Webb descubre fenómenos inesperados sobre la Gran Mancha Roja de Júpiter

Nuevas observaciones de la Gran Mancha Roja de Júpiter han revelado que la atmósfera del planeta por encima y alrededor de la notoria tormenta es sorprendentemente interesante y activa. Este diagrama muestra la región observada por Webb: primero su ubicación en la imagen NIRCam de todo el planeta (izquierda) y la misma región (derecha), fotografiada por el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSpec) de Webb. Copyright: ESA/WEP, NASA, CSA, ERS Júpiter Team, c. Schmidt, H. Melín, M. Zamani (ESA/Web)

usando Telescopio espacial James WebbLos científicos han observado el área de arriba. JúpiterDescubra una serie de características nunca antes vistas en la Gran Mancha Roja del Sol. El área, que antes se pensaba que no tenía nada de especial, alberga una variedad de estructuras y actividades complejas.

Observaciones recientes realizadas por el Telescopio Webb han revelado detalles sorprendentes sobre la atmósfera superior de Júpiter, especialmente sobre la Gran Mancha Roja, donde mostraron estructuras complejas afectadas por ondas gravitacionales. Estos resultados, capturados utilizando las capacidades de alta resolución del Telescopio Webb, pueden respaldar la misión de explorar las lunas heladas de Júpiter (Juice), mejorando nuestra comprensión de Júpiter y sus lunas.

Detección de la atmósfera de Júpiter

Júpiter es uno de los objetos más brillantes del cielo nocturno y puede verse fácilmente en noches despejadas. Aparte de las brillantes luces del norte y del sur en las regiones polares del planeta, el brillo que emana de la atmósfera superior de Júpiter es débil y, por lo tanto, plantea un desafío para los telescopios terrestres para discernir detalles en esta región. Sin embargo, la sensibilidad infrarroja del Observatorio Webb permite a los científicos estudiar la atmósfera superior de Júpiter sobre la famosa Gran Mancha Roja con un detalle sin precedentes.

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La atmósfera superior de Júpiter es la interfaz entre el campo magnético del planeta y la atmósfera primaria. Aquí se pueden ver exhibiciones brillantes y vívidas de las luces del norte y del sur, alimentadas por material volcánico emitido por la luna Io de Júpiter. Sin embargo, a medida que nos acercamos al ecuador, la estructura de la atmósfera superior del planeta se ve afectada por la luz solar entrante. Debido a que Júpiter recibe sólo el 4% de la luz solar que recibe la Tierra, los astrónomos esperaban que esta región fuera de naturaleza homogénea.

La Gran Mancha Roja de Júpiter fue observada por el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIRSpec) del Observatorio Webb en julio de 2022, utilizando las capacidades de la Unidad de Campo Integrada del instrumento. Las observaciones del equipo de liberación temprana intentaron investigar si esta región era realmente débil, y la región sobre la famosa Gran Mancha Roja era el objetivo de las observaciones de Webb. El equipo se sorprendió al descubrir que la atmósfera superior alberga una variedad de estructuras complejas, incluidos arcos oscuros y puntos brillantes, en todo el campo de visión.

La atmósfera de Júpiter alrededor de la Gran Mancha Roja (imagen web de NIRSpec)

Las observaciones NIRSpec de Webb muestran luz infrarroja emitida por moléculas de hidrógeno en la ionosfera de Júpiter. Estas moléculas se encuentran a más de 300 kilómetros por encima de las nubes de tormenta, donde la luz solar ioniza el hidrógeno y estimula la emisión de infrarrojos. En esta imagen, los colores más rojos muestran el hidrógeno emitido desde estas grandes altitudes en la ionosfera del planeta. Los colores más azules muestran luz infrarroja procedente de altitudes más bajas, incluidas las cimas de las nubes atmosféricas y la muy prominente Gran Mancha Roja.
Júpiter se encuentra lejos del Sol y, por lo tanto, recibe un nivel bajo y uniforme de luz diurna, lo que significa que la mayor parte de la superficie del planeta es relativamente oscura en estas longitudes de onda infrarrojas, especialmente en comparación con la emisión de partículas cerca de los polos, donde se encuentra el campo magnético de Júpiter. particularmente fuerte. Contrariamente a las expectativas de los investigadores de que esta región parecería homogénea por naturaleza, alberga una variedad de estructuras complejas, incluidos arcos oscuros y puntos brillantes, en todo el campo de visión.
Copyright: ESA/Web, NASA y CSA, e. Melín, M. Zamani (ESA/Web)

Descubrimientos asombrosos sobre la Gran Mancha Roja

«Pensamos, tal vez ingenuamente, que esta zona sería realmente aburrida», dijo el líder del equipo Henrik Melin de la Universidad de Leicester en el Reino Unido. «En realidad es tan interesante como la aurora boreal, si no más. Júpiter nunca deja de sorprendernos. .» «.

