Los profundos vientos de Júpiter, su núcleo difuminado y el origen del sistema solar

¿Cómo se formó Júpiter? La respuesta a esta pregunta nos permitiría entender al mismo tiempo cómo se formó el sistema solar, pues Júpiter no solo es el mayor planeta, sino que además su formación y posteriores vagabundeos orbitales condicionaron la disposición del resto de cuerpos, incluida la Tierra. En otras palabras, si queremos saber por qué en la Tierra pudo aparecer la vida tenemos que conocer cómo nació el planeta más grande del sistema solar. Para ello es imprescindible averiguar su estructura interior, una tarea a la que se dedica la sonda Juno de la NASA desde julio de 2016, cuando entró en órbita alrededor del gigante joviano. Como vimos hace unos meses, Juno está descubriendo un planeta completamente inesperado. Y no deberíamos sorprendernos. Cada vez que estudiamos un mundo del sistema solar con una sonda equipada con nuevos instrumentos los descubrimientos se suceden.

El polo sur de Júpiter visto por Juno con sus extraños ciclones y tormentas aparentemente caóticos (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles).
El polo sur de Júpiter visto por Juno con sus extraños ciclones y tormentas aparentemente caóticos (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles).

Uno de los misterios de Júpiter es hasta qué profundidad se extienden las zonas y cinturones que dan al planeta su aspecto característico con bandas horizontales. Hasta ahora nadie lo sabía, pero existen dos teorías contrapuestas. Una dice que estas bandas aparecen muy cerca de la ‘superficie’, mientras que la otra apuesta a que en realidad las zonas y cinturones son manifestaciones de una estructura interna en forma de cilindros anidados que se extiende hasta muy adentro del planeta. ¿Y qué ha descubierto Juno? Pues, aunque los datos son todavía preliminares, ha podido comprobar que las bandas se extienden de 1.000 a 3.000 kilómetros. Un duro varapalo para la teoría que propone que estas bandas de colores sean un simple barniz.

La sombra de Amaltea en la atmósfera joviana (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS).
La sombra de Amaltea en la atmósfera joviana (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS).

Juno ha descubierto además que los vientos en el hemisferio norte y sur del planeta son asimétricos. ¿Y cómo puede Juno saber todo esto desde la órbita? La clave está en medir el campo gravitatorio joviano con precisión. El campo gravitatorio de cualquier planeta dista mucho de ser el de una esfera perfecta. Las desviaciones, o armónicos, nos dan información sobre las características internas de Júpiter. En concreto, los armónicos impares nos informan de esta asimetría de vientos en el planeta. Gracias a las medidas gravimétricas desde su órbita elíptica con un periodo de 53 días —recordemos que la sonda no ha podido alcanzar su órbita prevista de trabajo por culpa de un problema con el sistema de propulsión, por lo que la misión tomará más tiempo—, Juno podrá medir armónicos de hasta orden 20 (J20), aunque con suerte se espera llegar a conocer los de orden 30. Por ahora se han medido los armónicos hasta el orden 8.

qsq (James Tuttle Keane).
Los armónicos del campo gravitatorio nos dan información sobre la profundidad y asimetría de los vientos jovianos (James Tuttle Keane).

Y esto nos sirve para alcanzar el principal objetivo de Juno: saber si Júpiter tiene un núcleo denso o no. Los análisis preliminares usando los armónicos de orden 8 indican que el planeta tiene en realidad un núcleo muy pequeño con bordes difuminados. O sea, nada que ver con lo que hemos visto toda la vida en los libros de texto. En vez de un núcleo de rocas y hielos definido de grandes dimensiones, Júpiter posee un núcleo relativamente pequeño con bordes borrosos que se van disolviendo en el manto de hidrógeno metálico que ocupa la mayor parte del interior. ¿Y qué quiere decir todo esto? Antes de Juno las cosas estaban relativamente claras: si Júpiter tiene un núcleo de gran tamaño eso indica que se formó lentamente según el modelo de acreción del núcleo, mientras que un núcleo pequeño implica que se creó rápidamente de acuerdo con el modelo de inestabilidad gravitatoria de disco. Dicho de otra forma, el tamaño del núcleo tendría una relación directa con el tiempo que tardó en formarse este planeta gigante.

