Agencias, Ciudad de México.- Al igual que Júpiter con su Gran Mancha Roja, Saturno también registra megatormentas de larga duración, y con impactos en las profundidades de la atmósfera que persisten durante siglos.

Un estudio publicado en la revista Science Advances por científicos de la Universidad de California, Berkeley, y la Universidad de Michigan, Ann Arbor, observó las emisiones de radio del planeta encontrando en lo profundo de la atmósfera los efectos secundarios de las megatormentas que ocurrieron hace cientos de años.

Las megatormentas ocurren aproximadamente cada 20 a 30 años en Saturno y son similares a los huracanes en la Tierra, aunque significativamente más grandes. Pero a diferencia de los huracanes de la Tierra, nadie sabe qué causa las megatormentas en la atmósfera de Saturno, que está compuesta principalmente de hidrógeno y helio con trazas de metano, agua y amoníaco.

“Comprender los mecanismos de las tormentas más grandes del sistema solar coloca la teoría de los huracanes en un contexto cósmico más amplio, desafiando nuestro conocimiento actual y ampliando los límites de la meteorología terrestre“, dijo en un comunicado el autor principal Cheng Li, ex becario en Berkeley, quien ahora es profesor asistente en la Universidad de Michigan.

Imke de Pater, profesora emérita de astronomía y de ciencias terrestres y planetarias de UC Berkeley, ha estado estudiando gigantes gaseosos durante más de cuatro décadas para comprender mejor su composición y lo que los hace únicos, empleando el Karl G. Jansky Very Large Array en Nuevo México para sondear las emisiones de radio desde las profundidades del planeta.

“En longitudes de onda de radio, exploramos debajo de las capas de nubes visibles en planetas gigantes. Dado que las reacciones químicas y la dinámica alterarán la composición de la atmósfera de un planeta, se requieren observaciones debajo de estas capas de nubes para limitar la verdadera composición atmosférica del planeta, un parámetro clave para los modelos de formación de planetas”, dijo. “Las observaciones de radio ayudan a caracterizar los procesos dinámicos, físicos y químicos, incluido el transporte de calor, la formación de nubes y la convección en las atmósferas de los planetas gigantes tanto a escala global como local“.

Como se informó en el nuevo estudio, de Pater, Li y el estudiante graduado de UC Berkeley Chris Moeckel, encontraron algo sorprendente en las emisiones de radio del planeta: anomalías en la concentración de gas amoníaco en la atmósfera, que conectaron con las ocurrencias pasadas de megatormentas en el hemisferio norte del planeta.

Según el equipo, la concentración de amoníaco es menor en altitudes medias, justo debajo de la capa superior de la nube de hielo de amoníaco, pero se ha enriquecido en altitudes más bajas, de 100 a 200 kilómetros más profundo en la atmósfera. Creen que el amoníaco se transporta desde la atmósfera superior a la inferior a través de procesos de precipitación y reevaporación. Además, ese efecto puede durar cientos de años.

El estudio reveló además que, aunque tanto Saturno como Júpiter están hechos de gas hidrógeno, los dos gigantes gaseosos son notablemente diferentes. Si bien Júpiter tiene anomalías troposféricas, se han vinculado a sus zonas (bandas blanquecinas) y cinturones (bandas oscuras) y no son causadas por tormentas como lo son en Saturno. La diferencia considerable entre estos gigantes gaseosos vecinos desafía lo que los científicos saben sobre la formación de megatormentas en gigantes gaseosos y otros planetas y puede informar cómo se encuentran y estudian en exoplanetas en el futuro.

La observación que hicimos en 2015 no pudo ver el hemisferio sur de Saturno debido a sus anillos. Esperamos otra oportunidad de observación en 2025 cuando los anillos de Saturno se vean de canto y ambos hemisferios se puedan observar desde la Tierra. Dado que no hay detecciones de tormentas gigantes en el hemisferio sur, esperamos que las variaciones de temperatura de brillo sean menores en el hemisferio sur que en el norte.

Todos los mapas de radio presentados aquí tienen diferentes resoluciones, es decir, todos están “suavizados” por sus respectivos haces, que difieren de longitud de onda a longitud de onda. Para obtener una evaluación cuantitativa de las propiedades físicas de la atmósfera de Saturno, necesitamos convolucionar modelos de la atmósfera de Saturno con sus respectivos haces en un proceso iterativo para determinar la causa de las variaciones observadas en la temperatura de brillo con la latitud.

Para acelerar este proceso y mitigar el efecto del haz que capta señales de cielo frío cuando está cerca del limbo, desconvolucionamos los escaneos latitudinales en cada banda de longitud de onda y luego usamos una inversión espectral diferencial para obtener un mapa de anomalías de amoníaco, es decir, la diferencia en los perfiles de amoníaco en relación con el valor nominal (200 ppm) en función de la latitud que mejor coincida con los datos.

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