Imagen infrarroja del planeta Júpiter, tomada por NirCam de JWST. El planeta se muestra en múltiples colores, especialmente en los polos y en la Gran Mancha Roja, visible como una tormenta circular en la parte inferior derecha del planeta. Créditos: Esa/Webb, Nasa y Csa, Jupiter Ers Team, J. Schmidt, H. Melin, M. Zamani (Esa/Webb)
Aunque visible a simple vista en noches despejadas, Júpiter tiene una atmósfera cuyo brillo es tan débil que es difícil observarlo en detalle con telescopios terrestres. Sin embargo, justo debajo del ecuador joviano, es fácil detectar una zona turbulenta y rojiza, llamada Gran Mancha Roja, que se ha convertido en un rasgo distintivo del planeta gigante.
Con una extensión y profundidad que puede contener tres veces la tierrala tormenta anticiclónica más grande del Sistema Solar sorprendió a los científicos que, gracias a la sensibilidad infrarroja cercana y media del Telescopio Espacial James Webb (Jwst), pudieron examinar Nuevos detalles de la atmósfera superior de Júpiter. justo encima de la Gran Mancha Roja.
Según un estudio reciente publicado en Astronomía de la naturaleza por un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Leicester, Reino Unido, elojo rojo de Júpiter presentaría una serie de Nuevas características y una atmósfera más compleja de lo esperado.. El descubrimiento fue posible gracias a Unidad de campo integral de NirSpec que, en las primeras observaciones de 2022, se centró en la Gran Mancha Roja, detectando la presencia de una variedad de estructuras complejas, arcos oscuros y puntos brillantes en la atmósfera superior de Júpiter.
La capa superior de la atmósfera de Júpiter es la interfaz entre el campo magnético del planeta y la atmósfera inferior y está compuesta por una termosfera neutra y una ionosfera cargada. En esta región se pueden observar exhibiciones de luz como vibrantes auroras polares alimentadas por material volcánico expulsado de la luna Io de Júpiter. Más cerca del ecuador, la estructura de la atmósfera superior del planeta está influenciada por la luz solar entrante pero, dado que Júpiter recibe sólo el 4% de la luz que llega a la Tierra, hasta ahora los astrónomos siempre han pensado que era más bien tranquilo y homogéneo.
Sin embargo, las apariencias muchas veces engañan. Las primeras observaciones en la ionosfera de Júpiter en latitudes bajas, donde se encuentra la Gran Mancha Roja, mostraron características de intensidad inesperadas a pequeña escala, como arcos, bandas y manchas lo que sugiere que la ionosfera allí está fuertemente acoplada a la atmósfera inferior a través de ondas de gravedad superpuestas que producen esta morfología compleja e intrincada. “Quizás ingenuamente pensábamos que esta región era realmente aburrida”, dice. Henrik Melín de la Universidad de Leicester, primer autor del estudio. “En realidad, es tan interesante como la aurora boreal, si no más. Júpiter nunca deja de sorprender.”
La imagen captada por el telescopio espacial se obtuvo a partir de seis tomas diferentes, cada una de unos 300 kilómetros cuadrados, y mostró la luz infrarroja emitida por el Moléculas de hidrógeno en la ionosfera de Júpiter.a más de 300 kilómetros sobre las nubes de la Gran Mancha Roja, donde la luz solar ioniza el hidrógeno y estimula la emisión de infrarrojos.
Esta imagen muestra la región observada por el espectrógrafo de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb. Se fusionó con seis imágenes de la Unidad de Campo Integral NIRSpec tomadas en julio de 2022, cada una de aproximadamente 300 kilómetros cuadrados. La luz infrarroja emitida por las moléculas de hidrógeno en la ionosfera de Júpiter se ve a más de 300 kilómetros por encima de las nubes de tormenta. Los colores más rojos muestran la emisión de hidrógeno en las zonas más altas de la ionosfera; Los colores más azules muestran luz infrarroja proveniente de altitudes más bajas, incluidas las cimas de las nubes y la Gran Mancha Roja. Créditos: Esa/Webb, Nasa y Csa, Jupiter Ers Team, J. Schmidt, H. Melin, M. Zamani (Esa/Webb)
Según el grupo de investigación, en el que participan, entre otros, también Alessandro Mura del INAF en Roma: la luz emitida desde esta zona podría verse influenciada no sólo por la luz solar sino también por las ondas de gravedad generadas en la turbulenta atmósfera inferior alrededor de la Gran Mancha Roja. Ondas atmosféricas que, también presentes en la Tierra, pero menos intensas que en Júpiter, aumentarían de altitud, modificando la estructura y las emisiones de la atmósfera superior.
“Un mecanismo para modificar la estructura está representado por ondas de gravedad, similares a las olas que rompen en una playa y crean ondas en la arena”, explica Melin. “Estas ondas se generan en las profundidades de la turbulenta atmósfera inferior, alrededor de la Gran Mancha Roja, y pueden aumentar de altitud, cambiando la estructura y las emisiones de la atmósfera superior”.
Las observaciones: parte de los primeros datos recopilados por James Webb en el programa Ciencia de lanzamiento anticipado n.° 1373 (Ers) de la NASA – Inicialmente su objetivo era explorar las temperaturas por encima de la Gran Mancha Roja. «La propuesta de Ers se redactó en 2017», recuerda Imke de Pater, Investigador de la Universidad de California y coautor del estudio. “Los nuevos datos mostraron resultados muy diferentes de nuestras expectativas iniciales”.
La atmósfera de Júpiter, por tanto, está resultando mucho más fascinante de lo esperado, hasta el punto de que obliga al equipo a planificar más observaciones para comprender mejor el movimiento de las ondas en la atmósfera superior y el equilibrio energético de la región. Mientras tanto, la información obtenida hasta ahora proporcionará un valioso apoyo a la misión Jupiter Icy Moons Explorer (Juice) de la ESA que, lanzada el 14 de abril de 2023, llevará a cabo observaciones detalladas del gigante gaseoso y sus lunas Ganímedes, Calisto y Europa, explorando el planeta Júpiter. entorno complejo con una serie de instrumentos avanzados (detección remota, geofísica y en el sitio – caracterizándolos tanto como objetos planetarios como como posibles hábitats.
Para saber mas:
- Sigue leyendo Astronomía de la naturaleza el artículo “Irregularidades ionosféricas en Júpiter observadas por JWST”, de Henrik Melin, J. O’Donoghue, L. Moore, TS Stallard, LN Fletcher, MT Roman, J. Harkett, ORT King, EM Thomas, R. Wang, PI Tiranti, KL Knowles, I. de Pater, T. Fouchet, PH Fry, MH Wong, BJ Holler, R. Hueso, MK James, GS Orton, A. Mura, A. Sánchez-Lavega, E. Lellouch, K. de Kleer y MR Showalter
