Imagen compuesta de Neptuno, Urano, Saturno y Júpiter. Crédito:Júpiter de Juno:NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran; Saturno de Cassini:NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute; Urano y Neptuno de HST:NASA / ESA / A. Simon (Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA), y M.H. Wong y A. Hsu (Universidad de California, Berkeley)
Mushballs - gigante, granizos fangosos hechos de una mezcla de amoníaco y agua, pueden ser responsables de una anomalía atmosférica en Neptuno y Urano que ha desconcertado a los científicos. Un estudio presentado por Tristan Guillot en el Europlanet Science Congress (EPSC) 2021 muestra que las bolas de hongo podrían ser altamente efectivas para transportar amoníaco a las atmósferas de los gigantes de hielo. ocultando el gas de la detección debajo de nubes opacas.
Recientemente, Las observaciones remotas en longitudes de onda infrarroja y de radio han demostrado que Urano y Neptuno carecen de amoníaco en su atmósfera en comparación con los otros planetas gigantes de nuestro sistema solar. Esto es sorprendente porque, por lo demás, son muy ricos en otros compuestos, como el metano, encontrado en la nube primordial a partir de la cual se formaron los planetas.
O los planetas se formaron bajo condiciones especiales, de material que también era pobre en amoníaco, o algún proceso continuo debe ser responsable. Guillot, investigador del CNRS, Laboratoire Lagrange en Niza, Francia, recurrió a un descubrimiento reciente en Júpiter para una posible respuesta al acertijo.
"La nave espacial Juno ha demostrado que en Júpiter, el amoniaco está presente en abundancia, pero generalmente mucho más profundo de lo esperado, gracias a la formación de bolas de hongo. Muestro que lo que hemos aprendido en Júpiter se puede aplicar para proporcionar una solución plausible a este misterio en Urano y Neptuno, dijo Guillot.
Las observaciones de Juno en Júpiter han demostrado que el granizo de agua y amoníaco se puede formar rápidamente durante las tormentas debido a la capacidad del amoníaco para licuar los cristales de hielo de agua. incluso a temperaturas muy bajas de alrededor de -90 grados Celsius. Los modelos indican que estas bolas de hongo en Júpiter pueden crecer hasta pesos de hasta un kilogramo o más, ligeramente más alto que el granizo más grande de la Tierra. Mientras se sumergen hacia abajo, transportan el amoníaco de manera muy eficiente a la atmósfera profunda, donde termina encerrado bajo la base de la nube.
Impresión artística que muestra cómo se forman las bolas de hongo en las atmósferas de los planetas gigantes. Crédito:NASA / JPL-Caltech / SwRI / CNRS
"La química termodinámica implica que este proceso es aún más eficiente en Urano y Neptuno, y la región de semillas de hongos se extiende y ocurre a mayores profundidades, dijo Guillot. El amoníaco probablemente simplemente esté escondido en las atmósferas profundas de estos planetas, más allá del alcance de los instrumentos actuales ".
Para determinar exactamente a qué profundidad las bolas de hongo transportan amoníaco y agua, es posible que tenga que esperar hasta que un orbitador con instrumentos pueda sondear las atmósferas de los gigantes de hielo de cerca.
"Para comprender completamente los procesos, necesitamos una misión dedicada para mapear la estructura atmosférica profunda y comprender la mezcla en atmósferas de hidrógeno, "dijo Guillot." Neptuno y Urano son un vínculo crítico entre planetas gigantes, como Júpiter y Saturno, y exoplanetas gigantes de hielo que estamos descubriendo en la galaxia. Realmente tenemos que ir allí ".
