Cambios atmosféricos en Júpiter y Urano detectados por el Hubble

Desde su lanzamiento en 1990, el telescopio espacial Hubble de la NASA y la Agencia Espacial Europea (ESA) ha sido un observador meteorológico interplanetario, vigilando las atmósferas siempre cambiantes de los planetas exteriores, en su mayoría gaseosos. Estos no tienen superficies sólidas que afecten al clima como en la Tierra, y la luz solar tiene mucha menos capacidad de impulsar la circulación atmosférica.

Sin embargo, se trata de mundos en constante cambio, como confirman las imágenes del Hubble cada año. Esta semana ha facilitado algunas nuevas sobre Júpiter y Urano, que comparadas con otras anteriores, sirven a los astrónomos para ver la evolución de estos gigantes gaseosos.

Júpiter 2022 - 2023

Imágenes de Júpiter en noviembre de 2022 (con la luna Io) y enero de 2023 (con la luna Ganímedes). / NASA, ESA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. H. Wong (UC Berkeley), J. DePasquale (STScI)

El clima de Júpiter es impulsado desde dentro hacia fuera, ya que desde su interior llega más calor del que recibe del Sol. Esta energía activa indirectamente los ciclos de cambio de color en las nubes, asociado a sus movimientos y características.

En una imagen de noviembre de 2022 es visible una sucesión de tormentas alternas, formando una "calle de vórtices", como la denominan algunos científicos planetarios. Se trata de un patrón ondulatorio de ciclones y anticiclones anidados, trabados entre sí como los engranajes alternos de una máquina que se mueve en el sentido de las agujas del reloj y el contrario.

La luna Io, de color naranja por sus numerosos volcanes activos, sobrevuela las cimas de las nubes multicolores de Júpiter. Sus volcanes fueron descubiertos por primera vez cuando la nave espacial Voyager 1 pasó por allí en 1979. El interior fundido de la luna está recubierto por una fina corteza a través de la cual sale el material volcánico. El azufre adquiere distintas tonalidades a diferentes temperaturas, proporcionando a la superficie de Io su colorido aspecto.

Un par de meses más tarde, en enero de 2023, se observa la legendaria Gran Mancha Roja de Júpiter. Aunque este vórtice es lo suficientemente grande como para tragarse la Tierra, en realidad se ha reducido al tamaño más pequeño que ha tenido nunca, según los registros de observación que datan de hace 150 años.

En la imagen, la luna helada Ganímedes transita por delante del planeta gigante. Este satélite, ligeramente mayor que Mercurio, es la luna más grande del sistema solar. Es un mundo con cráteres y tiene una superficie principalmente de agua helada con aparentes flujos glaciales impulsados por el calor interno.

Júpiter y sus grandes lunas oceánicas (Ganímedes, Calisto y Europa) son el objetivo de la misión JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) de la ESA que despegará el próximo 13 de abril desde la Guayana Francesa. Ganímedes es uno de los principales objetivos para explorar temas clave, como su misterioso campo magnético, océano oculto, complejo núcleo, contenido de hielo, actividad o si podría ser o no un entorno habitable.

Urano 2014 - 2022

Urano captado por el Hubble en 2014 y 2022. / NASA, ESA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. H. Wong (UC Berkeley), J. DePasquale (STScI)

Las estaciones en Urano van a paso de tortuga porque tarda 84 años en completar una órbita alrededor del Sol. Pero esas estaciones son extremas, porque este curioso planeta, además, está inclinado sobre su costado, en lugar de girar en una posición más "vertical" como la Tierra.

Según una teoría reciente, Urano tuvo una luna enorme que lo desestabilizó gravitatoriamente y luego chocó contra él. Otras posibilidades apuntan a impactos gigantescos durante la formación planetaria, o interacciones con otros vecinos gigantes a lo largo del tiempo. Las consecuencias de la inclinación de Urano son que, durante períodos de hasta 42 años, partes de un hemisferio carecen por completo de luz solar.

Cuando la nave espacial Voyager 2 lo visitó en la década de 1980, el polo sur del planeta apuntaba casi directamente al Sol. La última vista del Hubble muestra el polo norte ahora inclinado hacia el Sol. A medida que se acerca el verano en el hemisferio norte, se detecta un creciente casquete polar de neblina fotoquímica a gran altitud, con un aspecto similar al smog sobre las ciudades en la Tierra. Urano parece más pálido.

En una imagen anterior, en 2014, tomada siete años después del equinoccio de primavera boreal, el Sol brillaba directamente sobre el ecuador del planeta. Múltiples tormentas con nubes de cristales de hielo de metano aparecen en latitudes medias septentrionales por encima de la atmósfera inferior teñida de azul cian. El Hubble captó el sistema de anillos de canto en 2007, pero en esa imagen se ve cómo esto empiezan a abrirse siete años más tarde. En ese momento, el planeta tenía múltiples tormentas pequeñas e incluso algunas bandas debíles de nubes.

Sin embargo, en 2022, el polo norte de Urano muestra la espesa y blanquecina neblina fotoquímica. El Hubble ha estado siguiendo el tamaño y el brillo de este casquete polar norte que sigue haciéndose más brillante año tras año. Los astrónomos analizan los múltiples efectos (como la circulación atmosférica, las propiedades de las partículas y los procesos químicos) que controlan cómo cambia esa capa polar atmosférica con las estaciones.

En el equinoccio uraniano de 2007, ninguno de los polos era especialmente brillante. A medida que se acerque el solsticio de verano en 2028, el casquete se volverá aún más brillante y apuntará directamente hacia la Tierra, lo que permitirá una buena visión de los anillos (su sistema aparecerá entonces de frente) y también del polo norte.

Entre las prioridades para la exploración espacial en la próxima década, los científicos planetarios acordaron el año pasado situar en cabeza de la lista una misión a Urano.