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a, Las proyecciones ortográficas de la incertidumbre de la temperatura están todas por debajo del 5%. La línea larga de puntos en blanco y negro indica el óvalo auroral principal de Júpiter, la línea corta de puntos en blanco y negro corresponde al rastro magnético de Io, y la única línea negra gruesa corresponde al rastro magnético de Amaltea (como se describe en el texto principal). La esfera de Júpiter generada por computadora basada en imágenes del Telescopio Espacial Hubble se muestra bajo la proyección de temperatura H3 +. Crédito de la foto: Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA e Instituto de ciencia del telescopio espacial. Tenga en cuenta que Júpiter se inclina de manera diferente en cada fecha para revelar diferentes características. Las líneas de cuadrícula que se muestran para la latitud y la longitud están dispuestas a 60 ° y 10 °, respectivamente. Los percentiles de incertidumbre media (y máxima) fueron 2,2% (5%) para el 14 de abril de 2016 y 1,6% (5%) para el 25 de enero de 2017. b, Mediana de temperatura joviana H3 + para cada latitud encontrada en todos los grados de longitud. La barra de error es 1σ y muestra fluctuaciones de temperatura en todos los grados de longitud. El método describe el proceso de mapeo y la Tabla 1 de datos extendidos muestra los tamaños de los contenedores espaciales utilizados en cada proyección. Crédito: Universidad de Leicester
Nueva investigación publicada en naturaleza revela una solución a la “crisis energética” de Júpiter que ha desconcertado a los astrónomos durante décadas.
Los científicos espaciales de la Universidad de Leicester trabajaron con colegas de la Agencia Espacial de Japón (JAXA), la Universidad de Boston, el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y el Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones (NICT) para descubrir los mecanismos detrás del calentamiento atmosférico de Júpiter.
Utilizando datos del Observatorio Keck en Hawái, los astrónomos han creado ahora el mapa global más detallado del gigante gaseoso. atmósfera superiorconfirma por primera vez que las intensas auroras boreales de Júpiter son las responsables del calentamiento de todo el planeta.
Dr. James O’Donoghue es investigador de JAXA y tiene un Ph.D. en Leicester y es el autor principal del estudio. Ella dice:
“Primero intentamos en la Universidad de Leicester crear un mapa de calor global de la atmósfera superior de Júpiter. La señal no era lo suficientemente brillante en ese momento para revelar nada más allá de la región polar de Júpiter, pero con las lecciones aprendidas del trabajo, pudimos hacerlo. puedo hacerlo “. Unos años más tarde, asegurándose tiempo en uno de los telescopios más grandes y competitivos de la tierra.
“Con el telescopio Keck, creamos mapas de temperatura con una precisión increíble. Descubrimos que la temperatura dentro de la aurora comenzó muy alta como se esperaba en trabajos anteriores, pero ahora hemos observado que las auroras de Júpiter, aunque son menos del 10% del área del planeta, parecen estar calentando todo. a la cima.
“Esta investigación comenzó en Leicester y continuó en la Universidad de Boston y la NASA antes de terminar en JAXA en Japón. La colaboración entre el personal de todos los continentes hizo que esta investigación fuera exitosa, combinada con datos de la nave espacial Juno de la NASA en órbita alrededor de Júpiter y la nave espacial JAXA Hisaki del observatorio. en un aspirador. “
Dr. Tom Stallard y el Dr. Henrik Melin son parte de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester. Dr. Stallard agregó:
“En la delgada atmósfera en la parte superior de cada planeta gigante de nuestro sistema solar, ha habido un misterio durante mucho tiempo. Con cada misión espacial de Júpiter y observación desde tierra durante los últimos 50 años, constantemente hemos encontrado el ecuador demasiado caliente.
“Esta ‘Crisis de energía“¿Es este un viejo problema? ¿No pueden los modelos modelar correctamente el flujo de calor de la aurora o hay otra fuente de calor desconocida cerca del ecuador?
Júpiter se muestra en luz visible como contexto bajo la impresión artística de la luz infrarroja de la atmósfera superior de Júpiter. El brillo de esta atmósfera superior corresponde a la temperatura de caliente a fría en este orden: blanco, amarillo, rosa y finalmente rojo oscuro. Las auroras boreales son la región más caliente y las imágenes muestran cómo el calor puede ser llevado por los vientos de las auroras boreales, provocando un calentamiento en todo el planeta. Fuente: J. O’Donoghue (JAXA) / Hubble / NASA / ESA / A. Simon / J Schmidt
“Este artículo describe cómo mapeamos esta región con un detalle sin precedentes y muestra que el calentamiento ecuatorial en Júpiter está directamente relacionado con el calentamiento de las auroras”.
Las auroras ocurren cuando las partículas cargadas quedan atrapadas en el campo magnético de un planeta. Estas espirales a lo largo de líneas de campo hasta los polos magnéticos del planeta, donde los átomos y las moléculas se encuentran en la atmósfera para liberar luz y energía.
En la tierra, esto conduce a los distintivos espectáculos de luz que componen las auroras boreales y australes. En Júpiter, el material de su luna volcánica Io provoca las auroras más fuertes del sistema solar y un tremendo calentamiento en las regiones polares del planeta.
Aunque los Aurores de Júpiter han sido durante mucho tiempo excelentes candidatos para calentar la atmósfera del planeta, las observaciones hasta ahora no lo confirman ni lo niegan.
Los mapas de temperatura de la atmósfera superior anteriores se crearon a partir de imágenes que constan de solo unos pocos píxeles. Esta no es una resolución suficiente para ver cómo pueden cambiar las temperaturas en el planeta y proporciona pequeñas pistas sobre el origen del calor adicional.
Los investigadores crearon cinco mapas de temperatura atmosférica con diferentes resoluciones espaciales, con el mapa con la resolución más alta mostrando las medidas de temperatura media para el cuadrado de dos grados de longitud “altura” y dos grados de latitud “ancho”.
El equipo buscó más de 10,000 puntos de datos individuales y mapeó solo puntos con menos del cinco por ciento de incertidumbre.
Los modelos de las atmósferas de los gigantes gaseosos muestran que funcionan como refrigeradores gigantes, con energía térmica que se extrae del ecuador hacia los polos y se almacena en estas regiones polares en la atmósfera inferior.
Los nuevos hallazgos sugieren que la aurora boreal que cambia rápidamente podría empujar ondas de energía contra estas corrientes polares, permitiendo que el calor llegue al ecuador.
Las observaciones también muestran áreas de calentamiento localizado en la región subauroral, lo que podría interpretarse como una ola de calor confinada que viaja en dirección ecuatorial, lo que podría interpretarse como evidencia de procesos que impulsan la transferencia de calor.
La investigación planetaria de la Universidad de Leicester cubre la amplitud del sistema de Júpiter, desde la magnetosfera y la atmósfera del planeta hasta su diversa colección de satélites.
Más información:
O’Donoghue, J. et al., Calentamiento global de la atmósfera superior en Júpiter por la aurora boreal polar, naturaleza (2021). DOI: 10.1038 / s41586-021-03706-w
Proporcionado por
Universidad de Leicester
cita: Los científicos espaciales descubren el secreto detrás de la “crisis energética” de Júpiter (2021, 4 de agosto), consultado el 4 de agosto de 2021 desde https://phys.org/news/2021-08-space-scientists-reveal-secret-jupiter. html
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