Basado en parte en datos de generaciones de misiones de la NASA, incluidas la Voyager y Cassini de la NASA, el trabajo podría ayudar a los científicos a determinar cómo predecir el clima en Júpiter.
Los científicos han completado el estudio más largo jamás realizado sobre el seguimiento de las temperaturas en la troposfera superior de Júpiter, la capa de la atmósfera donde se produce el clima del planeta gigante y donde se forman sus características nubes de rayas de colores. El trabajo, realizado durante cuatro décadas uniendo datos de la nave espacial de la NASA y observaciones de telescopios terrestres, encontró patrones inesperados en cómo las temperaturas de los cinturones y zonas de Júpiter cambian con el tiempo. El estudio es un paso importante hacia una mejor comprensión de lo que impulsa el clima en el planeta más grande de nuestro sistema solar y, finalmente, poder pronosticarlo.
La troposfera de Júpiter tiene mucho en común con la de la Tierra: es donde se forman las nubes y se agitan las tormentas. Para comprender esta actividad climática, los científicos deben estudiar ciertas propiedades, como el viento, la presión, la humedad y la temperatura. Sabían desde las misiones Pioneer 10 y 11 de la NASA en la década de 1970 que, en general, las temperaturas más frías están asociadas con las bandas más claras y blancas de Júpiter (conocidas como zonas), mientras que las bandas marrón-rojizas más oscuras (conocidas como cinturones) son ubicaciones de temperaturas más cálidas. temperaturas
Pero no había suficientes conjuntos de datos para comprender cómo varían las temperaturas a largo plazo. La nueva investigación, publicada el 19 de diciembre en Nature Astronomy , abre nuevos caminos al estudiar imágenes del brillante resplandor infrarrojo (invisible para el ojo humano) que se eleva desde las regiones más cálidas de la atmósfera, midiendo directamente las temperaturas de Júpiter por encima de las coloridas nubes. Los científicos recopilaron estas imágenes a intervalos regulares en tres de las órbitas de Júpiter alrededor del Sol, cada una de las cuales dura 12 años terrestres.
En el proceso, descubrieron que las temperaturas de Júpiter suben y bajan siguiendo períodos definidos que no están vinculados a las estaciones ni a ningún otro ciclo que los científicos conozcan. Debido a que Júpiter tiene estaciones débiles (el planeta está inclinado sobre su eje solo 3 grados, en comparación con los alegres 23,5 grados de la Tierra), los científicos no esperaban encontrar temperaturas en Júpiter que variaran en ciclos tan regulares.
El estudio también reveló una conexión misteriosa entre los cambios de temperatura en regiones separadas por miles de kilómetros: a medida que las temperaturas subieron en latitudes específicas en el hemisferio norte, bajaron en las mismas latitudes en el hemisferio sur, como una imagen especular a través del ecuador.
“Eso fue lo más sorprendente de todo”, dijo Glenn Orton, científico investigador principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y autor principal del estudio. “Encontramos una conexión entre cómo variaban las temperaturas en latitudes muy distantes. Es similar a un fenómeno que vemos en la Tierra, donde los patrones meteorológicos y climáticos en una región pueden tener una influencia notable en el clima en otros lugares, con patrones de variabilidad aparentemente ‘teleconectados’ a través de grandes distancias a través de la atmósfera”.
El próximo desafío es descubrir qué causa estos cambios cíclicos y aparentemente sincronizados.
“Hemos resuelto una parte del rompecabezas ahora, que es que la atmósfera muestra estos ciclos naturales”, dijo el coautor Leigh Fletcher de la Universidad de Leicester en Inglaterra. “Para comprender qué impulsa estos patrones y por qué ocurren en estas escalas de tiempo particulares, debemos explorar tanto por encima como por debajo de las capas nubladas”.
Una posible explicación se hizo evidente en el ecuador: los autores del estudio encontraron que las variaciones de temperatura más arriba, en la estratosfera, parecían subir y bajar en un patrón opuesto al comportamiento de las temperaturas en la troposfera, lo que sugiere que los cambios en la estratosfera influyen en los cambios. en la troposfera y viceversa.
Décadas de observaciones
Orton y sus colegas comenzaron el estudio en 1978. Durante la duración de su investigación, escribirían propuestas varias veces al año para ganar tiempo de observación en tres grandes telescopios en todo el mundo: el Very Large Telescope en Chile y el Infrared Telescope Facility de la NASA. y el Telescopio Subaru en los Observatorios de Maunakea en Hawái.
Durante las primeras dos décadas del estudio, Orton y sus compañeros de equipo se turnaron para viajar a esos observatorios, reuniendo la información sobre las temperaturas que eventualmente les permitiría conectar los puntos. (A principios de la década de 2000, parte del trabajo del telescopio se podía realizar de forma remota).
Luego vino la parte difícil: combinar varios años de observaciones de varios telescopios e instrumentos científicos para buscar patrones. Junto a estos científicos veteranos en su estudio de larga duración había varios pasantes de pregrado, ninguno de los cuales había nacido cuando comenzó el estudio. Son estudiantes de Caltech en Pasadena, California; Cal Poly Pomona en Pomona, California; la Universidad Estatal de Ohio en Columbus, Ohio; y Wellesley College en Wellesley, Massachusetts.
Los científicos esperan que el estudio les ayude a predecir el clima en Júpiter, ahora que tienen una comprensión más detallada del mismo. La investigación podría contribuir al modelado climático, con simulaciones por computadora de los ciclos de temperatura y cómo afectan el clima, no solo para Júpiter, sino para todos los planetas gigantes de nuestro sistema solar y más allá.
“La medición de estos cambios de temperatura y períodos a lo largo del tiempo es un paso para finalmente tener un pronóstico meteorológico completo de Júpiter, si podemos conectar la causa y el efecto en la atmósfera de Júpiter”, dijo Fletcher. “Y la pregunta aún más amplia es si algún día podemos extender esto a otros planetas gigantes para ver si aparecen patrones similares”.
