Una colaboración entre astrónomos aficionados y profesionales ha ayudado a disipar un malentendido de larga data sobre la estructura de las nubes de Júpiter. En lugar de formarse a partir de hielo de amoníaco (la opinión tradicional), ahora parece haberse mezclado con smog de hidrosulfuro de amonio.
Los resultados se publican Revista de investigación geofísica – Planetas.
El nuevo descubrimiento fue realizado por el astrónomo aficionado Dr. Steven Hill, radicado en Colorado. Recientemente, demostró que la abundancia de amoníaco y la presión en las cimas de las nubes en la atmósfera de Júpiter se pueden cartografiar utilizando telescopios disponibles comercialmente y algunos filtros de color especiales. Sorprendentemente, estos resultados iniciales no sólo mostraron que la abundancia de amoníaco en la atmósfera de Júpiter podría ser mapeada por astrónomos aficionados, sino que también mostraron que las nubes en la atmósfera caliente de Júpiter son muy abundantes hasta profundidades que corresponden al hielo de amoníaco de las nubes.
En este nuevo estudio, el profesor Patrick Irwin del Departamento de Física de la Universidad de Oxford utiliza el análisis del Dr. Steven Hill de las observaciones de Júpiter realizadas por el instrumento Explorador espectroscópico de unidades múltiples (MUSE) en el Very Large Telescope (VLT) del Observatorio Europeo Austral en Chile. . Implementó el método. . MUSE utiliza el poder de la espectroscopia, donde los gases de Júpiter forman huellas dactilares de luz visible en diferentes longitudes de onda, para mapear el amoníaco y las alturas de las nubes en la atmósfera del gigante gaseoso.
Al simular cómo interactúa la luz con los gases y las nubes en un modelo informático, el profesor Irwin y su equipo descubrieron que las nubes centrales de Júpiter, que podemos ver a través de telescopios domésticos, se formaron por primera vez a mayor profundidad de lo que se pensaba. , en una región de alta presión y alta temperatura. De hecho, hace demasiado calor para que se condense el amoníaco. En cambio, estas nubes tienen que estar hechas de algo diferente: hidrosulfuro de amonio.
Análisis anteriores de observaciones de MUSE indicaron resultados similares. Sin embargo, debido a que estos análisis se realizaron utilizando métodos sofisticados y altamente complejos que sólo unos pocos grupos en todo el mundo podían realizar, fue difícil confirmar esta conclusión. En este nuevo trabajo, el equipo de Irwin descubrió que el método del Dr. Hill para comparar el brillo en filtros de color estrechos y adyacentes dio resultados similares. Y como este nuevo método es tan rápido y sencillo, es muy fácil de verificar. Por lo tanto, el equipo concluyó que las nubes de Júpiter están efectivamente bajo una presión más profunda que las nubes de amoníaco esperadas a 700 mb y, por lo tanto, no pueden contener hielo de amoníaco puro.
El profesor Irwin dijo: “¡Me sorprende que un método tan simple sea capaz de sondear tan profundamente la atmósfera y mostrar tan claramente que las nubes principales no pueden ser hielo de amoníaco puro! Estos resultados muestran que los modernos “un aficionado innovador que utiliza una cámara y un dispositivo especial Los filtros podrían abrir una nueva ventana a la atmósfera de Júpiter y contribuir a comprender la naturaleza de las largas y misteriosas nubes de Júpiter y cómo circula la atmósfera”.
El Dr. Steven Hill, que tiene un doctorado en astrofísica de la Universidad de Colorado y trabaja en pronóstico del clima espacial, dijo: “Siempre quiero extender mis observaciones más allá de lo que puedo medir físicamente con instrumentos comerciales modestos. Es posible. Espero poder hacerlo”. “Puedo encontrar nuevas formas para que los aficionados contribuyan al trabajo profesional, ¡pero no estaba seguro de que este proyecto valiera la pena!”
Como resultado de esta sencilla técnica analítica, los perfiles de amoníaco se pueden determinar a una fracción del coste computacional de métodos más sofisticados. Esto significa que pueden ser utilizados por científicos ciudadanos para rastrear diversas características del amoníaco y la presión de las cimas de las nubes en la atmósfera de Júpiter, incluidos vórtices gigantes como las bandas de Júpiter, pequeñas tormentas y la Gran Mancha Roja.
John Rogers (Asociación Astronómica Británica), uno de los coautores del estudio, añadió: “Una ventaja particular de esta técnica es que permite a los aficionados vincular los cambios climáticos observados en Júpiter con las variaciones en los niveles de amoníaco. los ingredientes principales que contiene.”
Entonces, ¿por qué el amoníaco no forma una nube espesa? La fotoquímica (reacciones químicas provocadas por la luz solar) es muy activa en la atmósfera de Júpiter, y el profesor Irwin y sus colegas sugieren que en regiones donde el aire húmedo y rico en amoníaco se eleva, el amoníaco se destruye y/o se combina con productos fotoquímicos más rápido que el hielo. puede crear Por lo tanto, la cubierta de nubes principal puede en realidad consistir en hidrosulfuro de amonio mezclado con productos fotoquímicos y ahumados, produciendo los colores rojo y marrón que se ven en las imágenes de Júpiter.
En regiones pequeñas, donde la convección es particularmente fuerte, las corrientes ascendentes pueden ser lo suficientemente fuertes como para formar hielo de amoníaco fresco, y estas regiones han sido observadas ocasionalmente por naves espaciales como la Galileo de la NASA y, más recientemente, la Juno de la NASA, donde hay pocas altas pequeñas. nubes blancas. La nube principal de abajo se ve proyectando sus sombras sobre la cubierta.
El profesor Irwin y su equipo también aplicaron el método a las observaciones de Saturno del VLT/MUSE y encontraron una coincidencia similar en mapas de amoníaco derivados de otros estudios, incluidas observaciones del Telescopio Espacial James Webb. También se incluye uno modificado. Asimismo, encontraron que la superficie de reflectancia central estaba muy por debajo de la superficie esperada de condensación de amoníaco, lo que sugiere que están ocurriendo procesos fotoquímicos similares en la atmósfera de Saturno.
