ABRIL 2008
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Tormentas
en Júpiter
A finales de marzo de 2007,
científicos de la Universidad del País Vasco observaban Júpiter,
cuando tuvieron lugar dos gigantescas tormentas. El fenómeno
meteorológico se suma a otros similares acontecidos hace años,
dando lugar a una pauta cíclica de tormentas que suceden
aproximadamente cada dieciséis años y que se desarrollan siempre
de un modo similar. El planeta gigante del Sistema Solar
experimenta cambios. ¿Qué está pasando en Júpiter?
Texto: Marta Iglesias
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Foto:
HST-NASA-ESA |
Permítanme
presentarles al equipo de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU) que
hace el seguimiento de Júpiter y otros planetas del sistema solar: su
director Agustín Sánchez-Lavega, y los científicos Ricardo Hueso, José
Félix Rojas y Santiago Pérez Hoyos. Su cometido es conocer las
atmósferas de todos los planetas, su origen, evolución y dinámica
atmosférica. Para ellos, esos lugares lejanos son laboratorios donde
estudiar fenómenos meteorológicos que luego puedan aplicarse a nuestro
planeta a modo de predicciones atmosféricas o del avance del cambio
climático. Gracias a sus observaciones se tuvo conocimiento de estas
grandes tormentas en Júpiter. Pero como es bien sabido que los
científicos no actúan solos, a su labor se sumaron investigadores del
Observatorio Esteve Durán en Barcelona, la NASA, Jet Propulsion
Laboratory, y las Universidades de Berkeley, Arizona y Oxford.
Paralelamente apoyaron una red de astrónomos aficionados avanzados
distribuidos por todo el mundo que enviaron imágenes regularmente, el
telescopio de la NASA en Hawaii y los de Canarias. Además, como algo
excepcional, participó el Telescopio Espacial Hubble.
Y, siguiendo con las presentaciones, al otro lado del telescopio tenemos
a Júpiter. Una enorme bola de gas, que tiene cuarenta veces el tamaño de
la Tierra y diez veces el radio de nuestro planeta (unos 70.000 Km). Si
lográramos entrar con una nave iríamos descendiendo entre gases hasta
llegar a 10.000 kilómetros de profundidad donde, al aumentar la presión,
el gas -90% hidrógeno- comienza a hacerse líquido. Este gran planeta
tiene una rotación rapidísima, ya que su día dura diez horas de las
nuestras, y tarda once años en dar una vuelta completa alrededor del
Sol. Rodeado de cuatro grandes lunas -Io, Europa, Ganímedes y Calisto- y
muchos otros satélites, en su interior se están dando cambios
sorprendentes, como estas tormentas que parecen seguir una pauta
establecida.
Finales de marzo de
2007
Antes del año
1970 las observaciones de Júpiter eran esporádicas, la mayoría las
realizaban aficionados con telescopios modestos o a simple vista. A
partir de ese año comienza a estudiarse en profundidad el planeta y
desde entonces hay dos grandes tormentas documentadas: una tuvo lugar en
1975 y la otra en 1990. Hasta que el equipo del profesor Sánchez-Lavega
no hizo estas observaciones, se consideraban hechos aislados. Pero la
tormenta de marzo de 2007 puso sobre la mesa que eran fenómenos
repetitivos, que se desarrollaron las tres veces de la misma manera.
