Posible explicación para el enigma del calor extra en planetas como Saturno

Las capas superiores de las atmósferas de los planetas gigantes gaseosos en nuestro sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) están calientes. Pero el Sol está demasiado lejos de estos planetas para explicar las altas temperaturas. Su fuente de calor ha sido uno de los grandes misterios de la ciencia planetaria.

Un nuevo análisis de los datos recogidos por la sonda espacial Cassini ha conducido a una explicación factible para lo que mantiene tan calientes las capas superiores de Saturno. La explicación probablemente también sea aplicable a los casos de Júpiter, Urano y Neptuno. Según la nueva teoría, el motor de ese calor extra reside en las auroras de los polos norte y sur del planeta. Las corrientes eléctricas, desencadenadas por interacciones entre los vientos solares y las partículas cargadas provenientes de las lunas de Saturno, encienden las auroras y calientan la atmósfera superior.

La nueva investigación incluye el cartografiado más exhaustivo realizado hasta ahora tanto de la temperatura como de la densidad de la atmósfera superior de un planeta gigante gaseoso. En general, esa región de la atmósfera de los planetas gigantes ha sido poco comprendida.

Construyendo un cuadro completo de cómo el calor circula en la atmósfera, los investigadores han logrado esclarecer cómo exactamente las corrientes eléctricas de las auroras calientan las capas superiores de la atmósfera de Saturno y conducen los vientos. El sistema global de vientos puede distribuir esta energía, que se deposita inicialmente cerca de los polos, hacia las regiones ecuatoriales, calentándolas al doble de las temperaturas que tendrían si solo actuase en ellas el calentamiento ejercido por el Sol.

Esta imagen compuesta y en colores falsos muestra auroras (representadas en verde) por encima de las nubes del polo sur de Saturno. Las 65 observaciones aquí utilizadas las realizó la Cassini el 1 de noviembre de 2008. (Imagen: NASA JPL / ASI / University of Arizona / University of Leicester)

"Los resultados son vitales para nuestra comprensión general de las altas atmósferas planetarias y son una parte importante del legado de la Cassini", destaca Tommi Koskinen, miembro del equipo científico que se ocupó del funcionamiento del espectrógrafo UVIS de la Cassini, y coautor del estudio recientemente presentado.

La Cassini fue una sonda espacial que entró en órbita a Saturno en 2004 y lo observó durante más de 13 años antes de agotar su combustible. Se decidió estrellar la nave contra la atmósfera del planeta en septiembre de 2017, en parte para evitar el riesgo de contaminar su luna Encélado, que, según descubrió la Cassini, podría tener lugares que reuniesen las condiciones adecuadas para la vida. Pero antes de su caída, la Cassini realizó 22 órbitas muy cercanas a Saturno, una “gira” final a la que se llamó “Grand Finale”. Fue durante esa última ronda de órbitas cuando la nave recogió los datos que han resultado ser decisivos para el nuevo mapa de temperatura de la atmósfera de Saturno.

La misión Cassini-Huygens fue obra de la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Italiana. (Fuente: NCYT Amazings)