LA  CONQUISTA DEL ESPACIO un trabajo de José Oliver Sinca

   MISION: JUNO A JUPITER

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JUNO, JÚPITER A TRAVÉS DE LAS NUBES (DESARROLLO DE LA MISION)

 

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14 de julio de 2021, los astrónomos planetarios combinaron mediciones tomadas por la nave espacial Juno de la NASA que orbita Júpiter, con datos de la misión XMM-Newton de la ESA (Agencia Espacial Europea) en órbita terrestre, para resolver un misterio de 40 años sobre los orígenes de las inusuales auroras de rayos X de Júpiter. Por primera vez, han visto todo el mecanismo en funcionamiento: los átomos, o iones, cargados eléctricamente, responsables de los rayos X están "navegando" ondas electromagnéticas en el campo magnético de Júpiter hacia la atmósfera del gigante gaseoso.

Se han detectado auroras en siete planetas de nuestro Sistema Solar. Algunos de estos espectáculos de luces son visibles para el ojo humano; otros generan longitudes de onda de luz que solo podemos ver con telescopios especializados. Las longitudes de onda más cortas requieren más energía para producirse. Júpiter tiene las auroras más poderosas del Sistema Solar y es el único de los cuatro planetas gigantes con una aurora que se ha encontrado que emite rayos X. Los astrónomos planetarios han estado fascinados con la emisión auroral de rayos X de Júpiter desde su descubrimiento hace cuatro décadas porque no estaba claro de inmediato cómo se genera la energía necesaria para producirla. Sabían que estas sorprendentes luces del norte y del sur de Júpiter son provocadas por iones que chocan contra la atmósfera de Júpiter. Pero hasta ahora, los científicos no tenían idea de cómo los iones responsables del espectáculo de luz de rayos X pueden llegar a la atmósfera en primer lugar.

En la Tierra, las auroras suelen ser visibles solo en un cinturón que rodea los polos magnéticos, entre 65 y 80 grados de latitud. Más allá de los 80 grados, la emisión auroral desaparece porque las líneas del campo magnético salen de la Tierra y se conectan al campo magnético del viento solar, que es el flujo constante de partículas cargadas eléctricamente expulsadas por el Sol. Estas se denominan líneas de campo abierto y, en la imagen tradicional, tampoco se espera que las regiones polares de alta latitud de Júpiter y Saturno emitan auroras sustanciales.

Sin embargo, las auroras de rayos X de Júpiter son diferentes. Existen hacia los polos del cinturón auroral principal y pulsan, y los del polo norte a menudo difieren de los del polo sur. Estas son características típicas de un campo magnético cerrado, donde la línea del campo magnético sale del planeta por un polo y se vuelve a conectar con el planeta por el otro. Todos los planetas con campos magnéticos tienen componentes de campo abierto y cerrado.

Los científicos que estudian los fenómenos recurrieron a simulaciones por computadora y encontraron que las auroras de rayos X pulsantes podrían estar vinculadas a campos magnéticos cerrados que se generan dentro de Júpiter y luego se extienden millones de kilómetros en el espacio antes de regresar. Pero, ¿cómo demostrar que el modelo era viable?. Los autores del estudio recurrieron a los datos adquiridos por Juno y XMM-Newton del 16 al 17 de julio de 2017. Durante el lapso de dos días, XMM-Newton observó a Júpiter continuamente durante 26 horas y vio una aurora de rayos X pulsando cada 27 minutos. Al mismo tiempo, Juno había viajado entre 62 y 68 radios de Júpiter (alrededor de 4,4 a 4,8 millones de kilómetros) por encima del área del planeta antes del amanecer. Esta era exactamente la región que las simulaciones del equipo sugirieron que era importante para activar las pulsaciones, por lo que buscaron en los datos de Juno cualquier proceso magnético que estuviera ocurriendo al mismo ritmo.

Descubrieron que las fluctuaciones del campo magnético de Júpiter causaban las auroras de rayos X pulsantes. El límite exterior del campo magnético es golpeado directamente por las partículas del viento solar y comprimido. Estas compresiones calientan los iones que están atrapados en el extenso campo magnético de Júpiter, que se encuentra a millones de kilómetros de la atmósfera del planeta. Esto desencadena un fenómeno llamado ondas ciclotrón de iones electromagnéticos (EMIC), en el que las partículas se dirigen a lo largo de las líneas de campo. Guiados por el campo, los iones viajan en la onda EMIC a través de millones de kilómetros de espacio, eventualmente chocando contra la atmósfera del planeta y activando las auroras de rayos X.

Ahora que la pieza faltante del proceso ha sido identificada por primera vez, abre una gran cantidad de posibilidades sobre dónde podría estudiarse a continuación. Por ejemplo, en Júpiter, el campo magnético está lleno de iones de azufre y oxígeno emitidos por los volcanes en la luna Io. En Saturno, la luna Encelado lanza agua al espacio, llenando el campo magnético de Saturno con iones del grupo agua.

 

 

7 de julio de 2021, el 4 de julio de 2016, la nave espacial Juno llegó a Júpiter en una misión para mirar a través de las densas nubes del planeta gigante gaseoso y responder preguntas sobre los orígenes de nuestro sistema solar. Desde su llegada, Juno ha proporcionado a los científicos un tesoro de datos sobre los orígenes, las estructuras interiores, la atmósfera y la magnetosfera del planeta. Juno es la primera misión en observar la atmósfera profunda y el interior de Júpiter, y continuará deleitándose con las deslumbrantes vistas de las coloridas nubes y las lunas galileanas del planeta. Mientras gira alrededor de Júpiter, Juno proporciona conocimientos críticos para comprender la formación de nuestro propio sistema solar, el sistema joviano y el papel que juegan los planetas gigantes en la formación de sistemas planetarios en otros lugares.

Uno de los últimos descubrimientos de este ingenio ha sido la revelación de iones pesados ​​de alta energía durante recorridos de alta latitud del cinturón de electrones. Juno ha observado iones pesados >100MeV/nucleón durante los recorridos de alta latitud del cinturón de electrones, las partículas más energéticas que Juno ha podido ver.

La cámara estelar de Juno (SRU) detecta estos iones como firmas de ruido extremadamente intensas, 100 veces más intensas que las de los electrones penetrantes, en imágenes recopiladas por la Investigación de Monitoreo de Radiación de Juno. El análisis sugiere una población de iones pesados ​​GeV con masa atómica no mayor que la del azufre. La misión principal de Juno permite mapear completamente este entorno de iones de alta energía y ayuda al estudio del origen de estas partículas.

 

 

8 de junio de 2021, la nave espacial Juno de la NASA sobrevoló Ganimedes, la luna más grande de Júpiter, ayer en la primera visita de cerca al mundo helado desde el año 2000. Las primeras imágenes del sobrevuelo muestran la superficie helada y llena de cráteres de Ganímedes con "notable detalle", dijo la NASA. La luna está cubierta de parches de terreno oscuro y brillante, con surcos y crestas largas en forma de rayas también visibles. Los científicos dicen que las características lineales podrían estar relacionadas con fallas tectónicas. El generador de imágenes y la cámara de navegación JunoCam de la nave espacial Juno, que funciona con energía solar, tomó fotografías mientras el orbitador pasaba por Ganímedes a una distancia de aproximadamente 1.038 kilómetros. Durante el rápido sobrevuelo, Juno pasó a Ganímedes a una velocidad de más de 19 Km/s.

"Esto es lo más cerca que ha estado una nave espacial de esta luna gigantesca en una generación", dijo Scott Bolton, investigador principal de la misión Juno del Southwest Research Institute. "Vamos a tomarnos nuestro tiempo antes de sacar conclusiones científicas, pero hasta entonces podemos simplemente maravillarnos de esta maravilla celestial: la única luna en nuestro Sistema Solar más grande que el planeta Mercurio".

La cámara de luz visible del instrumento JunoCam vio casi todo un lado de Ganímedes durante el sobrevuelo. Las primeras vistas regresadas a la Tierra muestran una vista en blanco y negro de la luna helada, la más grande del sistema solar y la única luna con su propio campo magnético. Los enlaces descendentes de datos futuros permitirán a los expertos en imágenes crear un retrato en color de Ganímedes, según la NASA. La NASA dijo que la vista de JunoCam de Ganímedes tiene una resolución de aproximadamente 1 kilómetro. El encuentro de alta velocidad de Juno con Ganímedes significó que hubo suficiente tiempo para que JunoCam tomara cinco imágenes. La resolución de la imagen de la cámara de navegación es de entre 600 a 900 metros por píxel.

El espectrógrafo ultravioleta de Juno, el mapeador de auroras infrarrojas jovianas y el radiómetro de microondas estuvieron activos durante el sobrevuelo de Ganímedes para medir la composición, el grosor y la temperatura de la corteza de agua y hielo de la luna. Juno también estaba sintonizado para medir el entorno de radiación alrededor de Ganímedes, recopilando datos para beneficiar futuras misiones para estudiar Júpiter y sus lunas.

Además de las observaciones científicas de Juno, el encuentro utilizó la gravedad de Ganímedes para reducir el período de la órbita de forma ovalada de la nave espacial alrededor de Júpiter de 53 días a 43 días, preparándose para un sobrevuelo con Europa en septiembre de 2022 y sobrevuelos con la luna volcánica Io en 2023. y 2024. El campo de gravedad asimétrico de Júpiter está perturbando gradualmente la trayectoria de Juno y arrastrando el punto más cercano de la órbita de la nave hacia el norte con el tiempo. El cambio en la órbita de Juno permitirá que la nave tenga una mejor vista del Polo Norte de Júpiter y también permitirá los sobrevuelos de Ganímedes, Europa e Io. Pocas horas después de visitar Ganimedes, la nave Juno inició su 34ª revolución a Júpiter, lo que se denomina el 34 perijove.

La última misión para explorar las lunas de Júpiter fue Galileo, una nave espacial de la NASA que orbitó Júpiter desde 1995 hasta 2003. El último sobrevuelo cercano de Galileo con Ganímedes ocurrió el 20 de mayo de 2000.

Juno se encuentra en una misión extendida en órbita alrededor de Júpiter, a donde llegó el 4 de julio de 2016, para estudiar la atmósfera, el campo magnético y la estructura interna del planeta gigante. La misión robótica se lanzó el 5 de agosto de 2011 desde Cabo Cañaveral a bordo de un cohete United Launch Alliance Atlas 5.

 

 

4 de junio de 2021, el lunes 7 de junio, la nave espacial Juno llegará a 1.038 kilómetros de la superficie de la luna más grande de Júpiter, Ganímedes. El sobrevuelo será lo más cerca que haya estado una nave espacial del satélite natural más grande del Sistema Solar desde que la nave espacial Galileo de la NASA hizo su penúltimo acercamiento cercano el 20 de mayo de 2000. Junto con imágenes impactantes, el sobrevuelo de la nave espacial propulsada por energía solar arrojará información sobre la luna, composición, ionosfera, magnetosfera y capa de hielo. Las mediciones de Juno del entorno de radiación cerca de la luna también beneficiarán a futuras misiones al sistema joviano. "Juno lleva un conjunto de instrumentos sensibles capaces de ver a Ganímedes de formas nunca antes posibles", dijo el investigador principal de Juno, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. “Al volar tan cerca, llevaremos la exploración de Ganímedes al siglo XXI, complementando las misiones futuras con nuestros sensores únicos y ayudando a prepararnos para la próxima generación de misiones al sistema joviano: Europa Clipper de la NASA y de la ESA, la misión JUICE".

Los instrumentos científicos de Juno comenzarán a recopilar datos unas tres horas antes del acercamiento más cercano de la nave espacial. Junto con los instrumentos del espectrógrafo ultravioleta (UVS) y el mapeador de auroras infrarrojas jovianas (JIRAM), el radiómetro de microondas de Juno (MWR) observará la corteza de hielo de agua de Ganímedes, obteniendo datos sobre su composición y temperatura.

"La capa de hielo de Ganímedes tiene algunas regiones claras y oscuras, lo que sugiere que algunas áreas pueden ser hielo puro, mientras que otras áreas contienen hielo sucio", dijo Bolton. "MWR proporcionará la primera investigación en profundidad de cómo la composición y estructura del hielo varía con la profundidad, lo que conducirá a una mejor comprensión de cómo se forma la capa de hielo y los procesos en curso que resurgen el hielo con el tiempo". Los resultados complementarán los de la próxima misión JUICE de la ESA, que observará el hielo utilizando un radar en diferentes longitudes de onda cuando se convierta en la primera nave espacial en orbitar una luna distinta a la de la Tierra en 2032. Las longitudes de onda se utilizarán para realizar un experimento de radio-ocultación para sondear la tenue ionosfera de la luna (la capa exterior de una atmósfera donde los gases son excitados por la radiación solar para formar iones, que tienen carga eléctrica).

