Los científicos pueden finalmente saber por qué Júpiter y Saturno tienen patrones climáticos muy diferentes en sus polos, a pesar de tener tamaños y composiciones similares. El descubrimiento podría ayudar a los investigadores a explorar profundamente el interior de estos planetas gaseosos gigantes.
Observaciones de los dos sistema solar Los gigantes gaseosos han revelado que JúpiterEl polo norte alberga un vórtice polar central rodeado por ocho vórtices más pequeños, mientras que Saturno tiene un único remolino atmosférico masivo, extrañamente hexagonal, sobre su polo norte.
«Nuestro estudio muestra que, dependiendo de las propiedades interiores y la suavidad del fondo del vórtice, esto influirá en el tipo de patrón de fluido que se observe en la superficie», afirmó el miembro del equipo de investigación Wanying Kang, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT). dijo en un comunicado. «No creo que nadie haya hecho esta conexión entre el patrón de fluido superficial y las propiedades interiores de estos planetas. Un posible escenario podría ser que Saturno tenga un fondo más duro que Júpiter».
¿Más suave que Saturno?
Kang y sus colegas se inspiraron para realizar sus simulaciones después de ver imágenes de Júpiter capturadas por el nave espacial juno, que ha estado orbitando el planeta más grande del sistema solar desde 2016, y por imágenes de Saturno entregadas por Cassini Más de 13 años de observaciones antes de ser sumergido deliberadamente en el planeta anillado al final de su misión en 2017.
Las imágenes de Juno revelaron la inmensa escala de las tormentas polares de Júpiter, que tienen alrededor de 4.800 kilómetros (3.000 millas) de ancho. Por contexto, eso es aproximadamente la mitad del ancho de la Tierra. Mientras tanto, las observaciones de Cassini de Saturno mostraron que su único vórtice hexagonal tiene la asombrosa cifra de 18.000 millas (29.000 kilómetros) de ancho.
Los astrónomos no están seguros de por qué existe tal discrepancia de tamaño entre los vórtices de los dos planetas. «La gente ha pasado mucho tiempo descifrando las diferencias entre Júpiter y Saturno», dijo el líder del equipo y científico del MIT, Jiaru Shi. «Los planetas son aproximadamente del mismo tamaño y ambos están compuestos principalmente de hidrógeno y helio. No está claro por qué sus vórtices polares son tan diferentes».
Para responder a esta pregunta, el equipo desarrolló un modelo 2D de cómo evolucionarían con el tiempo los vórtices en los polos de gigantes gaseosos como Saturno y Júpiter, aplicándolo a una variedad de escenarios diferentes. Esto incluyó cambios en características como el tamaño de los planetas, la velocidad de su rotación, su calentamiento interno y la dureza del fluido en rotación dentro de sus vórtices.
Después de asegurarse de que el fluido en estos vórtices fluyera en patrones aleatorios, los científicos estaban listos para determinar cómo evolucionaba el fluido en condiciones específicas. Esto llevó al descubrimiento de que un solo mecanismo podría determinar si se desarrollaba un solo vórtice o múltiples vórtices; cuanto más suave es el gas que gira en el fondo del vórtice, más pequeño es ese vórtice. Esto permite la formación de múltiples vórtices, tal como se ve en los polos de Júpiter.
Si el equipo tiene razón, esto implica que Júpiter está compuesto de un gas más blando y, por tanto, más ligero, mientras que Saturno parece estar compuesto de material gaseoso más pesado.
«Lo que vemos desde la superficie, el patrón de fluido en Júpiter y Saturno, puede decirnos algo sobre el interior, como qué tan suave es el fondo, y eso es importante porque tal vez debajo de la superficie de Saturno, el interior está más enriquecido con metales y tiene más material condensable, lo que le permite proporcionar una estratificación más fuerte que Júpiter», concluyó Shi. «Esto contribuiría a nuestra comprensión de estos gigantes gaseosos».
La investigación del equipo ha sido aceptada para su publicación en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
