Un nuevo análisis de las características de Saturno podría cambiar la forma en que se estudian los procesos climáticos

El sistema solar se encuentra compuesto de planetas rocosos relativamente pequeños comparados a los gigantes gaseosos. Estos mundos compuestos principalmente de hidrógeno y helio, ejercen una fuerza gravitatoria de tal magnitud que atraen a decenas de cuerpos que orbitan alrededor de ellos. Además, los gases producen actividades meteorológicas que son estudiadas debido a sus particulares características. Ante esta realidad, los expertos aseguran que es esencial comprender cómo funcionan sus sistemas para develar los secretos de su evolución.

En un estudio reciente, científicos de la Universidad de Houston liderados por Xinyue Wang, estudiante de doctorado de tercer año en el Departamento de Ciencias de la Tierra y la Atmósfera de NSM, hallaron un gran desequilibrio energético en Saturno que podría explicar las impresionantes tormentas que se desarrollan en el planeta. Este desbalance es generado porque su núcleo caliente y su órbita extremadamente excéntrica hacen que las estaciones duren años en cada hemisferio. Los hallazgos cuestionaron los métodos que se utilizaban para analizar el clima de los gigantes gaseosos.

Los expertos utilizaron datos provenientes de la sonda espacial Cassini, que recompiló información de Saturno durante casi dos décadas, para comprobar el desequilibrio que cambió el entendimiento que se tenía sobre los eventos atmosféricos en este tipo de planetas. “Esta es la primera vez que se observa un desequilibrio energético global a escala estacional en un gigante gaseoso”, expresó Liming Li, profesor de física en la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas de la UH.

Para medir la cantidad de radiación recibida se utilizaron observaciones solares del Subsistema de Ciencia de Imágenes (ISS) y el Espectrómetro de Cartografía Visual e Infrarroja (VIMS), y para cuantificar la energía emitida se basaron en observaciones térmicas desde el Espectrómetro Infrarrojo Compuesto (CIRS).

El período orbital de saturno comprende 29.4 años terrestres. Los datos del estudio muestran que en ese tiempo la energía emitida presenta variaciones menores comparadas a la radiación obtenida por el Sol y su calor interno.

La energía que recibe la Tierra por parte del Sol suele ser proporcional a la emitida, por lo cual el presupuesto energético es relativamente estable y su desequilibrio energético estacional no es tan relevante. Sin embargo, su órbita comprende una excentricidad baja, no como la de Saturno “que varía en casi un 20% desde el afelio (el punto de la órbita más alejado del Sol) hasta el perihelio (el punto de la órbita más cercano al Sol)”, según explican desde la Universidad de Houston en un comunicado de prensa.

Además, el gigante gaseoso tiene factores extra: el calor que irradia su núcleo y sus característicos anillos, que también pueden influir en el balance de energía, ya que bloquea parte de la radiación solar. Sin embargo, los factores mencionados previamente no se tenían en cuenta al estudiar este tipo de planetas debido a la falta de observaciones precisas, pero esta investigación detalló sus efectos en el clima de Saturno y planteó la necesidad de incorporarlos a análisis futuros.

Las mediciones analizadas, además, sirvieron para estimar el calor interno del planeta, como también verificar las consecuencias del desequilibrio en las tormentas convectivas. Esto último podría ser relacionado con las tormentas ocurridas en la Tierra en estudios futuros, con el fin de hallar alguna similitud.

“Hasta donde sabemos, el papel del balance de energía en el desarrollo de tormentas húmedas y convectivas en la Tierra no se ha examinado por completo, por lo que planeamos investigarlo también para ver si hay una conexión”, manifestó Wang.

El problema actual es que los modelos mediante los cuales se estudian las atmósferas y la evolución de los gigantes gaseosos se basan en un presupuesto energético global equilibrado. A partir de la investigación se logró probar que esto no es así y que se debe cambiar la manera en la que se examinan los planetas.

En el futuro, el equipo planea estudiar el desequilibrio de Urano, el cual consideran que será mayor debido a su órbita excéntrica y oblicuidad alta. En los próximos años se enviará una sonda insignia que observará el lejano planeta.

“Reexaminar los flujos de enfriamiento, el calor interno y los desequilibrios energéticos de otros planetas gigantes de nuestro sistema solar teniendo en cuenta la variación estacional de los componentes de energía radiante es crucial para comprender la formación y evolución planetaria, tanto dentro como fuera de nuestro sistema solar”, comentaron los científicos autores del estudio.