Juno: sorpresas en los primeros resultados científicos

Desde su atmósfera dinámica hasta sus profundidades ocultas, Juno revela a Júpiter como nunca antes.

Concepción artística de Juno en órbita alrededor de Júpiter.
NASA

Olvida lo que creías saber sobre Júpiter. Los primeros resultados científicos provienen de la nave espacial Juno de la NASA, actualmente en órbita alrededor de Jove. Los hallazgos fueron publicados hoy en las Cartas de Investigación Científica y Geofísica de esta semana, junto con una salva de comunicados de prensa.

Para empezar, había una secuencia de auroras de Júpiter sorprendente, nunca antes vista, capturada por el Espectrógrafo Ultravioleta de Juno. El "cometa" de cola larga a la izquierda es la huella de una conexión electromagnética a la luna Io:

La órbita de Juno lo lleva alrededor de Júpiter una vez cada 53 días, desde un perijove de 2, 500 millas (4, 000 km) por encima de las nubes de Jovian, hasta una altura de 8 millones de kilómetros (5 millones de millas) más allá de la órbita de Calisto. Los planes originales requerían que Juno entrara en una órbita más estrecha de 14 días alrededor de Júpiter, pero la NASA decidió mantener a Juno en su órbita de captura inicial actual después de que apareciera una anomalía en el motor de la válvula de helio durante una quemadura de corrección de curso en octubre pasado. Juno completará ocho órbitas más planificadas y se le otorgó un breve aplazamiento ya que su disposición final a través de la entrada atmosférica no ocurrirá hasta julio de 2018.

Comparación de gigantes gaseosos

Ha sido un viaje emocionante, ya que Juno escanea a Júpiter en detalle de polo a polo una vez cada pase en una fase científica de seis horas. Juno completó su sexto pase de perijove a principios de esta semana. Sin embargo, a diferencia de lo que Cassini está viendo en sus órbitas Grand Finale alrededor de Saturno, los polos de Júpiter son caóticos y complejos.

La rápida y cambiante visión de Juno al pasar de un polo de Júpiter a otro a través del perijove el 19 de mayo.
NASA / MSSS / SwRI / Gerald Eichstädt / Seán Doran

"Sabíamos, al entrar, que Júpiter que Júpiter nos arrojaría algunas curvas", dice Scott Bolton (Southwest Research Institute) en un comunicado de prensa de la NASA. "Pero ahora que estamos aquí, descubrimos que Júpiter puede arrojar el calor, así como nudillos y deslizadores. Hay tantas cosas aquí que no esperábamos, que tenemos que dar un paso atrás y comenzar a repensar de esto como un nuevo Júpiter ".

Un remolino blanco capturado por Juno el 2 de febrero.
NASA / MSSS / JPL / SwRI / Bjorn Jonsson

Hasta el momento, Juno ha ofrecido vistas incomparables de los polos de Júpiter, revelando festones de nubes complejas y enigmáticos óvalos blancos y ciclones del tamaño de la Tierra. El pionero 11 en 1974 y el sobrevuelo de Ulises a Júpiter en 1992 proporcionaron las únicas otras vistas polares de Júpiter, y estas fueron desde distancias mucho mayores.

Aquí hay un resumen destacado de los primeros hallazgos científicos de Juno en Júpiter:

Un video de rotación de disco completo de Júpiter en el infrarrojo capturado por el instrumento JIRAM de Juno.
NASA / JEP Connerney et al / Ciencia

Atmósfera: el sonido del instrumento del Radiómetro de Microondas de Juno apunta hacia un ciclo robusto de las nubes de amoníaco que envuelven el planeta y un ciclo climático a base de amoníaco que se extiende muy por debajo de las nubes. Esta corriente de amoníaco es evidente corriendo alrededor del cinturón ecuatorial de Júpiter: Júpiter gira una vez cada 10 horas, el giro más rápido de cualquier planeta en el sistema solar, pero Juno ve que este cinturón de amoníaco se extiende más profundo de lo esperado, a una profundidad de al menos 300 km. De hecho, el penacho principal rico en amoníaco cerca del Cinturón Ecuatorial del Norte se asemeja a una versión más grande de la circulación de la Célula Hadley vista en las regiones ecuatoriales de la Tierra.

¿Qué impulsa las tormentas que se arremolina cerca de los polos de Júpiter y por qué el polo norte del planeta difiere dramáticamente del sur? "Estamos cuestionando si este es un sistema dinámico", dice Bolton en un reciente comunicado de prensa. "¿Estamos viendo solo una etapa, y durante el próximo año, vamos a verla desaparecer, o esta es una configuración estable y estas tormentas circulan una alrededor de la otra?"

