Si bien la Gran Mancha Roja de Júpiter ha sido una característica constante del planeta durante siglos, los astrónomos de la Universidad de California en Berkeley han descubierto manchas igualmente grandes en los polos norte y sur del planeta que aparecen y desaparecen al azar.
Los esferoides del tamaño de la Tierra, visibles sólo en longitudes de onda ultravioleta, están incrustados en capas de neblina estratosférica que envuelven los polos del planeta. Los óvalos oscuros, cuando se ven, casi siempre están ubicados justo debajo de las brillantes zonas aurorales en cada polo, de manera análoga a las luces del norte y del sur de la Tierra. Estas manchas absorben más rayos UV que el área circundante, razón por la cual aparecen oscuras en las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA. En las imágenes anuales del planeta tomadas por el Hubble entre 2015 y 2022, el esferoide ultravioleta oscuro es visible en el polo sur el 75% del tiempo, mientras que solo una de cada ocho imágenes tomadas en el polo norte muestra un esferoide oscuro.
Los profundos anillos ultravioleta apuntan a procesos inusuales en el fuerte campo magnético de Júpiter que se extienden hasta los polos y profundamente en la atmósfera, mucho más profundo que los procesos magnéticos que producen auroras en la Tierra.
Los investigadores de UC Berkeley y sus colegas informan sobre el fenómeno hoy (26 de noviembre) en la revista. Naturaleza Astronomía.
Los anillos ultravioleta profundos fueron descubiertos por primera vez por el Hubble en los polos norte y sur a finales de los años 1990, y más tarde por la nave espacial Cassini en el Polo Norte que pasó cerca de Júpiter en 2000, pero han atraído poca atención. Sin embargo, cuando Troy Sobota, estudiante de UC Berkeley, realizó un estudio sistemático de imágenes recientes del Hubble, descubrió que son una característica común en el Polo Sur: encontró ocho anillos oscuros UV en el sur contados entre 1994 y 2022 (SUDO). En 25 mapas globales del Hubble que muestran el polo norte de Júpiter, Sobota y el autor principal Michael Wong, astrónomo investigador asociado del Laboratorio de Ciencias Espaciales de la Universidad de California en Berkeley, encontraron sólo dos óvalos oscuros UV del norte (NUDO).
La mayoría de las imágenes del Hubble fueron tomadas como parte del proyecto Outer Planet Environment Legacy (OPAL) dirigido por Amy Simon, científica planetaria del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y coautora del artículo. Utilizando el Hubble, los astrónomos de OPAL realizan observaciones anuales de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno para comprender su dinámica atmosférica y su evolución a lo largo del tiempo.
“En los primeros meses, nos dimos cuenta de que estas imágenes de OPAL eran como una mina de oro, y pude construir muy rápidamente este proceso de análisis y enviar todas las imágenes para ver qué podíamos obtener. Qué se logra”. dijo Tsubota. Está en su último año en UC Berkeley con una triple especialización en física, matemáticas e informática. “Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que podíamos hacer algo de ciencia y análisis de datos reales y empezar a hablar con colegas sobre por qué aparecen estas cosas”.
Wong y Sobota consultaron a dos expertos en atmósferas planetarias, Tom Stallard de la Universidad de Northumbria en Newcastle-upon-Tyne en el Reino Unido y Xi Zhang de la UC Santa Cruz, para determinar si la densa neblina ¿Cuál podría ser la causa de estas áreas? Stallard teorizó que la elipse oscura probablemente sea agitada por un vórtice desde arriba cuando las líneas del campo magnético del planeta experimentan fricción en dos lugares muy distantes: en la ionosfera, donde Stallard y otros astrónomos han detectado previamente el movimiento giratorio mediante telescopios terrestres. y el manto de plasma ionizado caliente alrededor del planeta que es expulsado por la luna volcánica. Vamos
El vórtice se mueve rápidamente a través de la ionosfera y se debilita gradualmente a medida que llega a cada capa más profunda. Como un tornado sobre tierra polvorienta, la profundidad del vórtice agita la atmósfera parcialmente nublada para producir las densas manchas observadas por Wong y Sobota. No está claro si la mezcla crea más neblina desde abajo o crea neblina adicional.
Basándose en las observaciones, el equipo sospecha que el óvulo se forma en el transcurso de aproximadamente un mes y desaparece en unas pocas semanas.
“La neblina en los óvalos oscuros es 50 veces más espesa que la concentración normal”, dijo Zhang, sugiriendo que probablemente se trate de un vórtice giratorio en lugar de una reacción química causada por partículas de alta energía de la atmósfera superior causada por la dinámica. Nuestras observaciones muestran que el tiempo y la ubicación de estas partículas energéticas no están correlacionados con la aparición de la oscuridad. Esporas.”
Los resultados son para lo que se diseñó el proyecto OPAL: la dinámica de las atmósferas en los planetas gigantes del Sistema Solar es diferente de lo que conocemos en la Tierra.
“Estudiar las conexiones entre las diferentes capas atmosféricas es muy importante para todos los planetas, ya sea un planeta, Júpiter o la Tierra”, dijo Wong. “Vemos evidencia de un proceso que conecta todo en todo el sistema de Júpiter, desde la dinamo interna hasta los satélites y sus toros de plasma, la ionosfera y la neblina estratosférica. Encontrar estos ejemplos nos ayuda a comprender el planeta en su conjunto”.
Este trabajo fue apoyado por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio.
