Después de ver los eventos que pueden haber dado forma al núcleo de Júpiter, parece un buen momento para observar la nueva imagen del Hubble del planeta , tomada el 27 de Junio de 2019. Un par de cosas para enfocarse en la imagen a continuación: La gran tormenta anticiclónica que llamamos la Gran Mancha Roja, aproximadamente del diámetro de la Tierra, se hace evidente cuando rueda en sentido antihorario entre bandas de nubes que se mueven en direcciones opuestas hacia ella.
Todavía no sabemos por qué, pero la tormenta en sí sigue disminuyendo. Las tormentas más pequeñas se muestran vívidamente como óvalos blancos o marrones, algunos de los cuales se disipan en cuestión de horas, mientras que otros pueden ser tan duraderos como la Gran Mancha Roja, que ha dominado la cara de Júpiter durante al menos 150 años. Tenga en cuenta el ciclón que aparece al sur de la mancha, visible como una característica en forma de gusano. También puede ver otros anticiclones, que aparecen como óvalos blancos.
El Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA revela la belleza intrincada y detallada de las nubes de Júpiter en esta nueva imagen tomada el 27 de junio de 2019. Presenta la marca registrada Gran Mancha Roja del planeta y una paleta de colores más intensa en las nubes que se arremolinan en las turbulentas nubes del planeta. ambiente de lo visto en años anteriores. Esta imagen fue capturada por la cámara de campo amplio 3 del Hubble, cuando el planeta estaba a 644 millones de kilómetros de la Tierra.
Crédito: NASA, ESA, A. Simon (Centro de Vuelo Espacial Goddard) y MH Wong (Universidad de California, Berkeley).
La primera película en color de Júpiter de la nave espacial Cassini de la NASA muestra cómo se vería,” despegar” todo el globo de Júpiter, estirarlo en una pared en forma de mapa rectangular y ver su atmósfera evolucionar con el tiempo. El breve clip de película abarca 24 rotaciones de Júpiter entre el 31 de Octubre y el 9 de Noviembre de 2000. Varios patrones de movimiento son evidentes en todo Júpiter en el nivel superior de la nube visto aquí. La Gran Mancha Roja muestra su rotación en sentido contrario a las agujas del reloj, y la distribución desigual de su alta turbidez es obvia. Más información
Crédito: Cassini / CICLOPS /Universidad de Arizona.
Pero vayamos más allá del Hubble. Acaba de aparecer un nuevo trabajo sobre las nubes de tormenta de Júpiter que se arremolinan a través de los cinturones atmosféricos del planeta, aprovechando no solo los recursos basados en el espacio, sino también una combinación de telescopios ópticos y de radio que se han dedicado recientemente al seguimiento de su actividad. En Enero de 2017, el astrónomo aficionado australiano Phil Miles observó el brillante penacho de una tormenta que posteriormente fue detectada por observaciones con el Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) en Chile. El último trabajo fue dirigido por el astrónomo de UC-Berkeley Imke de Pater, produciendo un artículo que ha sido aceptado en el Astronomical Journal (cita a continuación).
Las cosas suceden lo suficientemente rápido en Júpiter que podemos rastrearlas mediante observación diaria, y las imágenes del Hubble tomadas una semana después del trabajo de ALMA mostraron que lo que había sido un solo penacho había generado un segundo penacho y había dejado visibles cambios aguas abajo en el cinturón ecuatorial sur de Júpiter. Además, cuatro puntos brillantes vistos tres meses antes en el cinturón ecuatorial norte habían desaparecido, mientras que el cinturón en sí mismo se había ensanchado y había cambiado de color, de un blanco sorprendente a un marrón anaranjado. Esto puede ser el resultado del gas de las plumas ahora agotadas de amoníaco que vuelve a caer en la atmósfera inferior.
“Si estas plumas son vigorosas y continúan teniendo eventos convectivos, pueden perturbar una de estas bandas enteras con el tiempo, aunque puede llevar algunos meses”, dice de Pater. “Con estas observaciones, vemos un penacho en progreso y las secuelas de los demás”.
El artículo postula que penachos como estos emergen a unos 80 kilómetros debajo de las nubes, en una región donde las nubes de gotas de agua líquida son comunes. La atmósfera de Júpiter es principalmente hidrógeno y helio, con pequeñas cantidades de metano, amoníaco, sulfuro de hidrógeno y agua. Lo que estamos viendo en la capa superior de nubes, con sus cinturones marrones y zonas blancas, está compuesto principalmente de hielo de amoníaco. Una capa de partículas sólidas de hidrosulfuro de amonio se encuentra debajo de esta en la capa superior de nubes.
