Los vientos de Júpiter penetran el planeta en capas cilíndricas

 

Los datos de gravedad recopilados por la misión Juno de la NASA indican que los vientos atmosféricos de Júpiter penetran en el planeta de manera cilíndrica, paralela a su eje de rotación. Un artículo sobre los hallazgos se publicó recientemente en la revista Nature Astronomy.

La naturaleza violenta de la turbulenta atmósfera de Júpiter ha sido durante mucho tiempo una fuente de fascinación para los astrónomos y científicos planetarios, y Juno ha tenido un asiento de primera fila en los acontecimientos desde que entró en órbita en 2016. Durante cada una de las 55 naves espaciales hasta la fecha, un conjunto de instrumentos científicos ha mirado debajo de la turbulenta cubierta de nubes de Júpiter para descubrir cómo funciona el gigante gaseoso de adentro hacia afuera.

Una de las formas en que la misión Juno aprende sobre el interior del planeta es a través de la ciencia de radio. Utilizando las antenas de la Red de Espacio Profundo de la NASA, los científicos rastrean la señal de radio de la nave espacial mientras Juno vuela más allá de Júpiter a velocidades cercanas a las 130.000 mph (209.000 kph), midiendo pequeños cambios en su velocidad, tan pequeños como 0,01 milímetros por segundo. Esos cambios son causados por variaciones en el campo gravitatorio del planeta, y al medirlos, la misión puede ver esencialmente la atmósfera de Júpiter.

Tales mediciones han llevado a numerosos descubrimientos, incluida la existencia de un núcleo diluido en las profundidades de Júpiter y la profundidad de las zonas y cinturones del planeta, que se extienden desde la parte superior de las nubes hasta aproximadamente 1.860 millas (3.000 kilómetros).

Para determinar la ubicación y la naturaleza cilíndrica de los vientos, los autores del estudio aplicaron una técnica matemática que modela las variaciones gravitacionales y las elevaciones de la superficie de planetas rocosos como la Tierra. En Júpiter, la técnica se puede utilizar para mapear con precisión los vientos en profundidad. Utilizando los datos de alta precisión de Juno, los autores pudieron multiplicar por cuatro la resolución en comparación con los modelos anteriores creados con datos de los pioneros exploradores jovianos de la NASA, Voyager y Galileo.

 

 

 

NASA/JPL-Caltech/SSI/SWRI/MSSS/ASI/ INAF/JIRAM/Björn Jónsson CC BY 3.0

"Aplicamos una técnica restrictiva desarrollada para conjuntos de datos dispersos en planetas terrestres para procesar los datos de Juno", dijo Ryan Park, científico de Juno y líder de la investigación científica de la gravedad de la misión desde el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "Esta es la primera vez que se aplica una técnica de este tipo a un planeta exterior".

Las mediciones del campo gravitatorio coincidieron con un modelo de dos décadas de antigüedad que determinó que los poderosos flujos zonales este-oeste de Júpiter se extienden desde las zonas y cinturones blancos y rojos a nivel de las nubes hacia el interior. Pero las mediciones también revelaron que, en lugar de extenderse en todas las direcciones como una esfera radiante, los flujos zonales van hacia adentro, cilíndricamente, y están orientados a lo largo de la dirección del eje de rotación de Júpiter. La forma en que se estructuran los vientos atmosféricos profundos de Júpiter ha sido objeto de debate desde la década de 1970, y la misión Juno ahora ha resuelto el debate.

"Los 40 coeficientes de gravedad medidos por Juno coincidían con nuestros cálculos anteriores de lo que esperamos que sea el campo gravitatorio si los vientos penetran hacia adentro en los cilindros", dijo Yohai Kaspi del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel, autor principal del estudio y coinvestigador de Juno. "Cuando nos dimos cuenta de que los 40 números coincidían exactamente con nuestros cálculos, fue como ganar la lotería".

Además de mejorar la comprensión actual de la estructura interna y el origen de Júpiter, la nueva aplicación del modelo de gravedad podría utilizarse para obtener más información sobre otras atmósferas planetarias.

Juno se encuentra actualmente en una misión extendida. Junto con los sobrevuelos de Júpiter, la nave espacial alimentada por energía solar ha completado una serie de sobrevuelos de las lunas heladas del planeta, Ganímedes y Europa, y se encuentra en medio de varios sobrevuelos cercanos de Io. El sobrevuelo del 30 de diciembre de Io será el más cercano hasta la fecha, ya que se acercará a unos 1.500 kilómetros (930 millas) de su superficie festoneada por volcanes.

 

"A medida que avanza el viaje de Juno, estamos logrando resultados científicos que realmente definen un nuevo Júpiter y que probablemente sean relevantes para todos los planetas gigantes, tanto dentro de nuestro sistema solar como más allá", dijo Scott Bolton, investigador principal de la misión Juno en el Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. "La resolución del campo gravitatorio recién determinado es notablemente similar a la precisión que estimamos hace 20 años. Es genial ver tal concordancia entre nuestra predicción y nuestros resultados".

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, California, administra la misión Juno para el investigador principal, Scott J. Bolton, del Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. Juno es parte del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, que se administra en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. Lockheed Martin Space en Denver construyó y opera la nave espacial.

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