Uno de los mayores misterios en las ciencias atmosféricas es por qué los planetas gigantes Júpiter y Saturno, enormes esferas fluidas compuestas fundamentalmente de hidrógeno y helio, poseen un patrón alternante de vientos que, dirigidos a lo largo de los paralelos hacia el Este y el Oeste, cambian de dirección con la latitud. Al contrario que los planetas terrestres, cuyos vientos son impulsados principalmente por la energía proveniente del Sol, los planetas gigantes poseen una fuente adicional de energía. Se trata del calor generado durante la formación del planeta que permanece almacenado en su interior y que, unido al producido por una pequeña pero continua contracción, se escapa lentamente desde sus profundidades. El valor de esta fuente de energía es similar al de la tenue luz del Sol que ilumina sus atmósferas. La cantidad de energía solar es escasa a causa de la gran distancia que separa a estos planetas del Sol (unos 1.500 millones de kilómetros para Saturno). Combinando ambas, la energía solar y la interna, apenas se llega en Saturno a un 1% de la radiación solar que llega a la Tierra. Sin embargo, los vientos soplan allí con una intensidad diez veces superior a la de los terrestres, sobre todo en el ecuador en donde al igual que en Júpiter pero contrariamente a como sucede en los demás planetas, se dirigen hacia el Este. Ambos aspectos constituyen uno de los mayores retos a las teorías de los movimientos atmosféricos en planetas y estrellas, y su comprensión podría además ayudar en un futuro a entender mejor la circulación general atmosférica de nuestro propio planeta.
Actualmente, se han formulado dos explicaciones muy diferentes acerca de la naturaleza del sistema de vientos en los planetas gigantes. Según un grupo de teorías, los vientos se extenderían hasta niveles muy profundos en el interior del planeta, alimentándose del calor que emana desde el interior. En el otro grupo de teorías, los intensos vientos estarían concentrados en una delgada capa en la atmósfera superior, y de manera semejante a como sucede en la Tierra, estarían gobernados por el calor de la radiación solar. Ambas hipótesis tienen importantes problemas, pero en cualquier caso ninguna de ellas es capaz de explicar satisfactoriamente ni el sistema de vientos alternantes hacia el Este y Oeste, ni los intensos vientos ecuatoriales hacia el Este de Júpiter y Saturno.
Una manera de comprobar estos modelos es analizar el comportamiento a largo plazo de los vientos, midiendo si cambian o no al variar la cantidad de energía solar que llega al planeta. Estudios anteriores mostraban que los vientos de Júpiter son estables en el tiempo, pero poco se sabía de Saturno cuyos vientos son extremadamente difíciles de medir. Sin embargo, el eje de rotación de Saturno está inclinado como el terrestre por lo que el planeta gigante posee un largo ciclo estacional (un año en Saturno dura aproximadamente treinta años terrestres). Además, su inmenso sistema de anillos proyecta periódicamente su sombra sobre el ecuador, impidiendo la llegada de la radiación solar durante cortos intervalos de tiempo. ¿Mostrará entonces Saturno cambios en el viento ecuatorial? Usando la cámara planetaria de alta resolución del Telescopio Espacial Hubble, el equipo vasco-norteamericano ha determinado los movimientos de las estructuras nubosas del planeta y consiguientemente la velocidad de los vientos. De esta forma han descubierto que los vientos de las latitudes ecuatoriales durante el período 1996-2001 son sólo la mitad de intensos que en 1980-81, cuando la misión Voyager visitó el planeta. En contraste, el sistema de vientos alternantes ubicado más allá de las regiones ecuatoriales ha permanecido estable, como se observa en Júpiter presentando además una fuerte simetría entre hemisferios, lo que no se da en este ultimo planeta.
Una propuesta para explicar la repentina reducción de los vientos ecuatoriales de Saturno sería entonces la que tendría por origen los cambios de iluminación solar. En lugar de extenderse al interior profundo del planeta y estar principalmente generados por el calor interno, los vientos del ecuador podrían ser en parte un fenómeno superficial, afectado por las variaciones cíclicas en la energía solar que llega al planeta. De hecho, en la región ecuatorial de Saturno se producen las tormentas más grandes observadas en cualquier planeta, como las tormentas gigantes acontecidas en los años 1990 y 1994. Quizás ellas hayan podido también influir en el debilitamiento de los vientos ecuatoriales. Finalmente, los investigadores barajan otra posible hipótesis para explicar el cambio medido. Es posible que las nubes utilizadas para medir el viento entre 1996 y 2002 se encuentren a mayores alturas, en donde la corriente ecuatorial es probablemente más lenta, que en 1980-81.
El equipo de investigación tiene previsto realizar nuevas observaciones de Saturno con el Telescopio Espacial Hubble a finales de este año. Los próximos datos, junto con las imágenes de alta resolución que obtenga la misión espacial Cassini de NASA y ESA y que llegará a Saturno a mediados del año 2004, nos permitirá determinar si el actual sistema de vientos persiste o si se modifica en el curso del ciclo estacional de Saturno. En cualquier caso, estos resultados pondrán a prueba la comprensión del origen de los movimientos atmosféricos en los planetas gigantes.
Contacto:
Prof. Agustín Sánchez Lavega
Dpto. Física Aplicada I
Escuela Superior de Ingenieros
Universidad del País Vasco
Alda. Urquijo s/n
48013 BILBAO (Spain)
Updated: 05-June-2003