Esta foto de Júpiter, tomada por el telescopio espacial Hubble de la NASA, se rompió cuando el planeta estaba comparativamente cerca de la Tierra, a una distancia de 415 millones de millas. Crédito:NASA, ESA, y A. Simon (NASA Goddard)
Telescopio espacial James Webb de la NASA, el observatorio espacial más ambicioso y complejo jamás construido, utilizará sus incomparables capacidades infrarrojas para estudiar la Gran Mancha Roja de Júpiter, arrojando nueva luz sobre la enigmática tormenta y basándose en los datos devueltos por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y otros observatorios.
La icónica tormenta de Júpiter está en la lista de objetivos del telescopio Webb elegidos por observadores de tiempo garantizado. científicos que ayudaron a desarrollar el telescopio increíblemente complejo y fueron los primeros en usarlo para observar el universo. Uno de los objetivos científicos del telescopio es estudiar planetas, incluidos los misterios que aún guardan los planetas de nuestro propio sistema solar desde Marte y más allá.
Leigh Fletcher, investigador senior en ciencias planetarias en la Universidad de Leicester en el Reino Unido, es el científico principal de las observaciones del telescopio Webb de la tormenta de Júpiter. Su equipo es parte de un esfuerzo mayor para estudiar varios objetivos en nuestro sistema solar con Webb, encabezada por la astrónoma Heidi Hammel, el vicepresidente ejecutivo de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA). La NASA seleccionó a Hammel como científico interdisciplinario para Webb en 2002.
"La sensibilidad infrarroja de Webb proporciona un complemento maravilloso para los estudios de longitud de onda visible del Hubble de la Gran Mancha Roja, ", explicó Hammel." Las imágenes del Hubble han revelado cambios sorprendentes en el tamaño de la Gran Mancha Roja a lo largo de las décadas de vida de la misión ".
Fletcher y su equipo planean utilizar el instrumento de infrarrojo medio de Webb (MIRI) para crear mapas multiespectrales de la Gran Mancha Roja y analizar su temperatura, estructuras químicas y de nubes. Los científicos podrán observar longitudes de onda infrarrojas que podrían arrojar luz sobre las causas del color icónico de la mancha. que a menudo se atribuye a la interacción de la radiación ultravioleta del sol con el nitrógeno, sustancias químicas que contienen azufre y fósforo que se levantan de la atmósfera más profunda de Júpiter por poderosas corrientes atmosféricas dentro de la tormenta.
Esta imagen en color real de la Gran Mancha Roja de Júpiter fue creada por el científico ciudadano Björn Jónsson utilizando datos del generador de imágenes JunoCam en la nave espacial Juno de la NASA. Crédito:NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Björn Jónsson
Fletcher explicó que usar MIRI para observar en el rango de 5 a 7 micrómetros podría ser particularmente revelador para la Gran Mancha Roja, como ninguna otra misión ha podido observar a Júpiter en esa parte del espectro electromagnético, y las observaciones en tales longitudes de onda no son posibles desde la Tierra. Esas longitudes de onda de luz podrían permitir a los científicos ver subproductos químicos únicos de la tormenta, lo que daría una idea de su composición.
"Buscaremos firmas de cualquier compuesto químico que sea exclusivo de la [Gran Mancha Roja] ... que podría ser responsable de los cromóforos rojos, ", dijo Fletcher. Los cromóforos son las partes de las moléculas responsables de su color. Fletcher agregó:"Si no vemos ninguna química inesperada o firmas de aerosoles ... entonces el misterio de ese color rojo puede seguir sin resolverse".
Las observaciones de Webb también pueden ayudar a determinar si la Gran Mancha Roja está generando calor y liberándolo en la atmósfera superior de Júpiter. un fenómeno que podría explicar las altas temperaturas en esa región. Una investigación reciente financiada por la NASA mostró que la colisión de ondas de gravedad y ondas de sonido, producido por la tormenta, podría generar el calor observado, y Fletcher dijo que Webb podría recopilar datos para respaldar esto.
"Cualquier onda producida por la vigorosa actividad convectiva dentro de la tormenta debe atravesar la estratosfera antes de llegar a la ionosfera y la termosfera, ", explicó." Entonces, si realmente existen y son responsables de calentar las capas superiores de Júpiter, con suerte veremos evidencia de su aprobación en nuestros datos ".
Generaciones de astrónomos han estudiado la Gran Mancha Roja; la tormenta ha sido monitoreada desde 1830, pero posiblemente existe desde hace más de 350 años. La razón de la longevidad de la tormenta sigue siendo en gran medida un misterio, y Fletcher explicó que la clave para comprender la formación de tormentas en Júpiter es presenciar su ciclo de vida completo:crecer, contracción, y eventualmente muriendo. No vimos la forma de la Gran Mancha Roja, y puede que no muera pronto (aunque se ha estado encogiendo, como lo documentan las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y otros observatorios), por lo que los científicos deben confiar en la observación de tormentas "más pequeñas y frescas" en el planeta para ver cómo comienzan y evolucionan, algo que Webb puede hacer en el futuro, dijo Fletcher.
"Estas observaciones particulares revelarán la estructura vertical de la tormenta, que será una limitación importante para las simulaciones numéricas de la meteorología joviana [Júpiter], ", explicó." Si esas simulaciones pueden ayudar a explicar lo que Webb observa en el infrarrojo, entonces estaremos un paso más cerca de comprender cómo estas gigantescas vorágine viven durante tanto tiempo ".
