Mar De Miguel
Júpiter, el planeta más antiguo del sistema solar, está formado por una gigantesca masa de hidrógeno y helio que ocupa un diámetro de 142.984 kilómetros. Su superficie tiene bandas brillantes y oscuras formadas por fuertes vientos que fluyen en direcciones opuestas a velocidades de 100 metros por segundo. La misión espacial Juno, lanzada en 2011 y en órbita alrededor del planeta desde julio de 2016, ha proporcionado un gran volumen de datos sobre Júpiter que están siendo analizados por la comunidad científica. La revista Nature, ha publicado de forma simultánea este miércoles cuatro de estos estudios para explicar el origen de estas bandas y determinar si se extienden hacia el interior del planeta, una cuestión no resuelta hasta ahora.
En un primer trabajo dirigido por el ingeniero aeroespacial de la Universidad de Roma La Sapienza, Luciano Less, los científicos sostienen que Júpiter presenta un campo gravitacional asimétrico a lo largo de su eje norte-sur. Los datos proceden de pequeñas anomalías observadas en la aceleración de la sonda espacial Juno sobre la órbita elíptica de Júpiter, lo que se conoce como desplazamiento Doppler.
La Gran Mancha Roja
Los cambios de gravedad de polo a polo han sorprendido a los investigadores, que no esperaban este comportamiento en un planeta gaseoso, achatado y que gira a gran velocidad. La explicación, según los autores, estaría en un flujo de vientos atmosféricos e interiores que se extendiesen con una gran masa a gran profundidad. "Estos vientos no permanecen iguales a través del tiempo", ha afirmado a EL MUNDO Luciano Iess. "La Gran Mancha Roja (que es de un tipo diferente de fenómeno) se ha reducido un 30% en los últimos 30 años. Si los vientos cambiasen, también lo haría la gravedad, pero la profundidad permanecería igual", ha añadido.
En un segundo estudio, liderado por el experto en dinámica atmosférica Yohai Kaspi, del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel, se ha calculado que el flujo de esos vientos se extiende a 3.000 kilómetros de profundidad desde la atmósfera de Júpiter, cuya masa han estimado, además, en un 1% de la masa total del planeta. "La asimetría se debe sólo a corrientes de chorro profundas. El interior de cualquier planeta gaseoso no tiene asimetría entre el norte y el sur", ha asegurado Kaspi.
Las famosas bandas de Júpiter no sólo ocupan, por tanto, su superficie, sino que se extienden hacia dentro con fuertes vientos que decaen a medida que aumenta la profundidad, hasta una vigésima parte del radio del planeta, un punto donde la presión es 100.000 veces la de la atmósfera en la superficie de la Tierra.
En el corazón del gigante
Por otro lado, científicos de la Universidad de la Costa Azul, en Francia, tras estudiar la gravedad por debajo de los 3.000 kilómetros observados por Kaspi, han descubierto que el interior de Júpiter está compuesto por una mezcla de hidrógeno y helio que rota como lo haría un cuerpo sólido, a pesar de tratarse de un fluido. Esta diferencia de rotación de Júpiter, que se comporta como un gas a nivel atmosférico y como un sólido en profundidad, de debe a la ionización del hidrógeno a alta presión, que produce protones y electrones que se mueven libremente.
El equipo de Guillot espera poder extrapolar estas conclusiones a otros planetas gaseosos, como Saturno, para el que cree que el punto diferencial entre una atmósfera fluida y un centro de comportamiento sólido podría ocurrir a mayor profundidad. "De hecho, debido a que Saturno es menos masivo que Júpiter, necesitamos profundizar para alcanzar la misma conductividad. Por lo tanto, según los resultados de Juno para Júpiter, predecimos que Saturno debería tener un flujo de rotación diferencial tres veces más profundo, es decir, alrededor de 9.000 kilómetros", ha comentado a este periódico Guillot.
Estos tres trabajos han sido condensados en una publicación News & Views de Jonathan Fortney, experto en exoplanetas y director del Laboratorio de Otros Mundos de la Universidad de California, Santa Cruz. El investigador remarca la importancia de la ciencia planetaria comparada y cómo los tres estudios sobre Júpiter pueden ayudar a comprender la dinámica de otros planetas gigantes gaseosos, como Saturno, cuya sonda de observación, la misión Cassini, finalizó en 2017. Fortney también destaca a la posibilidad de que Juno aporte nuevos datos sobre la profundidad de la Gran Mancha Roja de Júpiter o sobre los efectos de las mareas que provocan sus grandes lunas.
Patrones ciclónicos
En un cuarto estudio, llevado a cabo desde el Instituto de Astrofísica y Planetología Espacial de Roma, Italia, el investigador Alberto Adriani y sus colaboradores han descrito los ciclones que se localizan en el polo norte y sur de Júpiter y que forman un patrón poligonal. Los científicos han observado un octágono formado por ocho ciclones que giran alrededor de un ciclón central en el polo norte y un pentágono formado por cinco ciclones alrededor de otro ciclón en el polo sur.
Según Adriani ha explicado a este medio, "estos ciclones son únicos en nuestro sistema solar, pero podrían estar presentes en cada exoplaneta que tenga características similares a las de Júpiter. La simetría de la estructura se debe a su posición alrededor del polo, es decir, justo alrededor del eje de rotación del planeta.
Sin embargo, la razón por la que estas estructuras se mantienen constantes sin fusionarse y se mueven de forma lenta, según sus cálculos, es, de momento, desconocida.
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