Con su deslumbrante sistema de anillos helados, Saturno ha sido un tema de fascinación desde la antigüedad. Incluso ahora, el sexto planeta desde el Sol guarda muchos misterios, en parte porque su distancia dificulta la observación directa y en parte porque este gigante gaseoso quees varias veces el tamaño de nuestro planeta tiene una composición y una atmósfera, principalmente hidrógeno y helio, tan diferente a la de la Tierra. Aprender más sobre esto podría arrojar algunas ideas sobre la creación del propio sistema solar.
Uno de los misterios de Saturno involucra la tormenta masiva en forma de hexágono en su polo norte. El vórtice de seis lados es un fenómeno atmosférico que ha fascinado a los científicos planetarios desde su descubrimiento en la década de 1980 por el programa American Voyager, y elvisita posterior en 2006 de la misión estadounidense-europea Cassini-Huygens. La tormenta tiene unas 20.000 millas de diámetro y está bordeada por bandas de vientos que soplan a una velocidad de 300 millas por hora. Un huracán como este no existe en ningún otro planeta conocidoo luna.
Dos de los muchos científicos convertidos en cazadores de tormentas interplanetarios que trabajan para descubrir los secretos de esta maravilla son Jeremy Bloxham, profesor de geofísica de Mallinckrodt, y el investigador asociado Rakesh K.Yadav, que trabaja en el laboratorio de Bloxham en el Departamento de Harvard.Earth and Planetary Sciences. En un artículo publicado recientemente en PNAS , los investigadores comenzaron a pensar en cómo se formó el vórtice.
"Vemos tormentas en la Tierra con regularidad y siempre están en espiral, a veces circulares, pero nunca algo con segmentos hexagonales o polígonos con bordes", dijo Yadav. "Eso es realmente sorprendente y completamente inesperado. [La pregunta en Saturno es] cómo¿se formó un sistema tan grande y cómo puede un sistema tan grande permanecer sin cambios en este gran planeta? "
Al crear un modelo de simulación en 3D de la atmósfera de Saturno, Yadev y Bloxham creen que se están acercando a una respuesta.
En su artículo, los científicos dicen que el huracán de aspecto antinatural ocurre cuando los flujos atmosféricos en las profundidades de Saturno crean vórtices grandes y pequeños también conocidos como ciclones que rodean una corriente en chorro horizontal más grande que sopla hacia el este cerca del polo norte del planeta que también tiene un númerode tormentas dentro de él. Las tormentas más pequeñas interactúan con el sistema más grande y, como resultado, pellizcan efectivamente el chorro del este y lo confinan a la parte superior del planeta. El proceso de pellizco deforma la corriente en un hexágono.
"Este jet está dando vueltas y vueltas alrededor del planeta, y tiene que coexistir con estas tormentas localizadas [más pequeñas]", dijo Yadav, el autor principal del estudio. Piénselo así: "Imagina que tenemos una goma elástica ycolocamos un montón de bandas elásticas más pequeñas alrededor y luego simplemente apretamos todo desde el exterior. Ese anillo central se comprimirá algunas pulgadas y formará una forma extraña con un cierto número de bordes. Eso es básicamente la física de lo queTenemos estas tormentas más pequeñas y básicamente están pellizcando las tormentas más grandes en la región polar y, dado que tienen que coexistir, de alguna manera tienen que encontrar un espacio para albergar básicamente cada sistema. Al hacer eso, terminan haciendo esta poligonalforma."
El modelo que crearon los investigadores sugiere que la tormenta tiene miles de kilómetros de profundidad, muy por debajo de la cima de las nubes de Saturno. La simulación imita la capa exterior del planeta y cubre solo alrededor del 10 por ciento de su radio. En un experimento de un mes de duración que realizaron los científicos, la simulación por computadorademostraron que un fenómeno llamado convección térmica profunda, que ocurre cuando el calor se transfiere de un lugar a otro por el movimiento de fluidos o gases, puede dar lugar inesperadamente a flujos atmosféricos que crean grandes ciclones polares y un patrón de chorro hacia el este de alta latitud.Cuando estos se mezclan en la parte superior, se forma una forma inesperada, y debido a que las tormentas se forman en lo profundo del planeta, los científicos dijeron que hace que el hexágono se enfurezca y persista
La convección es la misma fuerza que causa tornados y huracanes en la Tierra. Es similar a hervir una olla de agua: el calor del fondo se transfiere a la superficie más fría, haciendo que la parte superior burbujee. Esto es lo que se cree que causa muchosde las tormentas en Saturno, que, como gigante gaseoso, no tiene una superficie sólida como la de la Tierra.
"El patrón de flujo hexagonal en Saturno es un ejemplo sorprendente de autoorganización turbulenta", escribieron los investigadores en el artículo de junio. "Nuestro modelo produce de manera simultánea y autoconsistente chorros zonales alternos, el ciclón polar y poligonales hexagonales.estructuras similares a las observadas en Saturno. "
Lo que el modelo no produjo, sin embargo, fue un hexágono. En cambio, la forma que vieron los investigadores fue un polígono de nueve lados que se movió más rápido que la tormenta de Saturno. Aún así, la forma sirve como prueba de concepto para la tesis general sobrecómo se forma la majestuosa forma y por qué no ha cambiado relativamente durante casi 40 años.
El interés en la tormenta hexagonal de Saturno se remonta a 1988, cuando el astrónomo David A. Godfrey analizó los datos de sobrevuelo de los pasos de Saturno de 1980 y 1981 de la nave espacial Voyager e informó del descubrimiento. Décadas más tarde, de 2004 a 2017, la nave espacial Cassini de la NASA capturó algunos de losimágenes más claras y conocidas de la anomalía antes de sumergirse en el planeta.
Se sabe relativamente poco sobre la tormenta porque el planeta tarda 30 años en orbitar el Sol, dejando ambos polos en la oscuridad durante ese tiempo. Cassini, por ejemplo, solo tomó imágenes térmicas de la tormenta cuando llegó por primera vez en 2004. Incluso cuandoel sol brilla en el polo norte de Saturno, las nubes son tan espesas que la luz no penetra profundamente en el planeta.
Independientemente, existen muchas hipótesis sobre cómo se formó la tormenta. La mayoría se centra en dos escuelas de pensamiento: una sugiere que el hexágono es poco profundo y solo se extiende a cientos de kilómetros de profundidad; la otra sugiere que los chorros zonales tienen miles de kilómetros de profundidad.
Los hallazgos de Yadev y Bloxham se basan en la última teoría, pero necesitan incluir más datos atmosféricos de Saturno y refinar aún más su modelo para crear una imagen más precisa de lo que está sucediendo con la tormenta. En general, el dúo espera que sus hallazgos puedan ayudar a pintar unretrato de la actividad en Saturno en general.
"Desde un punto de vista científico, la atmósfera es realmente importante para determinar qué tan rápido se enfría un planeta. Todas estas cosas que se ven en la superficie, son básicamente manifestaciones del enfriamiento del planeta y el enfriamiento del planeta nos dice unmucho sobre lo que está sucediendo dentro del planeta ", dijo Yadav." La motivación científica es básicamente comprender cómo surgió Saturno y cómo evoluciona con el tiempo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Harvard . Original escrito por Juan Siliezar. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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