James Webb en Júpiter
El Telescopio Espacial James Webb, el observatorio espacial más ambicioso y complejo jamás construido, usará todo su poder infrarrojo para estudiar la Gran Mancha Roja de Júpiter, proporcionando nueva información sobre la enigmática tormenta, basándose en los datos ya aportados por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA y otros observatorios.
NASA, ESA, y A. Simon / NASA Goddard
La icónica tormenta de Júpiter se encuentra en la lista de objetivos del telescopio Webb elegidos por observadores de tiempo garantizado, científicos que ayudaron a desarrollar el increíblemente complejo telescopio, y serán de los primeros en utilizarlo para observar el universo. Uno de los objetivos científicos del telescopio es estudiar planetas, incluidos los misterios de los planetas de nuestro propio sistema solar.
Leigh Fletcher, investigador senior en ciencias planetarias en la Universidad de Leicester, en el Reino Unido, es el científico principal en las observaciones del telescopio Webb sobre la tormenta de Júpiter. Su equipo es parte de un esfuerzo mayor para estudiar varios objetivos en nuestro sistema solar con Webb, encabezado por la astrónoma Heidi Hammel, vicepresidenta ejecutiva de la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA). La NASA seleccionó a Hammel como científico interdisciplinario para Webb en 2002.
“La sensibilidad infrarroja de Webb proporciona un maravilloso complemento a los estudios de longitud de onda visible del Hubble de la Gran Mancha Roja”, explicó Hammel. “Las imágenes del Hubble han revelado cambios notables en el tamaño de la Gran Mancha Roja durante la vida útil de varias décadas de la misión”.
Fletcher y su equipo planean usar el instrumento de infrarrojo medio (MIRI) de Webb para crear mapas multiespectrales de la Gran Mancha Roja y analizar sus estructuras térmicas, químicas y de nubes. Los científicos podrán observar longitudes de onda infrarrojas que podrían arrojar luz sobre las causas del color icónico de la mancha, que a menudo se atribuye a la radiación ultravioleta del sol, que interactúa con nitrógeno, azufre y sustancias químicas que contienen fósforo y que son extraídas de la atmósfera más profunda de Júpiter por poderosas corrientes atmosféricas dentro de la tormenta.
Fletcher explicó que usar MIRI para observar en el rango de 5 a 7 micrómetros podría ser particularmente revelador para la Gran Mancha Roja, ya que ninguna otra misión ha podido observar a Júpiter en esa parte del espectro electromagnético, y las observaciones en tales longitudes de onda no son posibles desde la Tierra. Esas longitudes de onda de luz podrían permitir a los científicos ver subproductos químicos únicos de la tormenta, lo que daría una idea de su composición.
“Buscaremos firmas de cualquier compuesto químico que sea exclusivo de la [Gran mancha roja] que podría ser responsable de los cromóforos rojos”, dijo Fletcher. Los cromóforos son las partes de las moléculas responsables de su color. Fletcher agregó: “Si no vemos ninguna química inesperada o firmas de aerosoles … entonces el misterio de ese color rojo puede quedar sin resolver”.
Las observaciones de Webb también pueden ayudar a determinar si la Gran Mancha Roja está generando calor y liberándolo en la atmósfera superior de Júpiter, un fenómeno que podría explicar las altas temperaturas en esa región. Una investigación reciente financiada por la NASA demostró que las ondas de gravedad colisionantes y las ondas de sonido, producidas por la tormenta, podrían generar el calor observado, y Fletcher dijo que Webb podría recopilar datos para respaldar esta afirmación.
“Cualquier onda producida por la vigorosa actividad convectiva dentro de la tormenta debe pasar a través de la estratosfera antes de que alcancen la ionosfera y la termosfera”, explicó. “Entonces, si realmente existen y son responsables de calentar las capas superiores de Júpiter, con suerte veremos evidencias de su paso en nuestros datos”.
Generaciones de astrónomos han estudiado la Gran Mancha Roja; la tormenta ha sido monitoreada desde 1830, pero posiblemente haya existido desde hace más de 350 años. La razón de la longevidad de la tormenta sigue siendo en gran medida un misterio, y Fletcher explicó que la clave para comprender la formación de tormentas en Júpiter es presenciar su ciclo de vida completo: crecer, achicarse y finalmente morir. No vimos formarse la Gran Mancha Roja, y puede que no muera pronto (aunque ha ido disminuyendo, como lo documentan las imágenes del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y otros observatorios), por lo que los científicos deben confiar en observar tormentas “más pequeñas y recientes” en el planeta para ver cómo comienzan y evolucionan, algo que Webb puede hacer en el futuro, dijo Fletcher.
“Estas observaciones particulares revelarán la estructura vertical de la tormenta, que será una restricción importante para las simulaciones numéricas de la meteorología Joviana”, explicó. “Si esas simulaciones pueden ayudar a explicar lo que Webb observa en el infrarrojo, entonces estaremos un paso más cerca de comprender cómo viven estos gigantescos vórtices durante tanto tiempo”.
