La Sonda Espacial Juno Descubre un Nuevo Ciclón en Júpiter

En esta imagen se puede ver un nuevo ciclón más pequeño en la parte inferior derecha de esta imagen infrarroja del polo sur de Júpiter tomada el 4 de Noviembre de 2019, durante el 23º sobrevuelo científico del planeta realizado por la nave espacial Juno de la NASA. Créditos de la imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

El polo sur de Júpiter tiene un nuevo ciclón. El descubrimiento de la masiva tempestad joviana ocurrió el 3 de Noviembre de 2019, durante el último sobrevuelo de Júpiter realizado por la nave espacial Juno de la NASA. Fue el vuelo número 22 durante el cual la nave espacial con energía solar recolectó datos científicos sobre el gigante gaseoso, pasando a tan sólo 3.500 kilómetros por encima de la cima de nubes. El sobrevuelo también marcó una victoria para el equipo de la misión, cuyas medidas innovadoras mantuvieron a la nave espacial con energía solar lejps de lo que podría haber sido un eclipse que hubiese terminado con la misión.

"La combinación de creatividad y pensamiento analítico nuevamente ha valido la pena para la NASA", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. "Nos dimos cuenta de que la órbita iba a llevar a Juno a la sombra de Júpiter, lo que podría tener graves consecuencias porque estamos alimentados por energía solar. Sin luz solar significa que no hay energía, por lo que existía un riesgo real de morir congelados. Mientras el equipo intentaba descubrimos cómo conservar la energía y mantener nuestro núcleo caliente, los ingenieros idearon una forma completamente nueva de salir del problema: saltar la sombra de Júpiter. Era nada menos que un golpe de navegación de genio y, para nuestra sorpresa, lo primero que pasa al pasar al otro lado es que hacemos otro descubrimiento fundamental ".

Cuando Juno llegó por primera vez a Júpiter en Julio de 2016, sus cámaras infrarrojas y de luz visible descubrieron ciclones gigantes que rodeaban los polos del planeta: nueve en el norte y seis en el sur. ¿Eran ellos, como sus hermanos terrenales, un fenómeno transitorio que les llevaba solo unas semanas desarrollarse y luego menguar? ¿O podrían estos ciclones, cada uno casi tan ancho como los Estados Unidos, ser fenómenos más permanentes?

Con cada sobrevuelo, los datos refuerzan la idea de que cinco tormentas de viento se arremolinaban en un patrón pentagonal alrededor de una tormenta central en el polo sur y que el sistema parecía estable. Ninguna de las seis tormentas mostró signos de ceder el paso para permitir que otros ciclones se unieran.

"Casi parecía que los ciclones polares eran parte de un club privado que parecía oponerse a nuevos miembros", dijo Bolton. Luego, durante el 22° pase científico de Juno, un nuevo ciclón más pequeño cobró vida y se unió a los demás.

Esta imagen compuesta de luz visible tomada por la cámara JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA el 3 de Noviembre de 2019, muestra que un nuevo ciclón en el polo sur de Júpiter se ha unido a otros cinco ciclones para crear una forma hexagonal alrededor de un gran ciclón único. Créditos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/JunoCam

La Vida de un Ciclón Joven

"Los datos del instrumento JIRAM de Juno indican que pasamos de un pentágono de ciclones que rodea a uno en el centro a un arreglo hexagonal", dijo Alessandro Mura, co-investigador de Juno en el Instituto Nacional de Astrofísica en Roma. "Esta nueva incorporación es más pequeña en tamaño que sus seis hermanos ciclónicos más establecidos: es aproximadamente del tamaño de Texas. Quizás los datos de JIRAM de futuros sobrevuelos muestren que el ciclón crece al mismo tamaño que sus vecinos".

Al sondear la capa meteorológica hasta 50 a 70 kilómetros debajo de las nubes de Júpiter, JIRAM captura la luz infrarroja que emerge de las profundidades de Júpiter. Sus datos indican que la velocidad del viento del nuevo ciclón tiene una media de 362 km/h, comparable a la velocidad encontrada en sus seis colegas polares más establecidos.

La cámara JunoCam de la nave espacial también obtuvo imágenes de luz visible del nuevo ciclón. Los dos conjuntos de datos arrojan luz sobre los procesos atmosféricos no solo de Júpiter sino también de otros gigantes gaseosos como Saturno, Urano y Neptuno, así como los de exoplanetas gigantes que ahora se están descubriendo; incluso arrojan luz sobre los procesos atmosféricos de los ciclones de la Tierra.