¿Significa eso que Juno ha demostrado que Júpiter se formó rápidamente como sugieren la mayoría de expertos? Podría ser, pero desde que se propuso la misión Juno los modelos han refinado su complejidad y ahora algunos de ellos predicen un núcleo difuminado incluso si el planeta se formó lentamente por acreción del núcleo. Esto es posible porque el hidrógeno metálico disolvería continuamente la parte exterior del núcleo, formado por elementos más pesados. Así que lo único que está claro es que necesitamos más datos.

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Modelo de núcleo borroso de Júpiter basado en los datos de Juno (NASA).

Además de las medidas del campo gravitatorio, el radiómetro de microondas también ha comprobado que muchas de las características atmosféricas que vemos en la parte exterior del planeta hunden sus raíces en el interior. Una de ellas es la famosa Gran Mancha Roja, que se extiende hasta cientos de kilómetros bajo las nubes. De hecho, ninguna otra estructura observada por Juno se hunde tan adentro, aunque todavía no se ha podido detectar en los datos gravimétricos (lo que indicaría que es aún más profunda). La conclusión principal es que la Mancha Roja parece ser una estructura de muy larga duración, por lo que es poco probable que desaparezca en unas décadas tal y como predicen algunos modelos basados en las observaciones de los últimos años en las que se ha comprobado que ha disminuido su tamaño.

(James Tuttle Keane).
El radiómetro de microondas de Juno ha descubierto que la Gran Mancha Roja se extiende muy adentro (James Tuttle Keane).

El espectrómetro ultravioleta UVS también ha descubierto una nueva sorpresa: las auroras de Júpiter no se forman exactamente igual que en la Tierra. Las auroras jovianas están causadas por electrones con energías muy superiores a las que encontramos en nuestro planeta debido a los llamados adecuadamente ‘procesos de aceleración de auroras’, una eufemismo para describir un mecanismo cuyo funcionamiento preciso desconocemos. El campo magnético joviano se supone que se origina en la capa de hidrógeno metálico del interior, pero los resultados de Juno indican que se genera a menos profundidad de lo que señalan la mayor parte de modelos. En cualquier caso, el campo magnético joviano es un dipolo claro similar en forma al de la Tierra o Saturno y diferente al campo multipular de Urano y Neptuno. Eso sí, su intensidad y tamaño son mucho más grandes que la magnetosfera terrestre (la magnetosfera de Júpiter ocuparía el diámetro de la Luna si se pudiera ver en el cielo a simple vista).

(NASA/JPL-Caltech/SwRI).
Las auroras de Júpiter vistas por el espectrómetro UVS (NASA/JPL-Caltech/SwRI).

Igualmente, las fotografías de JunoCam han sorprendido a propios y extraños por su capacidad para captar grupos de nubes aisladas y, especialmente, por los enormes ciclones aparentemente caóticos que se forman en las regiones polares. Efectivamente, y a diferencia de Saturno, Júpiter no tiene ningún hexágono en los polos y su estructura de bandas desaparece en las regiones polares para dar paso a enormes tormentas. Aunque puede que estos ciclones no sean tan caóticos después de todo. Un reciente modelo basado en las propiedades de superfluidos sugiere que el polo sur sigue un patrón de ‘cristal de vórtices’ muy estable formado por cinco torbellinos que rodean a uno central. De ser así Júpiter puede que no tenga un hexágono, pero al menos tiene un pentágono de tormentas (en el polo norte se han observado ocho ciclones que no se pueden explicar tan fácilmente con este modelo).

Patrón de ciclones en los polos de Júpiter (James Tuttle Keane).
Patrón de ciclones en los polos de Júpiter (James Tuttle Keane).

Y esto no ha hecho más que empezar. Cuánto más aprendemos de Júpiter más nos damos cuenta de lo poco que sabíamos. Esperemos que Juno pueda terminar su misión para ofrecernos muchas más sorpresas.