"Cuando Juno pase por detrás de Ganímedes, las señales de radio pasarán a través de la ionosfera de Ganímedes, lo que provocará pequeños cambios en la frecuencia que deberían captar dos antenas en el complejo de Canberra de la DSN", dijo Dustin Buccino, ingeniero de análisis de señales de la Misión Juno en JPL (Jet Propulsion Laboratory). "Si podemos medir este cambio, podríamos comprender la conexión entre la ionosfera de Ganímedes, su campo magnético intrínseco y la magnetosfera de Júpiter".

Normalmente, la cámara de navegación de la Unidad de Referencia Estelar (SRU) de Juno tiene la tarea de ayudar a mantener el orbitador Júpiter en curso, pero durante el sobrevuelo cumplirá una doble función. Junto con sus funciones de navegación, la cámara, que está bien protegida contra la radiación que de otro modo podría afectarla negativamente, recopilará información sobre el entorno de radiación de alta energía en la región cercana a Ganímedes mediante la recopilación de un conjunto especial de imágenes. “Las firmas de partículas de alta energía que penetran en el entorno de radiación extrema de Júpiter aparecen como puntos, garabatos y rayas en las imágenes, como estática en una pantalla de televisión. Extraemos estas firmas de ruido inducidas por radiación de imágenes SRU para obtener instantáneas de diagnóstico de los niveles de radiación encontrados por Juno”, dijo Heidi Becker, líder de monitoreo de radiación de Juno en JPL.

Mientras tanto, la cámara Advanced Stellar Compass, construida en la Universidad Técnica de Dinamarca, contará electrones muy energéticos que penetran su blindaje con una medición cada cuarto de segundo. También se alista el generador de imágenes JunoCam, concebida para llevar la emoción y la belleza de la exploración de Júpiter al público, la cámara también ha proporcionado una gran cantidad de ciencia útil durante la misión de casi cinco años. Para el sobrevuelo de Ganímedes, JunoCam recopilará imágenes con una resolución equivalente a la mejor de la Voyager y Galileo. El equipo científico de Juno examinará las imágenes, comparándolas con las de misiones anteriores, buscando cambios en las características de la superficie que podrían haber ocurrido durante más de cuatro décadas. Cualquier cambio en la distribución de los cráteres en la superficie podría ayudar a los astrónomos a comprender mejor la población actual de objetos que impactan en las lunas del Sistema Solar exterior. Debido a la velocidad del sobrevuelo, la luna helada, desde el punto de vista de JunoCam, pasará de ser un punto de luz a un disco visible y luego volverá a ser un punto de luz en unos 25 minutos. Así que es tiempo suficiente para cinco imágenes.

“Las cosas suelen suceder bastante rápido en el mundo de los sobrevuelos, y la semana que viene tenemos dos consecutivos. Así que, literalmente, cada segundo cuenta”, dijo Matt Johnson, director de la misión de Juno, de JPL. “El lunes, pasaremos por Ganímedes a casi 19 Km/s. Menos de 24 horas después, realizaremos nuestro 34º pase científico de Júpiter: gritando bajo sobre las cimas de las nubes, a aproximadamente 58 Km/s. Va a ser un viaje salvaje".

 

 

20 de mayo de 2021, el lugar, descubierto en 2020 por el astrónomo amateur Clyde Foster usando su propio telescopio de 14 pulgadas, apareció por primera vez como una característica de forma ovalada cerca de la famosa "Gran Mancha Roja" del planeta. Dos días después de ese descubrimiento, la NASA echó un vistazo de cerca a la nueva característica con Juno en órbita alrededor de Júpiter. Los miembros del equipo de Juno determinaron que la característica era "una columna de material de nubes que erupcionaban sobre las capas superiores de la atmósfera joviana", dijo la NASA en un comunicado.

Pero Juno se dio la vuelta para ver el lugar en abril de 2021 y descubrió que se ve… diferente. En la nueva foto del lugar tomada por Juno, esa diferencia se hace evidente de inmediato. En la imagen tomada el 2 de junio de 2020, hay una característica clara de forma ovalada. Pero en la foto tomada el 15 de abril de 2021 durante el 33º perijove de la nave sobre las nubes de Júpiter, ese óvalo se parece más a una mancha caótica y arremolinada. La imagen de 2020 se tomó a unos 45.000 kilómetros de la parte superior de las nubes de Júpiter, mientras que la imagen de 2021 se capturó a unos 27.000 km de altura, dijeron funcionarios de la NASA.

Ahora, características como esta aparecen ocasionalmente en esta región de la atmósfera dinámica de Júpiter y luego se disipan rápidamente. Pero las observaciones del instrumento JunoCam de Juno muestran que "Clyde's Spot" todavía está aquí después de casi un año. Este impresionante poder de permanencia establece, que el lugar recientemente descubierto es relativamente único en comparación con otras características atmosféricas en Júpiter, dijeron funcionarios de la NASA. (La Gran Mancha Roja también tiene una larga vida, por supuesto; los astrónomos la han estado observando durante varios siglos).

 

 

29 de marzo de 2021, el espectrógrafo ultravioleta (UVS) dirigido por SwRI que orbita Júpiter a bordo de la nave espacial Juno de la NASA ha detectado nuevas características tenues de auroras, caracterizadas por emisiones en forma de anillo, que se expanden rápidamente con el tiempo. Los científicos de SwRI determinaron que las partículas cargadas provenientes del borde de la magnetosfera masiva de Júpiter desencadenaron estas emisiones aurorales.

"Creemos que estas débiles características ultravioleta recién descubiertas se originan a millones de millas de Júpiter, cerca del límite de la magnetosfera joviana con el viento solar", dijo el Dr. Vincent Hue, autor principal de un artículo aceptado por el Journal of Geophysical Research: Space Physics. "El viento solar es una corriente supersónica de partículas cargadas emitidas por el Sol. Cuando llegan a Júpiter, interactúan con su magnetosfera de una manera que aún no se comprende bien".

"A pesar de décadas de observaciones desde la Tierra combinadas con numerosas mediciones de naves espaciales in situ, los científicos aún no comprenden completamente el papel que juega el viento solar en la moderación de las emisiones aurorales de Júpiter", dijo el Dr. Thomas Greathouse de SwRI, coautor de este estudio. "La dinámica magnetosférica de Júpiter, el movimiento de partículas cargadas dentro de su magnetosfera, está controlada en gran medida por la rotación de 10 horas de Júpiter, la más rápida del sistema solar. El papel del viento solar todavía se debate".

Uno de los objetivos de la misión Juno, recientemente aprobada por la NASA para una extensión hasta 2025, es explorar la magnetosfera de Júpiter midiendo sus auroras con el instrumento UVS. Las observaciones anteriores con el telescopio espacial Hubble y Juno han permitido a los científicos determinar que la mayoría de las poderosas auroras de Júpiter se generan por procesos internos, es decir, el movimiento de partículas cargadas dentro de la magnetosfera. Sin embargo, en numerosas ocasiones, UVS ha detectado un tipo de aurora tenue, caracterizada por anillos de emisiones que se expanden rápidamente con el tiempo.

"La ubicación de los anillos en latitudes altas indica que las partículas que causan las emisiones provienen de la distante magnetosfera joviana, cerca de su límite con el viento solar", dijo Bertrand Bonfond, coautor de este estudio de la Universidad de Lieja de Bélgica. En esta región, el plasma del viento solar a menudo interactúa con el plasma joviano de una manera que se cree que forma inestabilidades "Kelvin-Helmholtz". Estos fenómenos ocurren cuando hay velocidades de corte, como en la interfaz entre dos fluidos que se mueven a diferentes velocidades. Otro candidato potencial para producir los anillos son los eventos de reconexión magnética del lado del día, donde los campos magnéticos jovianos e interplanetarios dirigidos de manera opuesta convergen, reorganizan y se vuelven a conectar.

Se cree que ambos procesos generan haces de partículas que podrían viajar a lo largo de las líneas del campo magnético joviano, para finalmente precipitar y desencadenar las auroras anulares en Júpiter. "Aunque este estudio no concluye qué procesos producen estas características, la misión extendida de Juno nos permitirá capturar y estudiar más de estos eventos transitorios débiles", dijo Hue.

 

 

26 de marzo de 2021, esta imagen de la misión Juno de la NASA captura el hemisferio norte de Júpiter alrededor de la región conocida como Jet N7. Los fuertes vientos del planeta crean las muchas tormentas arremolinadas visibles cerca de la parte superior de su atmósfera. Los datos de Juno ayudaron a los científicos a descubrir otro efecto menos visible de esos vientos: el poderoso campo magnético de Júpiter cambia con el tiempo. Los vientos se extienden a más de 3000 kilómetros de profundidad, donde el material más bajo en la atmósfera de Júpiter es altamente conductor eléctricamente. Los científicos determinaron que el viento corta este material conductor y lo transporta alrededor del planeta, lo que cambia la forma del campo magnético.

El científico amateur Kevin M. Gill creó esta imagen en falso color utilizando datos de la cámara JunoCam. La imagen original fue tomada el 21 de febrero de 2021 cuando la nave espacial Juno realizaba su 32º sobrevuelo cercano a Júpiter. En ese momento, la nave espacial estaba a unos 16.400 kilómetros de la parte superior de las nubes a una latitud de unos 66º norte.

 

 

18 de marzo de 2021, los trabajos de la nave Juno siguen dando sus frutos una vez que los científicos estudian los mismos. Los nuevos resultados del instrumento espectrógrafo ultravioleta en la misión Juno revelan por primera vez el nacimiento de las tormentas de auroras al amanecer, el brillo matutino único de las espectaculares auroras de Júpiter. Estas inmensas y transitorias exhibiciones de luz ocurren en ambos polos jovianos y anteriormente solo habían sido observadas por observatorios terrestres y en órbita terrestre, en particular el Telescopio Espacial Hubble.

Descubiertas por primera vez por la cámara de objetos débiles de Hubble en 1994, las tormentas del amanecer consisten en un brillo y una ampliación de corta duración pero intensa del óvalo auroral principal de Júpiter, una cortina de luz oblonga que rodea ambos polos, cerca de donde la atmósfera emerge de la oscuridad en la región de la madrugada . Antes de Juno, las observaciones de la aurora ultravioleta joviana solo ofrecían vistas laterales, ocultando todo lo que sucedía en el lado nocturno del planeta.

“Observar la aurora de Júpiter desde la Tierra no te permite ver más allá de la extremidad, hacia el lado nocturno de los polos de Júpiter. Las exploraciones de otras naves espaciales - Voyager, Galileo, Cassini - ocurrieron desde distancias relativamente grandes y no volaron sobre los polos, por lo que no pudieron ver la imagen completa”, dijo Bertrand Bonfond, investigador de la Universidad de Lieja en Bélgica. "Es por eso que los datos de Juno son un verdadero cambio de juego, ya que nos permiten comprender mejor lo que está sucediendo en el lado nocturno, donde nacen las tormentas del amanecer".

Los investigadores encontraron que las tormentas del amanecer nacen en el lado nocturno del gigante gaseoso. A medida que el planeta gira, la futura tormenta del amanecer gira con él hacia el lado diurno, donde estas características aurorales complejas e intensamente brillantes se vuelven aún más luminosas, emitiendo desde cientos hasta miles de gigavatios de luz ultravioleta al espacio. El salto en el brillo implica que las tormentas del amanecer están vertiendo al menos 10 veces más energía en la atmósfera superior de Júpiter que las auroras típicas.

