MATEMÁTICAS, FÍSICA Y QUÍMICA: Astronomía y Astrofísica

Tormentas múltiples en el polo norte de Saturno

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Hasta ahora se habían observado dos tipos de tormentas en Saturno: las colosales Grandes Manchas Blancas y otras mucho más 'pequeñas' y aisladas. Investigadores de la Universidad del País Vasco y la Politécnica de Cataluña informan por primera vez de un tercer tipo de tormentas intermedias y múltiples, como las cuatro que se observaron en 2018 en la región polar norte del gigante gaseoso.

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SINC | | 21 octubre 2019 17:00

<p>Dos tormentas (numeradas como 1 y 2) captadas en la región polar norte de Saturno por el telescopio espacial Hubble el 6 de junio de 2018. / NASA/ESA et al.</p>

Dos tormentas (numeradas como 1 y 2) captadas en la región polar norte de Saturno por el telescopio espacial Hubble el 6 de junio de 2018. / NASA/ESA et al.

Las tormentas convectivas de Saturno generalmente se dividen en dos categorías. Una consiste en tormentas ‘pequeñas’ (en realidad medianas) de unos 2.000 km de ancho, que aparecen como sistemas irregulares de nubes brillantes que evolucionan rápidamente, en escalas de unos pocos días.

La otra categoría incluye las Grandes Manchas Blancas, tormentas gigantescas a escala planetaria, diez veces más grandes que las otras y que perturban una banda de latitud completa durante varios meses. Estas se han observado solo siete veces desde 1876, la última en 2011.

Ahora científicos de las universidades del País Vasco (UPV/EHU), Politécnica de Cataluña, Valladolid, Europea Miguel de Cervantes y otros centros internacionales informan en la revista Nature Astronomy sobre un nuevo tipo intermedio de tormentas, observado en 2018 en la región polar norte de Júpiter. Allí se formaron cuatro grandes tormentas con una longitud de entre 4.000 y 8.000 km.

Por primera vez se han observado tormentas múltiples en diferentes latitudes de Saturno, ya que hasta ahora solo se habían visto pequeñas tormentas aisladas o bien las Grandes Manchas Blancas

La primera duró más de 200 días y la descubrió un astrónomo aficionado brasileño quien, el 29 de marzo de 2018, capturó con su telescopio una mancha blanca brillante en el disco del planeta, cerca de su polo norte. A los pocos días la mancha creció en tamaño, alcanzando unos 4.000 km de longitud, convirtiéndose en el detalle más destacable en el disco del planeta de los anillos.

Unos dos meses más tarde apareció una segunda mancha, más hacia el norte del planeta, y en los meses siguientes de forma secuencial, una tercera y una cuarta mancha, estas ya mucho más cerca de la región polar, al borde del famoso hexágono de Saturno, algo nunca antes observado.

Las manchas se desplazaron durante todos estos meses a diferente velocidad arrastradas por los vientos atmosféricos que soplan en Saturno como corrientes en chorro hacia el este y oeste y cuya intensidad depende de la latitud.

Mientras que la primera mancha, situada más al sur lo hacía a unos 220 km/hora hacia el este, la ubicada más al norte lo hacía a unos 20 km/hora hacia el oeste. Esto provocó encuentros entre ellas, pasando unas cerca de otras y generando durante su interacción mutua, perturbaciones atmosféricas que se propagaron rodeando toda la región polar de Saturno.

Las características de las manchas sugieren que se trata de tormentas que se desencadenan por convección en las profundas nubes de agua unos 200 km por debajo de las nubes visibles. El gas húmedo y caliente, asciende vigorosamente en la liviana atmósfera de hidrógeno de Saturno y forma densas nubes de amoníaco que son las que vemos al telescopio.

Fenómenos nuevos y enigmáticos

“Es la primera vez que vemos tal fenómeno de tormentas múltiples en diferentes latitudes, ya que hasta la fecha habíamos visto pequeñas tormentas aisladas o bien las gigantes y raras Grandes Manchas Blancas”, destaca Agustín Sánchez Lavega, director del Grupo de Ciencias Planetarias de la UPV/EHU y primer autor del estudio.

Se desconoce el mecanismo que hace que estas tormentas vayan generándose a diferentes latitudes y sobre todo cómo es posible que se mantengan tanto tiempo

Curiosamente, según los autores, la primera tormenta surgió en el interior de un remolino ciclónico de acuerdo con imágenes previas al descubrimiento obtenidas meses antes de su destrucción por la nave Cassini.

De acuerdo con los modelos que se han desarrollado para simular estas tormentas, su energía es intermedia entre las pequeñas y las gigantes. Las simulaciones indican que cada una de las registradas requiere energías diez veces más grandes que las tormentas de tamaño medio, pero esta energía es 100 veces más pequeña que la necesaria para que se produzca una Gran Mancha Blanca, por lo que constituirían un nuevo tipo.

Pero los científicos desconocen el mecanismo que hace que vayan generándose a diferentes latitudes en el planeta y sobre todo cómo es posible que se mantengan tanto tiempo. 

"Hemos encontrado varias tormentas a una latitud muy extraña, porque normalmente se generan más al sur, en la zona ecuatorial, y este nuevo tipo se ha observado en lo que es el borde del hexágono de Saturno, en el Polo Norte”, señala José Francisco Sanz Requena, coautor e investigador de la Universidad Europea Miguel de Cervantes en Valladolid.

simulaciones

Tormentas 1 y 2 proyectadas sobre un planisferio (parte superior) e interacción entre las dos tormentas simulada por ordenador (secuencia inferior). / UPV/EHU-UPC

“En la Tierra, las tormentas de este tipo duran a lo máximo unos días, pero en Saturno, la primera de todas las manchas estuvo activa más de siete meses”, apunta por su parte Sánchez Lavega. Además, las nuevas tormentas al igual que las Grandes Manchas Blancas han sido observadas solo en el hemisferio norte (nunca se han visto en el sur) y parecen haber seguido su ritmo de formación de una cada 30 o 60 años.

Saturno, al igual que otros planetas con atmósfera, es un laboratorio natural en donde podemos estudiar los fenómenos meteorológicos que acontecen en nuestro planeta y poner a prueba, bajo condiciones extremas, los modelos que se emplean para explicarlos y predecirlos.

Este estudio ha sido realizado en una amplia colaboración internacional que ha involucrado desde la misión espacial Cassini que estuvo en órbita del planeta hasta septiembre 2017, el Telescopio Espacial Hubble, la cámara PlanetCam de la UPV/EHU instalada en el Observatorio de Calar Alto (Almería) y toda una red de observadores amateurs que han aportado las imágenes que han permitido seguir día a día la evolución del fenómeno. 

Referencia bibliográfica:

A. Sánchez-Lavega, E. García-Melendo, J. Legarreta, R. Hueso, T. del Río-Gaztelurrutia, J. F. Sanz-Requena, S. Pérez-Hoyos, A. A. Simon, M. H. Wong, M. Soria, J. M. Gómez-Forrellad, T. Barry, M. Delcroix, K. M. Sayanagi, J. J. Blalock, J. L. Gunnarson, U. Dyudina, S. Ewald. "A complex storm system and a planetary-scale disturbance in Saturn’s north polar atmosphere in 2018". Nature Astronomy, 21 October 2019. DOI: 10.1038/s41550-019-0914-9

Zona geográfica: Internacional
Fuente: UPV/EHU - DICYT

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