El telescopio Hubble captura el nacimiento de una tormenta gigante en Neptuno

Esta imagen compuesta muestra imágenes de tormentas en Neptuno desde el Telescopio Espacial Hubble (izquierda) y la nave espacial Voyager 2 (derecha). La imagen de Hubble Wide Field Camera 3 de Neptuno, tomada en septiembre y noviembre de 2018, muestra una nueva tormenta oscura (centro superior). En la imagen del Voyager, se ve una tormenta conocida como la Gran Mancha Oscura (GDS) en el centro. Tiene un tamaño aproximado de 13,000 km por 6,600 km, tan grande en su dimensión más larga como la Tierra. Las nubes blancas que se ven flotando en las proximidades de las tormentas son más altas en altura que el material oscuro. Crédito: NASA / ESA / GSFC / JPL.

Las imágenes tomadas por el Telescopio Espacial Hubble documentan la formación de una Gran Mancha Oscura en Neptuno por primera vez, informan los investigadores en un nuevo estudio. 

Al igual que la Gran Mancha Roja de Júpiter, las Grandes Manchas Oscuras de Neptuno son tormentas que se forman desde áreas de alta presión atmosférica. En contraste, las tormentas en la Tierra se forman alrededor de áreas de baja presión.

Los científicos han visto un total de seis manchas oscuras en Neptuno a lo largo de los años. La Voyager 2 identificó dos tormentas en 1989. Desde el lanzamiento del Hubble en 1990, ha visto cuatro más de estas tormentas. 

En el nuevo estudio, los científicos planetarios analizaron las fotos de Hubble del gigante de hielo tomadas en los últimos años y describieron el crecimiento de una nueva Gran Mancha Oscura que se hizo visible en 2018. 

Al estudiar las nubes compañeras que aparecieron dos años antes de la nueva Gran Mancha Oscura, los investigadores concluyen que las manchas oscuras se originan mucho más en la atmósfera de Neptuno de lo que se pensaba anteriormente. 

Las imágenes del Hubble también ayudaron a los investigadores a determinar con qué frecuencia Neptuno tiene manchas oscuras y cuánto tiempo duran. Los nuevos hallazgos brindan a los científicos información sobre el funcionamiento interno de los planetas gigantes de hielo poco conocidos, pero también tienen implicaciones para el estudio de exoplanetas de tamaño y composición similares. 

"Si estudias los exoplanetas y quieres entender cómo funcionan, primero debes entender nuestros planetas", dijo Amy Simon, científica planetaria del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, y autora del nuevo estudio publicado en la revista AGU Geophysical Research Letters . "Tenemos muy poca información sobre Urano y Neptuno". 

Una historia de manchas oscuras

Los científicos vieron por primera vez un Gran Punto Oscuro en Neptuno en 1989, cuando la sonda Voyager 2 de la NASA pasó volando por el misterioso planeta azul. A medida que la nave se acercaba, tomaba fotografías de dos tormentas gigantes en el hemisferio sur de Neptuno. Los científicos apodaron las tormentas "The Great Dark Spot" y "Dark Spot 2." 

Solo cinco años después, el Telescopio Espacial Hubble tomó imágenes nítidas de Neptuno que revelaron que la Gran Mancha Oscura del tamaño de la Tierra y la Mancha Oscura más pequeña 2 habían desaparecido. 

Una vista de los primeros científicos de Great Dark Spot observados en Neptuno. Crédito: NASA

"Ciertamente fue una sorpresa", dijo Simon. "Estábamos acostumbrados a mirar la Gran Mancha Roja de Júpiter, que presumiblemente había estado allí durante más de cien años". 

Una nueva Gran mancha oscura apareció en Neptune en 2018, casi idéntica en tamaño y forma a la que vio la Voyager en 1989. Simon y sus colegas estaban analizando las imágenes del Hubble de una mancha oscura más pequeña que apareció en 2015 cuando descubrieron pequeñas nubes blancas brillantes en la región donde más tarde aparecería el Gran Punto Oscuro de 2018. 

"Estábamos tan ocupados rastreando esta tormenta más pequeña de 2015, que no necesariamente esperábamos ver otra grande tan pronto", dijo Simon. 

Las nubes de gran altitud están formadas por cristales de hielo de metano, que les dan su característico color blanco brillante. Los científicos sospechan que estas nubes de metano acompañan las tormentas que forman manchas oscuras, que se ciernen sobre ellas como las nubes lenticulares cubren las montañas altas de la Tierra. 

Vida útil de una mancha

Simon y los coautores Michael Wong y Andrew Hsu de la Universidad de California Berkeley rastrearon las nubes de metano desde 2016 hasta 2018. Descubrieron que las nubes eran más brillantes en 2016 y 2017, antes de que se hiciera visible la nueva Gran Mancha Oscura. 

Esta foto muestra la Gran Mancha Roja de Júpiter, que tiene al menos 150 años. Crédito: NASA, ESA y A. Simon

Los modelos informáticos de la atmósfera de Neptuno han mostrado que cuanto más profunda es la tormenta, más brillantes son sus nubes compañeras. Que estas nubes blancas aparecieron dos años antes de la Gran Mancha Oscura y que perdieron algo de brillo cuando se hizo visible sugiere que las manchas oscuras pueden originarse mucho más en la atmósfera de Neptuno de lo que se pensaba, según el nuevo estudio. 

Simon, Wong y Hsu también usaron imágenes del Hubble y la Voyager 2 para señalar cuánto duran estas tormentas y con qué frecuencia ocurren. Informan en un segundo estudio publicado en el Astronomical Journal que sospechan que nuevas tormentas surgen en Neptuno cada cuatro o seis años. Cada tormenta puede durar hasta seis años, aunque es más probable que duren dos años, según los hallazgos. 

Oscuro contra rojo 

Los nuevos hallazgos muestran cómo los Grandes Puntos Oscuros de Neptuno difieren de los Grandes Puntos Rojos de Júpiter. La Gran Mancha Roja se ha observado desde al menos 1830 y podría tener una antigüedad de hasta 350 años. Las corrientes de chorro fino en Júpiter evitan que la Gran Mancha Roja se rompa y cambie de latitud; gira alrededor de Júpiter, pero no se mueve hacia el norte o hacia el sur. 

El movimiento cíclico de la Gran Mancha Roja fotografiado por la nave espacial Cassini. A diferencia de Neptuno, las corrientes de chorro fino en Júpiter evitan que la Gran Mancha Roja se rompa y cambie de latitud; gira alrededor de Júpiter pero no se mueve hacia el norte ni hacia el sur. Crédito: NASA

Pero los vientos neptunianos operan en bandas mucho más amplias alrededor del planeta, por lo que tormentas como la Gran Mancha Oscura se desplazan lentamente a través de las latitudes. Estas tormentas suelen oscilar entre los chorros de viento ecuatoriales hacia el oeste y las corrientes que soplan hacia el este en las latitudes más altas antes de que los vientos fuertes los separen. 

Los científicos planetarios esperan estudiar a continuación los cambios en la forma del vórtice y la velocidad del viento en las tormentas que forman manchas oscuras. "Nunca hemos medido directamente los vientos dentro de los vórtices oscuros de Neptuno, pero estimamos que las velocidades del viento están en torno a los 328 pies (100 metros) por segundo, muy similares a las velocidades del viento dentro de la Gran Mancha Roja de Júpiter", dijo Wong. Las observaciones más frecuentes que usan Hubble ayudarán a dibujar una imagen más clara de cómo evolucionan los sistemas de tormentas en Neptuno, dijo. 

Fuente: American Geophysical Union,