Científicos de la NASA y del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel han completado la primera medición en profundidad de la mancha roja de Júpiter y han revelado nueva información sobre la formación de tormentas en el mayor planeta del sistema solar.
La misteriosa Gran Mancha Roja ha sido la característica más famosa del quinto planeta del Sol durante siglos. Su existencia se verificó por primera vez en la década de 1800, aunque los relatos anteriores sugieren que podría existir desde hace más de 360 años. Es la mayor tormenta conocida del sistema solar, y su color rojo brillante y su forma y aspecto característicos la han convertido en una de las características más reconocibles de los planetas cercanos, junto con los grandes anillos de Saturno.
Pero su existencia ha sido a menudo desconcertante. ¿Por qué existe? ¿Qué es lo que ha mantenido esta tormenta durante tanto tiempo?
No todas estas preguntas tienen respuesta, pero las conclusiones de este nuevo estudio, publicado en las revistas académicas Science y en Geophysical Research Letters, han revelado más información sobre este extraño fenómeno.
La investigación se basó en la metodología creada por los científicos de Weizmann, el profesor Yohai Kaspi y el doctor Eli Galanti, y fue planificada por ellos junto con la doctora Marzia Parisi, anteriormente de Weizmann y ahora investigadora del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.
Este experimento se centró en la misión Juno, una sonda espacial lanzada hace una década y que finalmente alcanzó la órbita de Júpiter en 2016. Estudiar la Gran Mancha Roja de esta manera no era algo que la misión tuviera previsto en un principio, pero Kaspi y su equipo habían propuesto un experimento: Un sobrevuelo del planeta dedicado a las mediciones de la gravedad.
“Cuando la nave espacial vuela alrededor de Júpiter, sentimos la atracción de la gravedad”, explicó Kaspi en una entrevista. “Cuando hay algún tipo de flujo, se producen pequeñas variaciones en la densidad, y éstas afectan a la gravedad. Si tienes una tormenta en la Tierra, la relaciona con un pequeño cambio de presión y densidad. La gravedad que uno siente volando por encima de la tormenta es la suma de toda esa gravedad debajo de ti. Así que si hay una variación, eso es algo que se siente en una nave espacial o en un avión. En la Tierra, la atmósfera es tan pequeña que no se siente realmente. Pero en Júpiter, como la atmósfera es tan masiva y el planeta no tiene superficie, sí que se nota la diferencia”, dijo.
Sin embargo, la diferencia en sí misma sigue siendo muy pequeña, añadió Kaspi. “Si antes pesabas 70 kg, ahora pesarás 70,00001 kg. Ese es el tipo de diferencia del que hablamos. Pero nuestros instrumentos son lo suficientemente sensibles como para percibirla. En la Tierra, que es un planeta sólido con una atmósfera más fina, la situación es completamente diferente”.
A diferencia de la Tierra, Júpiter es un gigante gaseoso, lo que significa que no es roca sólida. Aunque los gigantes gaseosos sí tienen un núcleo sólido, no es el mismo tipo de núcleo que en la Tierra, donde es sólido como una roca. Más bien, es que la temperatura y la presión son tan altas que es como un líquido que se mezcla con el gas. Además, aunque hubiera un núcleo sólido, estaría tan lejos de donde volaba la sonda que no supondría ninguna diferencia.
Los hallazgos revelaron la enorme profundidad de la tormenta: 500 km. A modo de comparación, si una tormenta de este tamaño se hubiera manifestado en la Tierra, alcanzaría la Estación Espacial Internacional, señaló Galanti en el estudio que aparece en Science.
La Gran Mancha Roja está lejos de ser la única tormenta en Júpiter. De hecho, el experimento detectó la presencia de muchas otras que, si bien eran más pequeñas que la Gran Mancha Roja, seguían siendo mucho más grandes que cualquier cosa que apareciera en la Tierra.
Pero, ¿por qué las tormentas de Júpiter son tan diferentes?
En parte, esto se explica por otro descubrimiento del experimento: Las corrientes en chorro de Júpiter y las células de Ferrel.
Las corrientes en chorro son bandas estrechas de viento en la atmósfera superior. Una célula de Ferrel forma parte de la circulación del aire planetario. Ambas se equilibran entre sí y son fundamentales para el mantenimiento y la funcionalidad del medio ambiente y el clima de un planeta.
