA captura un ciclón joviano conocido como tipo barcaza en la corriente de chorro polar llamado «Jet N4». Crédito: Datos de imagen: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS. Procesamiento de imágenes: Gerald Eichstädt CC BY

Los investigadores publicaron recientemente varios artículos sobre los descubrimientos atmosféricos de Juno en la revista Science y Journal of Geophysical Research: Planets. Artículos adicionales aparecieron en dos números recientes de Geophysical Research Letters.

«Estas nuevas observaciones de Juno abren un cofre del tesoro de nueva información sobre las enigmáticas características observables de Júpiter», dijo Lori Glaze, directora de la división de ciencia planetaria de la NASA en la sede de la agencia en Washington. “Cada artículo arroja luz sobre diferentes aspectos de los procesos atmosféricos del planeta, un maravilloso ejemplo de cómo nuestros equipos científicos, de diversidad internacional, fortalecen la comprensión de nuestro sistema solar”.

Juno entró en la órbita de Júpiter en 2016. Durante cada uno de los 37 pases de la nave espacial por el planeta hasta la fecha, un conjunto de instrumentos especializados ha mirado por debajo de su turbulenta cubierta de nubes.

«Anteriormente, Juno nos sorprendió con indicios de que los fenómenos en la atmósfera de Júpiter eran más profundos de lo esperado», dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute en San Antonio y autor principal del artículo de la revista Science sobre la profundidad de los vórtices de Júpiter. «Ahora, estamos empezando a unir todas estas piezas individuales y obteniendo nuestra primera comprensión real de cómo funciona la hermosa y violenta atmósfera de Júpiter, en 3D».

El radiómetro de microondas de Juno (MWR) permite a los científicos de la misión mirar debajo de las nubes de Júpiter y sondear la estructura de sus numerosas tormentas de vórtice. La más famosa de estas tormentas es el icónico anticiclón conocido como la Gran Mancha Roja. Más ancho que la Tierra, este vórtice carmesí ha intrigado a los científicos desde su descubrimiento hace casi dos siglos.

Los nuevos resultados muestran que los ciclones son más cálidos en la parte superior, con densidades atmosféricas más bajas, mientras que son más fríos en la parte inferior, con densidades más altas. Los anticiclones, que giran en la dirección opuesta, son más fríos en la parte superior pero más cálidos en la parte inferior.

Esta ilustración combina una imagen de Júpiter del instrumento JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA con una imagen compuesta de la Tierra para representar el tamaño y la profundidad de la Gran Mancha Roja de Júpiter. Créditos: JunoCam Datos de imagen: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS Procesamiento de imágenes de JunoCam por Kevin M. Gill (CC BY) Imagen de la Tierra: NASA

Los hallazgos también indican que estas tormentas son mucho más altas de lo esperado, algunas se extienden 60 millas (100 kilómetros) por debajo de las cimas de las nubes y otras, incluida la Gran Mancha Roja, se extienden más de 200 millas (350 kilómetros). Este sorprendente descubrimiento demuestra que los vórtices cubren regiones más allá de aquellas donde el agua se condensa y se forman las nubes, por debajo de la profundidad donde la luz solar calienta la atmósfera.

La altura y el tamaño de la Gran Mancha Roja significa que la concentración de masa atmosférica dentro de la tormenta podría ser potencialmente detectable por instrumentos que estudian el campo gravitatorio de Júpiter. Dos sobrevuelos cercanos de Juno sobre el lugar más famoso de Júpiter brindaron la oportunidad de buscar la firma de gravedad de la tormenta y complementar los resultados de MWR en su profundidad.

Con Juno viajando bajo sobre la plataforma de nubes de Júpiter a aproximadamente 130.000 mph (209.000 kph), los científicos de Juno pudieron medir cambios de velocidad tan pequeños como 0.01 milímetros por segundo utilizando una antena de seguimiento de la Red de Espacio Profundo de la NASA, desde una distancia de más de 400 millones de millas (650 millones de kilómetros). Esto permitió al equipo limitar la profundidad de la Gran Mancha Roja a unas 300 millas (500 kilómetros) por debajo de las cimas de las nubes.

«La precisión requerida para obtener la gravedad de la Gran Mancha Roja durante el sobrevuelo de julio de 2019 es asombrosa», dijo Marzia Parisi, científica de Juno del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California y autora principal de un artículo en la revista Science sobre sobrevuelos por gravedad del Gran Mancha Roja. «Ser capaces de complementar los hallazgos de MWR en la profundidad nos da una gran confianza en que los futuros experimentos de gravedad en Júpiter producirán resultados igualmente intrigantes».