¿Un posible libro de texto "rebanada de Júpiter" para revisión? La capa meteorológica superior, frente a un posible núcleo rocoso profundo.
NASA / JPL / SwRI

Campo gravitacional: la órbita de Juno lo convierte en una plataforma ideal para sondear la extensión del campo gravitacional de Júpiter, lo que brinda a los científicos la oportunidad de comprender la estructura interior del planeta. Al rastrear cuidadosamente el movimiento de Juno, los ingenieros en la Tierra pueden detectar pequeños cambios en la fuerza atractiva del planeta en la nave espacial.

Los modelos anteriores presentaban marcadas demarcaciones entre las capas de transición, con quizás un núcleo de hidrógeno líquido metálico que envuelve una extraña zona de alta presión de precipitación de helio. Los hallazgos preliminares de Juno, sin embargo, desafían esta afirmación y sugieren, en cambio, un núcleo "difuso" grande pero indistinto diluido con capas que se entremezclan. Comprender si Júpiter tiene o no un núcleo sólido es un misterio clave en la formación planetaria.

El gran campo magnético de Júpiter de norte a sur. La línea negra representa la pista en Júpiter directamente debajo de la nave espacial durante uno de sus pasos de perijove.
NASA / MSSS / SwRI / Caltech

Finalmente, Juno entregó otra sorpresa. El campo magnético de Júpiter no solo es casi el doble de lo esperado en los puntos, sino que no es uniforme. Estos resultados provienen del magnetómetro y el radiómetro de microondas de Juno. Específicamente, la intensidad de campo alcanza picos cercanos a 8 a 9 gauss, casi el doble de los 5 gauss esperados. El campo magnético de la Tierra es un miserable de 0.3 a 0.7 gauss: en comparación, un imán de refrigerador típico tiene un campo de aproximadamente 50 gauss, poderoso en distancias cortas. Juno también registró variaciones en el mapa del campo magnético que rodea a Júpiter hasta 2 gauss. Esto sugiere fuertemente que la dinamo que genera el campo es relativamente poco profunda, en lugar del motor profundamente arraigado que impulsa el campo magnético que emana del núcleo de la Tierra.

Un acercamiento a lo largo del terminador de Júpiter del 27 de marzo, que muestra la función "Espectro STB" (la raya azul, la mitad derecha de la imagen).
NASA / MSSS / Caltech / SwRI / Roman Tkachenko

Radiación: la misión ha proporcionado otra ventaja única, con espectaculares primeros planos de auroras sobre ambos polos de Júpiter. La aurora joviana ha sido vista por el telescopio espacial Hubble en órbita alrededor de la Tierra, y Juno ahora los ha descrito de cerca, junto con la huella del poderoso tubo de flujo Io que se extiende desde la luna más interna de Galilea. JunoCam y Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) son los instrumentos principales que monitorean la aurora joviana.

Hasta ahora, Juno ha navegado a través del intenso campo de radiación que rodea a Júpiter relativamente indemne. El autobús principal de la nave espacial está protegido dentro de una resistente carcasa de titanio.

Juno es la primera misión del sistema solar exterior alimentada por tres paneles solares en lugar de un generador alimentado con plutonio. Y esos paneles son enormes, cada uno de 29½ pies (9 metros) de largo. Los ingenieros notaron "manchas de luz" viajando a través del campo de visión de la cámara estelar de navegación de Juno, que se remonta a los impactos de micrometeoroides a lo largo de sus tres enormes paneles solares. Al igual que con LISA Pathfinder, los investigadores pronto se dieron cuenta de que Juno también puede servir como un detector de micrometeoroides, el más grande jamás volado.

Pero eso no es todo lo que vieron los rastreadores de estrellas. Contemple el sistema de anillos jovianos visto, por primera vez, desde la perspectiva del planeta:

La primera vista de los tenues anillos de Júpiter, mirando de adentro hacia afuera. Capturado por la Unidad de Referencia Estelar SRU-1 de Juno, los observadores notarán el asterismo del Cinturón de Orión (abajo a la derecha) y la brillante estrella Betelgeuse (justo encima del anillo).
NASA / MSSS / Caltech / SwRI

Seguramente vendrá más ciencia, ya que los investigadores analizan los datos de Juno. Nos queda poco más de un año para esta emocionante misión de desentrañar los secretos del planeta más grande del sistema solar.