Durante siglos, los científicos han trabajado para comprender la composición de Júpiter. No es de extrañar: este misterioso planeta es, con mucho, el más grande de nuestro sistema solar y, químicamente, el pariente más cercano al Sol. Comprender a Júpiter es clave para aprendermás sobre cómo se formó nuestro sistema solar, e incluso sobre cómo se desarrollan otros sistemas solares.
Pero una pregunta crítica ha atormentado a los astrónomos por generaciones: ¿Hay agua en la atmósfera de Júpiter y, de ser así, cuánto?
Gordon L. Bjoraker, astrofísico en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, informó en un artículo reciente en el Revista Astronómica que él y su equipo han acercado a la comunidad de investigación joviana a la respuesta.
Al observar desde telescopios terrestres las longitudes de onda sensibles a la radiación térmica que se escapa de las profundidades de la persistente tormenta de Júpiter, la Gran Mancha Roja, detectaron las firmas químicas del agua sobre las nubes más profundas del planeta. La presión del agua, los investigadoresconcluyó, combinado con sus mediciones de otro gas que contiene oxígeno, el monóxido de carbono, implica que Júpiter tiene de 2 a 9 veces más oxígeno que el Sol. Este hallazgo respalda los modelos teóricos y de simulación por computadora que han pronosticado abundante agua H2O en Júpiterde oxígeno O unido con hidrógeno molecular H2.
La revelación fue conmovedora dado que el experimento del equipo podría haber fallado fácilmente. La Gran Mancha Roja está llena de densas nubes, lo que dificulta que la energía electromagnética escape y enseñe a los astrónomos cualquier cosa sobre la química interna.
"Resulta que no son tan gruesos que bloquean nuestra capacidad de ver profundamente", dijo Bjoraker. "Esa ha sido una sorpresa agradable".
La nueva tecnología espectroscópica y la pura curiosidad le dieron al equipo un impulso para mirar profundamente dentro de Júpiter, que tiene una atmósfera de miles de millas de profundidad, Bjoraker dijo: "Pensamos, bueno, veamos qué hay ahí afuera".
Los datos recopilados por Bjoraker y su equipo complementarán la información que la nave espacial Juno de la NASA está recopilando mientras da vueltas al planeta de norte a sur una vez cada 53 días.
Entre otras cosas, Juno está buscando agua con su propio espectrómetro infrarrojo y con un radiómetro de microondas que puede sondear más profundo de lo que nadie haya visto, hasta 100 bares, o 100 veces la presión atmosférica en la superficie de la Tierra. La altitud en Júpiter esmedido en barras, que representan la presión atmosférica, ya que el planeta no tiene una superficie, como la Tierra, desde la cual medir la elevación.
Si Juno devuelve hallazgos de agua similares, respaldando así la técnica terrestre de Bjoraker, podría abrir una nueva ventana para resolver el problema del agua, dijo Amy Simon, experta en atmósferas planetarias de Goddard.
"Si funciona, entonces tal vez podamos aplicarlo en otro lugar, como Saturno, Urano o Neptuno, donde no tenemos un Juno", dijo.
Juno es la última nave espacial encargada de encontrar agua, probablemente en forma de gas, en este planeta gaseoso gigante.
El agua es una molécula importante y abundante en nuestro sistema solar. Engendró vida en la Tierra y ahora lubrica muchos de sus procesos más esenciales, incluido el clima. También es un factor crítico en el clima turbulento de Júpiter y para determinar si el planeta tieneun núcleo hecho de roca y hielo.
Se cree que Júpiter es el primer planeta que se formó al desviar los elementos que quedaron de la formación del Sol cuando nuestra estrella se unió de una nebulosa amorfa a la bola de gases ardiente que vemos hoy. Una teoría ampliamente aceptada hasta varias décadasHace que Júpiter era idéntico en composición al Sol; una bola de hidrógeno con un toque de helio, todo gas, sin núcleo.
