La física oceánica del planeta Tierra explica los ciclones en Júpiter

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Imágenes de Júpiter remitidas por la misión de la nave Juno de la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA) han permitido explicar las fuerzas que impulsan los grandes ciclones que se producen en el gigante de gas desde la física oceánica.

Lia Siegelman, especialista y becaria posdoctoral del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, decidió llevar a cabo la investigación tras observar que los ciclones del polo de Júpiter parecían compartir similitudes con los vórtices oceánicos que estudió durante su doctorado.

Utilizando un conjunto de estas imágenes y los principios utilizados en la dinámica de los fluidos geofísicos, Siegelman y sus colegas aportaron pruebas de una hipótesis que se mantiene desde hace tiempo: la convección húmeda –cuando el aire más caliente y menos denso asciende– impulsa estos ciclones. Los hallazgos se publican en Nature Physics.

“Cuando vi la riqueza de la turbulencia alrededor de los ciclones jovianos, con todos los filamentos y remolinos más pequeños, me recordó la turbulencia del océano terrestre alrededor de los remolinos. Esta es especialmente evidente en las imágenes de satélite de alta resolución de las floraciones de plancton, por ejemplo”.

Siegelman afirma que la comprensión del sistema energético de Júpiter, una escala mucho mayor que la de la Tierra, podría contribuir a entender los mecanismos físicos que están en juego en nuestro propio planeta al poner de manifiesto algunas rutas energéticas similares.

“Es fascinante estudiar un planeta tan lejano y encontrar la física que se aplica allí. Nos lleva a preguntarnos si estos procesos también son válidos aquí.”

Juno es la primera nave espacial que capta imágenes de los polos de Júpiter; los satélites anteriores orbitaban la región ecuatorial del planeta, proporcionando vistas de la famosa Mancha Roja del planeta. Está equipada con dos sistemas de cámaras, uno para obtener imágenes en luz visible y otro que capta las firmas de calor mediante el Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), un instrumento de mira infrarroja que cuenta con el apoyo de la Agencia Espacial Italiana.

Siegelman y sus colegas analizaron un conjunto de imágenes infrarrojas que captaban la región polar norte de Júpiter y, en particular, el cúmulo de vórtices polares y pudieron calcular la velocidad y dirección del viento siguiendo el movimiento de las nubes.

Fuente de energía

A continuación, el equipo interpretó las imágenes infrarrojas en términos de grosor de las nubes. Las regiones calientes corresponden a nubes finas, en las que es posible ver más profundamente en la atmósfera de Júpiter. Las zonas frías representan una gruesa capa de nubes que cubre la atmósfera de Júpiter.

Estos hallazgos dieron pistas sobre la energía del sistema. Dado que las nubes jovianas se forman cuando el aire más caliente y menos denso se eleva, descubrieron que el aire que sube rápidamente dentro de las nubes actúa como una fuente de energía que alimenta escalas mayores hasta los grandes ciclones circumpolares y polares.

Juno llegó por primera vez al sistema joviano en 2016, proporcionando a los científicos el primer vistazo a estos grandes ciclones polares, que tienen un radio de unos mil kilómetros. Hay ocho de estos ciclones que se producen en el polo norte de Júpiter, y cinco en el sur.

Estas tormentas han estado presentes desde esa primera vista hace cinco años. Los investigadores no están seguros de cómo se originaron o durante cuánto tiempo han estado circulando, pero ahora saben que la convección húmeda es lo que las mantiene.

Los científicos plantearon por primera vez la hipótesis de esta transferencia de energía tras observar los relámpagos en las tormentas de Júpiter.

Juno seguirá orbitando Júpiter hasta 2025, proporcionando a los estudiosos y al público en general nuevas imágenes del planeta y de su extenso sistema lunar.

Con información de: La Jornada

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