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Astrónomos descubren algo increíble en la densa atmosfera de Júpiter

Un equipo de astrónomos ha utilizado el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudiar lo que ocurre debajo de las grandes tormentas de Júpiter utilizando las ondas de radio del telescopio.

Imagen radiofónica de Júpiter realizada con ALMA. Las bandas brillantes indican altas temperaturas y las bandas oscuras bajas. Las bandas oscuras corresponden a las zonas de Júpiter, que a menudo son blancas en longitudes de onda visibles. Las bandas brillantes corresponden a los cinturones marrones del planeta. Esta imagen contiene más de 10 horas de datos, por lo que los detalles finos se manchan por la rotación del planeta. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello

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Nubes arremolinadas, grandes cinturones coloridos, tormentas gigantes. La hermosa e increíblemente turbulenta atmósfera de Júpiter se ha mostrado muchas veces. Pero, ¿qué está pasando debajo de las nubes? ¿Qué está causando las muchas tormentas y erupciones que vemos en la “superficie” del planeta? Sin embargo, para estudiar esto, la luz visible no es suficiente. Necesitamos estudiar Júpiter usando ondas de radio.

Las nuevas imágenes de ondas de radio realizadas con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) proporcionan una vista única de la atmósfera de Júpiter hasta cincuenta kilómetros por debajo de la cubierta de nubes visibles (amoníaco) del planeta.

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“ALMA nos permitió hacer un mapa tridimensional de la distribución del gas amoníaco debajo de las nubes. Y por primera vez, pudimos estudiar la atmósfera debajo de las capas de nubes de amoníaco después de una erupción energética en Júpiter”, dijo Imke de Pater de la Universidad de California, Berkeley (EE. UU.).

La atmósfera del gigante Júpiter está hecha principalmente de hidrógeno y helio, junto con gases traza de metano, amoníaco, hidrosulfuro y agua. La capa de nubes más alta está formada por hielo de amoníaco. Debajo de eso hay una capa de partículas sólidas de hidrosulfuro de amoníaco, y aún más profundo, alrededor de 80 kilómetros por debajo de la cubierta de nubes superior, es probable que haya una capa de agua líquida. Las nubes superiores forman los distintivos cinturones marrones y las zonas blancas vistas desde la Tierra.

Muchas de las tormentas en Júpiter tienen lugar dentro de esos cinturones. Se pueden comparar con las tormentas eléctricas en la Tierra y a menudo se asocian con eventos de rayos. Las tormentas se revelan en luz visible como pequeñas nubes brillantes, conocidas como penachos. Estas erupciones de penacho pueden causar una interrupción importante del cinturón, que puede ser visible durante meses o años.

Las imágenes de ALMA fueron tomadas unos días después de que astrónomos aficionados observaran una erupción en el Cinturón Ecuatorial Sur de Júpiter en enero de 2017. Primero se vio una pequeña columna blanca brillante, y luego se observó una interrupción a gran escala en el cinturón que duró semanas después de la erupción.

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Mapa esférico de Alma de Júpiter que muestra la distribución del gas amoníaco debajo de la cubierta de nubes de Júpiter. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello

De Pater y sus colegas utilizaron ALMA para estudiar la atmósfera debajo del penacho y el cinturón interrumpido en longitudes de onda de radio y las compararon con la luz UV visible y las imágenes infrarrojas realizadas con otros telescopios aproximadamente al mismo tiempo.

“Nuestras observaciones de ALMA son las primeras en mostrar que las altas concentraciones de gas amoníaco se producen durante una erupción energética”, dijo de Pater. “La combinación de observaciones simultáneamente en muchas longitudes de onda diferentes nos permitió examinar la erupción en detalle. Lo que nos llevó a confirmar la teoría actual de que las plumas energéticas se desencadenan por convección húmeda en la base de las nubes de agua, que se encuentran en las profundidades de la atmósfera. Las columnas traen gas amoníaco desde las profundidades de la atmósfera a grandes altitudes, muy por encima de la cubierta principal de nubes de amoníaco”, agregó.

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Mapa plano de Júpiter en ondas de radio con ALMA (arriba) y luz visible con el Telescopio Espacial Hubble (abajo). La erupción en el Cinturón Ecuatorial Sur es visible en ambas imágenes. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello; NASA/Hubble

“Estos mapas de ALMA en longitudes de onda milimétricas complementan los mapas realizados con el Very Large Array de la Fundación Nacional de Ciencias en longitudes de onda de centímetros”, dijo Bryan Butler, del Observatorio Nacional de Radioastronomía. “Ambos mapas sondean debajo de las capas de nubes vistas en longitudes de onda ópticas y muestran gases ricos en amoníaco que se elevan y forman las capas superiores de nubes (zonas), y el aire pobre en amoníaco se hunde (cinturones)”.

“Los resultados actuales muestran magníficamente lo que se puede lograr en la ciencia planetaria cuando un objeto se estudia con varios observatorios y en varias longitudes de onda”. Explica Eric Villard, astrónomo de ALMA que forma parte del equipo de investigación. “ALMA, con su sensibilidad y resolución espectral sin precedentes en longitudes de onda de radio, trabajó junto con éxito con otros observatorios importantes de todo el mundo, para proporcionar los datos que permitan una mejor comprensión de la atmósfera de Júpiter”.

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Referencia: es posible descargar el artículo científico realizando CLIC AQUÍ

Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello

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