Las vistas de Júpiter capturan constantemente su atmósfera llena de tormentas salvajes, pero hay más que encontrar debajo de esta escena caótica. Las nubes que envuelven a este gigante gaseoso son tan densas que ocultan sus capas más profundas, ocultando sus secretos a la vista. Afortunadamente, los científicos han descubierto una manera de ver más allá de la superficie turbia y explorar los aspectos invisibles de la atmósfera de Júpiter.
Un nuevo estudio publicado en The Planetary Science Journal ha revelado el modelo más extenso de la atmósfera de Júpiter hasta el momento. El modelo confirma que Júpiter contiene entre una y media veces más oxígeno que el Sol, una estadística que podría contener pistas sobre el pasado del planeta.
Las interminables tormentas de Júpiter
Como el planeta más grande de nuestro sistema solar, Júpiter siempre ha sido un desafío cautivador para el estudio de los científicos. A menudo se hace referencia al planeta como un gigante gaseoso porque está compuesto principalmente de gases y líquidos: su atmósfera superior tiene alrededor de un 90 por ciento de hidrógeno y un 10 por ciento de helio en volumen.
Júpiter es quizás mejor conocido por su Gran Mancha Roja, una tormenta masiva en el planeta con vientos que alcanzan las 400 mph. La región de la tormenta en sí tiene el doble del tamaño de la Tierra y probablemente haya existido durante al menos 150 años o más, según la NASA. Si bien la Gran Mancha Roja es la tormenta más feroz de Júpiter, hay muchas otras tormentas que azotan todo el planeta.
Según Jeehyun Yang, primer autor del nuevo estudio e investigador postdoctoral en la Universidad de Chicago, las tormentas de Júpiter probablemente reflejan su profundo presupuesto de energía atmosférica, que representa el equilibrio entre la energía solar entrante y la energía saliente emitida por el planeta.
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La búsqueda de agua atmosférica
Las mediciones y la teledetección de la atmósfera superior de Júpiter tomadas por la nave espacial Juno de la NASA han mostrado un puñado de ingredientes: amoníaco, metano, hidrosulfuro de amonio, agua, monóxido de carbono y otros.
Sin embargo, los modelos anteriores de la atmósfera profunda de Júpiter no pudieron llegar a un consenso sobre cuánta agua (y, a su vez, oxígeno) contiene el planeta, según un comunicado de prensa sobre el nuevo estudio.
“Comprender el inventario masivo de oxígeno de un planeta es importante porque proporciona información sobre los procesos de formación planetaria”, dice Yang. “Por ejemplo, puede ayudar a determinar si un planeta acrecentó preferentemente materiales ricos en oxígeno, ricos en carbono, ricos en azufre u otros tipos, y por qué surgen tales diferencias de composición”.
El nuevo estudio resolvió este problema combinando la química con la hidrodinámica para construir un modelo integral de la atmósfera de Júpiter. Al hacerlo, los investigadores pudieron calcular que Júpiter tiene aproximadamente una vez y media más oxígeno que el Sol. Aún así, la mayor parte del oxígeno está encerrado en las profundidades del planeta (en forma de agua y cantidades más pequeñas como monóxido de carbono).
Rico en carbono
Otro hallazgo importante del nuevo estudio es que Júpiter tiene una elevada relación planetaria de carbono a oxígeno (C/O) de alrededor de 2,9. Según Yang, tener una relación C/O superior a 1 es un rasgo intrigante. Esto se debe a que “si un planeta acumula gas solo, la relación C/O máxima alcanzable es 1, suponiendo que el gas dominante que contiene carbono sea el monóxido de carbono, que tiene una relación carbono-oxígeno de uno a uno”, dice Yang.
Por lo tanto, la elevada relación C/O de Júpiter sugiere que el planeta se enriqueció en carbono mediante la acumulación de planetesimales (pequeños cuerpos sólidos que son como bloques de construcción planetarios) o hielos ricos en carbono durante su formación temprana. Después de todo, los planetas no sólo acumulan gas a medida que evolucionan.
“También pueden acumular gravitacionalmente material sólido como hielo (H2O, por lo tanto mucho oxígeno), partículas de hollín […] o hielo seco […] permitiéndoles adquirir preferentemente elementos específicos”, dice Yang.
Todavía quedan varias incógnitas en lo que respecta a la composición de Júpiter. Por ejemplo, los científicos no están seguros de por qué la distribución del agua es desigual en la atmósfera (la Gran Mancha Roja contiene más agua que el promedio mundial). El nuevo modelo constituye un paso crucial hacia las respuestas, pero por ahora aún quedan muchos misterios sin resolver.
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