martes, 30 de mayo de 2017

Características inesperadas de la gravedad y los campos magnéticos proporcionan nuevas pistas del interior de Júpiter.

Es difícil imaginar que el planeta más grande del Sistema Solar, el que proporcionó a Galileo sus primeras observaciones astronómicas, posee aún secretos 450 años después. Sin embargo, a pesar de innumerables horas que se han consumido mirando a través de telescopios y numerosos visitantes robóticos, todavía hay mucho que aún no sabemos acerca de Júpiter. Lo más notable es que ni siquiera teníamos una imagen decente de los polos del planeta y teníamos pocas idea de cómo podría ser su interior.

Equipo e instrumentos de la Sonda Juno. Créditos: NASA.

Gracias a la llegada de la sonda Juno esto está empezando a cambiar. Después de unas pocas órbitas, Juno ha captado los dos polos, ha rastreado parte de la dinámica de su atmósfera y ha comenzado a dar pruebas de lo que puede estar en las profundidades del interior del planeta.

Mirando las nubes

A principios de este año, Juno realizó la aproximación más cercana a Júpiter, pasando a 5,000 km de las nubes de Júpiter. La órbita altamente elíptica de Juno también sirvió para orbitar ambos polos, lo que les permitió ser visualizados con mayor detalle que nunca. Y cada instrumento de la sonda logró capturar algunos datos.

Los datos más fáciles de interpretar provienen de su cámara, la JunoCam, que captura imágenes en RGBM, el RGB habitual más una longitud de onda sensible al metano. Se prevía que se podía observar algo como el polo de Saturno, que tiene un vórtice justo en el polo y una extraña forma hexagonal en sus nubes. En cambio, los polos de Júpiter tienen un patrón de bandas en las latitudes medias dando paso a una superficie más oscura llena de ciclones. También hay áreas más difusas, de color claro, de hasta 10,000 km de ancho que no tienen una rotación definida. Y no hay indicios de formaciones de nubes hexagonales.

El hardware de imágenes por microondas también permitió rastrear la temperatura de diferentes bandas de nubes en las latitudes medias de Júpiter. El trabajo anterior se había centrado en cómo estas bandas se mueven tan rápidamente al este o al oeste del planeta. Sin embargo, los datos de Juno muestran que hay una banda cerca del ecuador donde el material caliente del interior del planeta sube y alcanza las nubes, mientras que una banda más fría al norte permite que el material vuelva a las profundidades. Los científicos que participan en el análisis de los datos sugieren que esto puede ser un análogo de la célula de Hadley que se encuentra en la atmósfera de la Tierra, concluyendo que "la estructura es una célula de Hadley sin lluvia".

El dispositivo de infrarrojos (el Jovian infrarrojo Auroral Mapper) ha rastreado pequeñas regiones frías y calientes a través de las bandas de nubes. Se cree que las regiones calientes son áreas que se han secado, se han enfriado y ahora están descendiendo al interior de Júpiter. Parecen más calientes simplemente porque la falta de agua y amoníaco permite que el calor interno de Júpiter alcance la superficie en lugar de ser absorbido.

Mirando hacia adentro

Uno de los objetivos clave de la misión Juno es proporcionar alguna perspectiva sobre el interior de Júpiter. Hay un debate en curso sobre si la formación de Júpiter requirió un núcleo sólido para comenzar a reunir el gas que lo convirtió en un gigante. Y sospechamos, pero no sabemos, que el hidrógeno se vuelve metálico bajo las presiones dentro del planeta, produciendo un campo magnético que puede extenderse más de 100 veces sobre el radio del planeta.

Juno no necesita ningún instrumento especial para rastrear el campo gravitatorio de Júpiter; en cambio, puede percibir a medida que acelera la nave espacial, un cambio que aparece como un cambio Doppler en las señales de comunicaciones. Los resultados de sólo un par de órbitas son inconsistentes con algunos de nuestros modelos del interior del planeta gigante, pero aún consistente con varios otros. Así que probablemente tendremos que esperar varias órbitas más para refinar las mediciones de Juno antes de averiguar sobre el interior de Júpiter.

El campo magnético, por el contrario, ya ha cedido un poco de sorpresa a Juno. La órbita de la sonda fue realizada en el área donde interactúa la magnetosfera de Júpiter con el viento solar, donde cruzó esta área varias veces en cada órbita, debido a las fluctuaciones en la fuerza de la magnetosfera y el viento solar. Significativamente, Juno es la primera sonda en medir el campo magnético desde dentro de la órbita de la luna Io desde 1974 (cuando Pioneer 11 visitó este planeta).

Inesperadamente, el campo magnético se hizo mucho más fuerte durante el acercamiento más cercano, alcanzando fuerzas de más de 1,5 veces las predichas por los modelos. También fue más variable de lo esperado. Esto, concluye el equipo, "presagia una región de generación de dinamo no muy lejos de la superficie". En esos niveles, no se supone que el hidrógeno sea metálico; en su lugar, debería ser similar al modelo estándar de la molécula de H2. Por lo tanto, no está claro qué está proporcionando el medio conductor necesario para producir el magnetismo.

Acelerador de partículas planetario

Con Juno, viaja un JEDI a Júpiter. Ese es el Jupiter Energetic Particle Detector Instrument, que es sensible a los electrones de alta energía y los iones. JEDI realizó un seguimiento a los electrones energéticos que caían en las regiones polares de Júpiter, donde crean auroras capturadas por los sistemas UV de Juno. En su bombardeo más intenso, los autores estiman que cada metro cuadrado de la atmósfera de Júpiter está recibiendo 200 miliWatts de energía de partículas cargadas. Pero el planeta no es sólo una víctima del bombardeo; también se detectó corrientes de electrones siendo enviadas hacia arriba, canalizadas a lo largo de las líneas de campo magnético de Júpiter.

Los electrones no son lo único que se acerca alrededor del planeta gigante. El hardware del detector separaba los iones basados ​​en la masa y la carga, y recogía protones, oxígeno ionizado y azufre. El azufre se originó en los volcanes de Io. De hecho, la imagen de las auroras mostraba firmas claras de las órbitas de las cuatro lunas más grandes de Júpiter.

Desafortunadamente, esta intensa radiación cortará la vida de Juno. Y no es lo único; los equipos científicos informan que los granos de polvo "impactan la nave espacial con una velocidad relativa de más de 60km/s, lo que proporciona suficiente energía cinética para vaporizar el polvo y una porción de la sonda". Pero, en sólo unas pocas órbitas, ya hemos obtenido muchos datos de alta resolución sobre el gigante de nuestro Sistema Solar. Mientras sobreviva a algunas órbitas más, casi seguramente proporcionará a los científicos planetarios suficientes datos para mantenerlos ocupados durante años.

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