Todos reconocemos a Júpiter por su patrón de bandas de zonas y cinturones de contrarrotación; esto se puede ver incluso con pequeños telescopios de jardín. Estas impresionantes estructuras están impulsadas por rápidos chorros que son visibles en las nubes del planeta. Pero lo que sucede cerca de sus polos y debajo de las cimas de las nubes ha sido durante mucho tiempo un misterio.

Gracias a su órbita única, La misión Juno de la NASA ahora ha revelado algunos de los secretos mejor guardados de Júpiter. Los resultados, publicado en cuatro artículos en Naturaleza , muestran que el planeta tiene sorprendentes formas "poligonales" de ciclones en sus polos, incluido un pentágono en el polo sur, y que su estructura de bandas persiste hasta profundidades de 3, 000km.

Desde la Tierra y naves espaciales en determinadas órbitas, solo podemos ver bien las regiones ecuatoriales de Júpiter. De hecho, este ha sido el caso de todas las misiones anteriores al planeta. Imágenes de la Voyager, Cassini y el orbitador Galileo proporcionaron magníficas vistas de la estructura del cinturón de zona y tormentas de larga duración como la Gran Mancha Roja. La sonda Galileo tomó muestras solo hasta 160 km por debajo de las nubes en un lugar.

Juno tiene un órbita muy elíptica, dándole las primeras buenas vistas sobre los polos de Júpiter. Cada 53 días desde julio de 2016, ha barrido tan cerca como 4, 100 km por encima de las cimas de las nubes de Júpiter, dándole excelentes vistas de su aurora, un tipo de "aurora boreal" causada por corrientes eléctricas en la magnetosfera que gira rápidamente (un campo magnético) que interactúa con la atmósfera del planeta, y las regiones polares de la atmósfera en visible, luz infrarroja y ultravioleta.

Además de estudiar la aurora y la magnetosfera, Juno también ayuda a los científicos a sondear el campo gravitacional del interior de Júpiter con exquisito detalle al monitorear pequeños ajustes en la órbita de la nave espacial, hasta 3, 000km por debajo de las nubes.

Siendo el planeta más grande del sistema solar, Júpiter cuenta con un radio de más de 10 veces el de la Tierra, en casi 70, 000km. Los vientos contrarrotantes en las zonas y cinturones alcanzan velocidades de 100 metros por segundo. Su composición principal es hidrógeno y helio, restos de la densa nube de gas y polvo. conocida como la nebulosa solar, que formó nuestro sistema solar hace 4.600 millones de años.

Debajo de las cimas de las nubes Se cree que la presión del gas aumenta enormemente. Con solo 3, 000km por debajo de las nubes, la presión debe llegar a 100, 000 bar, que es la presión necesaria para sintetizar el diamante en la Tierra. Más hacia el centro, la presión y la temperatura aumentan aún más, y el hidrógeno comienza a comportarse como un metal. Los modelos muestran que aún más adentro llegaríamos a un núcleo rocoso y helado con un radio de aproximadamente el 20% del de Júpiter. Sin embargo, los modelos no son tan confiables, y aquí es donde entra Juno.

Patrones polares peculiares

Los científicos se sorprendieron enormemente la primera vez que vieron los polos de otro gigante gaseoso:Saturno. Cassini confirmó el descubrimiento de la Voyager de un peculiar, enorme característica hexagonal en la atmósfera de Saturno cerca de los polos. Esto rodea un huracán polar con un diámetro de 1, 250km.

En el Júpiter más grande, los científicos no esperaban ver este patrón en absoluto. En lugar de, las teorías sugirieron que las zonas y cinturones en el centro se debilitarían hacia los polos, lo que provocaría una turbulencia caótica, en lugar de patrones estructurados.

Pero gracias a Juno, Los científicos ahora han descubierto un ciclón enorme en cada polo, alrededor de 4, 000km de diámetro en el norte y 5, 600km al sur. Notablemente, Estos están rodeados por ocho ciclones de tamaño similar en el norte, y cinco en el sur. Estos ciclones parecen notablemente estables durante el tiempo que Juno los ha fotografiado en el visible y en el infrarrojo.

Los ocho ciclones del norte forman una forma de "ditetragon" (esto es lo que se obtiene si conecta dos pirámides en la base) y los cinco ciclones del sur forman una forma de pentágono (ver imagen principal). Aún no entendemos qué los causa y por qué son tan persistentes. La fuerza de la rotación de Júpiter, combinado con su radio más pequeño en el polo, se esperaría que desplazaran muchos más ciclones hacia el polo de forma continua, pero esto parece no suceder.

Debajo de las nubes

Otro de los misterios de Júpiter era si sus zonas y cinturones eran poco profundos o profundos en la atmósfera. La respuesta de Juno es profunda.

Este resultado provino de mediciones de su campo de gravedad, que los científicos han descubierto ahora exhiben una asimetría norte-sur. Esto fue inesperado en Júpiter - un pesado, rotación rápida, planeta achatado (aplanado en los polos). La explicación es que deben estar presentes los flujos atmosféricos por debajo de las nubes.

Otro artículo revela que estas corrientes en chorro atmosféricas circulan debajo de cada una de las zonas y cinturones, y llegar hasta el 3, 000km. Sin embargo, la masa de la atmósfera involucrada en estos enormes movimientos corresponde a solo alrededor del 1% de la masa total de Júpiter.

Al monitorear cómo gira todo el planeta, Los científicos también descubrieron que por debajo del nivel de 3000 km, Júpiter gira efectivamente como un cuerpo rígido, más lentamente que el gas que se agita arriba. En este nivel, la temperatura y la presión hacen que fluyan corrientes eléctricas, y esto crea una fuerza de arrastre magnética que comienza a ralentizar el movimiento del viento.

Los nuevos resultados ahora se pueden poner en contexto con otros cuerpos, en particular con Saturno, con sus vientos de cinturón de zona que alcanzan los 500 metros por segundo. Según lo que sabemos ahora sobre Júpiter, Parece probable que las corrientes en chorro de Saturno lleguen aún más profundamente a 9, 000km. La comparación de los modelos de los ciclones persistentes de Júpiter con el hexágono y el huracán de Saturno también podría ayudarnos a comprender las causas de estas misteriosas características.

Emocionantemente Los nuevos datos también pueden ayudarnos a comprender los planetas gigantes gaseosos en otros sistemas solares. Por ejemplo, ahora sabemos que aquellos más grandes que Júpiter tendrían corrientes en chorro menos profundas debajo de sus zonas y cinturones.

Las misiones futuras como JUICE de la ESA y las sondas atmosféricas de Saturno propuestas pueden ver más profundamente que Juno. para contarnos más sobre la estructura interna profunda de este magnífico planeta gigante, ayudándonos en última instancia a obtener una imagen completa de cómo se formó y evolucionó.

Este artículo se publicó originalmente en The Conversation. Lea el artículo original.