El misterio de los ciclones de Júpiter fue explicado gracias a la física de los océanos en la Tierra

La agitada atmósfera de Júpiter capturada por la misión Juno de la NASA (Crédito: NASA)

Científicos de los Estados Unidos pudieron determinar que ciclones gigantes que ocurren en los polos de Júpiter son generados por las mismas fuerzas que mueven el agua en los océanos de la Tierra.

Para hacerlo, analizaron imágenes producidas por Juno, un satélite financiado por la NASA que orbita alrededor de Júpiter y sus 79 lunas. Sus fotografías del planeta más grande del sistema solar han servido como excelente material para oceanógrafos en 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 Física de la naturaleza y su autora principal es Lia Siegelman, oceanógrafa física y becaria postdoctoral en la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California, San Diego. 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 época de estudiante de doctorado.

Utilizando una serie de estas imágenes y principios utilizados en la dinámica de fluidos geofísicos, Siegelman y sus colegas proporcionaron evidencia de una hipótesis de larga data de que la convección húmeda, cuando sube aire más cálido 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 funcionan en nuestro propio planeta al resaltar algunas vías de energía que también podrían existir en la Tierra.

“Poder estudiar un planeta que está tan lejos y encontrar la física que allí se aplica es fascinante”, Él 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 orbitaban la región ecuatorial del planeta, proporcionar vistas de la famosa Mancha Roja del planeta.

Juno está equipado con dos sistemas de cámara, uno para imágenes de luz visible y el otro que captura firmas de calor utilizando el Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM), un instrumento en la nave espacial Juno respaldado por la Agencia Espacial Italiana.

De izquierda a derecha: Una floración de fitoplancton en el Mar Báltico y nubes turbulentas en la atmósfera de Júpiter (NASA)
De izquierda a derecha: Una floración de fitoplancton en el Mar Báltico y nubes turbulentas en la atmósfera de Júpiter (NASA)

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. De las imágenes, los investigadores pudieron calcular la velocidad y la dirección del viento siguiendo el movimiento de las nubes entre imágenes. Luego, 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 gruesa 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 cálido y menos denso, los investigadores descubrieron que El aire que asciende rápidamente dentro de las nubes actúa como una fuente de energía alimentando escalas más grandes hasta grandes ciclones polares y circumpolares.

Fotografía de uno de los ciclones de Júpiter.
Fotografía de uno de los ciclones de Júpiter.

Juno llegó por primera vez al sistema joviano en 2016, dando a los científicos su primer vistazo 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 existido desde esa primera vista hace cinco años. Los investigadores no están seguros de cómo se originaron o cuánto tiempo han estado circulando, pero ahora saben que la convección húmeda es lo que los sostiene. Los investigadores primero plantearon la hipótesis de esta transferencia de energía después de observar los rayos en las tormentas de Júpiter.

Juno continuará orbitando Júpiter hasta 2025, brindando a los investigadores y al público novedosas imágenes del planeta y su extenso sistema lunar.

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