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ASTRONOMÍA. Impresionantes imágenes de Júpiter muestran la gran mancha roja, supertormentas y ciclones gigantescos

 


Impresionantes imágenes nuevas de Júpiter desde Gemini North y el Telescopio Espacial Hubble de NASA / ESA muestran el planeta en longitudes de onda de luz infrarroja, visible y ultravioleta. Estas vistas revelan detalles en características atmosféricas como la Gran Mancha Roja, supertormentas y ciclones gigantes que se extienden por el disco del planeta. Tres imágenes interactivas, permiten comparar observaciones de Júpiter en estas diferentes longitudes de onda y explorar las nubes del gigante gaseoso.

Tres nuevas y sorprendentes imágenes de Júpiter muestran al majestuoso gigante gaseoso con tres tipos diferentes de luz: infrarroja, visible y ultravioleta. Las vistas visible y ultravioleta fueron capturadas por la cámara de campo amplio 3 en el telescopio espacial Hubble, mientras que la imagen infrarroja proviene del instrumento Near-InfraRed Imager (NIRI) en Gemini North en Hawai'i, el miembro norte del Observatorio internacional Gemini, un Programa del NOIRLab de NSF. Todas las observaciones se tomaron simultáneamente (a las 15:41 hora universal) el 11 de enero de 2017.

Tres imágenes de Júpiter muestran al gigante gaseoso en tres tipos diferentes de luz: infrarroja, visible y ultravioleta. La imagen de la izquierda fue tomada en infrarrojos por el instrumento Near-InfraRed Imager (NIRI) en Gemini North en Hawaiʻi, el miembro norte del Observatorio internacional Gemini, un programa del NOIRLab de NSF. La imagen central fue tomada en luz visible por la Cámara de Campo Amplio 3 en el Telescopio Espacial Hubble. La imagen de la derecha fue tomada en luz ultravioleta por la cámara de campo amplio 3 del Hubble. Todas las observaciones fueron tomadas el 11 de enero de 2017. Fuente: Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA / NASA / ESA, MH Wong e I. de Pater (UC Berkeley) y col.


Estos tres retratos destacan la ventaja clave de la astronomía de múltiples longitudes de onda: ver planetas y otros objetos astronómicos en diferentes longitudes de onda de luz permite a los científicos obtener información que de otro modo no estaría disponible. En el caso de Júpiter, el planeta tiene una apariencia muy diferente en las observaciones infrarroja, visible y ultravioleta. 

La Gran Mancha Roja del planeta, el famoso sistema de tormentas persistentes lo suficientemente grande como para tragar toda la Tierra, es una característica destacada de las imágenes visible y ultravioleta, pero es casi invisible en longitudes de onda infrarrojas. Las bandas de nubes contrarrotantes de Júpiter, por el contrario, son claramente visibles en las tres vistas.

Esta vista infrarroja de Júpiter se creó a partir de datos capturados el 11 de enero de 2017 con el instrumento Near-InfraRed Imager (NIRI) en Gemini North en Hawai'i, el miembro norte del Observatorio internacional Gemini, un programa del NOIRLab de NSF. En realidad, es un mosaico de fotogramas individuales que se combinaron para producir un retrato global del planeta. En la imagen, las áreas más cálidas aparecen brillantes, incluidos cuatro grandes puntos calientes que aparecen en una fila justo al norte del ecuador. Al sur del ecuador, la Gran Mancha Roja de forma ovalada y cubierta de nubes parece oscura. Fuente: Observatorio Internacional Géminis / NOIRLab / NSF / AURA, MH Wong (UC Berkeley) et al., Agradecimientos: M. Zamani

Observar la Gran Mancha Roja en múltiples longitudes de onda produce otras sorpresas: la región oscura en la imagen infrarroja es más grande que el óvalo rojo correspondiente en la imagen visible. Esta discrepancia surge porque diferentes estructuras se revelan por diferentes longitudes de onda; las observaciones infrarrojas muestran áreas cubiertas con nubes gruesas, mientras que las observaciones visibles y ultravioleta muestran la ubicación de los cromóforos, las partículas que le dan a la Gran Mancha Roja su tono distintivo al absorber la luz azul y ultravioleta.

Esta imagen de luz visible de Júpiter se creó a partir de datos capturados el 11 de enero de 2017 utilizando la cámara de campo amplio 3 en el telescopio espacial Hubble. Cerca de la parte superior, una larga característica marrón llamada 'barcaza marrón' se extiende 72.000 kilómetros (casi 45.000 millas) en dirección este-oeste. La Gran Mancha Roja se destaca de manera prominente en la parte inferior izquierda, mientras que la característica más pequeña apodada Red Spot Jr. (conocida por los científicos jovianos como Oval BA) aparece en la parte inferior derecha. Fuente: NASA / ESA / NOIRLab / NSF / AURA / MH Wong e I. de Pater (UC Berkeley) et al. Agradecimientos: M. Zamani


La Gran Mancha Roja no es el único sistema de tormentas visible en estas imágenes. La región a veces apodada Red Spot Jr. (conocida por los científicos jovianos como Oval BA) aparece tanto en las observaciones visibles como en las ultravioleta. [1] Esta tormenta, en la parte inferior derecha de su contraparte más grande, se formó a partir de la fusión de tres tormentas de tamaño similar en 2000. [2]En la imagen de longitud de onda visible, tiene un borde exterior rojo claramente definido con un centro blanco. 

