Acelerando a través de la atmósfera muy por encima del ecuador de Júpiter hay una corriente en chorro de este a oeste que invierte el curso en un horario casi tan predecible como el de un tren de Tokio. Ahora, un equipo dirigido por la NASA ha identificado qué tipo de onda obliga a este jet a cambiar de dirección.

Se han identificado corrientes en chorro ecuatoriales similares en Saturno y en la Tierra, donde una rara interrupción del patrón de viento habitual complicó los pronósticos meteorológicos a principios de 2016. El nuevo estudio combina el modelado de la atmósfera de Júpiter con observaciones detalladas realizadas en el transcurso de cinco años desde la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA, o IRTF, en Hawaii. Los hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender mejor la atmósfera dinámica de Júpiter y otros planetas. incluidos los que se encuentran más allá de nuestro sistema solar.

"Júpiter es mucho más grande que la Tierra, mucho más lejos del sol, gira mucho más rápido, y tiene una composición muy diferente, pero resulta ser un excelente laboratorio para comprender este fenómeno ecuatorial, "dijo Rick Cosentino, becario postdoctoral en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autor principal del artículo publicado en el Revista de investigación geofísica - Planetas .

La corriente en chorro ecuatorial de la Tierra se descubrió después de que los observadores vieron los escombros de la erupción del volcán Krakatoa en 1883 transportados por un viento hacia el oeste en la estratosfera. la región de la atmósfera donde los aviones modernos alcanzan la altitud de crucero. Más tarde, Los globos meteorológicos documentaron un viento hacia el este en la estratosfera. Los científicos finalmente determinaron que estos vientos invirtieron su curso con regularidad y que ambos casos eran parte del mismo fenómeno.

El patrón alterno comienza en la estratosfera inferior y se propaga hasta el límite con la troposfera, o capa más baja de la atmósfera. En su fase hacia el este, está asociado con temperaturas más cálidas. La fase hacia el oeste está asociada con temperaturas más frías. El patrón se llama oscilación cuasi-bienal de la Tierra, o QBO, y un ciclo dura aproximadamente 28 meses. La fase de la QBO parece influir en el transporte de ozono, vapor de agua y contaminación en la atmósfera superior, así como la producción de huracanes.

El ciclo de Júpiter se llama oscilación cuasi cuadrienal, o QQO, y dura unos cuatro años terrestres. Saturno tiene su propia versión del fenómeno, la oscilación cuasi-periódica, con una duración de unos 15 años terrestres. Los investigadores tienen una comprensión general de estos patrones, pero aún están averiguando cuánto contribuyen los distintos tipos de ondas atmosféricas a impulsar las oscilaciones y qué tan similares son los fenómenos entre sí.

Estudios previos de Júpiter habían identificado el QQO midiendo las temperaturas en la estratosfera para inferir la velocidad y dirección del viento. El nuevo conjunto de medidas es el primero en abarcar un ciclo completo del QQO y cubre un área mucho más grande de Júpiter. Las observaciones se extendieron sobre un amplio rango vertical y abarcaron latitudes desde aproximadamente 40 grados norte hasta aproximadamente 40 grados sur. El equipo logró esto montando un instrumento de alta resolución llamado TEXES, abreviatura de espectrógrafo Texas Echelon Cross Echelle, en el IRTF.

"Estas mediciones fueron capaces de sondear finas rebanadas verticales de la atmósfera de Júpiter, "dijo la coautora Amy Simon, un científico de Goddard que se especializa en atmósferas planetarias. "Los conjuntos de datos anteriores tenían una resolución más baja, por lo que las señales se esparcieron esencialmente por una gran parte de la atmósfera ".

El equipo descubrió que el chorro ecuatorial se extiende bastante alto en la estratosfera de Júpiter. Debido a que las medidas cubrieron una región tan grande, los investigadores podrían eliminar varios tipos de ondas atmosféricas de ser los principales contribuyentes al QQO, dejando las ondas de gravedad como el principal impulsor. Su modelo asume que las ondas de gravedad se producen por convección en la atmósfera inferior y viajan hacia la estratosfera. donde obligan al QQO a cambiar de dirección.

Los resultados de las simulaciones fueron una excelente coincidencia con el nuevo conjunto de observaciones, indicando que identificaron correctamente el mecanismo. En la tierra, Se considera que las ondas de gravedad son las más probables de obligar a la QBO a cambiar de dirección. aunque no parecen ser lo suficientemente fuertes para hacer el trabajo solos.

"A través de este estudio, obtuvimos una mejor comprensión de los mecanismos físicos que acoplan la atmósfera inferior y superior en Júpiter, y así una mejor comprensión de la atmósfera en su conjunto, "dijo Raúl Morales-Juberías, el segundo autor del artículo y profesor asociado en el Instituto de Minería y Tecnología de Nuevo México en Socorro. "A pesar de las muchas diferencias entre la Tierra y Júpiter, los mecanismos de acoplamiento entre las atmósferas inferior y superior en ambos planetas son similares y tienen efectos similares. Nuestro modelo podría aplicarse para estudiar los efectos de estos mecanismos en otros planetas del sistema solar y en exoplanetas ".