Para entenderlo, tenemos antes que conocer algo más de la atmósfera de
Júpiter. El mismo Sánchez-Lavega nos lo amplía: "Al girar tan rápido,
los movimientos atmosféricos están a lo largo de los paralelos, lo que
aquí sería de Madrid a Nueva York, pasando por Pekín y París. En ese
círculo de latitud van los vientos en Júpiter, que se mueven hacia el
este y hacia el oeste, alternan con la latitud. Aquí hay corrientes en
chorro muy intensas, como ésta que hemos estudiado que es la más fuerte
del planeta -alcanza los 600 Km/h- y se conoce como el jet. A finales de
marzo de 2007, este equipo de científicos comenzó a observar que el jet
alcanzaba su velocidad máxima y de él nacían dos enormes tormentas que
comenzaron a moverse, generando detrás de ellas un complicado patrón de
turbulencia que les seguía. Las tormentas pretendían dar la vuelta a
todo el planeta, cosa que logró la primera de ellas en un tiempo de
cuarenta días. La segunda tormenta se destruyó en unos veinte días al
encontrarse con el patrón de turbulencia. En el momento inicial de las
tormentas, pasaba por Júpiter la nave Nuevos Horizontes en su camino a
Plutón y por esa razón se contó con el apoyo del Telescopio Espacial
Hubble para la observación, una herramienta de gran precisión que aportó
datos fundamentales a la investigación. Es la primera vez que se tiene
tanta información sobre el fenómeno y ello ha dado lugar a un gran
trabajo que el equipo del doctor Sánchez-Lavega publicó a finales de
enero de 2008 en la prestigiosa revista Nature. En él desarrollan lo que
el científico nos cuenta resumidamente: "Lo que hemos visto es la
repetitividad de tormentas en Júpiter cada 15-17 años, un periodo
extraño que no tiene relación con ninguno de sus periodos naturales.
Ademas aparecen siempre dos y siempre cuando la corriente en chorro
llega a su máxima velocidad, que son 600 Km/hora. Es en esta corriente
en concreto donde aparecen siempre las tormentas. Lo que nos extraña es
que estamos ante un planeta fluido, donde las cosas pueden cambiar
mucho, y sin embargo se repiten patrones de esa manera. ¿Por qué
aparecen siempre las tormentas a 600 Km/hora y no un poco más al norte o
al sur? ¿Y por qué siempre hay dos, y no tres por ejemplo? Y aunque lo
más llamativo hayan sido las tormentas, a todo ello hay que añadir que
nosotros esperábamos que las tormentas alterasen el jet, la corriente en
chorro, pero no sucedió. Efectivamente, hemos visto que el jet es
robusto, insensible a toda esta vorágine de fenómenos que se han
sucedido en su interior, ya que ha respondido de manera estable. Así que
la conclusión es que esta corriente viene de muy abajo, es muy, muy
profunda". Recordemos que Júpiter es un planeta gaseoso y comprenderemos
mejor esta información.
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Foto: GCP. Grupo Ciencias
Planetarias
"La
comunidad científica se divide entre los que creen que
Júpiter sigue el modelo meteorológico terrestre y los que
opinan que su modelo es similar a una estrella" |
En cuanto a las tormentas
sucedidas el año pasado, los científicos aseguran que éste es un
fenómeno totalmente superficial en la atmósfera de Júpiter y que no
tendrá ninguna consecuencia. Lo que ha quedado de todo ello es una capa
de nubes muy espesas que han tomado un color rojizo y que no saben lo
que tardarán en disiparse, si es que lo hace.
Paralelamente, la sonda Nuevos Horizontes descubrió en las mismas fechas
de las tormentas, relámpagos cerca de los polos de Júpiter y actividad
volcánica en una de sus lunas. Nos preguntamos si esos rayos tienen
relación con el fenómeno tormentoso: "No, es totalmente distinto
-contesta el profesor Sánchez-Lavega-, pero curiosamente se dieron en la
misma fecha. Lo que sucede es que esos relámpagos son difíciles de ver
desde la Tierra si no tienes allí mismo una nave mirando con una
altísima resolución. Así que ha sido un descubrimiento muy interesante.
