Científicos de Estados Unidos lograron determinar que los ciclones gigantes que se producen en los polos de Júpiter son generados por las mismas fuerzas que mueven el agua en los océanos de la Tierra.
Para hacerlo, analizaron las imágenes producidas por Juno, un satélite financiado por la NASA que gira alrededor de Júpiter y sus 79 lunas. Las fotografías que toma del planeta más grande del sistema solar han servido de excelente material para los oceanógrafos de la tierra para describir la rica turbulencia en los polos de Júpiter y las fuerzas físicas que impulsan los grandes ciclones.
El estudio fue publicado en Nature Physics y su autora principal es Lia Siegelman, oceanógrafa física y becaria postdoctoral en la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego. Ella decidió continuar con la investigación después de notar que los ciclones en el polo de Júpiter parecen compartir similitudes con los vórtices oceánicos que estudió durante su tiempo como estudiante de doctorado.
Usando una serie de estas imágenes y principios utilizados en la dinámica de fluidos geofísicos, Siegelman y sus colegas proporcionaron evidencia para una hipótesis de larga data de que la convección húmeda, cuando sube aire más caliente y menos denso, impulsa estos ciclones.
“Cuando vi la riqueza de la turbulencia alrededor de los ciclones jovianos con todos los filamentos y remolinos más pequeños, me recordó la turbulencia que ves en el océano alrededor de los remolinos”, dijo Siegelman. “Estos son especialmente evidentes en imágenes satelitales de alta resolución de floraciones de plancton, por ejemplo”.
Siegelman dice que comprender el sistema de energía de Júpiter, una escala mucho mayor que la de la Tierra, también podría ayudarnos a comprender los mecanismos físicos que intervienen en nuestro propio planeta al resaltar algunas rutas de energía que también podrían existir en la Tierra.
“Poder estudiar un planeta que está tan lejos y encontrar física que se aplique allí es fascinante”, dijo. “Surge la pregunta, ¿estos procesos también son válidos para nuestro propio punto azul?”.
Juno es la primera nave espacial en capturar imágenes de los polos de Júpiter; los satélites anteriores orbitaron la región ecuatorial del planeta, proporcionando vistas de la famosa Mancha Roja del planeta.
Juno está equipado con dos sistemas de cámara, uno para imágenes de luz visible y otro que captura firmas de calor usando el Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), un instrumento en la nave espacial Juno respaldado por la Agencia Espacial Italiana.
Siegelman y sus colegas analizaron una serie de imágenes infrarrojas que capturan la región polar norte de Júpiter y, en particular, el cúmulo de vórtices polares. A partir de las imágenes, los investigadores pudieron calcular la velocidad y la dirección del viento siguiendo el movimiento de las nubes entre imágenes. A continuación, el equipo interpretó las imágenes infrarrojas en términos del grosor de las nubes. Las regiones cálidas corresponden a nubes delgadas, donde es posible ver más profundamente en la atmósfera de Júpiter. Las regiones frías representan una espesa capa de nubes que cubre la atmósfera de Júpiter.
Estos hallazgos dieron a los investigadores pistas sobre la energía del sistema. Dado que las nubes jovianas se forman cuando sube aire más caliente y menos denso, los investigadores descubrieron que el aire que asciende rápidamente dentro de las nubes actúa como una fuente de energía que alimenta escalas más grandes hasta los grandes ciclones polares y circumpolares.
Juno llegó por primera vez al sistema joviano en 2016, proporcionando a los científicos la primera mirada a estos grandes ciclones polares, que tienen un radio de unos 1.000 kilómetros. Ocho de estos ciclones ocurren en el polo norte de Júpiter y cinco en su polo 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 los sostiene. Los investigadores plantearon por primera vez la hipótesis de esta transferencia de energía después de observar rayos en las tormentas de Júpiter.
Juno continuará orbitando Júpiter hasta 2025, brindando a los investigadores y al público imágenes novedosas del planeta y su extenso sistema lunar.
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