El telescopio espacial Webb revela una nueva característica en la atmósfera de Júpiter: «Nos sorprendió por completo»

Esta imagen de Júpiter tomada por la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio espacial James Webb de la NASA muestra impresionantes detalles del majestuoso planeta en luz infrarroja. En esta imagen, el brillo indica gran altitud. Muchos «puntos» y «rayas» de color blanco brillante pueden ser las cimas de nubes más altas de tormentas convectivas convergentes. Las auroras, vistas en rojo en esta imagen, se extienden muy por encima de los polos norte y sur del planeta. Por el contrario, las franjas oscuras al norte del ecuador tienen poca cobertura de nubes. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatorio de París), Leigh Fletcher (Universidad de Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI)

La estrecha corriente en chorro cerca del ecuador de Júpiter tiene vientos de hasta 320 millas por hora.

Jueves Nuestro sistema solar tiene las características atmosféricas más obvias. La Gran Mancha Roja del planeta, lo suficientemente grande como para abarcar la Tierra, se conoce como algunos de los diversos ríos y montañas del planeta que llamamos hogar.

Sin embargo, al igual que la Tierra, Júpiter siempre está cambiando y todavía tenemos mucho que aprender sobre el planeta. NASAs El telescopio espacial James Webb Desvela algunos de esos misterios, revelando nuevas características que nunca antes habíamos visto, incluido un jet de alta velocidad que se precipita sobre el ecuador de Júpiter. Aunque la corriente en chorro no es tan visualmente obvia ni tan impresionante como otras características de Júpiter, proporciona a los investigadores una visión increíble de cómo las capas de la atmósfera del planeta interactúan entre sí y cómo la red puede ayudar en estos estudios en el futuro.

Salidas del jet de Júpiter (imagen web NIRCam)

Investigadores que utilizan la NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio espacial James Webb de la NASA han descubierto una corriente en chorro de alta velocidad situada sobre el ecuador de Júpiter, por encima de las principales capas de nubes. En longitudes de onda de 2,12 micrones entre aproximadamente 12 y 21 millas (20 a 35 kilómetros) por encima de las cimas de las nubes de Júpiter, los investigadores encontraron varias cizalladuras del viento, o regiones donde la velocidad del viento cambia con la altitud o la distancia. Sigue el avión. Esta imagen resalta varias características alrededor de la región ecuatorial de Júpiter que, entre una revolución del planeta (10 horas), se ven más claramente perturbadas por el movimiento de la corriente en chorro. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatorio de París), Leigh Fletcher (Universidad de Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI)

El Telescopio Espacial Webb ha descubierto una nueva característica en la atmósfera de Júpiter

El telescopio espacial James Webb de la NASA ha descubierto una nueva característica nunca antes vista en la atmósfera de Júpiter. La corriente en chorro de alta velocidad, de 4.800 kilómetros (3.000 millas) de ancho, se encuentra sobre el ecuador de Júpiter, por encima de las principales capas de nubes. El descubrimiento de este chorro proporciona información sobre cómo interactúan las capas de la famosa atmósfera turbulenta de Júpiter y cómo la red es la única capaz de rastrear esas características.

«Fue algo que nos sorprendió por completo», dijo Ricardo Hueso de la Universidad del País Vasco en Bilbao, España, autor principal del artículo que describe los hallazgos. «Lo que siempre hemos visto como tenues neblinas en la atmósfera de Júpiter ahora aparecen como características suaves que pueden rastrearse junto con la rápida rotación del planeta».

Las capacidades de imagen únicas de Webb

El equipo de investigación analizó los datos NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) de Webb capturados en julio de 2022. Proyecto científico de liberación temprana: codirigido por Imke de Pater. Universidad de California, Berkeley y Thierry Fausset del Observatorio de París, diseñado para tomar imágenes de Júpiter a intervalos de 10 horas, o un día de Júpiter, con cuatro filtros diferentes, cada uno de ellos capaz de detectar cambios en pequeñas características a diferentes altitudes en la atmósfera de Júpiter.

La atmósfera de Júpiter Telescopio espacial James Webb

Júpiter tiene una atmósfera estratificada y este ejemplo muestra cómo Webb tiene la capacidad única de recopilar información de capas superiores de la atmósfera como nunca antes. Los científicos pudieron utilizar la red para identificar las velocidades del viento en diferentes capas de la atmósfera de Júpiter para aislar el chorro de alta velocidad. Las observaciones de Júpiter se tomaron a intervalos de 10 horas, o un día de Júpiter, con tres filtros diferentes, como se especifica aquí, cada uno de ellos capaz de detectar cambios en pequeñas características a diferentes altitudes en la atmósfera de Júpiter. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatorio de París), Leigh Fletcher (Universidad de Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Andi James (STScI)

«Aunque hay muchos telescopios terrestres diferentes, naves espaciales como el Juno y el de la NASA Cassiniy la NASA telescopio espacial Hubble Al observar los patrones climáticos cambiantes del sistema joviano, Webb ya ha hecho nuevos descubrimientos sobre los anillos, los satélites y la atmósfera de Júpiter”, señaló de Pater.

Diferentes capas atmosféricas

Aunque Júpiter se diferencia de la Tierra en muchos aspectos (Júpiter es un gigante gaseoso, mientras que la Tierra es un mundo rocoso y templado), ambos planetas tienen atmósferas estratificadas. Estas otras misiones observan longitudes de onda de luz infrarroja, visible, de radio y ultravioleta, detectando capas más profundas e inferiores de la atmósfera del planeta. Grandes tormentas Y residen nubes de hielo de amoníaco.