Probablemente -todavía no lo sabemos- estos relámpagos pueden estar
relacionados con fenómenos tormentosos de agua como éste que hemos
visto. Seguramente si la Nuevos Horizontes hubiera podido tomar fotos de
las tormentas en fase desarrollada, igual hubiese visto estructuras en
estas tormentas y probablemente hasta rayos en ellas. Se habían visto ya
relámpagos otras veces en algunas regiones de Júpiter, cuando la nave
Voyager pasó por allí en 1979 y cuando lo hizo la Galileo, pero estaban
en el Ecuador y las zonas templadas. Estos rayos vistos en los polos, no
se sabe si proceden de las nubes de agua o de las nubes que están un
poco más arriba, que son de amoniaco pero que son menos activas".
¿Quiere decir esto que hay agua en Júpiter? "Sí, sí. Pero vamos a
entendernos: agua en estado vapor, no líquido. En Júpiter, Saturno,
Urano y Neptuno el agua está en una capita como vapor, como gas. En una
capa un poco más profunda de la atmósfera, pero para nada está en estado
líquido. En ese estado puede que se encuentre por debajo de la
superficie de algunos satélites como es el caso de Europa (luna de
Júpiter) o Encélado (luna de Saturno), y quizás bajo la superficie de
Marte. Y eso sí que es importante, no ya tanto para la meteorología sino
para buscar una respuesta a esa pregunta que todos nos hacemos de si hay
vida más allá de la Tierra".
La mancha roja y su
hermana pequeña
Si hay algo que extraña a quien ve una foto de
Júpiter por vez primera, es la conocida como la Gran Mancha Roja. Un
enorme círculo rojizo que atrae la mirada del profano. En realidad es
como un gigantesco anticiclón similar a los que tenemos en la Tierra
pero muchísimo más grande. Un vórtice, una estructura con circulación
cerrada, que rota, donde los vientos se mueven por la periferia dando
vueltas rápidamente. En palabras de Sánchez-Lavega: "Es como si fuese
una rueda que tiene el aire rotando muy rápido por los bordes. El aire
que gira en los bordes de la mancha roja lo hace a velocidades
altísimas, del orden de unos 350-400 Km/hora. Y luego ella misma tiene
un tamaño inmenso. Ahora mismo es dos veces la Tierra, de unos 20.000 Km,
pero de las observaciones más antiguas que hay -que datan de hace
trescientos años y se hacían a ojo- se puede deducir que era mucho más
grande, del orden de unos 40 ó 50.000 Km. Pero así como en horizontal se
puede medir, todo parece indicar que en vertical es mucho más corta, del
orden de unos mil kilómetros, por estimaciones que se han hecho de
manera indirecta. No sabemos cuál es su naturaleza. Este es uno de los
grandes misterios. ¿Por qué es roja? Tampoco lo sabemos. No sabemos cuál
es el compuesto químico que da esos colores a Júpiter. Todo eso son
cosas por explorar".
"Hemos visto la repetitividad de tormentas
en Júpiter cada 15-17 años,
un periodo extraño que no tiene relación con
ninguno de sus periodos naturales"
Si llamativa es la mancha roja, más sorprendente es
la nueva mancha que comenzó a formarse en 1998. Aunque muchos la han
bautizado como "pequeña mancha roja", su nombre correcto es Óvalo BA. Se
formó mediante la unión de dos pequeños anticiclones, al que se sumó
luego un tercero. Precisamente el equipo que dirige Sánchez-Lavega fue
quien hizo el seguimiento, que él nos relata así: "Este descubrimiento
es primacía nuestra. Técnicamente le llamamos Óvalo BA porque proviene
de la fusión de tres grandes anticiclones que había en Júpiter. Es de
tamaño similar a la Tierra. En 1998 se produjo la primera fusión, de dos
óvalos -en realidad anticiclones- que entonces llamábamos BC y DE. De su
fusión salió BE, nombre que proviene de los extremos de las letras. En
2000 se fusionó con FA y de él salió el que conocemos como Óvalo BA.
Desde entonces hasta ahora sigue ahí, pero en 2006 pasó una cosa muy
curiosa: cambió de color. De ser blanco vimos cómo se volvía rojizo.
