MADRID, 26 Nov. (EUROPA PRESS) -
Astrónomos de Berkeley han documentado caracteríticas como la Gran Mancha Roja en los polos norte y sur de Júpiter, pero que no son constantes: aparecen y desaparecen aparentemente al azar.
Los óvalos, del tamaño de la Tierra, que solo son visibles en longitudes de onda ultravioleta, están incrustados en capas de neblina estratosférica que cubren los polos del planeta. Los óvalos oscuros, cuando se ven, casi siempre se encuentran justo debajo de las zonas aurorales brillantes en cada polo, que son similares a las luces del norte y del sur de la Tierra.
Las manchas absorben más rayos ultravioleta que el área circundante, lo que las hace aparecer oscuras en las imágenes del telescopio espacial Hubble de la NASA. En las imágenes anuales del planeta tomadas por el Hubble entre 2015 y 2022, un óvalo ultravioleta oscuro aparece el 75% del tiempo en el polo sur, mientras que los óvalos oscuros aparecen solo en una de las ocho imágenes tomadas del polo norte.
Los óvalos ultravioleta oscuros son una señal de que se están produciendo procesos inusuales en el fuerte campo magnético de Júpiter que se propagan hacia los polos y hacia las profundidades de la atmósfera, a una profundidad mucho mayor que los procesos magnéticos que producen las auroras en la Tierra.
Los investigadores de la UC Berkeley y sus colegas informaron sobre el fenómeno este 26 de noviembre en la revista Nature Astronomy.
Los óvalos ultravioleta oscuros fueron detectados por primera vez por el Hubble a finales de los años 90 en los polos norte y sur y posteriormente en el polo norte por la sonda espacial Cassini que pasó por Júpiter en 2000, pero atrajeron poca atención. Sin embargo, cuando Troy Tsubota, estudiante de la Universidad de California en Berkeley, realizó un estudio sistemático de imágenes recientes obtenidas por el Hubble, descubrió que eran una característica común en el polo sur: contó ocho óvalos oscuros ultravioleta del sur (SUDO, por sus siglas en inglés) entre 1994 y 2022.
En los 25 mapas globales del Hubble que muestran el polo norte de Júpiter, Tsubota y el autor principal Michael Wong, un astrónomo investigador asociado con base en el Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California en Berkeley, encontraron solo dos óvalos oscuros ultravioleta del norte (NUDO, por sus siglas en inglés).
La mayoría de las imágenes del Hubble se habían capturado como parte del proyecto Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL, por sus siglas en inglés) dirigido por Amy Simon, científica planetaria del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA y coautora del artículo. Utilizando el Hubble, los astrónomos de OPAL realizan observaciones anuales de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno para comprender su dinámica atmosférica y su evolución a lo largo del tiempo.
"En los dos primeros meses nos dimos cuenta de que estas imágenes de OPAL eran como una mina de oro, en cierto sentido, y rápidamente pude construir este proceso de análisis y enviar todas las imágenes para ver qué obteníamos", dijo Tsubota, quien está en su último año en UC Berkeley como estudiante de tres carreras: física, matemáticas e informática. "Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que realmente podíamos hacer algo de ciencia de calidad y análisis de datos reales y comenzar a hablar con colaboradores sobre por qué aparecen".
Wong y Tsubota consultaron a dos expertos en atmósferas planetarias: Tom Stallard de la Universidad de Northumbria en Newcastle-upon-Tyne en el Reino Unido y Xi Zhang de UC Santa Cruz, para determinar qué podría causar estas áreas de densa neblina. Stallard teorizó que el óvalo oscuro probablemente se agita desde arriba por un vórtice creado cuando las líneas del campo magnético del planeta experimentan fricción en dos lugares muy distantes: en la ionosfera, donde Stallard y otros astrónomos detectaron previamente un movimiento giratorio utilizando telescopios terrestres, y en la capa de plasma caliente e ionizado alrededor del planeta que desprende la luna volcánica Ío.
El vórtice gira más rápido en la ionosfera y se debilita progresivamente a medida que alcanza cada capa más profunda. Como un tornado que toca tierra polvorienta, la extensión más profunda del vórtice agita la atmósfera brumosa para crear las manchas densas que observaron Wong y Tsubota. No está claro si la mezcla arrastra más neblina desde abajo o genera neblina adicional.
Basándose en las observaciones, el equipo sospecha que los óvalos se forman en el transcurso de aproximadamente un mes y se disipan en un par de semanas.
"La neblina en los óvalos oscuros es 50 veces más espesa que la concentración típica", dijo Zhang, "lo que sugiere que probablemente se forma debido a la dinámica de vórtices giratorios en lugar de reacciones químicas desencadenadas por partículas de alta energía de la atmósfera superior. Nuestras observaciones mostraron que el momento y la ubicación de estas partículas energéticas no se correlacionan con la apariencia de los óvalos oscuros".
Los hallazgos son lo que el proyecto OPAL fue diseñado para descubrir: cómo la dinámica atmosférica en los planetas gigantes del sistema solar difiere de lo que conocemos en la Tierra.
"Estudiar las conexiones entre las diferentes capas atmosféricas es muy importante para todos los planetas, ya sea un exoplaneta, Júpiter o la Tierra", dijo Wong. "Vemos evidencia de un proceso que conecta todo en todo el sistema de Júpiter, desde el dínamo interior hasta los satélites y sus torios de plasma, la ionosfera y las neblinas estratosféricas. Encontrar estos ejemplos nos ayuda a comprender el planeta en su conjunto".