Por otro lado, la apariencia de la red en el infrarrojo cercano es más sensible que antes a las capas de gran altitud de la atmósfera, a unas 15 a 30 millas (25 a 50 kilómetros) por encima de las cimas de las nubes de Júpiter. En las imágenes del infrarrojo cercano, las nieblas a gran altitud suelen aparecer más tenues, con mayor brillo en la región ecuatorial. Con Webb, los detalles finos se resuelven en una banda brillante y tenue.

Investigando sistemas de tormentas en Júpiter

Esta ilustración de relámpagos, torres convectivas (cabezas de trueno), nubes de aguas profundas y claros en la atmósfera de Júpiter se basa en datos recopilados por la nave espacial Juno, el Telescopio Espacial Hubble y el Observatorio Gemini. Juno detecta señales de radio generadas por descargas de rayos. Debido a que las ondas de radio pueden atravesar todas las capas de nubes de Júpiter, Juno puede detectar relámpagos en las nubes profundas y relámpagos en el lado diurno del planeta. Hubble detecta la luz solar reflejándose en las nubes en la atmósfera de Júpiter. Diferentes longitudes de onda penetran en las nubes a diferentes profundidades, lo que brinda a los investigadores la capacidad de determinar las alturas relativas de las cimas de las nubes. Gemini mapea el espesor de las nubes frías que bloquean la luz infrarroja térmica de las capas atmosféricas más cálidas debajo de las nubes. Las nubes densas aparecen más oscuras en los mapas infrarrojos, mientras que las claras aparecen más brillantes. Se puede utilizar una combinación de observaciones para mapear la estructura de las nubes en tres dimensiones e inferir detalles de la circulación atmosférica. Se forman nubes densas a gran altitud donde se eleva el aire húmedo (surgencia y convección activa). Limpia la forma donde el aire seco se hunde (aguas abajo). Las nubes que se muestran se elevan cinco veces más que torres convectivas similares en la atmósfera relativamente poco profunda de la Tierra. El área ilustrada cubre una distancia horizontal de aproximadamente un tercio de la de los Estados Unidos continentales. Crédito: NASA, ESA, MH Wong (UC Berkeley) y A. James y MW Carruthers (STScI)

Características de la nueva corriente en chorro

La corriente en chorro recién descubierta viaja a unas 320 millas por hora (515 kilómetros por hora). huracán categoría 5 Aquí en la tierra. Está ubicado en la estratosfera inferior de Júpiter, a unas 25 millas (40 kilómetros) por encima de las nubes (ver mapa arriba).

Al comparar los vientos observados por Webb en altitudes más altas con los vientos observados en capas más profundas desde el Hubble, el equipo puede medir qué tan rápido los vientos cambian con la altura y crean cizalladuras del viento.

Aunque la fina resolución y la cobertura de longitud de onda de Webb permitieron la detección de pequeñas nubes utilizadas para rastrear el chorro, las observaciones complementarias del Hubble, tomadas un día después de las observaciones de Webb, fueron cruciales para determinar el estado básico de la atmósfera ecuatorial de Júpiter y seguir su desarrollo. Las tormentas convectivas en el ecuador de Júpiter no están asociadas con el chorro.

«Sabíamos que las diferentes longitudes de onda de Webb y Hubble podían revelar la estructura tridimensional de las nubes de tormenta, pero también pudimos utilizar la sincronización de los datos para ver qué tan rápido se desarrollan las tormentas», dijo Michael Wong, miembro del equipo de la Universidad. Berkeley, California, dirigió las observaciones relevantes del Hubble.

Observaciones e implicaciones futuras.

Los investigadores esperan realizar más observaciones de Júpiter a lo largo de la red para determinar si la velocidad y la altura del chorro cambian con el tiempo.

«Júpiter tiene un patrón complejo pero repetitivo de vientos y temperaturas en su estratosfera ecuatorial, con vientos de nubes y niebla medidos en estas longitudes de onda», explicó Lee Fletcher, miembro del equipo de la Universidad de Leicester en el Reino Unido. «Si la fuerza de este nuevo chorro está relacionada con este patrón estratosférico oscilante, podemos esperar que el chorro varíe significativamente en los próximos 2 a 4 años; será muy emocionante probar esta teoría en los próximos años».

Incluso después de observar las nubes y el viento de Júpiter desde varios observatorios, todavía tenemos mucho que saber sobre Júpiter, y me sorprende que estas características similares a chorros puedan permanecer ocultas a la vista hasta que se tomen estas nuevas imágenes NIRCam en 2022. Fletcher.

Los resultados de los investigadores fueron publicados recientemente. Astronomía natural.

Referencia: Ricardo Hueso, Agustín Sánchez-Laveca, Thierry Fawcett, Imke de Pater, Arrad Antonano, Lee N. Fletcher, Michael H. Wong, Pablo Rodríguez, «Un intenso chorro ecuatorial estrecho en la estratosfera inferior de Júpiter observado por JWSD» Lawrence A. Sromowski, Patrick M. Fry, Glenn S. Orton, Sandrin Gurlett, Patrick G.J. Irvine, Emmanuelle Lelouch, Jake Hargett, Catherine de Kleer, Henry Melin, Vincent Huey, Amy A. Simon, Stadia Luss-Cook y Cuneo M. Sayanaki, 19 de octubre de 2023, Astronomía Natural.
DOI: 10.1038/s41550-023-02099-2

El Telescopio Espacial James Webb es el principal laboratorio de ciencia espacial del mundo. Webb resuelve los misterios de nuestro sistema solar, mira más allá, hacia mundos distantes alrededor de otras estrellas y explora las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo y nuestro lugar en él. WEB es un proyecto internacional liderado por los socios de la NASA, la ESA.Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Canadiense.

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