"Cuando observamos toda la secuencia de la tormenta del amanecer, no pudimos evitar notar que son muy similares a un tipo de auroras terrestres llamadas subtormentas", dijo Zhonghua Yao, coautor del estudio en la Universidad de Lieja. Las subtormentas son el resultado de breves perturbaciones en la magnetosfera de la Tierra, la región del espacio controlada por el campo magnético del planeta, que liberan energía en lo alto de la ionosfera del planeta. La similitud entre las subtormentas terrestres y jovianas es sorprendente porque las magnetosferas de Júpiter y la Tierra son radicalmente diferentes. En la Tierra, la magnetosfera está esencialmente controlada por la interacción del viento solar, la corriente de partículas cargadas que fluyen desde el Sol, con el campo magnético de la Tierra. La magnetosfera de Júpiter está poblada principalmente por partículas que escapan de la luna volcánica Io, que luego se ionizan y quedan atrapadas alrededor del gigante gaseoso a través de su campo magnético.

“El poder que posee Júpiter es asombroso. La energía en estas auroras del amanecer es otro ejemplo de lo poderoso que es realmente este planeta gigante”, dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute en San Antonio. “Las revelaciones de la tormenta del amanecer son otra sorpresa de la misión Juno, que está constantemente reescribiendo el libro sobre cómo funciona el planeta gigante. Con la reciente extensión de la misión de la NASA, esperamos muchas más ideas y descubrimientos nuevos".

 

Mirando ahora sobre la Gran Mancha Roja, los datos de Juno han aportado más detalles de lo que sucede. La tormentosa vorágine centenaria de la Gran Mancha Roja de Júpiter fue sacudida pero no destruida por una serie de anticiclones que se estrellaron contra ella en los últimos años.

Las tormentas más pequeñas hacen que se desprendan trozos de nubes rojas, reduciendo la tormenta más grande en el proceso. Pero el nuevo estudio encontró que estas interrupciones son "superficiales". Son visibles para nosotros, pero solo son superficiales en la Mancha Roja, sin afectar su profundidad total.

"La intensa vorticidad de la [Gran Mancha Roja], junto con su mayor tamaño y profundidad en comparación con los vórtices que interactúan, garantiza su larga vida", dijo Agustín Sánchez-Lavega, profesor de física aplicada de la Universidad del País Vasco en Bilbao. A medida que la tormenta más grande absorbe estas tormentas más pequeñas, "gana energía a expensas de su energía de rotación". Timothy Dowling, profesor de física y astronomía en la Universidad de Louisville, experto en dinámica atmosférica planetaria, que no participó en el nuevo estudio, dijo que "es un momento emocionante para la Mancha Roja". Antes de 2019, la tormenta más grande solo era golpeada por un par de anticiclones al año, mientras que más recientemente fue golpeada por hasta dos docenas al año. "Realmente está siendo golpeado. Estaba causando mucha alarma", dijo Dowling.

La característica icónica del gigante gaseoso se encuentra cerca de su ecuador, empequeñeciendo los conceptos terrestres de una gran tormenta durante al menos 150 años desde su primera observación confirmada, aunque las observaciones en 1665 pueden haber sido de la misma tormenta. La Gran Mancha Roja tiene aproximadamente el doble del diámetro de la Tierra y sopla a velocidades de hasta 540 Km/h a lo largo de su periferia. Los ciclones como huracanes o tifones generalmente giran alrededor de un centro con baja presión atmosférica, girando en sentido antihorario en el hemisferio norte y en sentido horario en el sur, ya sea en Júpiter o en la Tierra. Los anticiclones giran en sentido contrario a los ciclones, alrededor de un centro con alta presión atmosférica.

La Gran Mancha Roja es en sí misma un anticiclón, aunque es de seis a siete veces más grande que los anticiclones más pequeños que han estado colisionando con ella. Pero incluso estas tormentas más pequeñas en Júpiter tienen aproximadamente la mitad del tamaño de la Tierra y aproximadamente 10 veces el tamaño de los huracanes terrestres más grandes.

El equipo descubrió que los anticiclones más pequeños atraviesan el anillo periférico de alta velocidad de la Gran Mancha Roja antes de rodear el óvalo rojo. Las tormentas más pequeñas crean algo de caos en una situación ya dinámica, cambiando temporalmente la oscilación de longitud de 90 días de la Mancha Roja y "arrancando las nubes rojas del óvalo principal y formando serpentinas", dijo Sánchez-Lavega. "Este grupo ha hecho un trabajo extremadamente cuidadoso, muy minucioso", dijo Dowling, y agregó que la descamación del material rojo que vemos es similar a un efecto de crema brulee, con un remolino aparente durante unos pocos kilómetros en la superficie que no tiene mucho impacto en los 200 kilómetros de profundidad de la Gran Mancha Roja.

 

 

 

9 de marzo de 2021, cuando la nave Juno se encuentra en medio de su 32º perijove, los científicos acaban de hacer un descubrimiento de gran alcance. Nadie se esperaba los resultados de un ensayo de hace años. Mire hacia el cielo nocturno justo antes del amanecer o después del anochecer, y es posible que vea una débil columna de luz que se extiende desde el horizonte. Ese resplandor luminoso es la luz zodiacal, o la luz solar reflejada hacia la Tierra por una nube de diminutas partículas de polvo que orbitan alrededor del Sol. Los astrónomos han pensado durante mucho tiempo que el polvo es llevado al interior del Sistema Solar por algunas familias de asteroides y cometas que se aventuran desde lejos.

Pero ahora, un equipo de científicos de Juno sostiene que Marte puede ser el culpable. Publicaron su hallazgo en un artículo del 9 de marzo en el Journal of Geophysical Research: Planets. Un instrumento a bordo de la nave espacial Juno detectó por casualidad partículas de polvo que chocaban contra la nave espacial durante su viaje desde la Tierra a Júpiter. Los impactos proporcionaron pistas importantes sobre el origen y la evolución orbital del polvo, resolviendo algunas misteriosas variaciones de la luz zodiacal.

 

Aunque su descubrimiento tiene grandes implicaciones, los científicos que pasaron años estudiando los desechos cósmicos no se propusieron hacerlo. "Nunca pensé que estaríamos buscando polvo interplanetario", dijo John Leif Jørgensen, profesor de la Universidad Técnica de Dinamarca. Jørgensen diseñó los rastreadores de cuatro estrellas que forman parte de la investigación del magnetómetro de Juno. Estas cámaras a bordo toman fotos del cielo cada cuarto de segundo para determinar la orientación de Juno en el espacio al reconocer patrones de estrellas en sus imágenes, una tarea de ingeniería esencial para la precisión del magnetómetro. Pero Jørgensen esperaba que sus cámaras también pudieran ver un asteroide no descubierto. Así que programó una cámara para reportar cosas que aparecían en múltiples imágenes consecutivas pero que no estaban en el catálogo de objetos celestes conocidos. No esperaba ver mucho: casi todos los objetos en el cielo están incluidos en el catálogo de estrellas. Entonces, cuando la cámara comenzó a transmitir miles de imágenes de objetos no identificables (aparecían rayas y luego desaparecían misteriosamente), Jørgensen y sus colegas estaban desconcertados. “Estábamos mirando las imágenes y dijimos, '¿Qué podría ser esto?'”, Dijo.

Jørgensen y su equipo consideraron muchas causas plausibles y algunas inverosímiles. Existía la desconcertante posibilidad de que la cámara estelar hubiera detectado una fuga en el tanque de combustible de Juno. “Pensamos, 'algo está realmente mal'”, dijo Jørgensen. "Las imágenes parecían como si alguien estuviera sacudiendo un mantel polvoriento por la ventana". No fue hasta que los investigadores calcularon el tamaño aparente y la velocidad de los objetos en las imágenes que finalmente se dieron cuenta de algo: granos de polvo se habían estrellado contra Juno a unos 16,000 Km/h, cortando pedazos submilimétricos. "Aunque estamos hablando de objetos con solo una pequeña masa, tienen un gran impacto", dijo Jack Connerney, líder de investigación del magnetómetro de Juno.

Al final resultó que, el rocío de escombros provenía de los paneles solares expansivos de Juno, el detector de polvo involuntario más grande y sensible jamás construido. "Cada pieza de escombros que rastreamos registra el impacto de una partícula de polvo interplanetario, lo que nos permite compilar una distribución de polvo a lo largo del camino de Juno", dijo Connerney. Juno se lanzó en 2011. Después de una maniobra en el espacio profundo en el cinturón de asteroides en 2012, regresó al Sistema Solar interior para una asistencia de gravedad terrestre en 2013, que catapultó la nave espacial hacia Júpiter.

Connerney y Jørgensen notaron que la mayoría de los impactos de polvo se registraron entre la Tierra y el cinturón de asteroides, con brechas en la distribución relacionadas con la influencia de la gravedad de Júpiter. Según los científicos, esta fue una revelación radical. Hasta ahora, los científicos no habían podido medir la distribución de estas partículas de polvo en el espacio. Los detectores de polvo dedicados han tenido áreas de recolección limitadas y, por lo tanto, una sensibilidad limitada a una población escasa de polvo. En su mayoría, cuentan las partículas de polvo más abundantes y mucho más pequeñas del espacio interestelar. En comparación, los paneles solares expansivos de Juno tienen 1,000 veces más área de recolección que la mayoría de los detectores de polvo.

Los científicos de Juno determinaron que la nube de polvo termina en la Tierra porque la gravedad de la Tierra absorbe todo el polvo que se acerca. "Ese es el polvo que vemos como luz zodiacal", dijo Jørgensen. En cuanto al borde exterior, a unas 2 unidades astronómicas (AU) del Sol (1 AU es la distancia entre la Tierra y el Sol), termina un poco más allá de Marte. En ese punto, informan los científicos, la influencia de la gravedad de Júpiter actúa como una barrera, evitando que las partículas de polvo crucen desde el Sistema Solar interior hacia el espacio profundo. Este mismo fenómeno, conocido como resonancia orbital, también funciona a la inversa, donde bloquea el paso del polvo que se origina en el espacio profundo.

La profunda influencia de la barrera de gravedad indica que las partículas de polvo están en una órbita casi circular alrededor del Sol, dijo Jørgensen. "Y el único objeto que conocemos en órbita casi circular alrededor de 2 UA es Marte, por lo que el pensamiento natural es que Marte es una fuente de este polvo", dijo.

“La distribución del polvo que medimos mejor será consistente con la variación de la luz zodiacal que se ha observado”, dijo Connerney. Los investigadores desarrollaron un modelo informático para predecir la luz reflejada por la nube de polvo, dispersada por la interacción gravitacional con Júpiter que dispersa el polvo en un disco más grueso. La dispersión depende solo de dos cantidades: la inclinación del polvo a la eclíptica y su excentricidad orbital. Cuando los investigadores conectaron los elementos orbitales de Marte, la distribución predijo con precisión la firma reveladora de la variación de la luz zodiacal cerca de la eclíptica. "Eso es, en mi opinión, una confirmación de que sabemos exactamente cómo estas partículas están orbitando en nuestro Sistema Solar", dijo Connerney, "y dónde se originan".

Si bien ahora hay buena evidencia de que Marte, el planeta más polvoriento que conocemos, es la fuente de la luz zodiacal, Jørgensen y sus colegas aún no pueden explicar cómo el polvo pudo haber escapado del agarre de la gravedad marciana. Esperan que otros científicos les ayuden.

Mientras tanto, los investigadores señalan que encontrar la verdadera distribución y densidad de las partículas de polvo en el Sistema Solar ayudará a los ingenieros a diseñar materiales de naves espaciales que puedan resistir mejor los impactos del polvo. Conocer la distribución precisa del polvo también puede orientar el diseño de trayectorias de vuelo para futuras naves espaciales a fin de evitar la mayor concentración de partículas. Pequeñas partículas que viajan a velocidades tan altas pueden extraer hasta 1.000 veces su masa desde una nave espacial. Los paneles solares de Juno no sufrieron daños porque las células solares están bien protegidas contra el impacto en la parte posterior (o el lado oscuro) del panel por la estructura de soporte.

 

 

25 de enero de 2021, esta imagen compuesta muestra un punto caliente en la atmósfera de Júpiter. En la imagen de la izquierda, tomada el 16 de septiembre de 2020 por el Telescopio Gemini North, el punto caliente aparece brillante en el infrarrojo con una longitud de onda de 5 micrones. La imagen insertada a la derecha fue tomada por el generador de imágenes de luz visible JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA, también el 16 de septiembre, durante el 29º paso cercano de Juno por Júpiter. Aquí, el punto caliente aparece oscuro.

El telescopio internacional Gemini North es un telescopio óptico/infrarrojo de 8,1 metros de diámetro optimizado para observaciones infrarrojas, y está gestionado para la NSF por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía (AURA).