Ío y Europa vistas por Juno (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko).
Ío y Europa vistas por Juno (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko).

Referencias:


27 Comentarios

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GerardoGerardo

Entonces la gran Mancha roja debería llamarse “LA GRAN ESPINILLA ROJA”? digo por aquello de que tiene raíz. …

Antonio (AKA "Un físico")Antonio (AKA "Un físico")

Seguro que el estudio tan detallado de Juno, del campo gravitatorio de Júpiter, revela alguna conexión con su campo magnético. Sólo tenemos este planeta para descubrir algo sobre esta conexión, ya que no habrán sondas que estudien con este detalle al Sol. Esperemos.

JxJx

La sonda Juno ya arroja los primeros resultados sobre Jupiter, de acuerdo a lo leído, tiene un núcleo rocoso pequeño y sus bandas características incluyendo al gran macha rojas son muy profundas. Muestra un mas que el campo magnético de Jupiter es producido por corrientes en el Hidrógeno Metálico liquido, y que las auroras se forma de forma diferente que en la Tierra. Por supuesto la sonda Juno esta ahí para medir la proporción de hidrógeno a oxigeno, y otros gases en la atmósfera de Jupiter. Los datos son grandes, analizarlos y las investigaciones tardaran años, pero aumentaran nuestra comprensión, entendimiento y conocimiento de Jupiter
Jupiter y Saturno son gigantes gaseosos, Marte, la Tierra, Venus y Mercurio son planetas rocosos, entre los dos grupos están los gigantes helados Urano y Neptuno, los mas exteriores, como me gustaría complementar el trabajo que esta haciendo la sonda Juno con sondas enviadas a los interesantes mundos helados de Urano y Neptuno para responder a la pregunta, que tanto se diferencia el comportamiento en estos planetas helados con el de Jupiter.

secretsecret

Podría ser interacciones cuánticas gracias al frío que contiene Júpiter pueden ser los espines mas grandes jamas observados tal vez vórtices cuánticos dimensionales pequeños agujeros de gusanos que pueden enviarte a otro plano de la realidad.

fisivifisivi

Estupendo artículo.
Mientras más se descubre de Júpiter, más asombra.

Los aficionados a la numerología deben de estar contentos de que el quinto planeta tenga un pentágono, como el sexto tiene un hexágono. 😉

VickVick

Eso venía a escribir, a Kepler le daría un pasmo saber lo que tienen en su atmósfera tatuado el quinto y sexto planeta, al final su geometría platónica no estaba en la órbita sino en el mismo planeta.

fisivifisivi

Dejando aparte los esoterismos, en los que también caían científicos como Kepler y Newton, la naturaleza suele demostrar que no tiene ningún propósito, ni siquiera el de complicar las cosas innecesariamente. Quizá por eso repite el uso de números sencillos, como en el caso de los electrones de valencia de un átomo hasta en las resonancias orbitales, pasando por las formaciones cristalinas de los minerales y, como en este caso y el de Saturno, la agrupación y permanencia de tormentas inmensas.

¿Tendrán alguna influencia las mareas de los satélites con la estabilidad de estas tormentas, como si se tratara de una resonancia orbital?

SBSB

Ola, uno no puede dejar de maravillarse, mientras desayuna huntando de mermelada las tostadas, de la época que nos ha tocado vivir. Nuestros vecinos planetarios van dejando entrever, de mala gana y de forma paulatina, sus secretos. Y el manto nuboso de Júpiter esconde a la vista lo que sucede en el interior. Como simple aficionado, siempre fui “partidario” de la teoría de un nucleo definido de gran tamaño, parece que va a ser que no y es perfecto que los resultados de Juno vayan dibujando la realidad del gigante Jùpiter. Iremos sabiendo más. Permanecemos atentos…

PD. Aunque las fotos no sean tiradas por una cámara de una gran calidad, las imágenes que nos llegan son también para hacer un cuadro y colgarlas en la habitación, como pasó con la Cassini y Saturno.