En el infrarrojo, sin embargo, Red Spot Jr. es invisible, perdido en la banda más grande de nubes más frías, que aparecen oscuras en la vista infrarroja. Al igual que la Gran Mancha Roja, Red Spot Jr. está coloreada por cromóforos que absorben la radiación solar en longitudes de onda ultravioleta y azul, lo que le da un color rojo en las observaciones visibles y una apariencia oscura en las longitudes de onda ultravioleta. Justo encima de Red Spot Jr. en las observaciones visibles, una supertormenta joviana aparece como una raya blanca diagonal que se extiende hacia el lado derecho del disco de Júpiter.

Esta imagen ultravioleta de Júpiter se creó a partir de datos capturados el 11 de enero de 2017 utilizando la cámara de campo amplio 3 del telescopio espacial Hubble. La Gran Mancha Roja y la Mancha Roja Jr. (también conocida como Oval BA) absorben la radiación ultravioleta del Sol y, por lo tanto, aparecen oscuras en esta vista. Fuente: NASA / ESA / NOIRLab / NSF / AURA / MH Wong e I. de Pater (UC Berkeley) et al., Agradecimientos: M. Zamani


Un fenómeno atmosférico que ocupa un lugar destacado en las longitudes de onda infrarrojas es una mancha brillante en el hemisferio norte de Júpiter. Esta característica, un vórtice ciclónico o quizás una serie de vórtices, se extiende 72.000 kilómetros (casi 45.000 millas) en dirección este-oeste.

En longitudes de onda visibles, el ciclón aparece de color marrón oscuro, lo que lleva a que este tipo de características se denominen 'barcazas marrones' en las imágenes de la nave espacial Voyager de la NASA. Sin embargo, en longitudes de onda ultravioleta, la característica es apenas visible debajo de una capa de neblina estratosférica, que se vuelve cada vez más oscura hacia el polo norte.


De manera similar, alineados debajo de la barcaza marrón, cuatro grandes 'puntos calientes' aparecen brillantes en la imagen infrarroja pero oscuros tanto en la vista visible como en la ultravioleta. Los astrónomos descubrieron tales características cuando observaron a Júpiter en longitudes de onda infrarrojas por primera vez en la década de 1960.

Además de proporcionar un hermoso recorrido panorámico por Júpiter, estas observaciones brindan información sobre la atmósfera del planeta, y cada longitud de onda sondea diferentes capas de nubes y partículas de neblina. Un equipo de astrónomos utilizó los datos del telescopio para analizar la estructura de las nubes dentro de las áreas de Júpiter donde la nave espacial Juno de la NASA detectó señales de radio provenientes de la actividad de los rayos.

Las etiquetas agregadas a esta imagen de Júpiter del Telescopio Espacial Hubble de luz visible señalan varias características atmosféricas en el planeta, incluida una 'barcaza marrón', cuatro puntos calientes (que aparecen brillantes en la imagen infrarroja de Géminis Norte), una supertormenta, la Gran Red Spot y Red Spot Jr. (también conocido como Oval BA). Fuente: NASA / ESA / NOIRLab / NSF / AURA / MH Wong e I. de Pater (UC Berkeley) et al.

La historia científica detrás de estas impactantes imágenes se cuenta en su totalidad en una nueva publicación del blog NOIRLab StoriesAdemás de descubrir la ciencia detrás de estas imágenes, ¡te invitamos a inspeccionar las observaciones de Júpiter en casa! Tres imágenes interactivas le permiten comparar observaciones de Júpiter en diferentes longitudes de onda y mirar debajo de las nubes del gigante gaseoso:

Las observaciones de Gemini North fueron posibles gracias a la ubicación del telescopio dentro de la Reserva Científica de Maunakea, adyacente a la cima de Maunakea (Islas Hawai). Por cierto, los nativos de Hawai llaman al planeta Ka'awela (Júpiter), que significa "estrella cercana al sol".

Se proporciona más información sobre las observaciones infrarrojas de Géminis en el artículo Géminis se sumerge profundamente en las nubes de Júpiter .

Notas:

  1. Si bien aparece en rojo en la imagen de luz visible de Júpiter tomada por el Hubble en enero de 2017, Red Spot Jr. no siempre aparece en rojo. Era blanco cuando se formó por primera vez, pero se volvió rojo varios años después. Ha cambiado de color desde entonces y una vez más aparece blanco.
  2. Las tres tormentas que se fusionaron para formar Red Spot Jr. en 2000 eran similares en tamaño entre sí y similares en tamaño a Red Spot Jr. Curiosamente, Red Spot Jr. no se volvió mucho más grande que ninguna de las tres tormentas individuales después de que se fusionaron. 

Fuentes:

“High-resolution UV/Optical/IR Imaging of Jupiter in 2016–2019” by Michael H. Wong, Amy A. Simon, Joshua W. Tollefson, Imke de Pater, Megan N. Barnett, Andrew I. Hsu, Andrew W. Stephens, Glenn S. Orton, Scott W. Fleming, Charles Goullaud, William Januszewski, Anthony Roman, Gordon L. Bjoraker, Sushil K. Atreya, Alberto Adriani and Leigh N. Fletcher, 1 April 2020, The Astrophysical Journal Supplement SeriesDOI: 10.3847/1538-4365/ab775f

“First ALMA Millimeter-wavelength Maps of Jupiter, with a Multiwavelength Study of Convection” by Imke de Pater, R. J. Sault, Chris Moeckel, Arielle Moullet, Michael H. Wong, Charles Goullaud, David DeBoer, Bryan J. Butler, Gordon Bjoraker, Máté Ádámkovics, Richard Cosentino, Padraig T. Donnelly, Leigh N. Fletcher, Yasumasa Kasaba, Glenn S. Orton, John H. Rogers, James A. Sinclair and Eric Villard, 9 September 2019, The Astronomical JournalDOI: 10.3847/1538-3881/ab3643

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