martes, 4 de abril de 2017

La sonda Juno y las impresionantes nubes de colores de Júpiter

Posted: 02 Apr 2017 08:25 AM PDT
Era de esperar, pero las imágenes de Júpiter tomadas por la sonda Juno están siendo aún más espectaculares de lo previsto. El 27 de marzo de 2017 la sonda realizó su quinto paso por el perijovio, el punto más cercano de la órbita a Júpiter, alcanzando brevemente la increíble velocidad de 57,8 km/s (208.000 km/h) y finalizando así la cuarta órbita científica alrededor del gigante joviano desde que llegó a su destino el pasado 4 de julio. Juno se encuentra actualmente en una órbita muy elíptica de 4.400 x 8 millones de kilómetros con un periodo de 53,5 días después de que un fallo en el sistema de propulsión impidiese alcanzar la órbita prevista de 14 días, de ahí que ahora pase por el perijovio cada dos meses aproximadamente. Y mientras tanto la pequeña cámara JunoCam sigue siendo la protagonista de la misión a pesar, paradójicamente, de que no se trata de un instrumento científico oficial de Juno. Como botón de muestra tenemos la siguiente imagen de una tormenta de color rojizo que parece sacada de una obra de arte:
Tormenta en Júpiter vista el 27 de marzo (el quinto perijovio) por JunoCam a 20.000 kilómetros de distancia (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Jason Major).
Esta tormenta está situada cerca de una de las típicas tormentas ovaladas de color blanco que se encuentran en Júpiter. El mayor planeta del sistema solar no tiene superficie sólida, pero sí posee tres capas nubosas: una superior de nubes de amoniaco de color muy blanco, una intermedia de nubes de hidrosulfuro de amonio con un tono marrón y una capa inferior de nubes de agua. Ahora bien, se desconoce el mecanismo preciso causante de la colorida atmósfera joviana. Los colores de la tormenta roja de la imagen superior, así como los de la famosa Gran Mancha Roja no se corresponden con ninguna de estas capas nubosas. Se sabe que estas tormentas rojizas no son depresiones en las nubes, sino que se hallan por encima de la mayoría de capas nubosas (la parte superior de la Gran Mancha Roja está a unos 6 kilómetros más allá de la capa de nubes de amoniaco).
Desde que las misiones Voyager pasaron por Júpiter se ha sugerido que el color rojo se debe al fósforo rojo liberado al romperse las moléculas de fosfano (PH3) provenientes de las capas inferiores de la atmósfera, pero hoy en día la hipótesis favorita, al menos para la Gran Mancha Roja, es que el color tiene su origen en compuestos orgánicos que se forman en las capas altas atmósfera a partir del amoniaco (NH3) y el acetileno (C2H2) por la acción de la luz ultravioleta solar. El acetileno (etino) se halla presente en la neblina de sustancias orgánicas situada a gran altitud sobre las nubes. La tormenta rojiza vista durante el quinto perijovio cubre una pequeña parte de las imágenes de Juno, pero en la siguiente fotografía se aprecia mejor la gran complejidad de la atmósfera joviana:
Imagen de Júpiter del 27 de marzo tomada a 14.500 kilómetros (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko).

Estructura de la atmósfera de Júpiter (NASA).
La imagen está centrada en una ‘tormenta negra’, la zona oscura a la derecha, mientras que a la izquierda se aprecia una característica tormenta ovalada dominada por nubes de amoniaco a gran altitud. En cuanto a la ‘tormenta negra’ por el momento se desconoce su naturaleza y no está nada claro que sea una tormenta. Las tormentas en forma de óvalo aparecen espectaculares en las imágenes de JunoCam, como es esta:


Zona de Júpiter al oeste de la Gran Mancha Roja tomada el 11 de diciembre de 2016 a 8.700 km de distancia (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Sergey Dushkin).

La imagen anterior tiene una resolución enorme y se parece mucho a lo que vería el ojo humano si estuviésemos en órbita de Júpiter. Por contra esta otra imagen ha sido procesada para resaltar el color y que se vean más estructuras de la atmósfera:


Turbulencia alrededor de un óvalo blanco en el hemisferio sur joviano. Imagen del 2 de febrero de 2017 a 14.500 km de distancia (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko).


