Juno encuentra cosas extrañas en los vastos grupos de ciclones de Júpiter

No sabemos mucho sobre la estructura interna del gigante gaseoso, pero estos descubrimientos de la nave espacial Juno nos permiten mirar debajo de las nubes del planeta por primera vez.

Juno, la pequeña sonda espacial que actualmente orbita Júpiter, tiene una existencia solitaria. La nave espacial vecina más cercana, Dawn, está a cientos de millones de millas de distancia en el cinturón de asteroides, orbitando el planeta enano Ceres. Hace poco menos de seis meses, su otra vecina, Cassini, se derrumbó durante una inmersión final planificada en la atmósfera de Saturno después de 13 años en órbita alrededor del gigante gaseoso.

Pero la nave espacial de la NASA ha estado ocupada estudiando la inmensidad de Júpiter y finalmente está comenzando a ayudarnos a explicar algunos de los misterios restantes sobre el planeta. Los nuevos datos recopilados de la sonda ayudan a los astrofísicos a comprender los orígenes de sus distintas bandas de colores y el comportamiento de enormes sistemas ciclónicos que se encienden cerca de los polos del planeta.

Para obtener estos datos, Juno orbita al gigante gaseoso a una velocidad de una vez cada 53 días. Y por cada círculo del planeta que hace, la sonda se lanza hasta 3.400 kilómetros por encima de las cimas de las nubes de Júpiter, pasando por ambos polos en solo unas pocas horas. Durante estos breves sobrevuelos, Juno registra más de seis megabytes de datos e imágenes, transmitiendo lentamente sus descubrimientos a la Tierra a través de ondas de radio.

Los investigadores que analizan estos conjuntos de datos finalmente están descubriendo algunos de los misterios del planeta. «Sabía lo que estaba sucediendo al nivel de la nube (eso es lo que podemos ver), pero muy poco sobre lo que sucedía debajo», dice Yohai Kaspi, astrofísico del Instituto de Ciencias Weizmann en Rehovot, Israel. Ahora, un conjunto de cuatro artículos publicados en la revista científica Nature se lanza por primera vez bajo la superficie del planeta, describiendo los enormes grupos de ciclones de Júpiter, el campo gravitacional obsceno y los fuertes vientos que le dan al planeta su apariencia de bandas distintiva.

Clústeres de ciclones

Durante cinco pequeños vuelos sobre los polos de Júpiter, Juno capturó imágenes infrarrojas y visibles del área alrededor de los polos, dándonos una imagen mucho más detallada de los enormes grupos de ciclones que ya sabemos que existen allí.

En el Polo Norte, un ciclón central está rodeado por ocho ciclones más, cada uno con un diámetro de 4.000 kilómetros, lo que hace que cada uno sea tan ancho como Australia. En el Polo Sur, otro ciclón central está rodeado por cinco ciclones más, cada uno con un diámetro de entre 5.600 y 7.000 kilómetros.

«Nunca hemos visto estructuras similares en otros planetas de nuestro sistema solar», dice Alberto Adriani del Instituto Nacional Italiano de Astrofísica en Roma, el autor principal del ciclón. Pero de dónde vinieron estos ciclones y cuánto tiempo se han desatado sobre la superficie del planeta sigue siendo un misterio, aunque Adriani sospecha que han estado allí durante mucho tiempo.

«Cada estructura grande en Júpiter parece vivir mucho tiempo, y en algunos casos muy largo, como la Gran Mancha Roja, y hasta ahora las estructuras polares que hemos observado parecen ser muy estables». Durante los siete meses que Adriani y su equipo observaron los ciclones alrededor del Polo Norte, descubrieron que las tormentas se desplazaban muy lentamente hacia el este y no cambiaban su forma general en absoluto.

Corrientes en chorro profundas

La superficie visible de Júpiter está llena de distintas bandas claras y oscuras, resultado de los gases arrastrados por los vientos que pueden alcanzar velocidades de hasta 300 kilómetros por hora. Pero hasta estos últimos resultados, no sabía mucho sobre qué tan lejos llegaban esos vientos bajo la superficie más alta de la atmósfera del planeta.

Al estudiar datos sobre el campo gravitacional de Júpiter, Kaspi y sus colegas encontraron que esas corrientes en chorro exteriores se extienden 3.000 kilómetros por debajo del nivel de las nubes. Debido a que Júpiter no tiene una superficie sólida, es difícil desarrollar una definición precisa de su atmósfera, pero estos hallazgos sugieren que la atmósfera es mucho más profunda de lo que se pensaba anteriormente. «Simplemente llegó a nuestro conocimiento entonces. Nunca hemos visto una atmósfera tan masiva, pero es posible que Saturno tenga planos profundos y una atmósfera profunda ”, dice Kaspi.

Usando el mismo conjunto de datos, Kaspi también pudo estimar que la atmósfera de Júpiter representa solo el 1% de la masa total del planeta. Para cuando esas profundas corrientes en chorro comienzan a descomponerse, la presión es aproximadamente 100.000 veces mayor que la atmósfera en la superficie de la Tierra. Ahora que han descubierto la magnitud de estos planos, Kaspi y su equipo planean utilizar un enfoque similar para comprender la profundidad y la estructura de la Gran Mancha Roja de Júpiter, un punto persistente de alta presión en la atmósfera del planeta que es más del doble del tamaño. de la Tierra.

Campo gravitacional circundante

Estas profundas corrientes en chorro también revelan pistas útiles sobre el campo gravitacional de Júpiter. Ya sabíamos que el campo gravitacional de Júpiter no era perfectamente simétrico, porque gran parte de la masa del planeta está distribuida de manera desigual en esas corrientes en chorro que soplan a través de su atmósfera. Ahora que sabemos que esas corrientes en chorro son muy profundas, también sabemos que la variación gravitacional es mucho mayor de lo que esperábamos antes.

Para medir la gravedad de Júpiter, Luciano Iess y sus colegas de la Universidad de Roma en Italia estudiaron las variaciones muy leves en las señales de radio enviadas y recibidas por la nave espacial Juno. Al medir la diferencia de frecuencia entre las señales transmitidas y recibidas, Iess pudo deducir cambios mínimos en la velocidad de la sonda, causados ​​por la variación en el campo gravitacional de Júpiter. Usando el enlace de radio entre Juno y la Tierra, el equipo pudo medir la velocidad de la sonda a la centésima de milímetro más cercana.

«Este es un hallazgo importante de Juno», dice Iess. Esto confirma que la medición del campo gravitacional de un planeta se puede utilizar como una forma de examinar la dinámica planetaria que no se puede observar con otros instrumentos. Estudios similares de datos recopilados de la nave espacial Cassini pronto podrían decirnos si la misma dinámica planetaria subyacente está en juego cuando se trata de Saturno.

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