Los puntos calientes de Júpiter se conocen desde hace mucho tiempo. El 7 de diciembre de 1995, la sonda Galileo probablemente descendió a un punto caliente similar. A simple vista, los puntos calientes de Júpiter aparecen como áreas oscuras sin nubes en el cinturón ecuatorial del planeta, pero en longitudes de onda infrarrojas son extremadamente brillantes, revelando la atmósfera cálida y profunda debajo de las nubes. Las imágenes de alta resolución de los puntos calientes de Júpiter como estos son clave para comprender el papel de las tormentas y olas en la atmósfera de Júpiter y para resolver el misterio del agua esquiva de Júpiter.

El científico amateur Brian Swift procesó las imágenes para mejorar el color y el contraste, con un procesamiento adicional por parte de Tom Momary para mapear la imagen de JunoCam con los datos de Gemini.

 

 

13 de enero de 2021, cuando la nave Juno está en su 31º perijove desde que llegara a Júpiter, la NASA ha autorizado una extensión de misión para su nave espacial. El orbitador planetario más distante de la agencia, ahora continuará su investigación del planeta más grande del Sistema Solar hasta septiembre de 2025, o hasta el final de la vida útil de la nave espacial. Esta expansión le asigna a Juno la tarea de convertirse en un explorador de todo el sistema joviano, Júpiter y sus anillos y lunas, con múltiples encuentros planeados para tres de las lunas galileanas más intrigantes de Júpiter: Ganímedes, Europa e Io.

“Desde su primera órbita en 2016, Juno ha entregado una revelación tras otra sobre el funcionamiento interno de este gigante gaseoso masivo”, dijo el investigador principal Scott Bolton. "Con la misión extendida, responderemos preguntas fundamentales que surgieron durante la misión principal de Juno mientras nos dirigíamos más allá del planeta para explorar el sistema de anillos de Júpiter y los satélites galileanos".

Propuesta en 2003 y lanzada en 2011, Juno llegó a Júpiter el 4 de julio de 2016. La misión principal se completará en julio de 2021. La misión ampliada incluye 42 órbitas adicionales, incluidos pasos cercanos de los ciclones del polo norte de Júpiter; sobrevuelos de Ganimedes, Europa e Io; así como la primera exploración extensa de los débiles anillos que rodean el planeta. "Al extender los objetivos científicos de este importante observatorio orbital, el equipo de Juno comenzará a abordar una amplia gama de ciencia históricamente requerida de los buques insignia", dijo Lori Glaze, directora de la división de ciencia planetaria en la sede de la NASA en Washington. "Esto representa un avance eficiente e innovador para la estrategia de exploración del sistema solar de la NASA".

El punto durante cada órbita donde Juno se acerca más al planeta se llama perijove (o PJ). En el transcurso de la misión, los perijoves de Juno han migrado hacia el norte, mejorando drásticamente la resolución en el hemisferio norte. El diseño de la misión extendida aprovecha la migración continua hacia el norte de estos perijoves, para agudizar su vista de los múltiples ciclones que rodean el polo norte al tiempo que incorpora sobrevuelos de anillos y las lunas galileanas.

"Los diseñadores de la misión han hecho un trabajo increíble al crear una misión extendida que conserva el recurso a bordo más valioso de la misión: el combustible", dijo Ed Hirst, gerente de proyectos de Juno en JPL. "La gravedad ayuda a los sobrevuelos de múltiples satélites a dirigir nuestra nave espacial a través del sistema joviano mientras brinda una gran cantidad de oportunidades científicas". “Los sobrevuelos de satélites también reducen el período orbital de Juno, lo que aumenta el número total de órbitas científicas que se pueden obtener".

Los encuentros de satélites comienzan con un sobrevuelo a baja altitud de Ganímedes el 7 de junio de 2021 (PJ34), que reduce el período orbital de aproximadamente 53 días a 43 días. Ese sobrevuelo establece un sobrevuelo cercano de Europa el 29 de septiembre de 2022 (PJ45), reduciendo el período orbital aún más a 38 días. Un par de sobrevuelos cercanos de Io, el 30 de diciembre de 2023 (PJ57) y el 3 de febrero de 2024 (PJ58), se combinan para reducir el período orbital a 33 días.

 

 

11 de diciembre de 2020, cuando el navío Juno de la NASA está en su 30º revolución (su 30º perijove) al planeta Júpiter, la nave ha estado recopilando datos sobre el interior del gigante gaseoso desde julio de 2016. Algunos de sus últimos hallazgos tocan "puntos calientes" en la atmósfera del planeta.

Hace veinticinco años, la NASA envió la primera sonda de la historia a orbitar la atmósfera del planeta más grande del Sistema Solar. Pero la información devuelta por la sonda Galileo durante su descenso a Júpiter provocó que se rascara la cabeza: la atmósfera en la que se estaba sumergiendo era mucho más densa y más caliente de lo que esperaban los científicos. Los nuevos datos de la nave espacial Juno sugieren que estos "puntos calientes" son mucho más amplios y profundos de lo previsto. Los hallazgos sobre los puntos calientes de Júpiter, junto con una actualización sobre los ciclones polares de Júpiter, fueron revelados hoy, durante una conferencia de prensa virtual de la Unión Geofísica Estadounidense.

 

"Los planetas gigantes tienen atmósferas profundas sin una base sólida o líquida como la Tierra", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute en San Antonio. "Para comprender mejor lo que está sucediendo en las profundidades de uno de estos mundos, es necesario mirar debajo de la capa de nubes. Juno, que recientemente completó su 29ª pasada con capacidad científica de cerca de Júpiter, hace precisamente eso. Las observaciones de la nave espacial están arrojando luz sobre los viejos misterios y planteando nuevas preguntas, no solo sobre Júpiter, sino sobre todos los mundos gigantes gaseosos".

El último misterio de larga data que ha abordado Juno se deriva de 57 minutos y 36 segundos de datos que Galileo transmitió el 7 de diciembre de 1995. Cuando la sonda respondió por radio que sus alrededores estaban secos y ventosos, los científicos sorprendidos atribuyeron el hallazgo al hecho de que los 34 kilogramos de la sonda había descendido a la atmósfera dentro de uno de los puntos calientes relativamente raros de Júpiter: "desiertos" atmosféricos localizados que atraviesan la región ecuatorial norte del gigante gaseoso. Pero los resultados del instrumento de microondas de Juno indican que todo el cinturón ecuatorial del norte, una banda ancha, marrón y ciclónica que envuelve el planeta justo por encima del ecuador del gigante gaseoso, es generalmente una región muy seca.

La implicación es que los puntos calientes pueden no ser "desiertos" aislados, sino más bien ventanas a una vasta región en la atmósfera de Júpiter que puede ser más caliente y seca que otras áreas. Los datos de alta resolución de Juno muestran que estos puntos calientes jovianos están asociados con roturas en la capa de nubes del planeta, lo que permite vislumbrar la atmósfera profunda de Júpiter. También muestran que los puntos calientes, flanqueados por nubes y tormentas activas, están alimentando descargas eléctricas a gran altitud descubiertas recientemente por Juno y conocidas como "relámpagos poco profundos". Estas descargas, que ocurren en los tramos superiores fríos de la atmósfera de Júpiter cuando el amoníaco se mezcla con el agua, son una pieza de este rompecabezas.

"En lo alto de la atmósfera, donde se ven relámpagos poco profundos, el agua y el amoníaco se combinan y se vuelven invisibles para el instrumento de microondas de Juno. Aquí es donde se forma un tipo especial de granizo que llamamos 'bolas de hongo'", dijo Tristan Guillot, un miembro de Juno. co-investigador en la Université Côte d'Azur en Niza, Francia. "Estas bolas de hongo se vuelven pesadas y caen profundamente en la atmósfera, creando una gran región que está agotada tanto de amoníaco como de agua. Una vez que las bolas de hongo se derriten y se evaporan, el amoníaco y el agua vuelven a un estado gaseoso y son visibles para Juno nuevamente". En aproximadamente de 10 a 60 minutos (dependiendo de su tamaño), estas bolas de hongo alcanzan las capas más profundas de Júpiter, debajo de las nubes de agua, donde se derriten y evaporan rápidamente. Los modelos teóricos predicen que estos hongos podrían crecer hasta aproximadamente 10 centímetros de diámetro, pesar hasta 1 kilogramo y alcanzar velocidades de hasta 700 Km/h durante su descenso.

 

El año pasado, el equipo de Juno informó sobre los ciclones del polo sur. En ese momento, el instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper de Juno capturó imágenes de un nuevo ciclón que parecía intentar unirse a los cinco ciclones establecidos que giran alrededor del ciclón central masivo en el polo sur. "Ese sexto ciclón, el bebé del grupo, parecía estar cambiando la configuración geométrica en el polo, de un pentágono a un hexágono", dijo Bolton. "Pero, por desgracia, el intento falló; el ciclón bebé fue expulsado, se alejó y finalmente desapareció".

En la actualidad, el equipo no tiene una teoría acordada sobre cómo se forman estos vórtices polares gigantes, o por qué algunos parecen estables mientras que otros nacen, crecen y luego mueren con relativa rapidez. Continúa el trabajo sobre modelos atmosféricos, pero en la actualidad ningún modelo parece explicarlo todo. La forma en que aparecen, evolucionan y se aceptan o rechazan las nuevas tormentas es clave para comprender los ciclones circumpolares, lo que podría ayudar a explicar cómo funcionan en general las atmósferas de estos planetas gigantes. 

 

 

27 de octubre de 2020, los nuevos resultados de la misión Juno de la NASA en Júpiter sugieren que "duendes" o "elfos" podrían estar bailando en la atmósfera superior del planeta más grande del Sistema Solar. Es la primera vez que estos destellos de luz brillantes, impredecibles y extremadamente breves, conocidos formalmente como eventos luminosos transitorios, o TLE, se han observado en otro mundo.

Los científicos predijeron que estos destellos de luz brillantes y ultrarrápidos también deberían estar presentes en la inmensa atmósfera turbulenta de Júpiter, pero su existencia sigue siendo teórica. Luego, en el verano de 2019, los investigadores que trabajaron con datos del instrumento espectrógrafo ultravioleta (UVS) de Juno descubrieron algo inesperado: una franja brillante y estrecha de emisión ultravioleta que desapareció en un instante.

"UVS fue diseñado para caracterizar las hermosas luces del norte y del sur de Júpiter", dijo Giles, un científico de Juno y autor principal del artículo. "Pero descubrimos imágenes UVS que no solo mostraban la aurora joviana, sino también un destello brillante de luz ultravioleta en la esquina donde no se suponía que debía estar. Cuanto más lo miraba nuestro equipo, más nos dábamos cuenta de que Juno pudo haber detectado un TLE en Júpiter ".

Los sprites, que llevan el nombre de un personaje travieso e ingenioso del folclore inglés, son eventos luminosos transitorios desencadenados por descargas de rayos de tormentas eléctricas muy por debajo. En la Tierra, ocurren hasta 97 kilómetros por encima de tormentas eléctricas intensas y elevadas, e iluminan una región del cielo de decenas de kilómetros de ancho, pero duran solo unos pocos milisegundos (una fracción del tiempo que le lleva parpadear).

Casi parecidos a una medusa, los sprites presentan una mancha de luz central (en la Tierra, tiene de 24 a 48 kilómetros de ancho), con largos zarcillos que se extienden hacia el suelo y hacia arriba. Los elfos (abreviatura de Emisión de luz y perturbaciones de muy baja frecuencia debidas a fuentes de pulso electromagnético) aparecen como un disco plano que brilla en la atmósfera superior de la Tierra. Ellos también iluminan el cielo por simples milisegundos, pero pueden crecer más que los sprites, hasta 320 kilómetros de ancho en la Tierra. Sus colores también son distintivos. "En la Tierra, los duendes y los elfos aparecen de color rojizo debido a su interacción con el nitrógeno en la atmósfera superior", dijo Giles. "Pero en Júpiter, la atmósfera superior se compone principalmente de hidrógeno, por lo que es probable que parezcan azules o rosas".

La aparición de duendes y elfos en Júpiter fue predicha por varios estudios publicados anteriormente. Sincronizando con estas predicciones, los 11 eventos brillantes a gran escala que el instrumento UVS de Juno ha detectado ocurrieron en una región donde se sabe que se forman tormentas eléctricas. Los científicos de Juno también pudieron descartar que estos fueran simplemente mega-rayos porque se encontraron a unos 300 kilómetros por encima de la altitud donde se forma la mayoría de los rayos de Júpiter: su capa de nubes de agua. UVS registró que los espectros de los destellos brillantes estaban dominados por las emisiones de hidrógeno.

