Utilizando el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ALMA, en el que el Observatorio Europeo Austral ESO es socio, un equipo de astrónomos ha medido directamente los vientos en la atmósfera media de Júpiter por primera vez. Al analizar las secuelas de uncolisión de cometas de la década de 1990, los investigadores han revelado vientos increíblemente poderosos, con velocidades de hasta 1450 kilómetros por hora, cerca de los polos de Júpiter. Podrían representar lo que el equipo ha descrito como una "bestia meteorológica única en nuestro Sistema Solar".
Júpiter es famoso por sus distintivas bandas rojas y blancas: nubes arremolinadas de gas en movimiento que los astrónomos usan tradicionalmente para rastrear los vientos en la atmósfera inferior de Júpiter. Los astrónomos también han visto, cerca de los polos de Júpiter, los vívidos resplandores conocidos como auroras, que parecen serasociados con fuertes vientos en la atmósfera superior del planeta. Pero hasta ahora, los investigadores nunca habían podido medir directamente los patrones de viento entre estas dos capas atmosféricas, en la estratosfera.
Medir la velocidad del viento en la estratosfera de Júpiter utilizando técnicas de seguimiento de nubes es imposible debido a la ausencia de nubes en esta parte de la atmósfera. Sin embargo, los astrónomos recibieron una ayuda de medición alternativa en forma del cometa Shoemaker-Levy 9, que colisionócon el gigante gaseoso de manera espectacular en 1994. Este impacto produjo nuevas moléculas en la estratosfera de Júpiter, donde se han estado moviendo con los vientos desde entonces.
Un equipo de astrónomos, dirigido por Thibault Cavalié del Laboratoire d'Astrophysique de Bordeaux en Francia, ha rastreado una de estas moléculas, el cianuro de hidrógeno, para medir directamente los "chorros" estratosféricos en Júpiter. Los científicos usan la palabra "jets "para referirse a bandas estrechas de viento en la atmósfera, como las corrientes en chorro de la Tierra.
“El resultado más espectacular es la presencia de chorros fuertes, con velocidades de hasta 400 metros por segundo, que se ubican debajo de las auroras cerca de los polos”, dice Cavalié. Estas velocidades de viento, equivalentes a unos 1450 kilómetros por hora,son más del doble de las velocidades máximas de tormenta alcanzadas en la Gran Mancha Roja de Júpiter y más de tres veces la velocidad del viento medida en los tornados más fuertes de la Tierra.
"Nuestra detección indica que estos chorros podrían comportarse como un vórtice gigante con un diámetro de hasta cuatro veces el de la Tierra, y unos 900 kilómetros de altura", explica el coautor Bilal Benmahi, también del Laboratoire d'Astrophysique deBurdeos. "Un vórtice de este tamaño sería una bestia meteorológica única en nuestro Sistema Solar", agrega Cavalié.
Los astrónomos estaban al tanto de los fuertes vientos cerca de los polos de Júpiter, pero mucho más arriba en la atmósfera, cientos de kilómetros por encima del área de enfoque del nuevo estudio, que se publica hoy en Astronomy & Astrophysics. Estudios previos predijeron que estos vientos en la atmósfera superiordisminuiría en velocidad y desaparecería mucho antes de llegar tan profundo como la estratosfera. "Los nuevos datos de ALMA nos dicen lo contrario", dice Cavalié, y agrega que encontrar estos fuertes vientos estratosféricos cerca de los polos de Júpiter fue una "verdadera sorpresa".
El equipo usó 42 de las 66 antenas de alta precisión de ALMA, ubicadas en el desierto de Atacama en el norte de Chile, para analizar las moléculas de cianuro de hidrógeno que se han estado moviendo en la estratosfera de Júpiter desde el impacto de Shoemaker-Levy 9. Los datos de ALMA permitieronellos para medir el desplazamiento Doppler - pequeños cambios en la frecuencia de la radiación emitida por las moléculas - causada por los vientos en esta región del planeta. "Al medir este desplazamiento, pudimos deducir mucho la velocidad de los vientoscomo si se pudiera deducir la velocidad de un tren que pasa por el cambio en la frecuencia del silbido del tren ", explica el coautor del estudio Vincent Hue, un científico planetario del Southwest Research Institute en los EE. UU.
Además de los sorprendentes vientos polares, el equipo también utilizó ALMA para confirmar la existencia de fuertes vientos estratosféricos alrededor del ecuador del planeta, midiendo directamente su velocidad, también por primera vez. Los chorros avistados en esta parte del planeta hanvelocidades medias de unos 600 kilómetros por hora.
Las observaciones de ALMA requeridas para rastrear los vientos estratosféricos tanto en los polos como en el ecuador de Júpiter tomaron menos de 30 minutos de tiempo del telescopio. "Los altos niveles de detalle que logramos en este corto tiempo realmente demuestran el poder de las observaciones de ALMA", diceThomas Greathouse, científico del Southwest Research Institute en los EE. UU. Y coautor del estudio. "Me sorprende ver la primera medición directa de estos vientos".
"Estos resultados de ALMA abren una nueva ventana para el estudio de las regiones aurorales de Júpiter, lo cual fue realmente inesperado hace unos meses", dice Cavalié. "También preparan el escenario para que el JUICE realice mediciones similares pero más extensasmisión y su instrumento de ondas submilimétricas ", añade Greathouse, refiriéndose al JUpiter ICy moons Explorer de la Agencia Espacial Europea, que se espera que se lance al espacio el próximo año.
El Extremely Large Telescope ELT terrestre de ESO, que verá la primera luz a finales de esta década, también explorará Júpiter. El telescopio será capaz de realizar observaciones muy detalladas de las auroras del planeta, lo que nos permitirá conocer mejor la atmósfera de Júpiter.
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Materiales proporcionado por ESO . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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