Imagen : vista de ALMA de Júpiter en longitudes de onda de radio (arriba) y vista del telescopio espacial Hubble en luz visible (abajo). La erupción en el Cinturón Ecuatorial Sur es visible en ambas imágenes: un punto oscuro en radio, un punto brillante en visible.
Crédito: imagen de ALMA por Imke de Pater y S. Dagnello;
Imagen del Hubble cortesía de la NASA.
Los radiotelescopios de ALMA pueden ver debajo de las nubes superiores de amoníaco que son opacas en frecuencias visibles, pero el equipo de De Pater también trajo datos del Hubble, el Very Large Array, los observatorios Gemini, Keck y Subaru en Hawai y el Very Large Telescope (VLT) en Chile en la mezcla, dirigiéndose hacia la tormenta vista arriba cuando emergió de los niveles de nubes inferiores hacia las nubes de hielo de amoníaco superiores.
Un primer plano de las dos plumas blancas brillantes (centro) en el Cinturón Ecuatorial Sur de Júpiter y una gran perturbación aguas abajo a su derecha.
Crédito: Imke de Pater, UC Berkeley; Robert Sault, Universidad de Melbourne;
Chris Moeckel, UC Berkeley; Michael Wong, UC Berkeley; Leigh Fletcher, Universidad de Leicester.
Las nubes de tormenta, que llegan a la tropopausa de Júpiter, donde la atmósfera es más fría, se extienden de la misma manera que las formaciones de tormentas eléctricas en forma de yunque que vemos en la atmósfera de la Tierra. Los datos de ALMA fueron suficientes para mostrar que altas concentraciones de gas de amoníaco son forzadas hacia arriba durante una erupción como esta. Los científicos creen que la convección eleva el amoniaco y el vapor de agua lo suficiente como para que el agua se condense en gotas líquidas, liberando calor en el camino.
Ahora tenemos un penacho con suficiente impulso que, a medida que se libera calor del agua condensada, puede salir por encima de las nubes de la cubierta superior, donde el amoníaco se congelará para crear el penacho blanco de estas imágenes.
“Tuvimos mucha suerte con estos datos, porque fueron tomados solo unos días después de que los astrónomos aficionados encontraron una brillante columna en el Cinturón Ecuatorial del Sur”, agrega de Pater. “Con ALMA, observamos todo el planeta y vimos ese penacho, y dado que ALMA sondea debajo de las capas de nubes, en realidad pudimos ver lo que estaba sucediendo debajo de las nubes de amoníaco”.
Agrandar Imagen. Una ilustración de “convección húmeda” en la atmósfera de Júpiter muestra una columna ascendente que se origina a unos 80 kilómetros debajo de las nubes, donde la presión es cinco veces mayor que en la Tierra (5 bar), y se eleva a través de regiones donde el agua se condensa, se forma hidrosulfuro de amonio y el amoníaco se congela como hielo, justo debajo del punto más frío de la atmósfera, la tropopausa.
Crédito: Adaptado de la ilustración de Leigh Fletcher, Universidad de Leicester.
Este útil análisis fue posible gracias a las observaciones simultáneas a diferentes longitudes de onda, en este caso dirigiéndose a eventos transitorios y mostrándonos cómo la atmósfera a diferentes niveles, desde las nubes hasta las profundidades, responde a ellos. Este es un nuevo terreno en el estudio del clima de Júpiter, como señala el artículo:
Estos datos son los primeros en caracterizar la atmósfera debajo de las capas de nubes durante / después de tales brotes. Ayudado también por observaciones que van desde las longitudes de onda ultravioleta hasta las de infrarrojo medio, hemos demostrado que las erupciones son consistentes con modelos en los que se activan columnas energéticas a través de convección húmeda en la base de la nube de agua. Las plumas arrojan gas amoniaco desde la atmósfera profunda a grandes altitudes, donde el gas NH 3 se condensa y el aire seco posterior desciende en las regiones vecinas. Las cimas de las nubes son frías, como lo muestran los datos del infrarrojo medio, lo que indica un movimiento anticiclónico, que hace que la tormenta se rompa, como se espera de las similitudes con las tormentas convectivas de mesoescala en la Tierra. Las partículas de penacho alcanzan altitudes tan altas como la tropopausa.
Fuente: Centaury Dreams.
Artículo original: “Going Deep into Jupiter’s Storms. Paul Gilster“, Aug. 23, 2019.
El “paper”: de Pater et al., “First ALMA Millimeter Wavelength Maps of Jupiter, with a Multi-Wavelength Study of Convection” (preprint).
Material relacionado:
La noticia presentada por ALMA:
- ALMA revela el interior de las tormentas de Júpiter. Observatorio ALMA. Agosto 22, 2019.
