Nieblas ondulantes en las regiones polares de Júpiter

SINC (Servicio de Información de Noticias Científicas)

Las regiones polares de Júpiter aparecen cubiertas por enormes masas nubosas con unos característicos bordes ondulados, según han descrito recientemente investigadores de la Universidad del País Vasco (UPV-EHU) en la revista astronómica Icarus.

 

Los científicos han utilizado las imágenes enviadas por el Telescopio Espacial Hubble y la sonda Cassini para realizar este estudio, “que aporta una valiosa información sobre el funcionamiento de las atmósferas de los planetas gigantes gaseosos”.

Figura 1.- Imagen de Júpiter, el mayor de los planetas gaseosos del Sistema Solar.

Así lo ha señalado a SINC la investigadora principal del estudio, Naiara Barrado-Izagirre, del Grupo de Ciencias Planetarias del departamento de Física Aplicada de la UPV-EHU, quien explica que han utilizado las observaciones realizadas por el Hubble entre 1993 y 2006, así como las que tomó la sonda Cassini mientras sobrevolaba Júpiter rumbo a Saturno, su destino final.

Para detectar y analizar las nubes y nieblas que cubren las regiones polares del mayor de los planetas del Sistema Solar, se han empleado tres tipos de filtros: el ultravioleta (258 nanómetros), el infrarrojo cercano (750 nm), y el infrarrojo de absorción intensa del metano (889 nm), que trabajan a longitudes de onda que el ojo humano no puede ver. El espectro visible para el ser humano va aproximadamente desde los 400 manómetros (azul) hasta los 700 nm (rojo). Cada uno de los filtros utilizados corresponde a una altura característica “de sondeo” de la atmósfera del planeta.

Gracias a las imágenes obtenidas con el filtro del metano los científicos han podido observar nieblas de amoniaco con unos límites ondulatorios de un marcado carácter sinusoidal, tanto en el hemisferio Norte como en el Sur, a unos 67º de latitud y en una profundidad intermedia (bajo la tropopausa del planeta). La principal onda circumpolar es la que se observa en la niebla polar del hemisferio Sur, “que manifiesta un límite abrupto con un patrón ondulatorio de aproximadamente 14 oscilaciones a lo largo de su círculo de latitud”, dice Barrado-Izagirre. La onda Norte, en cambio, sólo muestra 5 oscilaciones.

Figura 2.- Composición en falso color de los filtros sobre la región polar Sur de Júpiter. Las nieblas de color rojizo de la izquierda, delimitadas por un marcado borde ondulado sinusoidal, corresponden a las detectadas con el filtro de metano. A continuación y hasta aproximadamente la cuarta línea de latitud, aparecen en un color más verdoso las masas nubosas observadas con el filtro ultravioleta, con un borde menos definido. Fuera de las regiones polares destaca el Óvalo BA, también conocido como “Mancha Roja Júnior”. Foto: HST-ACS (NASA), N. Barrado-Izagirre (EHU-UPV).

El filtro ultravioleta permite detectar las nieblas de niveles superiores de la atmósfera -localizadas entre unos 50º Norte y 57º Sur-, y a esa altura muestran unos límites ondulatorios poco definidos. Aún así, los científicos estiman que existen unas 18 ó 20 oscilaciones, con una velocidad de fase de las ondas muy baja, e incluso consideran que las del hemisferio Norte son casi estacionarias. Estas ondas se han observado y caracterizado a lo largo de varios años, “lo que permite asegurar que se trata de un fenómeno dinámico permanente en la atmósfera de Júpiter, que apenas evoluciona con el paso del tiempo”, explica Barrado-Izagirre, que añade: “El movimiento hacia el oeste y la baja frecuencia de las ondas nos hace pensar que se trata de ondas de Rossby, ondas planetarias que se producen por la variación de la fuerza de Coriolis con la latitud y que se propagan siempre hacia el oeste”.

Una atmósfera llena de actividad

Con filtros más penetrantes se observan vórtices (flujos turbulentos en rotación espiral) anticiclónicos, y regiones turbulentas ciclónicas. “En definitiva una atmósfera plagada de nubes que usadas a modo de trazador nos permiten estudiar la dinámica atmosférica a diversos niveles”, dice la investigadora. Los trabajos sobre las gigantescas tormentas de algunas regiones de Júpiter, así como el papel que puede jugar el calor de las capas internas del planeta sobre la dinámica atmosférica, fueron portada de Nature a principios de 2008. Los científicos todavía desconocen si este gigantesco planeta gaseoso, con una masa superior a 300 veces la de la Tierra, tiene o no algún tipo de núcleo rocoso en su interior.

Lo que sí ha descrito el equipo de la EHU, en las latitudes y al nivel de las nubes analizadas en el trabajo, es que Júpiter presenta tres corrientes en chorro hacia el Este en cada hemisferio, con velocidades máximas de unos 145 km/h. La estructura de estas corrientes se ha medido en detalle utilizando más de 20 pares de imágenes de alta resolución obtenidas por la nave Cassini y separadas en el tiempo por 10 horas, aproximadamente el tiempo correspondiente a una rotación del planeta, lo que permite calcular la velocidad de los vientos. Utilizando el mismo método con las imágenes ultravioletas, se observa que en los niveles más altos no aparecen esas intensas corrientes, y las nieblas superiores se desplazan simultáneamente. Barrado-Izagirre dice que en esos niveles superiores “el casquete polar se mueve como un sólido rígido a una velocidad constante, acompañando a la rotación del planeta”.

Los estudios sobre la atmósfera de las regiones polares de Júpiter se suman a los realizados por otros científicos en otros planetas. En los polos de Venus, por ejemplo, se observa una peculiar estructura en forma de ocho que recibe el nombre de “dipolo”. Recientemente la sonda europea Venus Express ha observado en detalle este gigantesco huracán de dos ojos, con un diámetro de unos 2000 kilómetros cada uno. En el planeta Saturno, por su parte, aparece una onda con apariencia hexagonal en uno de sus polos, mientras que en el otro surge un enorme vórtice, también analizado por Cassini, una misión conjunta de la NASA y las agencias espaciales europea (ESA) e italiana (ASI). Y en el caso de la Tierra, “el vórtice polar está íntimamente relacionado con el agujero de la capa de ozono”. “El estudio de la dinámica de las atmósferas planetarias en las regiones polares es siempre muy singular”, concluye Barrado-Izagirre.

Referencia bibliográfica
Naiara Barrado-Izagirre, Agustín Sánchez-Lavega, Santiago Pérez-Hoyos y Ricardo Hueso. “Jupiter’s Polar Clouds and Waves from Cassini and HST images: 1993-2006”, Icarus, 194 (1), 173-185 (MAR 2008)

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