Los ciclones polares de Júpiter son impulsados ​​por procesos similares a los de la Tierra: estudio

Los científicos planetarios establecieron por primera vez el vínculo entre la Tierra y Júpiter en 2018, y encontraron una sorprendente similitud entre las imágenes de los grandes huracanes de Júpiter y las turbulencias oceánicas. En 2022, son Analizado Imágenes infrarrojas de alta resolución de los ciclones de Júpiter tomadas por la nave espacial Juno de la NASA. El análisis reveló que un tipo de convección similar a la que se encuentra en la Tierra ayuda a mantener las tormentas de Júpiter, que pueden tener miles de kilómetros de ancho y durar años. El estudio de 2022 se centró directamente en los tornados de Júpiter, pero los autores también vieron tenues zarcillos, llamados filamentos, en los espacios entre los vórtices de gas. Estos filamentos también tenían análogos terrestres, y utilizaron imágenes detalladas de Juno para examinar si estas analogías eran superficiales para los procesos oceánicos y atmosféricos de nuestro planeta.

Esta imagen compuesta, obtenida a partir de datos recopilados por el instrumento JIRAM en el orbitador Juno de la NASA, muestra el ciclón central en el polo norte de Júpiter y ocho ciclones circundantes. JIRAM recopila datos en el infrarrojo, y los colores en esta composición representan el calor radiante: nubes amarillas (delgadas) a temperaturas de brillo de aproximadamente 9 grados Fahrenheit (menos 13 grados Celsius) y rojo oscuro (gruesas) a menos 181 grados Fahrenheit (83 grados Celsius). Celsius). Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / SwRI / ASI / INAF / JIRAM.

Los frentes se analizan a menudo en el pronóstico del tiempo (frentes fríos o frentes de tormenta, por ejemplo), pero se aplican tanto a gases como a líquidos.

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Un frente es un límite entre masas de gas o líquido de diferentes densidades debido a diferencias en propiedades como la temperatura.

En el océano, los nodos pueden ser causados ​​por diferencias en la salinidad, que afecta la densidad del agua de mar junto con la temperatura.

La característica principal de las toberas es que sus bordes de ataque tienen fuertes velocidades verticales que pueden crear vientos o corrientes.

Dr. Leah Siegelman y el Dr. Patrice Klein observó imágenes infrarrojas de Juno.

El conjunto de imágenes son del polo norte de Júpiter y fueron tomadas en incrementos de 30 segundos.

El equipo calculó la temperatura porque las imágenes eran infrarrojas: las áreas brillantes eran calientes y las áreas oscuras eran frías.

En Júpiter, las regiones más cálidas de la atmósfera corresponden a nubes delgadas y las regiones más frías representan una densa capa de nubes, que impide que el calor irradie desde el núcleo sobrecalentado de Júpiter.

Para calcular la velocidad del viento horizontal, los investigadores rastrearon el movimiento de las nubes y los filamentos en intervalos de 30 segundos que separan las fotografías.

Ambas informaciones permitieron a los científicos aplicar métodos de las ciencias oceánicas y atmosféricas a Júpiter, lo que permitió a los investigadores calcular las velocidades del viento vertical en relación con las temperaturas y las velocidades del viento horizontal obtenidas de las imágenes.

Una vez que calcularon la velocidad del viento vertical, pudieron ver que los filamentos de Júpiter en realidad se comportaban como los frentes de la Tierra.

Esas velocidades verticales del viento en los bordes de los nodos de Júpiter están involucradas en el transporte de energía en forma de calor desde el interior caliente del planeta a su atmósfera superior, alimentando huracanes gigantes.

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Aunque la convección es el principal impulsor, representa aproximadamente una cuarta parte de la energía cinética total que impulsa los ciclones de Júpiter y el cuarenta por ciento del transporte vertical de calor.

«Estos ciclones en los polos de Júpiter han persistido desde que fueron observados por primera vez en 2016», dijo el Dr. Siegelman.

«Estos filamentos entre grandes remolinos son relativamente pequeños, pero son un medio importante para sustentar los huracanes».

«La presencia e influencia de frentes y convección en la Tierra y Júpiter es fascinante, lo que sugiere que estos procesos también pueden existir en otros cuerpos líquidos turbulentos del universo».

«El enorme tamaño de Júpiter y las imágenes de alta resolución de Juno revelan las formas en que los eventos de pequeña escala, como los huracanes, se conectan con otros más grandes, como los huracanes y la atmósfera en general, tan pequeños y efímeros que a menudo son difíciles de observar en la Tierra. «.

«Sin embargo, un nuevo satélite tan esperado llamado SWOT está preparado para hacer mucho más fácil la observación de este tipo de fenómenos oceánicos».

«Hay cierta belleza cósmica en descubrir que estos mecanismos físicos en la Tierra existen en otros planetas distantes».

del equipo Papel Publicado en la revista Física Natural.

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l. Siegelman y B. Limpio. Precesión en altas latitudes jovianas. Nat. FísicaPublicado en línea el 6 de junio de 2024; doi: 10.1038/s41567-024-02516-x

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