Un estudio anterior (2016) también en longitud de onda de radio, en el que el mismo equipo de investigadores de UC Berkeley midió las emisiones de radio de la atmósfera de Júpiter en bandas de longitud de onda donde las nubes son transparentes, les permitió ver hasta 100 kilómetros (60 millas) debajo de las nubes, una región en gran parte inexplorada donde se forman las nubes:
- New radio map of Jupiter reveals what’s beneath colorful clouds, Robert Sanders, UC Berkeley Media relations, June 2, 2016.
Un análisis de las características superficiales de la atmósfera de Júpiter a partir de una imagen obtenida por el telescopio Hubble que se tomó en luz visible como parte del programa OPAL (este programa proporciona vistas globales anuales tomadas por el Hubble de los planetas exteriores para buscar cambios en sus tormentas, vientos y nubes) se encuentra en el siguiente artículo:
- Nueva vista de Júpiter del Telescopio Espacial Hubble. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Agosto 12, 2019.
Un interesante estudio, que observando a través de la Gran Mancha roja investiga la presencia de diferentes capas de nubes en la atmósfera superior de Júpiter y en particular la abundancia de agua es:
- Mirando en las profundidades de la Gran Mancha Roja de Júpiter en busca de agua. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Septiembre 4, 2018.
Un trabajo importante sobre Júpiter en el infrarrojo se había llevado a cabo en el 2016 desde tierra con el Telescopio Subaru, pero en un rango de longitudes de onda diferentes al del estudio del párrafo anterior. Los resultados están en el siguiente artículo y además en el apartado «Material relacionado» del mismo, se da toda la información sobre el infrarrojo, Júpiter, su atmósfera y atmósferas planetarias, la misión JUNO, la importante participación de los aficionados contribuyendo a la misión, asi como libros y videos de charlas y conferencias públicas sobre estos temas:
- Imágenes en el Infrarrojo Medio tomadas por el Telescopio Subaru Extienden los Descubrimientos de la Nave Espacial Juno. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. 9 de Julio de 2017.
Una mención especial merece la tormenta más importante del Sistema Solar: La Gran Mancha Roja (GMR). El siguiente artículo muestra las fotografías y primeros resultados del primer sobrevuelo de la nave JUNO sobre la GMR y contiene además en el apartado “Material relacionado” una importante selección de recursos sobre el tema:
Imágenes de la Gran Mancha Roja tomadas por la JunoCam, procesadas por aficionados. Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Julio 15, 2017.
Otra importante tormenta en Júpiter, aunque menos conocida por el público es la llamada “Barcaza Marrón” presentada en el siguiente artículo que contiene además en el apartado «Material relacionado» una aplicación para procesar las imágenes de la Juno Cam y también una referencia al WorkShop sobre la Colaboración Pro- Am en la misión Juno, que tuvo lugar en Mayo de 2018 durante el «Juno Europlanet Meeting 2018» organizado por la Royal Astronomical Society de Gran Bretaña (RAS GB):
Juno captura la elusiva «Barcaza Marrón». Carlos Costa. Asociación de Aficionados a la Astronomía de Uruguay. Sept. 14, 2018.
¿Qué sucede en las atmósferas de los Júpiters Calientes ?
- New light on the complex nature of ‘hot Jupiter’ atmospheres. University of Exeter, UK. September 2, 2016.
Grandes tormentas persistentes como la Gran Mancha Roja, también se han detectado en la atmósfera de enanas marrones:
- Cool Star Marked by Long-Lived Storm, NASA/JPL-Calthec, Dec. 10, 2015.
Curiosidades:
Producción de Ondas Gravitacionales por un sistema binario compuesto de un Jupiter Caliente supermasivo de período ultra corto y su estrella anfitriona.
Desde la primera detección directa de ondas gravitacionales en 2015, ha habido un gran enfoque en las ondas gravitacionales producidas por los sistemas binarios debido a su volumen y firma característica. La mayor parte de esta atención se ha centrado en sistemas binarios compuestos de objetos compactos como agujeros negros, estrellas de neutrones y enanas blancas, ya que estos son naturalmente los eventos más fuertes, los únicos binarios que sabemos que existen en las bandas de frecuencia de interferómetros terrestres.
El siguiente artículo analiza de cerca un tipo muy diferente de sistema binario, un exoplaneta de período ultracorto, y muestra que algunos de ellos deberían producir firmas de ondas gravitacionales detectables.
The loudest planets in our sky: gravitational waves from Super-Jupiters. Aaron Tohuvavohu. Astrobites. Aug 7, 2018.
