La ‘crisis energética’ de Júpiter causada por las auroras, hallaron científicos en un nuevo estudio
La misteriosa «crisis energética» de Júpiter, que ha desconcertado a los astrónomos durante 50 años, podría ser causada por auroras, sugieren nuevas observaciones.
Se sabe que el planeta más grande de nuestro sistema solar es extremadamente caliente a pesar de su gran distancia del sol. Júpiter se encuentra a más de 5 unidades astronómicas, o distancias entre el sol y la Tierra (1 UA equivale a un millón de millas (150 millones de kilómetros).
Hay tan poca luz solar tan lejos del sol que la atmósfera superior de Júpiter debe estar fría, los científicos estiman que debe estar alrededor de -100 grados Fahrenheit (-73 grados Celsius), según una declaración de la NASA. Sin embargo, la temperatura promedio en la atmósfera superior de Júpiter es de 800 grados F (426 C), casi tan caliente como la superficie del planeta infernal Venus.
Fotos: Misión Juno de la NASA a Júpiter
Durante décadas, los astrónomos debatieron qué estaba causando esta «crisis energética», como la llaman, en Júpiter. Ahora, un nuevo estudio ha descubierto que las intensas auroras del planeta, alimentadas por el fuerte campo magnético del planeta, son las que provocan el aumento de las temperaturas.
Las auroras son fenómenos comunes en nuestro sistema solar, que ocurren en planetas con campos magnéticos sustanciales como la Tierra y Júpiter. (Marte y Venus tienen su sabores propios de auroras, pero estas luces funcionan de manera diferente en estos planetas debido al entorno magnético irregular en estas regiones).
En mundos con fuertes campos magnéticos como la Tierra y Júpiter, las auroras ocurren cuando las partículas cargadas eléctricamente quedan atrapadas en el campo magnético y se mueven en espiral hacia los polos. En su camino hacia los polos, las partículas golpean átomos y moléculas en la atmósfera, produciendo luz.
La finalización del calentamiento de las auroras en Júpiter proviene, en parte, de nuevas observaciones de la NASA. Juno nave espacial, que entra y sale del intenso campo de radiación para estudiar el planeta de cerca. El siguiente punto de vista de Juno es permitir a los científicos rastrear el calentamiento atmosférico del planeta con un detalle sin precedentes.
«Imagínese esto como una playa: si la atmósfera cálida es agua, el campo magnético que Juno trazó es la costa y el amanecer es el océano. Para ayudarnos a comprender el grado de inundación», dijo James O’Donoghue, autor principal de la encuesta. , en una oracion. del Observatorio Keck.
El equipo utilizó observaciones de Juno y el satélite Hisaki de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), que rastreó el campo magnético del planeta. También utilizaron datos del telescopio Keck II, que proporcionó mapas de temperatura de alta resolución. Estas observaciones combinadas permitieron a los científicos ver cómo una aurora disparaba un pulso de calor hacia el ecuador de Júpiter. Las observaciones a largo plazo de Hisaki desde 2013 también han demostrado la importancia del viento solar, el flujo constante de partículas del sol, que trae su propio campo magnético a Júpiter y probablemente aumentó las auroras observadas.
«Fue pura suerte que capturamos este posible evento de derrame de calor», agregó O’Donoghue, quien es un científico espacial planetario en el Instituto de Ciencia Espacial y Astronáutica de JAXA. «Si hubiéramos observado Júpiter en una noche diferente, cuando la presión del viento solar no era alta recientemente, no lo habríamos notado».
Usando un espectrógrafo de infrarrojo cercano, Keck rastreó el calor del planeta en dos sesiones de observación, en abril de 2016 y enero de 2017, de moléculas de hidrógeno cargadas eléctricamente a medida que se movían desde los polos del planeta hasta el ecuador. El Keck II también se ha configurado para mejorar la resolución de sus imágenes tomando más medidas de temperatura e incluyendo solo aquellas con un alto grado de certeza impulsadas por el valor. Este trabajo llevó años, pero el resultado fueron nuevos mapas de temperatura con más de 10,000 puntos de datos individuales, lo que mejoró en gran medida los esfuerzos de resolución anteriores.
Sin embargo, la pantalla de alta definición también mostró otro misterio de calentamiento sin resolver.
«También revelamos una región localizada de calentamiento extraño, lejos del amanecer, una barra de calentamiento larga como nada que hayamos visto antes», dijo Tom Stallard, coautor del artículo de la Universidad de Leicester, en la Declaración de Keck. «Aunque no podemos estar seguros de cuál es esta característica, estoy convencido de que es una ola de calor que fluye desde el amanecer hacia el ecuador».
El campo magnético de Júpiter es mucho más fuerte que el de la Tierra. Una cercana luna volcánica de Jupiterian – El – vierte una gran cantidad de material en la región a través de erupciones, proporcionando muchas partículas que ingresan a la atmósfera de Júpiter. El tamaño de Júpiter y los fuertes vientos también influyen en la forma en que el calor disponible de las auroras circula por el planeta.
Aunque el calentamiento de las auroras no es una idea nueva, los científicos no han podido confirmar esta hipótesis hasta ahora.
Anteriormente, los modelos que examinaban la atmósfera superior del planeta sugerían que ningún viento auroral alcanzaría el ecuador. En cambio, la teoría sugirió que los vientos serían empujados hacia el oeste debido a la rápida rotación de Júpiter, que dura casi 10 horas y varía ligeramente con la latitud porque el planeta es gaseoso. Las nuevas observaciones refutan este viejo pensamiento y también sugieren que los vientos del oeste pueden ser más débiles que los vientos ecuatoriales, alejando el calor de las auroras.
Se publicó un artículo basado en los nuevos resultados. publicado en Nature el miércoles (4 de agosto)
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