"Seguimos buscando más señales reveladoras de elfos y duendes cada vez que Juno hace un pase científico", dijo Giles. "Ahora que sabemos lo que estamos buscando, será más fácil encontrarlos en Júpiter y en otros planetas. Y comparar los duendes y elfos de Júpiter con los de la Tierra nos ayudará a comprender mejor la actividad eléctrica en las atmósferas planetarias".

 

 

13 de octubre de 2020, cuando la nave Juno está a punto de completar su 30º perijove en el mayor planeta de nuestro Sistema Solar, los ingenieros de la JPL han manifestado que la nave espacial Juno podría realizar los primeros sobrevuelos cercanos desde principios de la década de 2000, de tres de las lunas más grandes de Júpiter, incluida Europa, si la agencia espacial otorga una extensión a la misión.

"Salimos a descubrir un núcleo, ya sea que haya un núcleo compacto dentro de Júpiter o no", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute. "Nos sorprendió porque es un núcleo grande y diluido".

La fase de misión primaria de cinco años de Juno finaliza en julio de 2021, y los gerentes de la misión han propuesto una extensión que continuaría operando hasta septiembre de 2025. Las órbitas adicionales de la nave alrededor de Júpiter acercarán a Juno a las lunas del planeta, lo que permitirá un conjunto más diversificado de estudios científicos. objetivos. "Una de las cosas interesantes de la misión (extensión) es que vamos a ir a visitar los satélites y los anillos", dijo Bolton el mes pasado en una reunión del Grupo Asesor de Planetas Exteriores de la NASA. “Realmente se convierte en un explorador de sistemas completo, no tan enfocado como la misión principal, por lo que alimenta potencialmente a una comunidad (científica) más diversa porque los geólogos satelitales, la gente del anillo, obtendrán datos que creo que son muy interesantes y único".

Los nueve instrumentos científicos de Juno incluyen un radiómetro de microondas para sondeos atmosféricos, espectrómetros ultravioleta e infrarrojo, detectores de partículas, un magnetómetro y un experimento de ondas de radio y plasma. El orbitador Júpiter también lleva una cámara a color conocida como JunoCam, que recopila datos de imágenes para su procesamiento y análisis por parte de un ejército de científicos ciudadanos de todo el mundo.

"Tenemos múltiples sobrevuelos de Io, Europa y Ganímedes", dijo Bolton.

 

 

10 de septiembre de 2020, cuando se ha tenido que producir el vigesimonoveno paso por el perijove de Júpiter, están llegando estudios gracias a los datos aportados por la nave Juno. El misterio de cómo los ciclones gigantes permanecen juntos en patrones geométricos alrededor de los polos de Júpiter ahora puede resolverse, pero han surgido nuevas preguntas sobre cómo se formaron estos grupos en primer lugar, encuentra un nuevo estudio.

"Nos sorprendió que los polos de Júpiter no fueran como los de otros planetas", dijo el autor principal del estudio, Cheng Li, científico planetario de la Universidad de California en Berkeley. "Nunca antes habíamos visto nada como estos grupos de ciclones organizados en patrones regulares". Cada tempestad gigantesca oscila entre 4.000 a 7.000 kilómetros de ancho, y rodean sus respectivos polos a distancias de 8.700 km) Estos ciclones y estos patrones han perdurado durante al menos cuatro años desde que Juno llegó a Júpiter. Era un misterio para los científicos cómo estos grupos se mantenían estables. En la Tierra, los ciclones se desplazan hacia los polos pero se disipan sobre la tierra y el agua fría, dijo Li. Por el contrario, Júpiter no tiene tierra ni océanos, lo que plantea la pregunta de por qué los ciclones no se limitaron a desplazarse hacia los polos y fusionarse. (Por ejemplo, Saturno tiene un solo ciclón en cada uno de sus polos).

"Todas las teorías anteriores predijeron que las regiones polares de planetas gigantes deberían estar dominadas por grandes ciclones sobre sus polos, como lo que se está observando en Saturno, o permanecer caóticas", dijo Li, quien está asumiendo una nueva posición en la Universidad de Michigan en Ann Arbor. . "Lo que vemos en Júpiter significa que esas teorías anteriores están equivocadas y necesitamos algo nuevo". Para arrojar luz sobre los ciclones de Júpiter, Li y sus colegas desarrollaron modelos informáticos basados ​​en lo que Juno reveló sobre los tamaños y velocidades de las tormentas. Se centraron en qué factores podrían mantener estables estos patrones geométricos a lo largo del tiempo sin fusionarse.

Los investigadores encontraron que la estabilidad de estos patrones depende en parte de la profundidad de los ciclones en la atmósfera de Júpiter, pero principalmente de los anillos anticiclónicos alrededor de cada ciclón, es decir, un anillo de viento girando en la dirección opuesta a la que gira cada ciclón. la escasa protección de los anillos anticiclónicos provocó la fusión de los ciclones; demasiado blindaje podría separar a los ciclones entre sí.

Hay muchos misterios sin resolver con respecto a estos grupos de ciclones. Por ejemplo, se desconoce por qué los vórtices de Júpiter ocupan este feliz punto medio entre demasiado y muy poco blindaje. "En este momento no tenemos idea de qué los hace sentarse en este punto óptimo", dijo Li. Los científicos ahora están investigando cómo podrían haberse formado estos ciclones en primer lugar. Una posibilidad es que se formaron cerca de los polos, donde se encuentran actualmente. El otro, "que creemos que es más probable, es que se formaron en otro lugar y luego migraron a los polos", dijo Li. Una vez que los investigadores generen modelos informáticos basados ​​en datos de Juno para ver cuál de estos escenarios de formación es más probable, pueden comenzar a ver cómo estos ciclones se organizan en estos patrones estables.

Esta puede resultar una pregunta más difícil de responder, "porque implica un modelado 3D detallado de cómo se generan estos vórtices, y hay muchos parámetros sobre estos vórtices que no conocemos, como su estructura vertical", dijo Li. . "Pero podemos probar diferentes escenarios para ver qué estructuras verticales podrían generar los perfiles de velocidad del viento que hemos observado con estos ciclones y avanzar desde allí"

En otro orden de temas, la misión Juno está buscando una extensión a largo plazo que le permita a la nave realizar nuevos estudios del planeta y algunas de sus lunas más grandes. Juno, parte de la clase New Frontiers de naves espaciales de ciencia planetaria de tamaño mediano, está finalizando una propuesta para una misión extendida que mantendría la nave espacial en funcionamiento hasta septiembre de 2025, dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno, en una reunión del 2 de septiembre de el Grupo de Evaluación de Planetas Exteriores.

Los científicos planean aprovechar el cambio gradual de la órbita de la nave alrededor de Júpiter. Juno se encuentra en una órbita elíptica con un período de 53 días cuyo punto más cercano, o perijove, a Júpiter estaba inicialmente alrededor del ecuador del planeta. Ese perijove se ha ido desplazando gradualmente hacia el norte, y al final de la misión principal estará en una latitud de 28º N. Esa migración continuará a lo largo de la misión extendida, llegando a 63ºN

La órbita cambiante de Juno también recorrerá las órbitas de tres de las lunas más grandes de Júpiter: Ganímedes, Europa e Io. “Los satélites se nos ponen a la vista y permiten sobrevuelos cercanos”, dijo Bolton. Esos sobrevuelos en la propuesta actual incluyen un paso a 1.000 kilómetros de Ganímedes a mediados de 2021 y otro a solo 320 kilómetros de Europa a finales de 2022.

La nave espacial utilizará sus instrumentos para estudiar las lunas. Europa es de particular interés porque la luna helada probablemente tiene un océano subsuperficial de agua líquida y puede ser habitable. Bolton dijo que los sobrevuelos de Juno pueden ayudar a medir el grosor de la capa de hielo exterior de Europa y también a buscar columnas de material helado emitidas desde la superficie. Bolton dijo que otro aspecto de la órbita cambiante serán las observaciones de los tenues anillos de Júpiter. "Ha habido muy pocas imágenes y ciencia de los anillos de Júpiter", dijo. Eso incluirá caracterizar cómo se aglutina el material de los anillos.

 

 

6 de agosto de 2020, los nuevos resultados de la misión Juno de la NASA en Júpiter sugieren que el planeta más grande de nuestro sistema solar es el hogar de lo que se llama "relámpagos superficiales". Una forma inesperada de descarga eléctrica, los relámpagos poco profundos se originan en nubes que contienen una solución de amoníaco y agua, mientras que los relámpagos en la Tierra se originan en nubes de agua.

Otros nuevos hallazgos sugieren que las violentas tormentas eléctricas por las que se conoce al gigante gaseoso pueden formar granizos fangosos ricos en amoníaco que el equipo científico de Juno llama "bolas de hongo"; Teorizan que las bolas de hongo esencialmente secuestran el amoníaco y el agua en la atmósfera superior y los llevan a las profundidades de la atmósfera de Júpiter.

Desde que la misión Voyager de la NASA vio por primera vez los relámpagos jovianos en 1979, se ha pensado que los rayos del planeta son similares a los de la Tierra, y ocurren solo en tormentas eléctricas donde el agua existe en todas sus fases: hielo, líquido y gas. En Júpiter, esto colocaría las tormentas alrededor de 45 a 65 kilómetros por debajo de las nubes visibles, con temperaturas que rondan los 0ºC, la temperatura a la que el agua se congela. La Voyager, y todas las demás misiones al gigante gaseoso antes de Juno, vieron relámpagos como puntos brillantes en las cimas de las nubes de Júpiter, lo que sugiere que los destellos se originaron en nubes de aguas profundas. Pero los relámpagos observados en el lado oscuro de Júpiter por la Unidad de Referencia Estelar de Juno cuentan una historia diferente.

"Los sobrevuelos cercanos de Juno a las cimas de las nubes nos permitieron ver algo sorprendente, destellos más pequeños y menos profundos, que se originan en altitudes mucho más altas en la atmósfera de Júpiter de lo que se suponía posible", dijo Heidi Becker, líder de Investigación de Monitoreo de Radiación de Juno en la JPL. Becker y su equipo sugieren que las poderosas tormentas eléctricas de Júpiter arrojan cristales de agua y hielo a lo alto de la atmósfera del planeta, a más de 25 kilómetros por encima de las nubes de agua de Júpiter, donde encuentran vapor de amoníaco atmosférico que derrite el hielo, formando una nueva agua de amoníaco. solución. A una altitud tan elevada, las temperaturas están por debajo de -88ºC, demasiado frío para que exista agua líquida pura.

"A estas altitudes, el amoníaco actúa como un anticongelante, bajando el punto de fusión del hielo de agua y permitiendo la formación de una nube con amoníaco-agua líquida", dijo Becker. "En este nuevo estado, las gotas que caen de amoníaco-agua líquida pueden chocar con los cristales de agua-hielo ascendentes y electrificar las nubes. Esto fue una gran sorpresa, ya que las nubes de amoníaco-agua no existen en la Tierra". Los rayos superficiales influyen en otro acertijo sobre el funcionamiento interno de la atmósfera de Júpiter: el instrumento Radiómetro de Microondas de Juno descubrió que el amoníaco estaba agotado, es decir, faltaba, en la mayor parte de la atmósfera de Júpiter. Aún más desconcertante fue que la cantidad de amoníaco cambia a medida que uno se mueve dentro de la atmósfera de Júpiter.

"Anteriormente, los científicos se dieron cuenta de que faltaban pequeñas bolsas de amoníaco, pero nadie se dio cuenta de cuán profundas eran estas bolsas o que cubrían la mayor parte de Júpiter", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute en San Antonio. "Estábamos luchando por explicar el agotamiento del amoníaco con la lluvia de amoníaco y agua solamente, pero la lluvia no podía llegar a la profundidad suficiente para coincidir con las observaciones. Me di cuenta de que un sólido, como un granizo, podría profundizar y absorber más amoníaco. Cuando Heidi descubrimos un rayo poco profundo, nos dimos cuenta de que teníamos evidencia de que el amoníaco se mezcla con el agua en lo alto de la atmósfera y, por lo tanto, el rayo era una pieza clave del rompecabezas".

