En el polo sur de Júpiter acecha una vista sorprendente, incluso para un planeta gigante gaseoso cubierto de bandas de colores que luce una mancha roja más grande que la tierra. Cerca del polo sur del planeta, en su mayoría oculto a las miradas indiscretas dehumanos, es una colección de tormentas arremolinadas dispuestas en un patrón inusualmente geométrico.
Desde que fueron detectadas por primera vez por la sonda espacial Juno de la NASA en 2019, las tormentas han presentado algo de misterio para los científicos. Las tormentas son análogas a los huracanes en la Tierra. Sin embargo, en nuestro planeta, los huracanes no se acumulan en los polos ygiran entre sí en forma de pentágono o hexágono, al igual que las curiosas tormentas de Júpiter.
Ahora, un equipo de investigación que trabaja en el laboratorio de Andy Ingersoll, profesor de ciencia planetaria de Caltech, ha descubierto por qué las tormentas de Júpiter se comportan de manera tan extraña. Lo hicieron utilizando matemáticas derivadas de una prueba escrita por Lord Kelvin, un físico e ingeniero matemático británico, hace casi 150 años.
Ingersoll, que era miembro del equipo de Juno, dice que las tormentas de Júpiter son notablemente similares a las que azotan la costa este de los Estados Unidos cada verano y otoño, solo que en una escala mucho mayor.
"Si fueras por debajo de las cimas de las nubes, probablemente encontraras gotas de lluvia de agua líquida, granizo y nieve", dice. "Los vientos serían vientos con fuerza de huracán. Los huracanes en la Tierra son un buen análogo de los vórtices individualesdentro de estos arreglos vemos en Júpiter, pero no hay nada tan asombrosamente hermoso aquí ".
Como en la Tierra, las tormentas de Júpiter tienden a formarse más cerca del ecuador y luego derivar hacia los polos. Sin embargo, los huracanes y tifones de la Tierra se disipan antes de que se aventuren demasiado lejos del ecuador. Júpiter sigue su camino hasta que llegan a los polos.
"La diferencia es que en la Tierra los huracanes se quedan sin agua tibia y llegan a los continentes", dice Ingersoll. Júpiter no tiene tierra ", por lo que hay mucha menos fricción porque no hay nada contra lo que frotarse. Simplemente hay más gas debajo delJúpiter también tiene calor sobrante de su formación que es comparable al calor que recibe del sol, por lo que la diferencia de temperatura entre su ecuador y sus polos no es tan grande como en la Tierra ".
Sin embargo, dice Ingersoll, esta explicación aún no tiene en cuenta el comportamiento de las tormentas una vez que alcanzan el polo sur de Júpiter, lo cual es inusual incluso en comparación con otros gigantes gaseosos. Saturno, que también es un gigante gaseoso, tiene una tormenta enorme encada uno de sus polos, en lugar de una colección de tormentas dispuestas geométricamente.
La respuesta al misterio de por qué Júpiter tiene estas formaciones geométricas y otros planetas no, descubrieron Ingersoll y sus colegas, podría encontrarse en el pasado, específicamente en el trabajo realizado en 1878 por Alfred Mayer, un físico estadounidense y Lord Kelvin.Mayer había colocado imanes circulares flotantes en un charco de agua y observó que se organizaban espontáneamente en configuraciones geométricas, similares a las vistas en Júpiter, con formas que dependían del número de imanes. Kelvin utilizó las observaciones de Mayer para desarrollar un modelo matemático paraexplicar el comportamiento de los imanes.
"En el siglo XIX, la gente pensaba en cómo las piezas giratorias de fluido se organizarían en polígonos", dice Ingersoll. "Aunque había muchos estudios de laboratorio de estos polígonos de fluidos, nadie había pensado en aplicar eso a unsuperficie planetaria. "
Para hacerlo, el equipo de investigación utilizó un conjunto de ecuaciones conocidas como ecuaciones de aguas poco profundas para construir un modelo de computadora de lo que podría estar sucediendo en Júpiter y comenzó a ejecutar simulaciones.
"Queríamos explorar la combinación de parámetros que hace que estos ciclones sean estables", dice Cheng Li Phd '17, autor principal y becario postdoctoral 51 Pegasi b en UC Berkeley. "Hay teorías establecidas que predicen que los ciclones tienden afusionarse en el polo debido a la rotación del planeta y así lo encontramos en las pruebas iniciales. "
Eventualmente, sin embargo, el equipo descubrió que se formaría una disposición geométrica estable de tormentas similar a la de Júpiter si las tormentas estuvieran rodeadas por un anillo de vientos que giraran en la dirección opuesta a las tormentas giratorias, o un llamado anillo anticiclónico. La presencia de anillos anticiclónicos hace que las tormentas se repelan entre sí, en lugar de fusionarse.
Ingersoll dice que la investigación podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo se comporta el clima en la Tierra.
"Otros planetas proporcionan una gama mucho más amplia de comportamientos que los que ves en la Tierra", dice, "por lo que estudias el clima en otros planetas para poner a prueba tus teorías".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de California . Original escrito por Emily Velasco. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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