Relámpagos exóticos en Júpiter

La sonda espacial Juno de la NASA, que orbita y observa de cerca el planeta Júpiter, ha descubierto inesperadamente relámpagos en la atmósfera superior del planeta, según un estudio multi-institucional dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL), que incluye a dos investigadores de la Universidad de Cornell. El trabajo fue publicado en la revista Nature.

La atmósfera gaseosa de Júpiter parece plácida desde la distancia, pero de cerca las nubes se agitan en un reino turbulento y químicamente dinámico. A medida que los científicos han ido sondeando la superficie opaca con la sensible instrumentación de la sonda Juno, han aprendido que los relámpagos de Júpiter no solo ocurren en lo más profundo de sus nubes de agua sino también en regiones atmosféricas poco profundas (a grandes altitudes con menor presión) que presentan nubes de amoníaco mezcladas con agua.

"En el lado nocturno de Júpiter, se ven destellos bastante frecuentes, como si estuvieras sobre una tormenta eléctrica activa en la Tierra", dijo Jonathan I. Lunine, Profesor de Ciencias Físicas y presidente del Departamento de Astronomía en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Cornell. "Tienes estas altas columnas y yunques de nubes, y los relámpagos se desencadenan continuamente. Se pueden apreciar algunos relámpagos bastante potentes aquí en la Tierra, y lo mismo es cierto para Júpiter".

La investigación fue dirigida por Heidi N. Becker, responsable del instrumento Radiation Monitoring Investigation a bordo de la misión Juno de la NASA. Lunine y el candidato al doctorado Youry Aglyamov fueron los dos coautores de Cornell en el estudio.

Las misiones anteriores a Júpiter, como las Voyager 1, Galileo y New Horizons, habían observado relámpagos. Pero gracias a la Unidad de Referencia Estelar de la Juno, una cámara diseñada para detectar fuentes de luz tenues, la distancia de observación cercana de la nave espacial y la sensibilidad del instrumento permitieron la detección de relámpagos a una resolución más alta de lo que era posible anteriormente.

Esta ilustración utiliza datos obtenidos por la misión Juno de la NASA para representar tormentas eléctricas de gran altitud en Júpiter. Una cámara de la Juno detectó inusuales relámpagos en el lado oscuro de Júpiter durante los acercamientos de la nave espacial al planeta. (Foto: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Heidi N. Becker/Koji Kuramura)

El amoníaco es la clave. Si bien en las nubes de Júpiter hay agua y otros elementos químicos como el hidrógeno y el helio moleculares, el amoníaco es el "anticongelante" que evita que el agua de esas nubes atmosféricas superiores se congele por completo.

Lunine señala que el trabajo de Aglyamov se centra en cómo se generan los relámpagos en estas condiciones. La colisión de las gotas que se precipitan, formadas por una mezcla de amoníaco y agua, y partículas de hielo en suspensión, constituye una forma de separar la carga y producir la electrificación de las nubes, lo que da lugar a las tormentas eléctricas en la atmósfera superior.

"Los relámpagos poco profundos están realmente apuntando hacia el papel que pueda estar jugando el amoníaco, y los modelos de Youry están empezando a confirmarlo", dijo Lunine. "Esto sería diferente a cualquier proceso que ocurra en la Tierra".

El salvaje mundo gaseoso de Júpiter fascina a Aglyamov. "Los planetas gigantes en general son un tipo de mundo fundamentalmente diferente de la Tierra y otros planetas terrestres", dijo. "Hay mares de hidrógeno en transición gradual hacia cielos con cubiertas superpuestas de nubes, sistemas meteorológicos del tamaño de la Tierra y quién sabe qué en el interior".

El descubrimiento de los rayos poco profundos en Júpiter cambia nuestra comprensión del planeta, dijo Aglyamov. "Los relámpagos superficiales no se esperaban realmente e indican que hay un proceso inesperado que los causa", dijo. "Es una forma más en la que las observaciones de la Juno muestran una atmósfera de Júpiter mucho más compleja de lo que se había predicho. Ahora sabemos lo suficiente como para hacer las preguntas correctas sobre los procesos que ocurren allí, pero como muestra la Juno, estamos en una etapa en la que cada respuesta también tiende a multiplicar las preguntas". (Fuente: NCYT Amazings)