Los astrónomos que utilizaron la matriz Very Large Array mejorada de Karl G. Jansky en Nuevo México han producido el mapa de radio más detallado hasta la fecha de la atmósfera de Júpiter, revelando el movimiento masivo de gas amoniaco que subyace a las coloridas bandas, manchas y nubes giratorias visibles para ela simple vista.
La Universidad de California, investigadores de Berkeley midió las emisiones de radio de la atmósfera de Júpiter en bandas de longitud de onda donde las nubes son transparentes. Los observadores pudieron ver hasta 100 kilómetros 60 millas debajo de las nubes, una región en gran parte inexplorada donde se forman nubes.
Las emisiones de radio termales del planeta son parcialmente absorbidas por el gas de amoníaco. Según la cantidad de absorción, los investigadores podrían determinar cuánto amoníaco está presente y a qué profundidad.
Al estudiar estas regiones de la atmósfera del planeta, los astrónomos esperan aprender cómo la poderosa fuente de calor interna de Júpiter impulsa la circulación global y la formación de nubes. Estos estudios también arrojarán luz sobre procesos similares que ocurren en otros planetas gigantes en nuestro sistema solar y enexoplanetas gigantes recientemente descubiertos alrededor de estrellas distantes.
"En esencia, creamos una imagen tridimensional del gas de amoníaco en la atmósfera de Júpiter, que revela movimientos ascendentes y descendentes dentro de la atmósfera turbulenta", dijo el autor principal, Imke de Pater, profesor de astronomía de UC Berkeley.
El mapa tiene un parecido sorprendente con las imágenes de luz visible tomadas por astrónomos aficionados y el telescopio espacial Hubble, dijo.
El mapa de radio muestra gases ricos en amoníaco que se elevan y forman las capas de nubes superiores: una nube de hidrosulfuro de amonio a una temperatura cercana a 200 Kelvin menos 100 grados Fahrenheit y una nube de hielo de amoniaco en el aire frío de aproximadamente 160 Kelvin menos170 grados Fahrenheit. Estas nubes se ven fácilmente desde la Tierra con telescopios ópticos.
Por el contrario, los mapas de radio muestran que el aire pobre en amoníaco se hunde en el planeta, de forma similar a cómo desciende el aire seco desde arriba de las capas de nubes en la Tierra.
El mapa también muestra que los puntos críticos, llamados así porque aparecen brillantes en las imágenes infrarrojas térmicas y de radio, son regiones pobres en amoníaco que rodean el planeta como un cinturón al norte del ecuador. Entre estos puntos críticos hay mucho amoníacosurgencias que traen amoníaco de las profundidades del planeta.
"Con la radio, podemos mirar a través de las nubes y ver que esos puntos calientes están intercalados con columnas de amoníaco que se elevan desde las profundidades del planeta, rastreando las ondulaciones verticales de un sistema de ondas ecuatoriales", dijo el astrónomo investigador de la Universidad de Berkeley, Michael Wong.
Los mapas finales tienen la mejor resolución espacial jamás lograda en un mapa de radio: 1.300 kilómetros.
"Ahora vemos altos niveles de amoníaco como los detectados por Galileo desde más de 100 kilómetros de profundidad, donde la presión es aproximadamente ocho veces la presión atmosférica de la Tierra, hasta los niveles de condensación de las nubes", dijo de Pater.
De Pater, Wong y sus colegas informarán sobre sus hallazgos y mapas muy detallados en la edición del 3 de junio de 2016 de la revista ciencia .
Preludio a la llegada de Juno
Las observaciones se informan solo un mes antes de la llegada del 4 de julio de 2016 a Júpiter de la nave espacial Juno de la NASA, que planea, en parte, medir la cantidad de agua en la atmósfera profunda donde el Very Large Array buscó amoníaco.
"Mapas como el nuestro pueden ayudar a poner sus datos en una imagen más amplia de lo que está sucediendo en la atmósfera de Júpiter", dijo de Pater, señalando que su equipo observará a Júpiter con el VLA al mismo tiempo que los instrumentos de microondas de Juno están buscando agua.
La clave de las nuevas observaciones fue una actualización del VLA que mejoró la sensibilidad en un factor de 10, dijo Bryan Butler, coautor y astrónomo del personal del Observatorio Nacional de Radioastronomía en Socorro, Nuevo México, que opera el VLA."Estos mapas de Júpiter realmente muestran el poder de las actualizaciones al VLA".
El equipo observó en todo el rango de frecuencias entre 4 y 18 gigahercios longitud de onda de 1,7 a 7 centímetros, lo que les permitió modelar cuidadosamente la atmósfera, dijo David DeBoer, astrónomo investigador del Laboratorio de Radioastronomía de UC Berkeley.
"Ahora vemos una estructura fina en la banda de 12 a 18 gigahercios, muy similar a lo que vemos en la zona visible, especialmente cerca de la Gran Mancha Roja, donde vemos muchas pequeñas características rizadas", dijo Wong. "Esas trazas son realmente complejasmovimientos ascendentes y descendentes allí "
Las observaciones también resuelven una discrepancia desconcertante entre la concentración de amoníaco detectada por la sonda Galileo cuando se sumergió a través de la atmósfera en 1995 - 4.5 veces la abundancia observada en el sol - y las mediciones de VLA de antes de 2004, que mostraron mucho menos amoníacogas que medido por la sonda.
"La rotación de Júpiter una vez cada 10 horas generalmente difumina los mapas de radio, porque estos mapas tardan muchas horas en observarse", dijo el coautor Robert Sault, de la Universidad de Melbourne en Australia. "Pero hemos desarrollado una técnica para evitar esto yasí que evite confundir los flujos de amoníaco ascendente y descendente, que habían llevado a la subestimación anterior ".
Esta investigación fue apoyada por los premios del Programa de Investigación de Astronomía Planetaria y Planetas Externos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio. NRAO es una instalación de la Fundación Nacional de Ciencias operada bajo un acuerdo cooperativo de Associated Universities, Inc.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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