Un segundo artículo, publicado visualiza la extraña infusión de 2/3 de agua y 1/3 de gas amoníaco que se convierte en la semilla de las piedras de granizo jovianas, conocidas como hongos. Las bolas de hongo, que constan de capas de agua-amoníaco y hielo cubiertas por una corteza de agua-hielo más gruesa, se generan de manera similar a como ocurre con el granizo en la Tierra, aumentando de tamaño a medida que se mueven hacia arriba y hacia abajo a través de la atmósfera. "Eventualmente, las bolas de hongo se vuelven tan grandes que incluso las corrientes ascendentes no pueden contenerlas, y caen más profundamente en la atmósfera, encontrando temperaturas aún más cálidas, donde eventualmente se evaporan por completo", dijo Tristan Guillot, un co-investigador de Juno de la Universidad. Côte d'Azur en Niza, Francia, y autor principal del segundo artículo. "Su acción arrastra el amoníaco y el agua a niveles profundos en la atmósfera del planeta. Eso explica por qué no vemos mucho en estos lugares con el radiómetro de microondas de Juno".

"La combinación de estos dos resultados fue fundamental para resolver el misterio del amoníaco perdido de Júpiter", dijo Bolton. "Al final resultó que, el amoníaco en realidad no falta; simplemente se transporta hacia abajo mientras está disfrazado, después de haberse disimulado mezclándose con agua. La solución es muy simple y elegante con esta teoría: cuando el agua y el amoníaco están en un en estado líquido, son invisibles para nosotros hasta que alcanzan una profundidad en la que se evaporan, y eso es bastante profundo".
 

 

23 de julio de 2020, cuando el pasado día 20 se ha producido el perijove número 28, los ingenieros y científicos de la nave Juno han publicado un trabajo realizado hace unos meses. En su camino de entrada para un sobrevuelo de Júpiter el 26 de diciembre de 2019, la nave espacial Juno voló cerca del polo norte del noveno objeto más grande del Sistema Solar, la luna Ganímedes. Las imágenes infrarrojas recopiladas por el instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) de la nave espacial proporcionan el primer mapeo infrarrojo de la frontera norte de la enorme luna.

La única luna en el Sistema Solar que es más grande que el planeta Mercurio, Ganímedes se compone principalmente de hielo de agua. Su composición contiene pistas fundamentales para comprender la evolución de las 79 lunas jovianas desde el momento de su formación hasta la actualidad. Ganímedes es también la única luna en el Sistema Solar con su propio campo magnético. En la Tierra, el campo magnético proporciona una vía para que el plasma (partículas cargadas del Sol) ingrese a nuestra atmósfera y cree una aurora. Como Ganímedes no tiene atmósfera que impida su progreso, la superficie de sus polos está siendo constantemente bombardeada por plasma de la gigantesca magnetosfera de Júpiter. El bombardeo tiene un efecto espectacular en el hielo de Ganímedes.

"Los datos de JIRAM muestran que el hielo en y alrededor del polo norte de Ganímedes ha sido modificado por la precipitación de plasma", dijo Alessandro Mura, un co-investigador de Juno en el Instituto Nacional de Astrofísica en Roma. "Es un fenómeno del que hemos podido aprender por primera vez con Juno porque podemos ver el polo norte en su totalidad".

El hielo cerca de ambos polos de la luna es amorfo. Esto se debe a que las partículas cargadas siguen las líneas del campo magnético de la luna a los polos, donde impactan, causando estragos en el hielo allí, evitando que tenga una estructura ordenada (o cristalina). De hecho, las moléculas de agua congelada detectadas en ambos polos no tienen un orden apreciable para su disposición, y el hielo amorfo tiene una firma infrarroja diferente que el hielo cristalino encontrado en el ecuador de Ganímedes.

JIRAM fue diseñado para capturar la luz infrarroja que emerge desde el interior de Júpiter, probando la capa meteorológica hasta 50 a 70 kilómetros debajo de las nubes de Júpiter. Pero el instrumento también se puede usar para estudiar las lunas Io, Europa, Ganímedes y Calisto (también conocidas colectivamente como las lunas galileanas para su descubridor, Galileo). Sabiendo que la cima de Ganímedes estaría a la vista de Juno el 26 de diciembre de 2019 durante el sobrevuelo de Júpiter, el equipo de la misión programó la nave espacial para que girara y que instrumentos como JIRAM pudieran ver la superficie de Ganímedes. En el momento que rodeaba su aproximación más cercana a Ganímedes, a unos 100,000 kilómetros, JIRAM recolectó 300 imágenes infrarrojas de la superficie, con una resolución espacial de 23 kilómetros por píxel.

Los secretos de la luna más grande de Júpiter revelados por Juno y JIRAM beneficiarán la próxima misión al mundo helado. La misión JUpiter ICy Moons Explorer de la ESA (Agencia Espacial Europea) está programada para comenzar una exploración de 3 1/2 años de la magnetosfera gigante de Júpiter, su atmósfera turbulenta y sus lunas heladas Ganímedes, Calisto y Europa a partir de 2030. La NASA está proporcionando un Instrumento de espectrógrafo ultravioleta, junto con también subsistemas y componentes para dos instrumentos adicionales: el Particle Environment Package y el experimento Radar for Icy Moon Exploration.

 

 

8 de julio de 2020, esta imagen de la nave espacial Juno captura varias tormentas en el hemisferio sur de Júpiter. Algunas de estas tormentas, incluida la Gran Mancha Roja en la esquina superior izquierda, han estado agitándose en la atmósfera del planeta durante muchos años, pero cuando Juno obtuvo esta visión de Júpiter, la característica más pequeña y de forma ovalada en el centro de la imagen era completamente nueva.

La nueva característica fue descubierta por el astrónomo amateur Clyde Foster de Centurión, Sudáfrica. Temprano en la mañana del 31 de mayo de 2020, mientras tomaba imágenes de Júpiter con su telescopio, Foster notó un nuevo punto, que parecía brillante como se ve a través de un filtro sensible a las longitudes de onda de la luz, donde el gas metano en la atmósfera de Júpiter tiene una fuerte absorción. El lugar no era visible en las imágenes capturadas solo unas horas antes por los astrónomos en Australia.

El 2 de junio de 2020, solo dos días después de las observaciones de Clyde Foster, Juno realizó su sobrevuelo número 27 de Júpiter. La nave espacial solo puede representar una porción relativamente delgada de las nubes de Júpiter durante cada pasada. Aunque Juno no viajaría directamente sobre el brote, la pista estaba lo suficientemente cerca como para que el equipo de la misión determinara que la nave espacial obtendría una vista detallada de la nueva característica, que se ha denominado informalmente "Clyde’s Spot".

La característica es un penacho de material de nubes en erupción sobre las capas de nubes superiores de la atmósfera joviana. Estos poderosos "brotes" convectivos estallan ocasionalmente en esta banda de latitud, conocida como el cinturón templado del sur (JunoCam observó otro brote en esta latitud el 7 de febrero de 2018). La imagen en blanco y negro muestra a Júpiter capturado por el telescopio de Foster, y la trayectoria aproximada de la nave espacial Juno al acercarse al planeta, viajando de norte a sur.

Otro científico amateur, Kevin M. Gill, creó la primera imagen utilizando datos del instrumento JunoCam de Juno. Esta vista es una proyección de mapa que combina cinco imágenes de JunoCam tomadas el 2 de junio de 2020. En el momento en que se tomaron las imágenes, Juno estaba entre 45,000 kilómetros y 95,000 kilómetros desde las cimas de las nubes del planeta en latitudes de aproximadamente 48º y 67º sur.

 

 

28 de junio de 2020, la nave espacial Juno efectuó su 27º perijove el pasado 2 de junio, pero los datos acumulados en las mesas de los científicos vienen de hace tiempo, por lo tanto poco a poco se van obteniendo nuevas teorías sobre la capa nubosa de Júpiter.

El telescopio espacial Hubble de la NASA y el Observatorio Gemini con base en tierra en Hawaii se han asociado con la nave espacial Juno para investigar las tormentas más poderosas del sistema solar, que tienen lugar a más de 500 millones de millas de distancia en el planeta gigante Júpiter. Un equipo de investigadores dirigido por Michael Wong en la Universidad de California, Berkeley, y que incluyen a Amy Simon del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA en Greenbelt, Maryland, e Imke de Pater también de UC Berkeley, están combinando observaciones de longitud de onda múltiple de Hubble y Gemini con un acercamiento vistas desde la órbita de Juno sobre el planeta monstruo, obteniendo nuevos conocimientos sobre el clima turbulento en este mundo distante.

Cada 53 días, Juno corre bajo sobre los sistemas de tormentas detectando señales de radio conocidas como "sferics" y "whistlers", que luego pueden usarse para mapear los rayos incluso en el lado del día del planeta o desde nubes profundas donde los destellos no son visibles de otra manera. Coincidiendo con cada pase, Hubble y Gemini observan desde lejos, capturando vistas globales de alta resolución del planeta que son clave para interpretar las observaciones de primer plano de Juno. El radiómetro de microondas de Juno sondea profundamente en la atmósfera del planeta al detectar ondas de radio de alta frecuencia que pueden penetrar a través de las gruesas capas de nubes. Los datos de Hubble y Gemini pueden decir qué tan gruesas son las nubes y qué tan profundo estamos viendo dentro de las nubes.

Al mapear los relámpagos detectados por Juno en imágenes ópticas capturadas del planeta por el Hubble y las imágenes infrarrojas térmicas capturadas al mismo tiempo por Gemini, el equipo de investigación ha podido demostrar que los brotes de rayos están asociados con una combinación tripartita de estructuras de nubes : nubes profundas hechas de agua, grandes torres convectivas causadas por la afluencia de aire húmedo, esencialmente nubes de tormenta jovianas, y regiones despejadas presumiblemente causadas por la afluencia de aire más seco fuera de las torres convectivas. Los datos del Hubble muestran la altura de las gruesas nubes en las torres convectivas, así como la profundidad de las nubes de aguas profundas. Los datos de Gemini revelan claramente los claros en las nubes de alto nivel donde es posible echar un vistazo a las nubes de aguas profundas.

Se piensa que los rayos son comunes en un tipo de área turbulenta conocida como regiones filamentosas plegadas, lo que sugiere que se está produciendo convección húmeda en ellas. Los vórtices ciclónicos podrían ser chimeneas de energía interna, ayudando a liberar energía interna a través de la convección, no sucede en todas partes, pero algo acerca de estos ciclones parece facilitar la convección.

 

 

Las imágenes de Juno, así como las misiones anteriores a Júpiter revelaron características oscuras dentro de la Gran Mancha Roja que aparecen, desaparecen y cambian de forma con el tiempo. En las imágenes individuales no estaba claro si estos son causadas ​​por algún material misterioso de color oscuro dentro de la capa de nubes altas, o si en cambio son agujeros en las nubes altas, ventanas en una capa más profunda y oscura debajo. Ahora, con la capacidad de comparar imágenes de luz visible del Hubble con imágenes infrarrojas térmicas de Gemini capturadas con pocas horas de diferencia, es posible responder la pregunta. Las regiones que son oscuras en luz visible son muy brillantes en infrarrojo, lo que indica que, de hecho, son agujeros en la capa de nubes. En las regiones libres de nubes, el calor del interior de Júpiter que se emite en forma de luz infrarroja, bloqueada por nubes de alto nivel, es libre de escapar al espacio y, por lo tanto, aparece brillante en las imágenes de Géminis.

Las imágenes regulares de Júpiter por Hubble y Gemini en apoyo de la misión Juno también están demostrando ser valiosas en los estudios de muchos otros fenómenos climáticos, incluidos los cambios en los patrones del viento, las características de las ondas atmosféricas y la circulación de varios gases en la atmósfera.

 

 

21 de mayo de 2020, esta imagen en color mejorada de la nave espacial Juno de la NASA captura las impresionantes bandas de nubes de las latitudes del sur de Júpiter. Júpiter no solo es el planeta más grande del Sistema Solar, sino que también gira a la velocidad más rápida, completando un día completo en solo 10 horas. Este giro rápido crea fuertes corrientes de chorro, separando las nubes de Júpiter en zonas brillantes y cinturones oscuros que envuelven el planeta.

