Los procesos que generan las increíblemente duraderas tormentas polares de Júpiter podrían estar relacionados con los mecanismos de convección y la interacción entre frentes que suceden en la Tierra. Así lo asegura una investigación reciente, liderada por la oceanógrafa física del Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, Lia Siegelman, quien además adviertió similitudes entre las imágenes captadas por la sonda espacial Juno de la NASA y las turbulencias oceánicas terrestres.
Siegelman comenzó a encontrar similitudes entre ambos planetas en 2018, a partir de la visualización de imágenes que capturaban los inmensos ciclones del gigante gaseoso. Notó que se asemejaban morfológicamente a las turbulencias oceánicas terrestres. Años después, en 2022, participó de un estudio en el que, al analizar imágenes infrarrojas de esos fenómenos, los científicos determinaron que las impresionantes tormentas de Júpiter eran mantenidas gracias a un proceso de convección, también presente en la Tierra.
La convección es una de las maneras en las que se distribuye el calor. Es inherente al comportamiento de los fluidos, ya que ocurre cuando las partículas en contacto con la fuente de calor se calientan y ascienden, lo que genera que las frías desciendan y, en consecuencia, también se calienten. En la Tierra esto sucede cuando aire cálido choca con aire frío, lo que causa una zona de presión atmosférica baja que fomenta la creación de tormentas y ciclones.
Es que, al comparar los grandes caudales de gas de Júpiter con las masas de agua de la Tierra, desde la física, tanto lo gaseoso como lo líquido, son fluidos y se comportan de forma parecida.
Para profundizar en el aparentemente superficial parecido entre los procesos atmosféricos de Júpiter y la Tierra, la oceanógrafa centró su enfoque en unos filamentos que había logrado observar en las imágenes infrarrojas aportadas por Juno. Estas formaciones halladas entre los grandes ciclones, que continúan en movimiento desde que se los observó por primera vez en 2016, serían el equivalente a los frentes meteorológicos terrestres.
“Un frente es el límite entre masas de gas o líquido con diferentes densidades debido a diferencias en propiedades como la temperatura. En el océano, los frentes también pueden deberse a diferencias de salinidad, que influyen en la densidad del agua de mar junto con la temperatura. Una característica clave de los frentes es que sus bordes de ataque presentan fuertes velocidades verticales que pueden crear vientos o corrientes”, explican desde la Universidad de California, San Diego en un artículo.
El estudio del comportamiento de estos filamentos se basó en el análisis imágenes infrarrojas del polo norte de Júpiter, tomadas en incrementos de 30 segundos. Debido al tamaño del planeta y a la alta capacidad que posee Juno de captar imágenes nítidas, los expertos pudieron identificar la interacción entre los filamentos y los ciclones de manera más precisa.
La visión infrarroja develó las temperaturas de las masas de aire en movimiento. Las más cálidas están compuestas por nubes delgadas y aparecían más brillantes. Por otro lado, las más frías, donde nubes espesas impiden el paso de una parte del calor que es irradiado por el núcleo del planeta, se muestran oscuras.
Con el fin de determinar las velocidades del viento vertical, los investigadores calcularon la velocidad del viento horizontal al observar las imágenes de Juno y, con base en esos datos, pudieron aplicar métodos de oceanografía y meteorología que suelen utilizarse para estudiar los procesos terrestres; y llegaron a la conclusión de que esos filamentos, aunque son pequeños, se comportaban de manera similar a los frentes en la Tierra.
“Esas velocidades verticales del viento en los bordes de los frentes de Júpiter también significaban que los frentes participaban en el transporte de energía en forma de calor desde el interior caliente del planeta a su atmósfera superior, alimentando los ciclones gigantes. Aunque la convección es el principal impulsor, los frentes representan una cuarta parte de la energía cinética total que alimenta los ciclones de Júpiter y el cuarenta por ciento del transporte vertical de calor”, comentaron desde la institución.
“Hay cierta belleza cósmica en descubrir que estos mecanismos físicos de la Tierra existen en otros planetas lejanos”, expresó Siegelman. La presencia de la frontogénesis en Júpiter pone en evidencia que los procesos ocurridos en la Tierra pueden suceder a su vez en una extensa variedad de planetas, tanto dentro del sistema solar como fuera de él, por lo cual este hallazgo amplía el conocimiento que se tiene sobre el universo y los mundos que lo conforman.