Otra imagen espectacular del último sobrevuelo del 27 de marzo (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Roman Tkachenko).

Imagen ‘artística’ de las turbulencias atmosféricas de Júpiter durante el quinto perijovio (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Uriel).


Otra espectacular vista durante el quinto perijovio (NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/GeometricArt).



Crescent #Jupiter with the Great Red Spot near the limb, and its moons – Io and Europa.by @NASAJunopic.twitter.com/xcDCAMQwhM
— Roman Tkachenko (@_RomanTkachenko) March 29, 2017

Las imágenes de JunoCam resultan muy complicadas de distribuir en un formato accesible para todos los públicos debido a las características peculiares de esta cámara. Afortunadamente muchos aficionados con conocimientos de procesado de imágenes están trabajando para ofrecernos las mejores vistas de JunoCam y sus resultados están disponibles en la propia página del instrumento (y si crees que puedes aportar algo nuevo, ya sabes, no dudes en colaborar). Para que nos hagamos una idea, un ejemplo de imagen menos procesada que las anteriores podría ser este:


(NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/).
Comparación entre las regiones polares vistas por Cassini (izquierda) y Juno (derecha) (NASA/@PhysicsCentral).


Recordemos que JunoCam es una cámara de pequeñas dimensiones añadida a última hora como ejercicio de relaciones públicas capaz de tomar imágenes con una resolución máxima de 3,5 km por píxel para las regiones ecuatoriales de Júpiter y de 50 kilómetros en los polos (con un campo de 58º). Su diseño combina la tecnología de la cámara MARDI de Curiosity y de una de las cámaras de las sondas MRO y LRO. Ha sido construida para soportar una dosis de radiación de 400 kilorads gracias a un blindaje de 6,35 mm de titanio, pero nadie sabe cuánto tiempo será capaz de funcionar en el duro ambiente de la órbita joviana.
Cámara JunoCam (NASA).


Partes del sensor principal de JunoCam y el blindaje de titanio (NASA).






Sensor CCD de JunoCam con los filtros de colores (NASA/JPL-Caltech/MSSS).
JunoCam dispone de tres filtros de color (RGB) y uno para el metano (889 nanómetros) y toma las imágenes mientras la sonda Juno gira sobre su eje a 2 revoluciones por minuto, por lo que lleva incorporados los filtros en el sensor CCD para obtener fotos a color (como las cámaras comerciales) en vez de tomar una imagen con cada filtro como es tradicional en otras sondas espaciales.
JunoCam nos ha mostrado que los polos de Júpiter poseen una complejidad y un nivel de estructura desconocidos hasta la fecha. No cabe duda de que las imágenes de esta cámara quitan el hipo, ¿pero qué hay de los resultados científicos de la misión? Al fin y al cabo Juno está en Júpiter para estudiar su interior, no para hacer fotos bonitas. Al haberse quedado varada en su órbita actual los primeros resultados científicos se harán esperar todavía unos meses más, pero ya hay algunos resultados preliminares muy sugerentes. De entrada, parece que las medidas iniciales de gravedad indican que, como señalan los modelos teóricos más recientes, Júpiter carece de un núcleo interno de grandes dimensiones (a diferencia del resto de planetas gigantes).
El magnetómetro de la sonda ha descubierto además que el potente campo magnético joviano parece que se origina en una región situada más cerca de la ‘superficie’ de lo previsto (la magnetosfera de Júpiter es el resultado de las enormes corrientes eléctricas que aparecen en la capa de hidrógeno metálico del interior del planeta). Eso significa que la superficie de la dinamo joviana se extendería hasta el 90% del radio planetario. Por su parte, según los datos del instrumento de ondas de plasma y radio (Waves) Juno está pasado a través, o muy cerca, de la región donde se originan las emisiones de radio relacionadas con las auroras. Y mientras esperamos más noticias de la misión ahora toca esperar hasta el 19 de mayo, cuando tendrá lugar el sexto paso por el perijovio.

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http://danielmarin.naukas.com/2017/04/02/la-sonda-juno-y-las-impresionantes-nubes-de-colores-de-jupiter/#more-60465

https://twitter.com/_RomanTkachenko

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