El misterio de los jets de Júpiter comienza a desvelarse

English press release

Un equipo internacional dirigido por científicos de la UPV/EHU ha analizado dos gigantescas tormentas desencadenadas en la corriente en chorro más rápida del planeta.



El trabajo es portada en el número del 24 de enero de 2008 de la revista Nature.

A finales de marzo de 2007, científicos de todo el mundo observaron con sorpresa y asombro un raro cambio en la atmósfera de Júpiter. Una gigantesca perturbación se desencadenó en sus nubes con la erupción de dos brillantes tormentas en las latitudes medias del hemisferio norte, donde reside la corriente en chorro, conocida como jet, más intensa del planeta, la cual alcanza velocidades de 600 kilómetros por hora. Las investigaciones sobre estas inusuales tormentas (las anteriores fueron observadas en 1975 y 1990) y la reacción del jet, realizadas por un equipo internacional coordinado por Agustín Sánchez-Lavega, profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), dan una idea más precisa sobre el origen de estas corrientes de chorro y pueden ayudar, así mismo, a comprender mejor la meteorología terrestre. El trabajo es portada en el número del 24 de enero de la revista Nature.

El equipo, formado por científicos de la UPV/EHU, investigadores de la Fundación Observatorio Esteve Durán en Barcelona, y de diversos centros norteamericanos: NASA, Jet Propulsion Laboratory, Universidades de Berkeley y Arizona, así como de la Universidad de Oxford en el Reino Unido, entre otros, siguió el evento con una resolución espacial y temporal sin precedentes. Por un lado, utilizó el Telescopio Espacial Hubble (HST), y, por otro, el telescopio de la NASA en la cima de las montañas de Hawaii y los telescopios en Canarias, los cuales, al ver en luz infrarroja, permiten observar las nubes más altas y los cambios de temperatura. Además, también ha sido decisivo el apoyo de toda una batería de telescopios más pequeños ubicados en el hemisferio sur de la Tierra desde donde actualmente se ve en mejores condiciones el planeta Júpiter. "Por fortuna, capturamos el inicio de la tormenta con el HST cuando se observaba Júpiter en apoyo a las observaciones que hacía la nave Nuevos Horizontes en su sobrevuelo del rumbo al lejano Plutón. Vimos como la tormenta crecía rápidamente desde unos 400 km hasta más de 2.000 km en menos de 24 horas", explica Sánchez-Lavega.

De acuerdo con la investigación, las brillantes tormentas se forman en las nubes más profundas de agua del planeta ascendiendo vigorosamente e inyectando una mezcla de hielo de amoníaco y agua hasta más de 30 km por encima de las nubes visibles. Las tormentas se mueven con la máxima velocidad del jet, a más de 600 kilómetros por hora, perturbándolo y generando tras ellas una estela de turbulencia de nubes rojizas que circundan todo el planeta. Las imágenes infrarrojas muestran perfectamente los festones brillantes que forman las tormentas desparramándose a sotavento de la corriente en chorro.

Sorprendentemente, y a pesar de la enorme cantidad de energía depositada por las tormentas y de la mezcla y remolinos por ellas generados, la corriente en chorro permaneció prácticamente inmutable durante el desarrollo de la perturbación y al cesar ésta, manteniéndose robusta frente al envite sufrido. Los modelos de ordenador que simulan el desarrollo del fenómeno, sugieren que la corriente en chorro se extiende en la atmósfera profunda de Júpiter, más de 100 km por debajo de las nubes visibles, a donde la energía solar no llega. "Esto confirma los resultados anteriores obtenidos por la sonda Galileo cuando penetró en la atmósfera de Júpiter en diciembre de 1995. Aunque las regiones estudiadas son meteorológicamente diferentes, todo apunta a que corrientes en chorro de Júpiter se extienden en profundidad, y sugieren que la fuente de energía interna juega un papel importante en su generación", indica Sánchez-Lavega.

La comparación de lo ahora observado con los dos casos anteriores, acaecidos en 1975 y 1990, muestra sorprendentes similitudes y coincidencias aún sin explicar. Las tres erupciones han tenido lugar con una recurrencia de unos 15 a 17 años, un período extraño a Júpiter, pues no tiene relación con ninguno de los periodos naturales de este planeta. Las tormentas surgieron en el pico del jet, donde la velocidad es máxima, no algo más al Norte o al Sur. Las tormentas siempre han sido dos (ni una más ni una menos), y finalmente siempre se movieron en todos los casos a la misma velocidad. "Si en el futuro somos capaces de resolver este rompecabezas, probablemente llegaremos a comprender los misterios que se encierran bajo las nubes de Júpiter", indica Sánchez-Lavega.

La atmósfera del planeta gigante gaseoso Júpiter, que tiene diez veces el tamaño de la Tierra y cuyo día dura solo 10 horas, se encuentra en un estado permanente de agitación. La circulación está dominada por un sistema de corrientes en chorro, "jets", alternantes con la latitud que distribuye sus nubes en franjas claras y oscuras paralelas al ecuador, todos ellos fenómenos de naturaleza es desconocida. Los cambios en las bandas de nubes son a veces violentos, desparramándose y circunvalando el planeta. Su origen así como el de la fuente de energía que genera las bandas de nubes y las corrientes en chorro es materia de controversia entre los meteorólogos y científicos planetarios. Pueden generarse por la deposición de la radiación solar como en la Tierra, o por la intensa fuente de energía interna que emana del interior de Júpiter, o quizás por una combinación de los dos.

Conocer los mecanismos que operan en estos fenómenos es importante para la meteorología terrestre que es pródiga en tormentas y donde las corrientes en chorro dominan la circulación atmosférica. En este sentido Júpiter representa un laboratorio natural en donde los científicos pueden estudiar la naturaleza e interrelación entre los jets, las tormentas y los fenómenos atmosféricos violentos. Esta es la tercera portada en Nature que el grupo dirigido por Sánchez-Lavega consigue en Nature. Las dos anteriores, en los años 1991 y 2003, se debieron a investigaciones realizadas sobre Saturno.


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Material e imágenes adicionales:


Evolución de la Región Templada Norte de Júpiter a lo largo de una perturbación convectiva. La región templada norte de Júpiter donde se produjeron las tormentas, justo antes de la perturbación (izquierda), durante el estadio intermedio turbulento (centro) y después de que la perturbación se disipara (derecha). Nótese el cambio de color entre las imágenes izquierda y derecha tomadas con el mismo conjunto de filtros. Todas las imágenes adquiridas por el Telescopio Espacial Hubble.


Fusionando la visión infrarroja de la alta atmósfera de Júpiter con la visión en el visible del Telescopio Espacial Hubble. La imagen izquierda (NASA-IRTF) muestra las cabezas de las plumas convectivas altas en la atmósfera. La imagen derecha (HST) muestra la turbulencia formada como consecuencia de la interacción de la corriente en chorro con las tormentas en el rango de latitudes de la región templada norte de Júpiter.


Vista casi simultánea de las tormentas y el jet en infrarrojo (izquierda, NASA-IRTF) y el visible (derecha, Zac Pujic) Las tormentas son especialmente brillantes en una longitud de onda de 2.3 micras representativa de niveles verticales elevados en la atmósfera. La imagen visible muestra el patrón de turbulencia formado por detrás del avance de las plumas convectivas.




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