Las nubes de tormenta arraigadas profundamente en la atmósfera de Júpiter están afectando las zonas blancas y los cinturones de colores del planeta, creando perturbaciones en su flujo e incluso cambiando su color.
Gracias a las observaciones coordinadas del planeta en enero de 2017 por seis telescopios ópticos y de radio terrestres y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, un astrónomo de la Universidad de California en Berkeley y sus colegas han podido rastrear los efectos de estas tormentas.visibles como columnas brillantes sobre las nubes de hielo de amoníaco del planeta, en los cinturones en los que aparecen.
En última instancia, las observaciones ayudarán a los científicos planetarios a comprender la compleja dinámica atmosférica en Júpiter, que, con su Gran Mancha Roja y sus coloridas bandas en forma de torta, lo convierten en uno de los planetas gaseosos gigantes más bellos y cambiantes del planeta.sistema.
Una columna de este tipo fue notada por el astrónomo aficionado Phil Miles en Australia unos días antes de las primeras observaciones del Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array ALMA en Chile, y las fotos capturadas una semana después por Hubble mostraron que la pluma había generado unsegundo penacho y dejó una perturbación río abajo en la franja de nubes, el Cinturón Ecuatorial del Sur. Las columnas ascendentes interactuaron con los poderosos vientos de Júpiter, que extendieron las nubes al este y al oeste desde su punto de origen.
Tres meses antes, se vieron cuatro puntos brillantes ligeramente al norte del Cinturón ecuatorial del norte. Aunque esas plumas habían desaparecido en 2017, el cinturón se había ensanchado hacia el norte y su borde norte había cambiado de color de blanco a marrón anaranjado.
"Si estos penachos son vigorosos y continúan teniendo eventos convectivos, pueden perturbar una de estas bandas enteras con el tiempo, aunque puede llevar algunos meses", dijo el líder del estudio Imke de Pater, profesor emérito de astronomía de UC Berkeley."Con estas observaciones, vemos una columna en progreso y las secuelas de las otras".
El análisis de los penachos respalda la teoría de que se originan a unos 80 kilómetros por debajo de las cimas de las nubes en un lugar dominado por nubes de agua líquida. Un documento que describe los resultados ha sido aceptado para su publicación en el Revista Astronómica y ahora está en línea
En la estratosfera
La atmósfera de Júpiter es principalmente hidrógeno y helio, con pequeñas cantidades de metano, amoníaco, sulfuro de hidrógeno y agua. La capa superior de nubes está compuesta de hielo de amoníaco y comprende los cinturones marrones y las zonas blancas que vemos a simple vista.Debajo de esta capa de nubes exterior se encuentra una capa de partículas sólidas de hidrosulfuro de amonio. Aún más profundo, a unos 80 kilómetros debajo de la capa superior de nubes, hay una capa de gotas de agua líquida.
Las nubes de tormenta que estudió Pater y su equipo aparecen en los cinturones y zonas como penachos brillantes y se comportan de manera muy parecida a las nubes de cumulonimbos que preceden a las tormentas eléctricas en la Tierra. Las nubes de tormenta de Júpiter, como las de la Tierra, a menudo van acompañadas de rayos.
Sin embargo, las observaciones ópticas no pueden ver debajo de las nubes de amoníaco, por lo que De Pater y su equipo han estado investigando más profundamente con radiotelescopios, incluidos ALMA y Very Very Array VLA en Nuevo México, operado por la National Science FoundationObservatorio Nacional de Radioastronomía financiado por fondos.
Las primeras observaciones de la matriz ALMA de Júpiter fueron entre el 3 y el 5 de enero de 2017, unos días después de que uno de estos brillantes penachos fuera visto por astrónomos aficionados en el Cinturón Ecuatorial Sur del planeta. Una semana después, Hubble, el VLA, el Géminis, Los observatorios Keck y Subaru en Hawai y el Very Large Telescope VLT en Chile capturaron imágenes en los rangos visible, de radio y de infrarrojo medio.