Cinturones y Zonas

Además de los ciclones y anticiclones, Júpiter es conocido por sus cinturones y zonas distintivos: bandas de nubes blancas y rojizas que envuelven el planeta. Los fuertes vientos de este a oeste que se mueven en direcciones opuestas separan las bandas. Juno descubrió previamente que estos vientos, o corrientes en chorro, alcanzan profundidades de aproximadamente 2.000 millas (aproximadamente 3.200 kilómetros). Los investigadores todavía están tratando de resolver el misterio de cómo se forman las corrientes en chorro. Los datos recopilados por el MWR de Juno durante múltiples pasadas revelan una posible pista: que el gas amoniaco de la atmósfera viaja hacia arriba y hacia abajo en notable alineación con las corrientes en chorro observadas.

«Siguiendo el amoníaco, encontramos células de circulación en los hemisferios norte y sur que son de naturaleza similar a las ‘células Ferrel’, que controlan gran parte de nuestro clima aquí en la Tierra», dijo Keren Duer, estudiante de posgrado del Instituto Weizmann. of Science in Israel y autor principal del artículo de la revista Science sobre células similares a Ferrel en Júpiter. «Mientras que la Tierra tiene una célula Ferrel por hemisferio, Júpiter tiene ocho, cada una al menos 30 veces más grande».

Los datos MWR de Juno también muestran que los cinturones y las zonas experimentan una transición alrededor de 40 millas (65 kilómetros) debajo de las nubes de agua de Júpiter. A poca profundidad, los cinturones de Júpiter son más brillantes a la luz de microondas que las zonas vecinas. Pero a niveles más profundos, debajo de las nubes de agua, ocurre lo contrario, lo que revela una similitud con nuestros océanos.

«Llamamos a este nivel la ‘Joviclina’ en analogía a una capa de transición vista en los océanos de la Tierra, conocida como termoclina, donde el agua de mar pasa bruscamente de ser relativamente cálida a relativamente fría», dijo Leigh Fletcher, un científico participante de Juno de la Universidad. de Leicester en el Reino Unido y autor principal del artículo en el Journal of Geophysical Research: Planetas que destacan las observaciones de microondas de Juno de los cinturones y zonas templadas de Júpiter.

Los datos recopilados por el generador de imágenes JunoCam y el radiómetro de microondas en un pase por encima de la Gran Mancha Roja el 11 de julio de 2017 brindan un vistazo del funcionamiento interno del anticiclón más icónico de Júpiter. Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS Procesamiento de imágenes: Kevin Gill CC BY

Ciclones polares

Juno descubrió previamente distribuciones poligonales de tormentas ciclónicas gigantes en ambos polos de Júpiter: ocho dispuestas en un patrón octogonal en el norte y cinco dispuestas en un patrón pentagonal en el sur. Ahora, cinco años después, los científicos de la misión que utilizan observaciones del Mapeador de auroras infrarrojas jovianas (JIRAM) de la nave espacial han determinado que estos fenómenos atmosféricos son extremadamente persistentes y permanecen en la misma ubicación.

«Los ciclones de Júpiter afectan el movimiento de los demás, haciendo que oscilen alrededor de una posición de equilibrio», dijo Alessandro Mura, co-investigador de Juno en el Instituto Nacional de Astrofísica en Roma y autor principal de un artículo reciente en Geophysical Research Letters sobre oscilaciones y estabilidad. en los ciclones polares de Júpiter. «El comportamiento de estas oscilaciones lentas sugiere que tienen raíces profundas».

Los datos de JIRAM también indican que, como los huracanes en la Tierra, estos ciclones quieren moverse hacia los polos, pero los ciclones ubicados en el centro de cada polo los empujan hacia atrás. Este equilibrio explica dónde residen los ciclones y los diferentes números en cada polo.

During a flyby of Jupiter in July 2019, mission scientists conducted an experiment measuring minute velocity changes in the Juno spacecraft as a result in the gravity field near the Great Red Spot.
Durante un sobrevuelo de Júpiter en julio de 2019, los científicos de la misión llevaron a cabo un experimento que midió cambios mínimos de velocidad en la nave espacial Juno como resultado del campo de gravedad cerca de la Gran Mancha Roja. Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI

Más sobre la misión

JPL, una división de Caltech en Pasadena, California, gestiona la misión Juno. Juno es parte del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, que se administra en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. Lockheed Martin Space en Denver construyó y opera la nave espacial.

Siga la misión (En Inglés) en Facebook y Twitter, y obtenga más información en Inglés sobre Juno en https://www.nasa.gov/juno

Traducción no oficial con fines divulgativos del artículo original en Inglés.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / SwRI

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