El agua descubierta en la Gran Mancha Roja indica que Júpiter podría tener mucho más de esta

Esta imagen de Júpiter fue capturada por la nave espacial Juno de la NASA. Crédito de la imagen NASA.

El 7 de diciembre de 1995, la histórica sonda Galileo de la NASA se sumergió en la atmósfera de Júpiter a 170.000 kph, transmitiendo 58 minutos de datos a la Tierra antes de ser pulverizados en las profundidades del enorme interior del enorme planeta. 

En términos de composición atmosférica, fue una cosa que la sonda cumplió con las expectativas. Pero también hubo algunas sorpresas, una de las más desconcertantes es que la región en la que entró Galileo estaba más seca de lo que los astrofísicos habían anticipado. Las 79 lunas de Júpiter están hechas principalmente de hielo, por lo que se suponía que la atmósfera del planeta contendría una cantidad considerable de agua. Si es así, la sonda de 340 kilos no la encontró ese día. 

Artist's impression of the probe's entry into Jupiter's atmosphere. NASA Artwork by Ken Hodges.

Casi un cuarto de siglo después, los expertos todavía están debatiendo cuánta agua podría estar arremolinándose dentro de la atmósfera arremolinada de Júpiter. Investigaciones recientes de un equipo nacional de científicos, incluido el astrofísico de la Universidad de Clemson, Máté Ádámkovics , indican que la respuesta es ... mucha. 

"Al formular y analizar datos obtenidos utilizando telescopios terrestres, nuestro equipo ha detectado las firmas químicas del agua en las profundidades de la Gran Mancha Roja de Júpiter", dijo Ádámkovics, profesor asistente en el departamento de física y física de la Facultad de Ciencias de astronomía . "Júpiter es un gigante de gas que contiene más del doble de la masa de todos nuestros otros planetas combinados. Y aunque el 99 por ciento de la atmósfera de Júpiter está compuesta de hidrógeno y helio, incluso las fracciones solares de agua en un planeta así de grande agregarían mucha agua, muchas veces más agua de la que tenemos aquí en la Tierra ". 

La investigación colaborativa de Ádámkovics se presentó recientemente en Astronomical Journal, una de las principales revistas del mundo en astronomía. Era parte de un equipo que incluía a Gordon L. Bjoraker de la NASA; Michael H. Wong e Imke de Pater de la Universidad de California, Berkeley; Tilak Hewagama de la Universidad de Maryland; y Glenn Orton del Instituto de Tecnología de California. El documento fue titulado " La composición del gas y la estructura de la nube profunda de la gran mancha roja de Júpiter ". 

Agua descubierta en Júpiter 

El equipo centró su atención en la Gran Mancha Roja , una tormenta similar a un huracán, más del doble que la Tierra, que ha estado bramando en los cielos de Júpiter durante más de 150 años. El equipo buscó agua mediante el uso de datos de radiación recogidos por dos instrumentos en telescopios terrestres: iSHELL en la instalación del telescopio infrarrojo de la NASA y el espectrógrafo de infrarrojo cercano en el telescopio Keck 2 , ambos ubicados en la remota cumbre de Maunakea en Hawái. iShell es un instrumento de alta resolución que puede detectar una amplia gama de gases en todo el espectro de colores. Keck 2 es el telescopio infrarrojo más sensible de la Tierra. 

El equipo encontró evidencia de tres capas de nubes en la Gran Mancha Roja, con la capa de nubes más profunda en 5-7 barras. Un bar es una unidad métrica de presión que se aproxima a la presión atmosférica promedio en la Tierra a nivel del mar. La altitud en Júpiter se mide en bares porque el planeta no tiene una superficie parecida a la Tierra desde la cual medir la elevación. A unos 5-7 bares, o cerca de 160 kilometros por debajo de las nubes, es donde los científicos creían que la temperatura alcanzaría el punto de congelación del agua. La más profunda de las tres capas de nubes identificadas por el equipo se cree que está compuesta de agua congelada. 

"El descubrimiento de agua en Júpiter usando nuestra técnica es importante de muchas maneras. Nuestro estudio actual se centró en la mancha roja, pero los proyectos futuros podrán estimar cuánta agua existe en todo el planeta ", dijo Ádámkovics. "El agua puede jugar un papel crítico en los patrones climáticos dinámicos de Júpiter, por lo que ayudará a avanzar en nuestra comprensión de lo que hace que la atmósfera del planeta sea tan turbulenta. Y, finalmente, donde existe el potencial de agua líquida, la posibilidad de vida no puede descartarse por completo. Entonces, aunque parece muy poco probable, la vida en Júpiter no está más allá del alcance de nuestra imaginación ". 

Los telescopios de alta tecnología ubicados en la remota cumbre de Maunakea en Hawai se utilizaron para recopilar datos para el proyecto de investigación. Crédito: Kelly Fast / NASA.

El papel principal de Clemson en la investigación fue utilizar un software especialmente diseñado para transformar datos brutos en datos de calidad científica que podrían analizarse más fácilmente y también compartirse con científicos de Clemson y de todo el mundo. Este tipo de trabajo fue realizado la pasada primavera por Rachel Conway, estudiante de física y astronomía que se involucró en el proyecto a través del programa Creative Inquiry de Clemson . 

"Cuando comencé, empecé por ejecutar los datos. El código ya estaba escrito y estaba simplemente conectando nuevos conjuntos de datos y generando archivos de salida ", dijo Conway, natural de Watertown, Connecticut. "Pero luego comencé a corregir errores y aprendí más sobre lo que estaba sucediendo realmente". Me interesa todo y cualquier cosa que exista, así que aprender más sobre lo que no sabemos siempre es genial ". 

La nave espacial Juno de la NASA , que llegó a Júpiter en 2016 y estará orbitando y estudiando el planeta hasta por lo menos 2021, ha revelado muchos secretos sobre un planeta tan grande que casi se convirtió en una estrella. Juno también está buscando agua utilizando su propio espectrómetro infrarrojo de alta tecnología. Si las observaciones de Juno coinciden con las observaciones basadas en tierra, entonces esta última se puede aplicar no solo a la Gran Mancha Roja, sino a todo Júpiter. La técnica también se puede usar para estudiar a Saturno, Urano y Neptuno, los otros tres planetas gaseosos de nuestro sistema solar. 

"A partir de este otoño, el próximo proyecto será obtener muchos más datos de este tipo para medir no solo un lugar en Júpiter. pero en todo Júpiter ", dijo Ádámkovics, cuya investigación se centra en la física y la química de la formación de planetas, las atmósferas planetarias y los discos circunestelares. "Para hacer esto, recopilaremos muchos gigabytes de datos con el nuevo instrumento, iSHELL, que funciona a una resolución muy alta y complementará las observaciones de Juno. La parte nueva de este próximo proyecto será escribir el software automatizado para todos estos datos, de modo que podamos tener una idea completa de la abundancia de agua del planeta ". 

Esta vez, Ádámkovics y Conway tendrán nuevos miembros en su equipo de Clemson. Ádámkovics agregará entre seis y ocho estudiantes de Creative Inquiry para ayudar a analizar los datos brutos. 

"Además de los estudiantes de física, también tenemos estudiantes que son informáticos y que se especializan en otros campos", dijo Ádámkovics. "Esperamos que estos conjuntos de habilidades interdisciplinarias se complementen mutuamente mejorando nuestra efectividad y eficiencia. Júpiter todavía tiene muchos misterios. Pero nunca hemos estado más preparados o más capaces de resolverlos ". 

Fuente: Clemenson College of Science,