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Aunque la luz de esta región es impulsada por la luz solar, el equipo sugiere que debe haber otro mecanismo que cambie la forma y estructura de la atmósfera superior.

“Una forma de cambiar esta estructura es mediante ondas gravitacionales, que son como olas que golpean la playa y crean ondas en la arena”, explicó Henrik. “Estas ondas se generan en las profundidades de la turbulenta atmósfera inferior, alrededor de la Gran Mancha Roja, y. puede viajar a grandes altitudes”. Y cambios en la estructura de la atmósfera superior y sus emisiones.

Observaciones e implicaciones futuras.

El equipo explica que estas ondas atmosféricas a veces pueden detectarse en la Tierra, pero son mucho más débiles que las observadas por Webb en Júpiter. El equipo también espera realizar observaciones Webb posteriores de estos complejos patrones de ondas en el futuro para investigar cómo se mueven los patrones dentro de la atmósfera superior del planeta y mejorar nuestra comprensión del presupuesto energético en esta región y cómo las características cambian con el tiempo.

Estos hallazgos también pueden respaldar las lunas heladas de Júpiter de la ESA, Juice, que se lanzó el 14 de abril de 2023. Juice realizará observaciones detalladas de Júpiter y sus tres grandes lunas que contienen océanos: Ganímedes, Calisto y Europa – Utilizar una combinación de herramientas de teledetección, geofísicas y in situ. La misión caracterizará estas lunas como cuerpos planetarios y hábitats potenciales, explorará en profundidad el complejo entorno de Júpiter y estudiará el sistema más amplio de Júpiter como prototipo de planetas gigantes gaseosos en todo el universo.

Reflexiones sobre el impacto de la investigación

Estas observaciones se realizaron como parte del Programa de Ciencia Temprana No. 1373: Las observaciones del ERS del sistema Júpiter son evidencia de las capacidades del JWST en el campo de la ciencia del sistema solar. (Coinvestigadores: I. de Pater, T. Fouchet).

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«Esta propuesta de ERS se redactó en 2017», compartió Imke de Pater, miembro del equipo de Universidad de California, Berkeley“Uno de nuestros objetivos era investigar por qué la temperatura sobre la Gran Mancha Roja era tan alta, como lo eran las observaciones recientes en ese momento. NASA «El telescopio infrarrojo lo reveló. Sin embargo, nuestros nuevos datos arrojaron resultados muy diferentes».

Estos resultados fueron publicados en Astronomía natural.

Referencia: “Irregularidades ionosféricas en Júpiter observadas por el telescopio James Webb” por Henrik Melin, J. O’Donoghue, L. Moore, T. S. Stallard, L. N. Fletcher, M. T. Roman, J. Harkett, O. R. T. King, M. Thomas y R Wang, B. I. Tiranti, K. L. Knowles, E. D. Pater, T. Foucher, P. H. Fry, M. H. Wong, B. J. Holler, R. Hueso, M. K. James, G. S. Orton, E. Mora, A. Sánchez LaVega, E. Lelouch, K.D. y M.R. Showalter, 21 de junio de 2024. astronomía natural.
DOI: 10.1038/s41550-024-02305-9

Webb es el telescopio más grande y potente jamás lanzado al espacio. En virtud de un acuerdo de cooperación internacional, la ESA proporcionó el servicio de lanzamiento del telescopio, utilizando el vehículo de lanzamiento Ariane 5. En cooperación con sus socios, la ESA fue responsable del desarrollo y la calificación de las modificaciones del Ariane 5 para la misión Webb y de la compra del servicio de lanzamiento por parte de. Espacio Ariane. La ESA también proporcionó el espectrómetro NIRSpec y el 50% del instrumento de infrarrojo medio. Alegreque fue diseñado y construido por un consorcio de institutos europeos financiados a nivel nacional (European MIRI Consortium) en asociación con… Laboratorio de propulsión a chorro y Universidad de Arizona.

WEB es una asociación internacional entre la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).

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