El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha descubierto una corriente en chorro de rápido movimiento en la atmósfera de Júpiter, que sopla dos veces más rápido que las capas de nubes visibles debajo de ella, creando cizalladuras de viento que superan con creces cualquier cosa vista en la Tierra.
El jet de alta velocidad, que se mueve a 515 kilómetros por hora (320 mph) y tiene más de 4.800 kilómetros (3.000 millas) de ancho, está ubicado sobre el ecuador de Júpiter, de 25 a 50 kilómetros (15 a 30 millas) sobre la superficie del planeta. La superficie principal de la nube resulta familiar a partir de imágenes visuales.
Según las observaciones realizadas por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, los vientos en la capa de nubes visible soplan a aproximadamente 180 mph (250 km/h). Esto significa que por cada kilómetro por encima de estas nubes visibles, la velocidad del viento aumenta entre 7 y 10 kilómetros por hora, según Ricardo Hueso, autor principal de un artículo que describe los hallazgos publicados hoy en la revista. astronomía de la naturaleza.
«Esto es algo que nos sorprendió por completo», dijo Hueso de la Universidad del País Vasco en Bilbao, España. «Lo que siempre vimos como una neblina borrosa en la atmósfera de Júpiter ahora aparece como características claras que podemos rastrear junto con la rápida rotación del planeta, moviéndose mucho más rápido que las velocidades típicas que se encuentran en el ecuador de Júpiter al nivel de las nubes».
El descubrimiento de esta corriente en chorro da una idea de cómo interactúan entre sí las capas de la turbulenta atmósfera de Júpiter, y de cómo el telescopio Webb es el único capaz de rastrear esas características.
Comparar fotografías tomadas en días consecutivos
Las nuevas imágenes de Júpiter fueron tomadas en julio de 2022 por la Webb NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) como parte del programa Early Release Science (ERS). Las observaciones del ERS del sistema de Júpiter están codirigidas por Emke de Pater, profesora emérita de astronomía de la Universidad de California, Berkeley, y Thierry Foucher del Observatorio de París.
«Aunque varios telescopios terrestres, naves espaciales como Juno y Cassini de la NASA y el telescopio espacial Hubble de la NASA han observado los patrones climáticos cambiantes del sistema joviano, Webb ya ha proporcionado nuevos hallazgos sobre los anillos, los satélites y la atmósfera de Júpiter», De Pater dicho.
NIRCam adquirió imágenes de Júpiter con 10 horas de diferencia (un día de Júpiter) en cuatro filtros diferentes, cada uno de ellos excepcionalmente capaz de detectar cambios en pequeñas características a diferentes altitudes en la atmósfera de Júpiter. La velocidad del viento se calculó siguiendo el movimiento de pequeñas estructuras, como nubes, probablemente hielo de amoníaco mezclado con partículas de niebla fotoquímica típicas de la atmósfera de Júpiter.
«Sabíamos que las diferentes longitudes de onda de Webb y Hubble revelarían la estructura 3D de las nubes de tormenta, pero también pudimos utilizar la sincronización de los datos para ver qué tan rápido se desarrollaban las tormentas», dijo el coautor Michael Wong de UC Berkeley. . Investigador asociado en el programa ERS del sistema joviano.
La corriente en chorro de alta velocidad puede ser una contraparte profunda de un fenómeno complejo que se ha observado durante décadas en Júpiter, Saturno y la Tierra: fluctuaciones regulares de temperatura y vientos que ocurren en la estratosfera, muy por encima de la atmósfera de estos planetas. En Júpiter, estas oscilaciones térmicas ecuatoriales a una altitud de 30 a 150 km por encima de la capa de nubes visible son periódicas durante cuatro a seis años.
«Júpiter tiene un patrón complejo pero repetitivo de vientos y temperaturas en la estratosfera ecuatorial, muy por encima de los vientos en las nubes y la niebla medidos en estas longitudes de onda», dijo Lee Fletcher, miembro del equipo de la Universidad de Leicester en el Reino Unido. «Si la fuerza de este nuevo avión está relacionada con este patrón estratosférico oscilante, podríamos esperar que el avión difiera significativamente en los próximos dos a cuatro años. Será realmente interesante probar esta teoría en los próximos años».
Hueso señaló que los chorros son una de las principales características de las atmósferas tanto de Júpiter como de Saturno. Están tan perfectamente alineados con la latitud que se les llama chorros. Esta alineación zonal es el resultado de la rápida rotación de los planetas (tanto Júpiter como Saturno tienen un período de rotación de aproximadamente 10 horas), lo que resulta en un equilibrio entre las fuerzas de Coriolis y los gradientes de presión tangenciales.
En Júpiter y Saturno, los chorros son en su mayoría estables a lo largo del tiempo, y sólo se observan cambios menores en el nivel de las nubes a lo largo de años y décadas.
«Para mí, lo emocionante es que nadie esperaba este jet estrecho y de alta velocidad antes del Telescopio Espacial James Webb», dijo Wong. «Sabíamos que existía un chorro tan estrecho en Saturno, por lo que el descubrimiento de una característica similar en Júpiter permite nuevos estudios comparativos entre los dos planetas gigantes, incluso si los chorros de Júpiter resultan tener un mecanismo de formación diferente».
Los astrónomos, incluidos De Pater y Wong, han observado durante mucho tiempo a Júpiter en luz de microondas, infrarroja, visible y ultravioleta utilizando telescopios terrestres y espaciales para estudiar las capas inferiores y más profundas de la atmósfera del planeta, donde se producen tormentas gigantes y nubes de hielo de amoníaco. situado. Los instrumentos de Webb miran más lejos que antes en la luz infrarroja cercana y son sensibles a las capas más altas de la atmósfera, aproximadamente de 15 a 30 millas (25 a 50 kilómetros) por encima de las cimas de las nubes de Júpiter.
Entonces, si bien estas neblinas a gran altitud aparecen borrosas en imágenes anteriores del infrarrojo cercano, con un brillo mejorado en la región ecuatorial, Webb puede resolver detalles finos dentro de las brillantes bandas nebulosas.
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