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  • Investigación y Ciencia
  • Enero 2018Nº 496

Sistema solar

El enigma de las bandas de Júpiter

La estructura de la atmósfera joviana parece desafiar la mecánica de fluidos. Los experimentos de laboratorio y los datos de la sonda Juno podrían zanjar pronto la cuestión.

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Conocido desde la Antigüedad, Júpiter dejó de ser un mero punto errante en el firmamento gracias a la invención del telescopio. Si lo observamos con uno, aunque sea de aficionado, veremos un planeta lleno de tempestades y remolinos, como la Gran Mancha Roja, conocida desde hace más de trescientos años, pero también magníficas bandas de color pardo, blanco y ocre paralelas al ecuador.

Dichas bandas fueron dibujadas por primera vez por el clérigo y astrónomo italiano Niccolò Zucchi en 1630, y posteriormente descritas por numerosos astrónomos, como Jean-Dominique Cassini y Christian Huygens en el siglo XVII. En la actualidad, el telescopio espacial Hubble ha logrado fotografiarlas con un detalle excepcional. Sin embargo, siguen intrigando a los planetólogos, quienes intentan entender sus procesos de formación y, sobre todo, la gran estabilidad de estas estructuras de miles de kilómetros de extensión. Ahora, gracias a los datos de la sonda Juno, de la NASA, así como a nuevas simulaciones de las atmósferas planetarias y experimentos de laboratorio, estamos comenzando a comprender los mecanismos subyacentes a las bandas de Júpiter. Además, tal y como sugieren las observaciones de Saturno, dichos procesos parecen ser comunes a todos los planetas gigantes.

Las bandas de Júpiter están formadas por distintas capas de nubes que recubren todo el planeta. Estas son impulsadas por fuertes y persistentes vientos dirigidos alternativamente hacia el este y hacia el oeste, con velocidades que pueden alcanzar los 600 kilómetros por hora. Hablamos por ello de «chorros zonales»; es decir, flujos intensos y localizados. Esta secuencia de bandas alternativas constituye la huella visible de la potente actividad de la atmósfera joviana.

Además de las observaciones terrestres, son varias las misiones espaciales que han estudiado el planeta gigante. Su exploración comenzó en 1973 con el sobrevuelo de la sonda Pioneer 10 y, un año más tarde, con la Pioneer 11. Estas misiones proporcionaron datos sobre la existencia de una enorme y potente magnetosfera que alberga un intenso cinturón de radiación. Más tarde, otras naves ampliaron nuestro conocimiento de la atmósfera y la magnetosfera de Júpiter durante su periplo hacia otros objetivos: Ulises en 1992, Cassini-Huygens en 2000, New Horizons en 2007. A ellas hay que añadir las sondas Voyager, que en 1979 descubrieron la existencia de anillos, varias lunas, así como una actividad volcánica excepcional en una de ellas, Ío. Con anterioridad, solo Galileo, entre 1995 y 2003, había permanecido en órbita alrededor de Júpiter. Esta misión envió una pequeña nave hacia el interior de la atmósfera del planeta, donde analizó la composición de sus capas superiores en un descenso progresivo hasta que fue aplastada por la presión.

Hoy el interés está puesto en Juno, en órbita del gigante gaseoso desde julio de 2016. Situada en una trayectoria elíptica para limitar su paso a través del cinturón de radiación, la sonda efectúa un sobrevuelo en cada órbita a tan solo 5000 kilómetros de la capa de nubes. Equipada con una cámara en color y otros ocho instrumentos, la misión obtendrá datos sobre la atmósfera, su composición y su interacción con el campo magnético, pero también sobre la dinámica de las bandas zonales y, quizá, sobre la existencia de un posible núcleo sólido.

Un planeta gigante y ligero

Con un radio que supera en once veces al terrestre, Júpiter es el mayor planeta del sistema solar. Sin embargo, es también sorprendentemente ligero, ya que su masa es solo 318 veces la de la Tierra: cuatro veces menos de lo que cabría esperar si sus densidades fueran equivalentes. De hecho, Júpiter se compone en su mayor parte de hidrógeno y helio. Estos elementos se hallan en estado gaseoso en la atmósfera, donde también hay trazas de amoniaco (NH3), hidrosulfuro de amonio (H5NS) y agua. Aunque en cantidades inferiores al 1 por ciento, estos compuestos no carecen de importancia, ya que se hallan en el origen de las distintas capas de nubes del planeta.

Nuestro conocimiento de la estructura profunda es mucho más parcial y especulativo. Al proseguir hacia el interior, la presión transforma el gas en una niebla cada vez más densa y luego en un manto líquido. Hacia los 7000 u 11.000 kilómetros bajo la capa de nubes, los átomos de hidrógeno se ionizan y forman un fluido conductor cuyo movimiento engendra el potente campo magnético del astro. Por último, a más de 60.000 kilómetros de profundidad quizá se halla una superficie sólida, lo que señalaría la presencia de un núcleo rocoso de tamaño igual o mayor a toda la Tierra.

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