Esta imagen de un vórtice en Júpiter, tomada por la cámara de la misión Juno, JunoCam, captura la sorprendente estructura interna de la tormenta gigante. Créditos: Datos de imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS Procesamiento de imagen por Gerald Eichstädt/Seán Doran, © BY NC ND

"Estos ciclones son fenómenos climáticos nuevos que no se han visto ni predicho antes", dijo Cheng Li, científico de Juno de la Universidad de California, Berkeley. "La naturaleza está revelando una nueva física con respecto a los movimientos de fluidos y cómo funcionan las atmósferas de los planetas gigantes. Estamos comenzando a comprenderlo a través de observaciones y simulaciones por ordenador. Los futuros sobrevuelos de Juno nos ayudarán a refinar aún más nuestra comprensión al revelar cómo evolucionan los ciclones con el tiempo".

Salto de las Sombras

Por supuesto, el nuevo ciclón nunca se habría descubierto si Juno se hubiera congelado hasta la muerte durante el eclipse cuando Júpiter se interpuso entre la nave espacial y el calor y los rayos de luz del Sol.

La luna de Júpiter, Io, proyecta su sombra sobre Júpiter cada vez que pasa frente al Sol, tal y como se ve desde Júpiter.
Créditos: Datos de imagen: NASA JPL-Caltech/SwRI/MSSS Procesamiento de imagen por Tanya Oleksuik, © CC BY

Juno ha estado navegando en el espacio profundo desde 2011. Entró en una órbita inicial de 53 días alrededor de Júpiter el 4 de Julio de 2016. Originalmente, la misión planeaba reducir el tamaño de su órbita unos meses más tarde para acortar el período entre los sobrevuelos científicos del gigante gaseoso a cada 14 días. Pero el equipo del proyecto recomendó a la NASA que renunciase al encendido del motor principal debido a las preocupaciones sobre el sistema de suministro de combustible de la nave espacial. La órbita de 53 días de Juno proporciona toda la ciencia según lo planeado originalmente; solo que lleva más tiempo hacerla. La vida más larga de Juno en Júpiter es lo que llevó a la necesidad de evitar la sombra de Júpiter.

"Desde el día en que entramos en órbita alrededor de Júpiter, nos aseguramos de que Juno permaneciese bañada por la luz del sol 24/7", dijo Steve Levin, científico del proyecto Juno en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "Nuestros navegadores e ingenieros nos dijeron que llegaría un día de ajuste de cuentas, cuando estaríamos a la sombra de Júpiter durante unas 12 horas. Sabíamos que durante un período tan prolongado sin energía, nuestra nave espacial sufriría un destino similar al del rover Opportunity, cuando los cielos de Marte se llenaron de polvo e impidieron que los rayos del Sol llegasen a sus paneles solares ".

Sin los rayos del Sol proporcionando energía, Juno se enfriaría por debajo de los niveles probados, y finalmente agotaría sus células de batería más allá de la recuperación. Entonces, el equipo de navegación ideó un plan para "saltar la sombra", maniobrando la nave espacial lo suficiente como para que su trayectoria evitase el eclipse.

Una serie de imágenes de JunoCam tomadas durante el 23º sobrevuelo de Juno a Júpiter el 3 de Noviembre de 2019 han revelado un sexto ciclón circumpolar en el grupo alrededor del polo sur de Júpiter.
Créditos: NASA JPL-Caltech/SwRI/MSSS
"En el espacio profundo, estás a la luz del Sol o estás fuera de la luz del Sol; realmente no hay nada intermedio", dijo Levin.

Los navegadores calcularon que si Juno realizaba un encendido de cohetes semanas antes del 3 de Noviembre, mientras la nave espacial estaba lo más lejos posible de Júpiter, podría modificar su trayectoria lo suficiente como para evitar el eclipse. La maniobra utilizaría el sistema de control de reacción de la nave espacial, que inicialmente no estaba destinado a ser utilizado para una maniobra de este tamaño y duración.

El 30 de Septiembre a las 19:46 EDT (23:46 GMT), comenzó el encendido del sistema de control de reacción. Terminó 10 horas y media después. La maniobra propulsiva, cinco veces más larga que cualquier uso anterior de ese sistema, cambió la velocidad orbital de Juno en 203 km/h y consumió alrededor de 73 kilogramos de combustible. Treinta y cuatro días después, los paneles solares de la nave espacial continuaron convirtiendo la luz solar en electrones.

"Gracias a nuestros navegadores e ingenieros, todavía tenemos una misión", dijo Bolton. "Lo que hicieron es más que hacer posible nuestro descubrimiento de ciclones; hicieron posibles las nuevas ideas y revelaciones sobre Júpiter que tenemos por delante".

Fuentes: Nasa en Español