NoelNoel

Ya que estamos, es “ungÜento”, no “ungUento”, jajajaja. Lleva diéresis!! Eh, que es por seguir la broma.

U-95U-95

Espero poder ver algún día un dirigible flotando entre las nubes de Júpiter y mostrándonos sus castillos y montañas nubosas, tan coloridas, bajo sus cuatro mayores lunas. Con un poco de suerte hasta puede que encontrara los “flotadores” que sugirió Sagan podrían vivir en las atmósferas de los planetas jovianos.

Dadas las condiciones existentes en las profundidades del planeta, el núcleo difuso puede simplemente ser el resultado de ellas -disuelto parcialmente a causa de las corrientes de hidrógeno metálico, quizás en un futuro lejano desaparezca por completo- y no tener nada que ver con cómo se formó

Que Juno dure. A ver si consiguen con la JunoCAM capturar imágenes detalladas de Adrastea y Metis, las dos lunas más internas.

U-95U-95

Ah, sí, ya puedo olfatear las magufadas acerca del pentáculo (que más da) de Júpiter y/o su relación con el de Saturno.

DamiánDamián

Y en la tierra tenemos el triángulo de las bermudas…
Ahí encontró Elon Musk la tecnología de cohetes para llegar al cuadrado de Marte que todavía no sabemos donde esta…

Por eso vamos a Marte y no a Venus, allí solo veríamos la linea que trajo a los alienígenas ancestrales a la tierra para hacer las pirámides….

Aclaración: El contenido de este comentario es únicamente recreativo y no debe tomarse enserio ya que ni el autor se lo cree; no obstante si alguien quiere hacer uso de la idea para su novela/serie/libro podemos arreglar un precio, jajajaja

Salu2

ÓscarÓscar

Estás equivocado, en venus hay un ángulo y en Mercurio una línea y el Sol evidentemente es un punto la mar de gordo 😉

U-95U-95

Me estoy imaginando el tipo de paranoia que puede salir de eso: Júpiter tiene un pentáculo en un polo. El pentáculo es simbolo de Satán. Saturno tiene un hexágono en un polo. Un hexágono tiene seis lados. Saturno (Saturn) = Sátiro (Satyr) = Satán (Satan). Conclusión: la NASA son satanistas.

Cortesía de los mismos que siguen diciendo que la Tierra es plana y que noticias como esta son mentiras del NWO.

DanielDaniel

¡Vaya! Gracias, me fui rápidamente a buscarlo y pasé por alto las referencias. Entradas muy completas siempre. Saludos.

AlcalinoAlcalino

Que alguie me recuerde por que las fotos de los polos difieren de sonda en sonda, con lujo de detalles pliz.

Fernando GeneraleFernando Generale

Que Féliz de que está donde cumpla sus objetivos científico porque la verdad pense que la pifiada de la NASA no tenia solución

JoseJose

Me dejas sin habla Daniel. Precioso artículo además con esos ilustraciones fantasticas que casi son de estilo retro jeje.
Pocas veces la ciencia parece tan apasionante.

YAGYAG

¡Qué maravilla! Y Juno nos revelará mucho más, aunque no aguante lo necesario para completar su misión. Aprovecho de nuevo para agradecerte tu esfuerzo, Daniel.

MrBanksMrBanks

Por favor, ¿alguien me podría explicar por que es mas difícil o se necesita mas tiempo para medir los armónicos de mayor orden? ¿De que va a depender que se obtengan armonicos de orden 30? Muchas Gracias de antemano y perdonar mi ignorancia en estos puntos.
Por cierto ,gran articulo de Daniel Marin, me han parecido bastante interesantes las imagenes sobre todo las de James Tuttle Keane.

FernandoFernando

Muchas gracias como siempre Daniel por estas tremendas noticias y tu espectacular explicación.
Me gustaría hacerte una pregunta: No me queda muy claro la parte de los armónicos y como se usan esas propiedades para determinar características del planeta. Si me pudieras ofrecer un lugar donde obtener más información te estaría muy agradecido.

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