Desde que la nave espacial Voyager 1 de la NASA sobrevoló Júpiter en marzo, 1979, los científicos se han preguntado sobre el origen del rayo de Júpiter. Ese encuentro confirmó la existencia del rayo joviano, que había sido teorizado durante siglos. Pero cuando el venerable explorador pasó a toda velocidad, los datos mostraron que las señales de radio asociadas con los rayos no coincidían con los detalles de las señales de radio producidas por los rayos aquí en la Tierra.

En un nuevo artículo publicado en Naturaleza hoy dia, Los científicos de la misión Juno de la NASA describen las formas en que los rayos en Júpiter son en realidad análogos a los rayos de la Tierra. A pesar de que, en algunas formas, los dos tipos de rayos son polos opuestos.

"No importa en qué planeta estés, Los relámpagos actúan como transmisores de radio:emiten ondas de radio cuando atraviesan el cielo, "dijo Shannon Brown del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, un científico de Juno y autor principal del artículo. "Pero hasta Juno, todas las señales de rayos registradas por naves espaciales [Voyager 1 y 2, Galileo, Cassini] se limitaron a detecciones visuales o del rango de kilohercios del espectro de radio, a pesar de una búsqueda de señales en el rango de megahercios. Se ofrecieron muchas teorías para explicarlo, pero ninguna teoría podría obtener tracción como respuesta ".

Entra Juno, que ha estado orbitando Júpiter desde el 4 de julio, 2016. Entre su conjunto de instrumentos de alta sensibilidad se encuentra el Instrumento de radiómetro de microondas (MWR), que registra las emisiones del gigante gaseoso en un amplio espectro de frecuencias.

"En los datos de nuestros primeros ocho sobrevuelos, El MWR de Juno detectó 377 descargas de rayos, ", dijo Brown." Se registraron en el rango de megahercios y gigahercios, que es lo que puedes encontrar con las emisiones de rayos terrestres. Creemos que la razón por la que somos los únicos que podemos verlo es porque Juno está volando más cerca de la iluminación que nunca. y estamos buscando en una frecuencia de radio que pase fácilmente a través de la ionosfera de Júpiter ".

Si bien la revelación mostró cómo los rayos de Júpiter son similares a los de la Tierra, el nuevo documento también señala que el lugar donde estos relámpagos destellan en cada planeta es en realidad bastante diferente.

"La distribución de los rayos de Júpiter está al revés en relación con la Tierra, ", dijo Brown." Hay mucha actividad cerca de los polos de Júpiter pero ninguna cerca del ecuador. Puede preguntarle a cualquiera que viva en los trópicos; esto no es cierto para nuestro planeta ".

¿Por qué los rayos se congregan cerca del ecuador en la Tierra y cerca de los polos en Júpiter? Sigue el calor.

La Tierra deriva la gran mayoría de su calor externamente de la radiación solar, cortesía de nuestro sol. Porque nuestro ecuador lleva la peor parte de este sol, el aire cálido y húmedo se eleva (a través de la convección) más libremente allí, que alimenta tormentas eléctricas imponentes que producen relámpagos.

La órbita de Júpiter está cinco veces más lejos del Sol que la órbita de la Tierra, lo que significa que el planeta gigante recibe 25 veces menos luz solar que la Tierra. Pero a pesar de que la atmósfera de Júpiter deriva la mayor parte de su calor del interior del planeta mismo, esto no hace que los rayos del sol sean irrelevantes. Proporcionan algo de calidez calentando el ecuador de Júpiter más que los polos, al igual que calientan la Tierra. Los científicos creen que este calentamiento en el ecuador de Júpiter es suficiente para crear estabilidad en la atmósfera superior. inhibiendo la subida de aire caliente desde el interior. Los polos, que no tienen este nivel de calor superior y, por lo tanto, no tienen estabilidad atmosférica, permitir que los gases cálidos del interior de Júpiter se eleven, impulsando la convección y por lo tanto creando los ingredientes para los rayos.

"Estos hallazgos podrían ayudar a mejorar nuestra comprensión de la composición, la circulación y la energía fluyen en Júpiter, ", dijo Brown. Pero surge otra pregunta, ella dijo. "Aunque vemos un rayo cerca de ambos polos, ¿Por qué se registra principalmente en el polo norte de Júpiter? "

En un segundo artículo sobre relámpagos de Juno publicado hoy en Nature Astronomy, Ivana Kolmašová de la Academia Checa de Ciencias, Praga, y colegas, presentar la base de datos más grande de emisiones de radio de baja frecuencia generadas por rayos alrededor de Júpiter (silbidos) hasta la fecha. El conjunto de datos de más de 1, 600 señales, recogido por el instrumento Waves de Juno, es casi 10 veces el número registrado por la Voyager 1. Juno detectó tasas máximas de cuatro rayos por segundo (similares a las tasas observadas en tormentas eléctricas en la Tierra) que es seis veces mayor que los valores máximos detectados por la Voyager 1.

"Estos descubrimientos solo pudieron ocurrir con Juno, "dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute, San Antonio. "Nuestra órbita única permite que nuestra nave espacial vuele más cerca de Júpiter que cualquier otra nave espacial en la historia, por lo que la intensidad de la señal de lo que irradia el planeta es mil veces más fuerte. También, Nuestros instrumentos de microondas y ondas de plasma son de última generación, permitiéndonos captar incluso las señales de rayos débiles de la cacofonía de las emisiones de radio de Júpiter. "

La nave espacial Juno de la NASA realizará su decimotercer sobrevuelo científico sobre las misteriosas nubes de Júpiter el 16 de julio.