Creemos que ese nuevo color puede ser debido a que el vórtice ha ido
cogiendo velocidad, que poco a poco va rotando más rápido. Pero lo
estamos estudiando, no está muy claro".
Júpiter divide a los
científicos
Cuando estudiamos damos por sentado que los planetas
que están tan cercanos son algo conocido, sobre lo que los
investigadores están de acuerdo. La realidad es que son tan desconocidos
como las profundidades marinas de la Tierra, lo cual abre un abanico de
interpretaciones. Júpiter no se salva de las dudas. Porque la comunidad
científica se divide entre los que dicen que todo esto que sucede en
Júpiter se debe a la luz que le llega del Sol, mientras que otro grupo
dice que esa luz penetra muy poco porque las nubes de Júpiter son muy
opacas y que el calor para mover los fenómenos viene de dentro. Digamos
que el primero sería un modelo meteorológico terrestre y el segundo
sería un modelo similar a una estrella. Nosotros lo que hemos aportado
al debate es que las corrientes en chorro son profundas, por lo tanto
parece que están regidas por la fuente interna de calor". Ese calor al
que se refiere Sánchez-Lavega está retenido en el interior del planeta
desde que se formó, hace 4.500 millones de años, con el resto del
Sistema Solar. Poco a poco Júpiter se fue contrayendo y ahora tiene en
su capa más externa temperaturas de 150 grados bajo cero, mientras el
interior está muy caliente, del orden de unos 40.000 grados. Por su
parte, el equipo de la UPV/EHU se posiciona en el debate "en una línea
mixta: creemos que en las nubes superiores rige la luz del sol, la
energía solar; pero por debajo, que es la mayoría, quien genera las
corrientes en chorro y todos estos fenómenos meteorológicos violentos es
la fuente interna de calor".
El futuro del planeta
gaseoso
Debido a la gran masa de
Júpiter, hoy es el planeta que más energía interna posee en todo el
Sistema Solar. Aunque esa energía es poca para nuestros estándares de la
Tierra -ya que viene a ser aproximadamente de unos cinco vatios por
metro cuadrado-, como el planeta tiene tanta superficie, el calor
generado total es mucho. Para Sánchez-Lavega, "el futuro de este planeta
es ir contrayéndose poquito a poco. En este momento se reduce un
centímetro cada cien años. Así que se irá enfriando, perdiendo ese calor
que tiene retenido desde que se formó".
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"La
Gran Mancha Roja tiene un tamaño inmenso. Ahora mismo tiene
unos 20.000 Km, dos veces la Tierra" |
A nuestra mente viene el libro
"2010: Odisea 2", donde Arthur C. Clarke relataba cómo Júpiter se
convertía en un sol. ¿Es esto posible? Recordemos de nuevo que esta
inmensa bola gaseosa está formada en un 90% de hidrógeno, que es el
componente químico fundamental del Sol. La diferencia está en que,
debido a las altas temperaturas del astro, el hidrógeno está en estado
atómico, estable como un plasma, brillando. Mientras que en Júpiter,
como las temperaturas son muy frías en la parte superior, el hidrógeno
se encuentra en estado molecular. O sea, la composición química es la
misma, pero la forma en la que está el hidrógeno es diferente. Por ello
para Sánchez-Lavega, "es una fantasía absoluta que Júpiter se convierta
en sol porque no tiene la masa suficiente para comprimir el centro y
como consecuencia que en él se den las reacciones termonucleares de
fusión, que son las que generan el calor en las estrellas. El límite
está calculado en que hacen falta trece veces la masa de Júpiter para
llegar a tener reacciones de fusión que generen luz y calor".
Por el momento, el trabajo del equipo científico de la Universidad del
País Vasco nos descubre un Júpiter con unos patrones de funcionamiento,
algo sorprendente en un planeta gaseoso, que se revela más misterioso
cuanto más sabemos de él. §
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