En la Tierra, hay una sola corriente en chorro, que fluye de este a oeste, y dos células de Ferrel, una en el norte y otra en el sur, estando el ecuador en el centro.
La singularidad de las células de Ferrel y de la corriente en chorro de la Tierra se debe en parte a su velocidad de rotación (que completa una rotación cada 24 horas).
En cambio, Júpiter, que completa una rotación cada 10 horas, es diferente. Tiene múltiples corrientes en chorro, que van en direcciones opuestas, y en lugar de dos células de Ferrel, tiene 16.
En cierto modo, sin embargo, esto hace que Júpiter sea similar a la Tierra, ya que el experimento encontró pruebas de que las corrientes en chorro y las células de Ferrel afectan al sistema de circulación de Júpiter de forma similar al de la Tierra.
También es la primera prueba definitiva de que este fenómeno se produce en un gigante gaseoso.
¿Podría darse este fenómeno en otros mundos?
Según Kaspi, es muy posible, especialmente en Saturno.
“Sabemos que Saturno tiene corrientes en chorro, y sabemos que hay tormentas allí”, explicó. “Sin embargo, no hay misiones planificadas para Saturno, y es poco probable que tengamos pruebas a corto plazo”.
La situación no está tan clara con Urano y Neptuno, que parecen carecer de corrientes en chorro. Urano tiene una rotación irregular, girando sobre su costado en lugar de hacerlo de la misma manera que otros planetas, pero Neptuno no, por lo que no está claro si eso juega un papel. Kaspi dijo que es posible que su distancia al Sol sea un factor, lo que significa que sus temperaturas son diferentes, pero esto no está claro.
Venus también es otra historia. El segundo planeta desde el Sol tiene una atmósfera más de 90 veces más densa que la de la Tierra, y existen corrientes en chorro en la atmósfera superior, aunque van de oeste a este. Sin embargo, su rotación es mucho más lenta.
Entonces, ¿qué tienen que ver las corrientes en chorro con la Gran Mancha Roja?
Esto, al menos, es algo que sabemos.
“La Gran Mancha Roja se encuentra entre dos corrientes de chorro”, explicó Kaspi. “Una de las razones por las que no desaparece es que las dos corrientes de chorro la alimentan. Las tormentas en la Tierra duran quizá una o dos semanas. Pero aquí solo hay una corriente en chorro. En Júpiter, como hay múltiples corrientes en chorro, las tormentas siempre se sitúan entre los chorros”.
Pero si hay tantas corrientes en chorro en Júpiter, ¿por qué solo hay una Gran Mancha Roja?
“No lo sabemos”, admitió Kaspi.
“Hay tormentas en Júpiter que duran años e incluso décadas, pero nada como la Gran Mancha Roja, que ha durado siglos. No sabemos por qué es tan especial. La configuración de las corrientes en chorro en esa mancha la mantiene, pero no sabemos exactamente por qué lo hace solo esta tormenta. Sabemos que se adentra en la profundidad – 500 km. – y la presión allí es como la del fondo del océano en la Tierra, por lo que contiene suficiente masa como para no disolverse, pero ¿por qué esta tormenta es tan profunda?”.
Pero ese no es el único misterio que queda sobre la Gran Mancha Roja.
“Tampoco sabemos por qué la Gran Mancha Roja es roja”, dijo Kaspi. “Sabemos que es un efecto fotoquímico, pero no sabemos por qué se produce, y por qué es tan claramente diferente en comparación con el resto de la atmósfera”.
Es posible, sin embargo, que aparezca otra tormenta como la Gran Mancha Roja, ya sea en Júpiter o, aunque es más improbable, en Saturno. Pero no sabemos cómo. Además, es posible, en teoría, que otros factores afecten a las corrientes en chorro y a las células de Ferrel, como lo está haciendo el cambio climático en la Tierra, pero es muy poco probable que eso ocurra en Júpiter, donde la humanidad no ha alterado el clima.
Hasta que se reúna más información, la Gran Mancha Roja seguirá siendo lo que es: un fenómeno icónico en el sistema solar repleto de misterios.