De Pater combinó las observaciones de radio de ALMA con los otros datos, enfocados específicamente en la tormenta recién preparada que atravesó las nubes de hielo de amoníaco de la cubierta superior.
Los datos mostraron que estas nubes de tormenta alcanzaron la altura de la tropopausa, la parte más fría de la atmósfera, donde se extendieron de manera muy similar a las nubes de cumulonimbos en forma de yunque que generan rayos y truenos en la Tierra.
"Nuestras observaciones de ALMA son las primeras en mostrar que se generan altas concentraciones de gas amoniaco durante una erupción energética", dijo de Pater.
Las observaciones son consistentes con una teoría, llamada convección húmeda, acerca de cómo se forman estos penachos. Según esta teoría, la convección trae una mezcla de amoníaco y vapor de agua lo suficientemente alta, a unos 80 kilómetros debajo de las nubes, para que el aguapara condensarse en gotas líquidas. El agua de condensación libera calor que expande la nube y la impulsa rápidamente hacia arriba a través de otras capas de nubes, finalmente rompiendo las nubes de hielo de amoníaco en la parte superior de la atmósfera.
El impulso de la columna transporta la nube de amoníaco sobreenfriada por encima de las nubes de hielo de amoníaco existentes hasta que el amoníaco se congela, creando una pluma blanca brillante que se destaca contra las bandas coloridas que rodean a Júpiter.
"Tuvimos mucha suerte con estos datos, porque fueron tomados solo unos días después de que los astrónomos aficionados encontraron un penacho brillante en el Cinturón Ecuatorial del Sur", dijo de Pater. "Con ALMA, observamos todo el planeta y vimos ese penacho"., y dado que ALMA sondea debajo de las capas de nubes, en realidad pudimos ver lo que sucedía debajo de las nubes de amoníaco "
Hubble tomó imágenes una semana después de ALMA y capturó dos puntos brillantes separados, lo que sugiere que las plumas se originan en la misma fuente y son transportadas hacia el este por la corriente en chorro a gran altitud, lo que lleva a las grandes perturbaciones observadas en el cinturón.
Casualmente, tres meses antes, se observaron penachos brillantes al norte del Cinturón Ecuatorial del Norte. Las observaciones de enero de 2017 mostraron que ese cinturón se había expandido en ancho, y la banda donde se habían visto los penachos se volvió de blanco a naranja.Pater sospecha que la expansión hacia el norte del Cinturón Ecuatorial del Norte es el resultado del gas de las columnas de escasez de amoníaco que vuelven a la atmósfera más profunda.
El colega y coautor de De Pater, Robert Sault, de la Universidad de Melbourne en Australia, utilizó un software informático especial para analizar los datos de ALMA para obtener mapas de radio de la superficie que son comparables a las fotos de luz visible tomadas por Hubble.
"La rotación de Júpiter una vez cada 10 horas generalmente difumina los mapas de radio, porque estos mapas tardan muchas horas en observarse", dijo Sault. "Además, debido al gran tamaño de Júpiter, tuvimos que 'escanear' el planeta, para poder hacerun gran mosaico al final. Desarrollamos una técnica para construir un mapa completo del planeta ".
Los datos de VLT fueron aportados por Leigh Fletcher y Padraig Donnelly de la Universidad de Leicester en el Reino Unido, mientras que Glenn Orton y James Sinclair del Laboratorio de Propulsión a Chorro en California y Yasuma Kasaba de la Universidad de Tokio en Japón proporcionaron los datos de SUBARU. GordonBjoraker del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Maryland y Máté Ádámkovics de la Universidad de Clemson en Carolina del Sur analizaron los datos de Keck.
El trabajo fue apoyado por un premio de Astronomía Planetaria de la NASA NNX14AJ43G y un premio de Observaciones del Sistema Solar 80NSSC18K1001.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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