El científico amateur David Marriott creó esta imagen con datos del instrumento JunoCam. La imagen original fue tomada el 10 de abril de 2020, cuando la nave espacial Juno realizó su 26º sobrevuelo cercano del planeta. En el momento en que se tomó la imagen, Juno estaba a unos 64,000 kilómetros de la cima de las nubes del planeta a una latitud de aproximadamente 58º sur.

 

 

6 de mayo de 2020, los colores vibrantes de Júpiter se vuelven especialmente llamativos en esta interpretación artística de una imagen de la misión Juno de la NASA que muestra la famosa Gran Mancha Roja del planeta. La científica amateur Mary J. Murphy procesó una imagen del instrumento JunoCam de la nave espacial, aumentando la saturación de color para crear una pieza que Murphy llama "La Rosa".

La Gran Mancha Roja es una tormenta en el hemisferio sur de Júpiter con nubes de color carmesí que giran en sentido antihorario a velocidades del viento que superan a las de cualquier tormenta en la Tierra. La Gran Mancha Roja ha cambiado lentamente a lo largo de los años, y actualmente es aproximadamente 1.3 veces más ancha que nuestro planeta. Los datos devueltos por la misión Juno ayudaron a los científicos a determinar que las raíces de la tormenta se extienden al menos 320 kilómetros en la atmósfera de Júpiter. A modo de comparación, un ciclón tropical típico en la Tierra solo se extiende aproximadamente 15 kilómetros desde la parte superior de la tormenta hasta el fondo.

La imagen original de JunoCam se tomó el 20 de julio de 2019 cuando la nave espacial Juno realizó su 21º sobrevuelo cercano de Júpiter. En el momento en que se tomó la imagen, la nave espacial estaba a unos 43,000 kilómetros de la cima de las nubes del planeta a una latitud de aproximadamente 47º sur.

 

 

20 de abril de 2020, la misión Juno capturó estos elaborados chorros atmosféricos en la región de latitud media norte de Júpiter. Esta imagen detallada con color mejorado revela una topografía compleja en las nubes de Júpiter. Si observa de cerca, las nubes "emergentes" relativamente pequeñas, brillantes, que se elevan por encima de las características circundantes, se destacan en la parte superior y los bordes de los patrones de remolinos, mientras que las áreas más oscuras cercanas revelan una mayor profundidad.

El científico amateur Kevin M. Gill procesó esta imagen de JunoCam, que fue tomada el 10 de abril de 2020, mientras la nave espacial Juno realizaba su 26º sobrevuelo cercano del planeta, en ese caso el 25º perijove con capacidad de obtener ciencia. En el momento en que se tomó la imagen, la nave espacial estaba a unos 8.650 kilómetros de la cima de las nubes de Júpiter a una latitud de unos 50º norte. La nave espacial viajaba alrededor de 204,000 k/h en relación con el planeta en ese momento.

 

 

3 de marzo de 2020, esta vista de la atmósfera de Júpiter desde la nave espacial Juno de la NASA incluye algo notable: dos tormentas atrapadas en el acto de fusión. Los dos óvalos blancos vistos dentro de la banda de color naranja a la izquierda del centro son tormentas anticiclónicas, es decir, tormentas que giran en sentido antihorario. El más grande de los dos óvalos ha sido rastreado durante muchos años, ya que creció en tamaño a través de fusiones con otros óvalos blancos anticiclónicos. JunoCam tuvo la suerte de capturar esta nueva fusión, que generalmente tiene lugar en el transcurso de unos pocos días. El evento interesa a los científicos porque los óvalos se habían acercado unos a otros meses antes, solo para separarse nuevamente.

Esta fusión puede ser el resultado de perturbaciones debido a la proximidad de Oval BA, que es la tormenta más grande justo al norte de los dos óvalos blancos que se fusionan. Oval BA es el segundo vórtice anticiclónico más grande en la atmósfera de Júpiter, solo superado por la famosa Gran Mancha Roja. Durante este paso sobre Júpiter, Juno dio a los científicos sus mejores puntos de vista de Oval BA hasta la fecha.

La científica amateur Tanya Oleksuik creó esta imagen con color mejorado utilizando datos de la cámara JunoCam. La imagen original fue tomada el 26 de diciembre de 2019 cuando la nave espacial Juno realizó su 24º sobrevuelo cercano del planeta. En ese momento, la nave espacial estaba a unos 72.200 kilómetros de la cima de las nubes de Júpiter, a una latitud de unos 60º sur.

 

 

18 de febrero de 2020, de este trío de misiones interplanetarias la ha tocado a la nave Juno ser la que inaugure el año 2020.

El generador de imágenes JunoCam a bordo de la nave espacial Juno de la NASA capturó esta imagen de la región ecuatorial sur de Júpiter el 1 de septiembre de 2017. La imagen está orientada de manera que los polos de Júpiter (no visibles) se desplazan de izquierda a derecha del marco. La misión publica su primer flujo de datos sobre la cantidad de agua en la atmósfera de Júpiter, los primeros hallazgos sobre el agua del gigante gaseoso desde la misión Galileo en 1995.

La misión Juno ha proporcionado sus primeros resultados científicos sobre la cantidad de agua en la atmósfera de Júpiter. Los resultados de Juno estiman que en el ecuador, el agua constituye aproximadamente el 0.25% de las moléculas en la atmósfera de Júpiter, casi tres veces la del Sol. Estos también son los primeros hallazgos sobre la abundancia de agua del gigante gaseoso desde que la misión Galileo sugirió que Júpiter podría estar extremadamente seco en comparación con el Sol (la comparación no se basa en agua líquida sino en la presencia de sus componentes, oxígeno e hidrógeno, presente en el Sol).

Una estimación precisa de la cantidad total de agua en la atmósfera de Júpiter ha estado en las listas de deseos de los científicos planetarios durante décadas: la figura en el gigante gaseoso representa una pieza crítica, que falta en el rompecabezas de la formación de nuestro sistema solar. Júpiter probablemente fue el primer planeta en formarse, y contiene la mayor parte del gas y el polvo que no se incorporó al Sol. Las principales teorías sobre su formación se basan en la cantidad de agua que absorbió el planeta. La abundancia de agua también tiene implicaciones importantes para la meteorología del gigante gaseoso (cómo fluyen las corrientes de viento en Júpiter) y la estructura interna. Si bien los rayos, un fenómeno típicamente alimentado por la humedad, detectado en Júpiter por los Voyager y otras naves espaciales implicaban la presencia de agua, una estimación precisa de la cantidad de agua en las profundidades de la atmósfera de Júpiter seguía siendo esquiva.

Espesas nubes blancas están presentes en esta imagen de JunoCam de la zona ecuatorial de Júpiter. A frecuencias de microondas, estas nubes son transparentes, lo que permite que el radiómetro de microondas de Juno mida el agua en la atmósfera de Júpiter. La imagen fue adquirida durante el sobrevuelo de Juno el 16 de diciembre de 2017.

Antes de que la sonda Galileo dejara de transmitir 57 minutos en su descenso joviano en diciembre de 1995, envió por radio mediciones espectrométricas de la cantidad de agua en la atmósfera del gigante gaseoso hasta una profundidad de aproximadamente 120 kilómetros, donde la presión atmosférica alcanzó aproximadamente 22 bar. Los científicos que trabajan en los datos quedaron consternados al encontrar diez veces menos agua de lo esperado. Aún más sorprendente: la cantidad de agua que midió la sonda Galileo parecía seguir aumentando a la mayor profundidad medida, muy por debajo de donde las teorías sugieren que la atmósfera debería estar bien mezclada. En una atmósfera bien mezclada, el contenido de agua es constante en toda la región y es más probable que represente un promedio global; en otras palabras, es más probable que sea representativo del agua en todo el planeta. Cuando se combina con un mapa infrarrojo obtenido al mismo tiempo por un telescopio terrestre, los resultados sugieren que la misión de la sonda puedo haber sido desafortunada, muestreando un punto meteorológico inusualmente seco y cálido en Júpiter.

"Justo cuando pensamos que tenemos cosas resueltas, Júpiter nos recuerda cuánto aún tenemos que aprender", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno. "El sorprendente descubrimiento de Juno de que la atmósfera no estaba bien mezclada incluso muy por debajo de las nubes es un rompecabezas, que todavía estamos tratando de resolver. Nadie hubiera adivinado que el agua podría ser tan variable en todo el planeta".

El equipo científico de Juno utilizó los datos recopilados durante los primeros ocho sobrevuelos científicos de Júpiter para generar los hallazgos. Inicialmente se concentraron en la región ecuatorial porque la atmósfera allí parece más bien mezclada, incluso en profundidad, que en otras regiones. Desde su posición orbital, el radiómetro pudo recopilar datos a una profundidad mucho mayor en la atmósfera de Júpiter que la sonda Galileo, 150 kilómetros, donde la presión alcanza aproximadamente 33 bares.

"Descubrimos que el agua en el ecuador es mayor de lo que medía la sonda Galileo", dijo Cheng Li, un científico de Juno en la Universidad de California, Berkeley. "Debido a que la región ecuatorial es única en Júpiter, necesitamos comparar estos resultados con la cantidad de agua que hay en otras regiones".

El 24º sobrevuelo científico de Juno a Júpiter ocurrió el 17 de febrero, 25º desde que llegó al planeta. El próximo sobrevuelo científico tendrá lugar el 10 de abril de 2020. "Cada sobrevuelo científico es un evento de descubrimiento", dijo Bolton. "Con Júpiter siempre hay algo nuevo. Juno nos ha enseñado una lección importante: necesitamos acercarnos a un planeta para probar nuestras teorías".

 

 

9 de enero de 2020, ésta secuencia de cuatro imágenes de la nave espacial Juno de la NASA revela las primeras vistas de la región del polo norte de la luna de Júpiter, Ganímedes. Juno es la primera misión en representar directamente esta parte de Ganímedes, que es la luna más grande del sistema solar, incluso más grande que el planeta Mercurio. Ganímedes es también la única luna conocida con su propio campo magnético. Los científicos incluso han encontrado evidencia de un océano subterráneo de agua líquida debajo de su superficie helada.

El científico amateur Gerald Eichstädt creó esta imagen utilizando datos de la cámara JunoCam. Las imágenes fueron adquiridas el 25 de diciembre de 2019, entre las 6:10 y las 7:00 p.m. PST (9:10 y 10 p.m. EST), durante el acercamiento entrante de Juno de su 24º sobrevuelo cercano de Júpiter, el 23º dedicado a ciencia. Las imágenes fueron tomadas cuando Ganímedes estaba a una distancia de 97,680-109,439 kilómetros de la nave espacial mientras volaba.

Con este nuevo perijove dejamos a un Juno de 2019 y nos adentraremos en el nuevo Juno de 2020, el cual seguirá investigando el campo de nubes de Júpiter y aportando nueva ciencia de este coloso del Sistema Solar.
 

 

13 de diciembre de 2019, el polo sur de Júpiter tiene un nuevo ciclón. El descubrimiento de la masiva tempestad joviana ocurrió el 3 de noviembre de 2019, durante el último sobrevuelo de Júpiter por la nave espacial Juno de la NASA. Fue el vuelo número 22º durante el cual la nave espacial con energía solar recolectó datos científicos sobre el gigante gaseoso (23º del total de acercamientos), elevándose a solo 3,500 kilómetros por encima de la cimas de las nubes. El sobrevuelo también marcó una victoria para el equipo de la misión, cuyas medidas innovadoras mantuvieron a la nave espacial con energía solar, salvando de lo que podría haber sido un eclipse que hubiera terminado con la misión.

"La combinación de creatividad y pensamiento analítico nuevamente ha valido la pena para la NASA", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno del Southwest Research Institute en San Antonio. "Nos dimos cuenta de que la órbita iba a llevar a Juno a la sombra de Júpiter, lo que podría tener graves consecuencias porque estamos alimentados por energía solar. Sin luz solar significa que no hay energía, por lo que existía un riesgo real de morir congelados. Mientras el equipo intentaba descubrimos cómo conservar la energía y mantener nuestro núcleo calentado, los ingenieros idearon una forma completamente nueva de salir del problema: saltar la sombra de Júpiter. Era nada menos que un golpe de navegación de genio. puerta del otro lado, hacemos otro descubrimiento fundamental".