Pero se acumula evidencia de que Júpiter tiene un núcleo, posiblemente 10 veces la masa de la Tierra. Las naves espaciales que previamente visitaron el planeta encontraron evidencia química de que formó un núcleo de roca y hielo de agua antes de mezclarse con los gases de la nebulosa solar para formar su atmósferaLa forma en que la gravedad de Júpiter tira de Juno también apoya esta teoría. Incluso hay relámpagos y truenos en el planeta, fenómenos alimentados por la humedad.
"Las lunas que orbitan Júpiter son en su mayoría hielo de agua, por lo que todo el vecindario tiene mucha agua", dijo Bjoraker. "¿Por qué el planeta, que es este enorme pozo de gravedad, donde todo cae en él, sería¿rico en agua también? "
La pregunta sobre el agua ha dejado perplejos a los científicos planetarios; prácticamente cada vez que se materializa evidencia de H2O, sucede algo que los desalienta. Un ejemplo favorito entre los expertos de Júpiter es la nave espacial Galileo de la NASA, que arrojó una sonda a la atmósfera en 1995 que terminó.en una región inusualmente seca. "Es como enviar una sonda a la Tierra, aterrizar en el desierto de Mojave y concluir que la Tierra está seca", señaló Bjoraker.
En su búsqueda de agua, Bjoraker y su equipo utilizaron datos de radiación recopilados de la cumbre de Maunakea en Hawai en 2017. Se basaron en el telescopio infrarrojo más sensible de la Tierra en el Observatorio WM Keck, y también en un nuevo instrumento que puededetectar una gama más amplia de gases en la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA.
La idea era analizar la energía de la luz emitida a través de las nubes de Júpiter para identificar las altitudes de sus capas de nubes. Esto ayudaría a los científicos a determinar la temperatura y otras condiciones que influyen en los tipos de gases que pueden sobrevivir en esas regiones.
Los expertos en atmósfera planetaria esperan que haya tres capas de nubes en Júpiter: una capa inferior hecha de hielo de agua y agua líquida, una capa intermedia hecha de amoníaco y azufre, y una capa superior hecha de amoníaco.
Para confirmar esto a través de observaciones terrestres, el equipo de Bjoraker examinó las longitudes de onda en el rango de luz infrarroja donde la mayoría de los gases no absorben calor, permitiendo que se filtren las firmas químicas. Específicamente, analizaron los patrones de absorción de una forma de metanogas. Debido a que Júpiter está demasiado caliente para que el metano se congele, su abundancia no debería cambiar de un lugar a otro en el planeta.
"Si ve que la fuerza de las líneas de metano varía de adentro hacia afuera de la Gran Mancha Roja, no es porque haya más metano aquí que allá", dijo Bjoraker, "es porque hay nubes más gruesas y profundas que están bloqueando elradiación en la Gran Mancha Roja "
El equipo de Bjoraker encontró evidencia de las tres capas de nubes en la Gran Mancha Roja, apoyando modelos anteriores. La capa de nubes más profunda está a 5 bares, concluyó el equipo, justo donde la temperatura alcanza el punto de congelación del agua, dijo Bjoraker, "entoncesDigo que muy probablemente encontramos una nube de agua ". La ubicación de la nube de agua, más la cantidad de monóxido de carbono que los investigadores identificaron en Júpiter, confirma que Júpiter es rico en oxígeno y, por lo tanto, en agua".
La técnica de Bjoraker ahora necesita ser probada en otras partes de Júpiter para obtener una imagen completa de la abundancia global de agua, y sus datos cuadran con los hallazgos de Juno.
"La abundancia de agua de Júpiter nos dirá mucho acerca de cómo se formó el planeta gigante, pero solo si podemos averiguar cuánta agua hay en todo el planeta", dijo Steven M. Levin, científico del proyecto Juno en Jet Propulsion de la NASALaboratorio en Pasadena, California
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Original escrito por Lonnie Shekhtman. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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