Los científicos espaciales revelan el secreto detrás de la & # 039; crisis energética & # 039; de Júpiter

Una nueva investigación publicada en Nature ha revelado la 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 Japonesa (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 revelar el mecanismo detrás del calentamiento atmosférico de Júpiter.
Ahora, utilizando datos del Observatorio Keck en Hawai'i, los astrónomos han creado el mapa global más detallado de la atmósfera superior del gigante gaseoso, confirmando por primera vez que las poderosas auroras de Júpiter son responsables de generar calentamiento en todo el planeta.
El Dr. James O'Donoghue es investigador en JAXA, completó su doctorado en Leicester y es el autor principal del artículo de investigación. Él dijo:
"Primero comenzamos a tratar de crear un mapa de calor global de la atmósfera más alta de Júpiter en la Universidad de Leicester. La señal no era lo suficientemente brillante como para revelar nada fuera de las regiones polares de Júpiter en ese momento, pero con las lecciones aprendidas de ese trabajo logramos Asegure el tiempo en uno de los telescopios más grandes y competitivos de la Tierra algunos años más tarde.
"Utilizando el telescopio Keck produjimos mapas de temperatura de extraordinario detalle. Descubrimos que las temperaturas comienzan muy altas dentro de la aurora, como se esperaba de trabajos anteriores, pero ahora pudimos observar que la aurora de Júpiter, a pesar de ocupar menos del 10% del área de el planeta, parece estar calentando todo.

"Esta investigación comenzó en Leicester y continuó en la Universidad de Boston y la NASA antes de terminar en JAXA en Japón. Colaboradores de cada continente que trabajaron juntos hicieron que este estudio fuera exitoso, combinado con datos de la nave espacial Juno de la NASA en órbita alrededor de Júpiter y la nave espacial Hisaki de JAXA, un observatorio en el espacio."
El Dr. Tom Stallard y el Dr. Henrik Melin forman parte de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester. El Dr. Stallard agregó:
"Ha habido un acertijo desde hace mucho tiempo en la delgada atmósfera en la parte superior de cada planeta gigante dentro de nuestro sistema solar. Con cada misión espacial de Júpiter, junto con las observaciones desde tierra, durante los últimos 50 años, hemos medido consistentemente el las temperaturas ecuatoriales son demasiado altas.
"Esta 'crisis energética' ha sido un problema de larga data: ¿los modelos no logran modelar correctamente cómo fluye el calor de la aurora o hay alguna otra fuente de calor desconocida cerca del ecuador?
"Este documento describe cómo hemos mapeado esta región con un detalle sin precedentes y hemos demostrado que, en Júpiter, el calentamiento ecuatorial está directamente asociado con el calentamiento de las auroras".
Las auroras ocurren cuando las partículas cargadas quedan atrapadas en el campo magnético de un planeta. Estos espirales a lo largo de las líneas de campo hacia los polos magnéticos del planeta, golpean átomos y moléculas en la atmósfera para liberar luz y energía.

En la Tierra, esto conduce al característico espectáculo de luces que forman las Aurora Boreal y Australis. En Júpiter, el material que arroja su luna volcánica, Io, conduce a la aurora más poderosa del Sistema Solar y a un calentamiento enorme en las regiones polares del planeta.
Aunque las auroras jovianas han sido durante mucho tiempo un candidato principal para calentar la atmósfera del planeta, las observaciones hasta ahora no han podido confirmar o negar esto.
Los mapas anteriores de la temperatura atmosférica superior se formaron utilizando imágenes que constan de solo varios píxeles. Esta no es una resolución suficiente para ver cómo podría cambiar la temperatura en todo el planeta, lo que proporciona pocas pistas sobre el origen del calor adicional.
Los investigadores crearon cinco mapas de la temperatura atmosférica en diferentes resoluciones espaciales, y el mapa de mayor resolución muestra una medición de temperatura promedio para cuadrados de dos grados de longitud "alto" por dos grados de latitud "ancho".
El equipo rastreó más de 10,000 puntos de datos individuales, solo mapeando puntos con una incertidumbre de menos del cinco por ciento.
Los modelos de las atmósferas de los gigantes gaseosos sugieren que funcionan como un refrigerador gigante, con energía térmica extraída del ecuador hacia el polo y depositada en la atmósfera inferior en estas regiones polares.
Estos nuevos hallazgos sugieren que las auroras que cambian rápidamente pueden impulsar ondas de energía contra este flujo hacia los polos, permitiendo que el calor llegue al ecuador.
Las observaciones también mostraron una región de calentamiento localizado en la región subauroral que podría interpretarse como una onda limitada de calor que se propaga hacia el ecuador, lo que podría interpretarse como evidencia del proceso que impulsa la transferencia de calor.
La investigación planetaria en la Universidad de Leicester abarca todo el sistema joviano, desde la magnetosfera y la atmósfera del planeta, hasta su diversa colección de satélites.
Los investigadores de Leicester son miembros de la misión Juno formada por un equipo global de astrónomos que observan el planeta gigante y lideran las observaciones de Júpiter desde el próximo telescopio espacial James Webb. Leicester también desempeña un papel de liderazgo en ciencia e instrumentación en el Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE) de la Agencia Espacial Europea (ESA), que se lanzará en 2022.