Cuando Juno llegó a Júpiter por primera vez en julio de 2016, sus cámaras infrarrojas y de luz visible descubrieron ciclones gigantes que rodeaban los polos del planeta: nueve en el norte y seis en el sur. ¿Eran ellos, como sus hermanos terrenales, un fenómeno transitorio que les tomaba solo unas semanas desarrollarse y luego menguar? ¿O podrían estos ciclones, cada uno casi tan ancho como los Estados Unidos continentales, ser accesorios más permanentes?. Con cada sobrevuelo, los datos refuerzan la idea de que cinco tormentas de viento se arremolinaban en un patrón pentagonal alrededor de una tormenta central en el polo sur y que el sistema parecía estable. Ninguna de las seis tormentas mostró signos de ceder el paso, para permitir que otros ciclones se unieran. "Casi parecía que los ciclones polares eran parte de un club privado que parecía resistir a los nuevos miembros", dijo Bolton.

Luego, durante el 22º pase científico de Juno, un nuevo ciclón más pequeño cobró vida y se unió a la refriega. "Los datos del instrumento Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) de Juno indican que pasamos de un pentágono de ciclones que rodea a uno en el centro a un arreglo hexagonal", dijo Alessandro Mura, co-investigador de Juno en el Instituto Nacional de Astrofísica en Roma. "Esta nueva incorporación es más pequeña en tamaño que sus seis hermanos ciclónicos más establecidos: es aproximadamente del tamaño de Texas. Quizás los datos de JIRAM de futuros sobrevuelos muestren que el ciclón crece al mismo tamaño que sus vecinos".

Al sondear la capa meteorológica de 50 a 70 kilómetros debajo de las nubes de Júpiter, JIRAM captura la luz infrarroja que emerge de las profundidades de Júpiter. Sus datos indican que la velocidad del viento del nuevo ciclón estaba alrededor de 362 Km/h, comparable a la velocidad encontrada en sus seis colegas polares más establecidos. La JunoCam de la nave espacial también obtuvo imágenes de luz visible del nuevo ciclón. Los dos conjuntos de datos arrojan luz sobre los procesos atmosféricos no solo de Júpiter sino también de otros gigantes gaseosos como Saturno, Urano y Neptuno, así como los de exoplanetas gigantes, que ahora se están descubriendo; Incluso arrojan luz sobre los procesos atmosféricos de los ciclones de la Tierra.

"Estos ciclones son fenómenos climáticos nuevos que no se han visto ni predicho antes", dijo Cheng Li, un científico de la Universidad de California, Berkeley. "La naturaleza está revelando una nueva física con respecto a los movimientos de fluidos y cómo funcionan las atmósferas de los planetas gigantes. Estamos comenzando a comprenderlo a través de observaciones y simulaciones por computadora. Los futuros sobrevuelos de Juno nos ayudarán a refinar aún más nuestra comprensión al revelar cómo evolucionan los ciclones con el tiempo".

Por supuesto, el nuevo ciclón nunca se habría descubierto si Juno se hubiera congelado hasta la muerte durante el eclipse, cuando Júpiter se interpuso entre la nave espacial y el calor y los rayos de luz del Sol.

 

8 de noviembre de 2019, Juno capturó esta mirada asombrosamente detallada de una tormenta ciclónica en la atmósfera de Júpiter durante su 23º sobrevuelo cercano del planeta (también conocido como "perijove 23").

Juno observó este vórtice en una región de Júpiter llamada "cinturón templado norte norte norte norte", o NNNNTB, una de las muchas bandas de nubes persistentes del planeta gigante gaseoso. Estas bandas están formadas por los vientos predominantes en diferentes latitudes. El vórtice visto aquí tiene aproximadamente 2,000 kilómetros de ancho. Júpiter está compuesto principalmente de hidrógeno y helio, pero parte del color en sus nubes puede provenir de columnas de gases que contienen azufre y fósforo que se elevan desde el interior más cálido del planeta.

El científico amateur Kevin M. Gill creó esta imagen utilizando datos del generador de imágenes JunoCam de la nave espacial. Fue tomada el 3 de noviembre de 2019, en ese momento, la nave espacial estaba a unos 8.500 kilómetros de la cima de las nubes de Júpiter por encima de una latitud de aproximadamente 49º.

Semanas antes, Juno capturó patrones coloridos e intrincados en una región de chorro de corriente del hemisferio norte de Júpiter conocida como "Jet N3". Las nubes de Júpiter no forman una superficie simple y plana. Los datos de Juno ayudaron a los científicos a descubrir que las bandas giratorias en la atmósfera se extienden profundamente en el planeta, a una profundidad de aproximadamente 3,000 kilómetros. En el centro a la derecha, un parche de nubes brillantes y emergentes de gran altitud se eleva sobre la atmósfera circundante.

En el momento en que se tomó la imagen, la nave espacial estaba a unos 9,700 kilómetros de la parte superior de las nubes, a una latitud de 39º norte.

 

1 de octubre de 2019, la misión Juno a Júpiter ejecutó con éxito una maniobra de corrección orbital de 10.5 horas, extraordinariamente larga para los estándares de las efectuadas hasta la fecha. El objetivo de la ignición, como se le conoce, mantendrá a la nave espacial alimentada con energía solar fuera de lo que habría sido una sombra de Júpiter, que hubiera terminado con la misión durante su próximo sobrevuelo cercano del planeta el 3 de noviembre próximo.

Juno comenzó la maniobra ayer, el 30 de septiembre y la completó esta misma mañana. Usando los propulsores de control de reacción de la nave espacial, la maniobra de propulsión duró cinco veces más que cualquier uso anterior de ese sistema. Cambió la velocidad orbital de Juno 203 Km/h y consumió alrededor de 73 kilogramos de combustible. Sin esta maniobra, Juno habría pasado 12 horas en tránsito a través de la sombra de Júpiter, tiempo más que suficiente para agotar las baterías de la nave espacial. Sin energía, y con las temperaturas en esa zona del Sistema Solar, Juno probablemente sucumbiría al frío y no podría despertarse al salir.

"Con el éxito de esta ignición, estamos en camino de saltar la sombra el 3 de noviembre", dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute en San Antonio. "Saltar sobre la sombra fue una solución increíblemente creativa para lo que parecía una geometría fatal. Los eclipses generalmente no son amigos de las naves espaciales, alimentadas con energía solar. Ahora, en lugar de preocuparme por la muerte por congelación, espero con ansias el próximo descubrimiento científico que Júpiter tiene en la tienda para Juno".

Juno ha estado navegando en el espacio profundo desde 2011. Entró en una órbita inicial de 53 días alrededor de Júpiter el 4 de julio de 2016. Originalmente, la misión planeaba reducir el tamaño de su órbita unos meses más tarde, para disminuir el período entre los sobrevuelos científicos de el gigante gaseoso a cada 14 días. Pero el equipo del proyecto recomendó a la NASA que renunciara a la quema del motor principal, debido a las preocupaciones sobre el sistema de suministro de combustible de la nave espacial. La órbita de 53 días de Juno proporciona toda la ciencia según lo planeado originalmente; solo lleva más tiempo hacerlo. La vida más larga de la nave espacial en Júpiter es lo que llevó a la necesidad de evitar la sombra del gigante gaseoso.

"La planificación de la misión previa al lanzamiento no preveía un eclipse prolongado que hundiría nuestra nave espacial con energía solar en la oscuridad", dijo Ed Hirst, gerente del proyecto Juno en la JPL. "Que podamos planificar y ejecutar la maniobra necesaria mientras operamos en la órbita de Júpiter es un testimonio del ingenio y la habilidad de nuestro equipo, junto con la extraordinaria capacidad y versatilidad de nuestra nave espacial".

Sin la mencionada corrección el Sol (punto amarillo de la ilustración) hubiera quedado tapado por el propio Júpiter, y por lo tanto Juno no hubiera podido recargar sus baterías. 

 

18 de septiembre de 2019, nuevas imágenes de la nave espacial Juno de la NASA muestran una sombra etérea proyectada por la luna volcánica Io de Júpiter sobre las nubes de los remolinos del planeta.

El generador de imágenes JunoCam capturó vistas de la sombra distintiva de Io en Júpiter durante su paso más reciente cerca del planeta gigante, y expertos analistas de imágenes aficionados se pusieron a trabajar de inmediato para procesar los datos en representaciones deslumbrantes que muestran un círculo negro en medio de las nubes agitadas de Júpiter. Juno detectó el eclipse durante un encuentro del 12 de septiembre cerca de Júpiter, el vigésimo segundo sobrevuelo desde que llegó a la órbita alrededor del planeta más grande del Sistema Solar el 4 de julio de 2016. La nave espacial lleva instrumentos para estudiar la estructura interna y el clima de Júpiter, junto con sensores para medir y mapear el fuerte campo magnético y la gravedad del planeta.

Io es el objeto con mayor actividad volcánica en el Sistema Solar. Los científicos han encontrado cientos de volcanes en Io, muchos de ellos lanzando fuentes de lava y gas a cientos de kilómetros sobre la superficie de la luna.

La nave espacial Juno está dando vueltas alrededor de Júpiter en una órbita elíptica de 53 días, con un punto bajo ubicado a aproximadamente 3,400 kilómetros sobre las cimas de las nubes del planeta. Los datos de Juno indican que Júpiter tiene un núcleo difuso y mal definido que es mucho más grande de lo previsto. El descubrimiento ha llevado a los científicos a sugerir una antigua colisión entre un joven Júpiter y otro protoplaneta gigante que podría explicar el centro borroso de Júpiter.

La NASA aprobó la misión de Juno para continuar hasta julio de 2021, pero el vehículo seguir operando más adelante en la década de 2020. Juno está listo para una revisión de extensión de misión en 2020.

Originalmente se suponía que Juno maniobraría en una órbita más baja de 14 días alrededor de Júpiter después de llegar al planeta en 2016. Pero un problema con el motor principal de la nave impidió que ocurriera el cambio de órbita. La órbita más larga de 53 días requiere más tiempo para que Juno obtenga los datos científicos requeridos por la misión. La misión de Juno originalmente estaba programada para finalizar en 2018 con una caída destructiva controlada en la atmósfera de Júpiter. Uno de los beneficios de la órbita más larga de 53 días es que Juno recibe una dosis de radiación más baja, lo que alivia algunas de las preocupaciones sobre el daño de la radiación en la electrónica de la nave espacial.

En su órbita actual, la nave espacial Juno pasaría a través de la sombra de Júpiter en noviembre, robando al orbitador de la luz solar para sus paneles solares generadores de energía. Los equipos terrestres planean usar los propulsores del sistema de control de reacción de la nave espacial el 30 de septiembre para ajustar ligeramente su trayectoria alrededor de Júpiter para evitar el eclipse.

 

12 de septiembre de 2019, cuando se ha producido el 22º perijove de la nave Juno sobre las nubes de Júpiter, los científicos siguen analizando los datos enviados por el vehículo desde hace años. Una de las facetas más significativas de este planeta es su Gran Mancha Roja, por lo tanto muchos de los estudios inciden sobre esta característica.

La icónica Gran Mancha Roja de Júpiter es una tormenta de 16,000 kilómetros de ancho que ha estado furiosa desde al menos desde el siglo XIX, y posiblemente durante más de 350 años. Las observaciones con la nave espacial Juno de la NASA indicaron previamente que la extensión vertical de la Gran Mancha Roja es de más de 200 kilómetros, lo que es consistente con una característica de tormenta que se desarrolla en lo profundo de la atmósfera de Júpiter. Desde que la nave espacial Voyager de la NASA visitó Júpiter en 1979, la Gran Mancha Roja se ha reducido desde aproximadamente el tamaño de 1.8 Tierras hasta el tamaño de  1.3 Tierras en la actualidad.

La nave espacial Juno de la NASA ha captado imágenes de la Gran Mancha Roja en numerosas ocasiones, proporcionando información única sobre los detalles de cómo la Gran Mancha Roja cambia dinámicamente mientras se reduce. Este montaje incluye cinco mosaicos proyectados en el mapa de la tormenta gigante, procesados ​​a partir de imágenes obtenidas por el generador de imágenes JunoCam durante varias órbitas entre julio de 2017 y julio de 2019. Los mosaicos muestran cómo la Gran Mancha Roja y las áreas cercanas han cambiado a lo largo de la misión.

¿La Gran Mancha Roja continuará reduciéndose? Solo el tiempo lo dirá, pero a medida que estudiamos la atmósfera de Júpiter, aprendemos más sobre cómo funcionan los sistemas climáticos, tanto en planetas gigantes como Júpiter y Saturno como también en nuestro propio hogar, la Tierra.