Imagen captada por la nave espacial Juno de la NASA de la región ecuatorial sur de Júpiter el 1 de Septiembre de 2017. Image Credit: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
La
misión Juno de la NASA ha proporcionado sus primeros resultados
científicos sobre la cantidad de agua en la atmósfera de Júpiter.
Publicado recientemente en la revista Nature Astronomy, los resultados
de Juno estiman que en el ecuador, el agua constituye aproximadamente el
0.25% de las moléculas en la atmósfera de Júpiter, casi tres veces la
del Sol.
Estos también son los primeros hallazgos sobre la abundancia de
agua del gigante gaseoso desde que la misión Galileo de la Agencia en
1995 sugirió que Júpiter podría ser extremadamente seco en comparación
con el Sol (la comparación no se basa en agua líquida sino en la
presencia de sus componentes, oxígeno e hidrógeno, presentes en el Sol).
Una estimación precisa de la cantidad
total de agua en la atmósfera de Júpiter ha estado en las listas de
deseos de los científicos planetarios durante décadas: la figura del
gigante gaseoso representa una pieza crítica que falta en el
rompecabezas de la formación de nuestro sistema solar. Júpiter
probablemente fue el primer planeta en formarse, y contiene la mayor
parte del gas y el polvo que no se incorporó al Sol.
Las principales teorías sobre su
formación se basan en la cantidad de agua que absorbió el planeta. La
abundancia de agua también tiene implicaciones importantes para la
meteorología del gigante gaseoso (cómo fluyen las corrientes de viento
en Júpiter) y la estructura interna.
Si bien los rayos, un fenómeno
típicamente alimentado por la humedad, detectados en Júpiter por la
sonda Voyager y otras naves espaciales implicaban la presencia de agua,
una estimación precisa de la cantidad de agua en las profundidades de la
atmósfera de Júpiter seguía siendo imprecisa.
Antes de que la sonda Galileo dejarase
de transmitir 57 minutos tras su descenso joviano en Diciembre de 1995,
envió por radio mediciones espectrométricas de la cantidad de agua en la
atmósfera del gigante gaseoso hasta una profundidad de aproximadamente
120 kilómetros, donde la presión atmosférica alcanzó aproximadamente 22
bares.
Los científicos que trabajan en los datos quedaron consternados
al encontrar diez veces menos agua de lo esperado.
Aún más sorprendente: la cantidad de
agua que midió la sonda Galileo parecía seguir aumentando a mayor
profundidad medida, muy por debajo de donde las teorías sugieren que la
atmósfera debería estar bien mezclada.
En una atmósfera bien mezclada,
el contenido de agua es constante en toda la región y es más probable
que represente un promedio global; en otras palabras, es más probable
que sea representativo del agua en todo el planeta.
Cuando se combina
con un mapa infrarrojo obtenido al mismo tiempo por un telescopio
terrestre, los resultados sugieren que la misión de la sonda puede haber
sido desafortunada, muestreando un punto meteorológico inusualmente
seco y cálido en Júpiter.
"Justo cuando pensamos que teníamos las
cosas resueltas, Júpiter nos recuerda cuánto tenemos que aprender aún",
dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Instituto de
Investigación del Suroeste en San Antonio.
"El sorprendente
descubrimiento de Juno de que la atmósfera no estaba bien mezclada,
incluso muy por debajo de la cima de las nubes, es un acertijo que
todavía estamos tratando de resolver. Nadie habría adivinado que el agua
podría ser tan variable en todo el planeta".
Juno, una nave espacial giratoria que
funciona con energía solar, se lanzó en 2011.
Debido a la experiencia de
la sonda Galileo, la misión busca obtener lecturas de abundancia de
agua en grandes regiones del inmenso planeta.
Un nuevo tipo de
instrumento para la exploración planetaria del espacio profundo, el
Radiómetro de Microondas (MWR) de Juno observa a Júpiter desde arriba
utilizando seis antenas que miden la temperatura atmosférica a múltiples
profundidades simultáneamente.
El radiómetro de microondas aprovecha el
hecho de que el agua absorbe ciertas longitudes de onda de radiación de
microondas, el mismo truco utilizado por los hornos de microondas para
calentar rápidamente los alimentos.
Las temperaturas medidas se utilizan
para restringir la cantidad de agua y amoníaco en la atmósfera
profunda, ya que ambas moléculas absorben la radiación de microondas.
El equipo científico de Juno utilizó los
datos recopilados durante los primeros ocho sobrevuelos científicos de
Júpiter para generar los hallazgos. Inicialmente se concentraron en la
región ecuatorial porque la atmósfera allí parece más bien mezclada,
incluso en profundidad, que en otras regiones.
Desde su posición
orbital, el radiómetro pudo recopilar datos desde una profundidad mucho
mayor en la atmósfera de Júpiter que la sonda Galileo, 150 kilómetros,
donde la presión alcanza aproximadamente 33 bares.
"Descubrimos que el agua en el ecuador
es mayor de lo que medía la sonda Galileo", dijo Cheng Li, científico de
Juno en la Universidad de California, Berkeley. "Debido a que la región
ecuatorial es única en Júpiter, necesitamos comparar estos resultados
con la cantidad de agua que hay en otras regiones".
La órbita de 53 días de Juno se está
moviendo lentamente hacia el norte, como se pretendía, y enfoca más al
hemisferio norte de Júpiter con cada sobrevuelo.
El equipo científico
está ansioso por ver cómo el contenido de agua atmosférica varía según
la latitud y la región, así como lo que los polos ricos en ciclones
pueden decirles sobre la abundancia global de agua del gigante gaseoso.
El vigésimo octavo sobrevuelo científico
de Júpiter se produjo el pasado 17 de Febrero. El próximo sobrevuelo
científico tendrá lugar el 10 de Abril de 2020.
"Cada sobrevuelo científico es un evento
de descubrimientos", dijo Bolton. "Con Júpiter siempre hay algo nuevo.
Juno nos ha enseñado una lección importante: necesitamos acercarnos a un
planeta para probar nuestras teorías".
