Científicos del Instituto Weizmann y de la NASA revelan secreto sobre la Gran Mancha Roja de Júpiter

Enlace Judío – En un estudio publicado hoy en Science, los investigadores del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel y sus colaboradores en la misión Juno de la NASA a Júpiter informan que este lugar, en realidad una tormenta gigante y persistente, se extiende a una profundidad de unos 500 kilómetros por debajo de las nubes del planeta.

Esta revelación se encuentra entre los hallazgos de la misión que se presentan en una conferencia de prensa de la NASA esta noche y se publican en Science y Geophysical Research Letters.

La sonda espacial Juno, lanzada hace aproximadamente una década, entró en la órbita de Júpiter en 2016. Incluso antes de eso, el equipo del profesor Yohai Kaspi del Departamento de Ciencias Planetarias y Terrestres del Instituto Weizmann había comenzado a explorar la posibilidad de utilizar los datos de la misión para determinar la masa de la Gran Mancha Roja.

“Propusimos un experimento ambicioso que no formaba parte del programa original de Juno, pero pensamos que con un sobrevuelo sobre la Gran Mancha Roja dedicado a las mediciones de gravedad, podría funcionar”, explica Kaspi.

El proyecto se basó en un método innovador desarrollado por Kaspi y el Dr. Eli Galanti, un científico de su equipo, para analizar la estructura interna de los vientos planetarios utilizando mediciones de gravedad. La Dra. Marzia Parisi, entonces becaria postdoctoral en el laboratorio de Kaspi y ahora investigadora del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA con sede en el sur de California, que gestiona la misión Juno, emprendió la planificación del complejo experimento.

Su ejecución implicó dirigir a Juno para que realizara 2 tránsitos alrededor de Júpiter diseñados para el experimento (de un total de 37 que ha realizado hasta la fecha). Ahora, 7 años después de que comenzara la planificación original y armados con una gran cantidad de medidas precisas del campo de gravedad de Júpiter, el equipo de Kaspi y sus colaboradores han logrado determinar no solo la masa sino también la profundidad de la tormenta gigante.

“La Gran Mancha Roja se descubrió hace más de 2 siglos, pero hasta ahora solo sabíamos cómo se ve desde el exterior”, dice Galanti. “Ahora, por primera vez, hemos revelado su estructura y hemos determinado su profundidad”.

“Para tener una idea de sus dimensiones, si una tormenta del mismo tamaño comenzara en la superficie de la Tierra, se extendería hasta la Estación Espacial Internacional”, agrega Parisi, autor principal del artículo de Science.

Las mediciones de microondas revelan una sorprendente profundidad de tormentas

El equipo de investigación de Kaspi participó en otro proyecto de Juno, dirigido por el investigador principal de Juno, el Dr. Scott Bolton. Sus hallazgos también se publican hoy en Science. En uno de los tránsitos de Juno alrededor de Júpiter, los científicos hicieron girar la sonda para que su instrumento de medición de microondas escaneara los fenómenos climáticos debajo de las nubes del planeta.

Este instrumento es sensible a la temperatura, proporcionando un perfil de calor de 6 capas atmosféricas, desde las nubes hasta 350 kilómetros por debajo. Se descubrió que las tormentas que son mucho más pequeñas que la Gran Mancha Roja, aunque aún más grandes que los huracanes más grandes de la Tierra, se extienden docenas de kilómetros por debajo de las nubes de Júpiter. Este fue un descubrimiento sorprendente ya que no se esperaba que las tormentas se extendieran a esta profundidad.

Las células de circulación atmosférica de Júpiter se parecen a las de la Tierra

En otro proyecto más basado también en las mediciones de microondas de Juno, el equipo de Kaspi fue más allá de estudiar ciclones y vórtices individuales para explorar toda la estructura térmica de polo a polo de Júpiter. Los científicos revelaron que la señal térmica obtenida en todo el tramo de atmósfera penetrada por el instrumento de microondas coincidía perfectamente con la distribución de las bandas y zonas observadas en la superficie de las nubes del planeta.

Además, las mediciones de microondas proporcionaron información sobre las concentraciones atmosféricas de amoníaco de Júpiter, un gas que, cuando se enfría en las capas externas, crea las zonas blancas familiares a partir de las imágenes del planeta. “Cuando la atmósfera es opaca, esto sugiere que la concentración de amoníaco es alta en esa región”, dice la estudiante de posgrado Keren Duer en el equipo de Kaspi, quien dirigió el estudio junto con un compañero de estudios, Nimrod Gavriel. “La concentración de amoníaco en diferentes capas se rige por la dirección del viento, que arrastra el amoníaco hacia arriba o hacia abajo”, dice Gavriel.

En el pasado, el equipo de Kaspi ya había demostrado que las corrientes en chorro de alta velocidad responsables de las bandas y zonas icónicas de Júpiter se extendían hacia abajo desde las nubes hasta una profundidad de unos 3,000 kilómetros. Se sabía que esos arroyos corrían de este a oeste o de oeste a este.

Sin embargo, los patrones de circulación de norte a sur y hacia arriba y hacia abajo del planeta aún se desconocían, y estos patrones son vitales para comprender la dinámica de la atmósfera del planeta. La nueva interpretación de los datos de amoníaco recopilados por el instrumento de microondas de Juno ahora ha proporcionado evidencia de que las corrientes en chorro que producen las bandas y zonas de Júpiter son partes de los sistemas de circulación que son similares a las células de Ferrel atmosféricas de la Tierra.

La Tierra tiene dos células de Ferrel, una en el sur y la otra en el hemisferio norte, y desempeñan un papel importante en el clima del planeta. El equipo de Kaspi descubrió que en Júpiter, que es 11 veces más grande que la Tierra, hay 16 células de Ferrel. Y mientras que en la Tierra se sabe que estas células están limitadas por el suelo, Júpiter, un planeta gaseoso, no tiene suelo, y las mediciones térmicas realizadas hasta ahora alcanzan una profundidad de solo 350 kilómetros, por lo que aún se desconoce dónde terminan los fondos de sus células de Ferrel.

Esta es la primera evidencia directa y clara de la existencia de tales células en un planeta gaseoso. “Es posible que el campo magnético de Júpiter pueda realizar la misma función que el suelo de la Tierra, creando un límite para las células”, dicen Duer y Gavriel.

Los nuevos hallazgos, incluido el paralelo recién descubierto entre las células de circulación de la Tierra y de Júpiter, brindan información inesperada sobre la dinámica del clima en Júpiter y otros planetas gaseosos.

“Desde que Juno llegó a la órbita de Júpiter, hemos estado trabajando como arqueólogos, solo que en lugar de excavar bajo tierra, hemos estado explorando lo que sucede debajo de las nubes”, dice Kaspi.