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Una nueva investigación sugiere que las violentas tormentas eléctricas que tienen lugar en la atmósfera de Júpiter pueden formar granizo rico en amoníaco, que juegan un papel clave en la dinámica atmosférica del planeta, según publican en la revista 'JGR planets'.
Esta teoría, desarrollada utilizando datos del radiómetro de microondas de Juno, se describe en dos publicaciones dirigidas por un investigador del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS), en el Laboratoire Lagrange, con el apoyo del Centro Nacional de Estudios Espaciales (CNES), de Francia.
El agua es una sustancia clave en la meteorología de los planetas y se cree que juega un papel clave en su formación. Las tormentas terrestres son impulsadas por la dinámica del agua creando tormentas eléctricas que se cree que están conectadas a regiones donde coexisten múltiples fases de agua (sólido, líquido y gaseoso).
Como en la Tierra, el agua de Júpiter se mueve por tormentas eléctricas. Se cree que se forman dentro de la atmósfera profunda del planeta, a unos 50 km por debajo de las nubes visibles, donde la temperatura es cercana a 0ºC. Cuando estas tormentas son lo suficientemente potentes, transportan cristales de hielo de agua a la atmósfera superior.
En el primer artículo, los investigadores de Estados Unidos y del Laboratoire Lagrange sugieren que cuando estos cristales interactúan con el amoníaco gaseoso, el amoníaco actúa como anticongelante y convierte el hielo en líquido.
En Júpiter como en la Tierra, una mezcla de 2/3 de agua y 1/3 de gas de amoníaco permanecerá líquida hasta una temperatura de -100ºC. Los cristales de hielo que se han elevado a la atmósfera de Júpiter son derretidos por el gas de amoníaco, formando un líquido de agua y amoníaco, y se convierten en las semillas de las piedras de granizo exóticas de amoníaco, denominadas 'bolas de champiñón' por los investigadores.
Estas bolas son más pesadas y luego caen más profundamente en la atmósfera hasta que alcanzan un punto donde se evaporan. Este mecanismo arrastra el amoníaco y el agua a niveles profundos en la atmósfera del planeta.
Las mediciones de Juno descubrieron que, si bien el amoníaco es abundante cerca del ecuador de Júpiter, es muy variable y generalmente se agota en otras partes a presiones muy profundas. Antes de Juno, los científicos vieron evidencia de que partes de la atmósfera de Júpiter se agotaron en amoníaco a profundidades relativamente bajas, pero esto nunca se había explicado.
Para explicar el descubrimiento de Juno de la variabilidad profunda del amoníaco en la mayor parte de Júpiter, los investigadores desarrollaron un modelo de mezcla atmosférica que se presenta en un segundo artículo.
Aquí muestran que la presencia de tormentas eléctricas y la formación de hongos de agua y amoníaco secan la atmósfera profunda de su amoníaco y explican las variaciones observadas por Juno en función de la latitud. La NASA lo explica en el siguiente vídeo.
En un tercer artículo, los investigadores informan observaciones de los rayos Jovian por una de las cámaras de Juno. Los pequeños destellos aparecen como puntos brillantes en las cimas de las nubes, con tamaños proporcionales a su profundidad en la atmósfera de Júpiter.
A diferencia de las misiones anteriores que solo habían observado relámpagos desde regiones profundas, la proximidad de Juno al planeta le permitió detectar destellos más pequeños y menos profundos. Estos flashes provienen de regiones donde las temperaturas están por debajo de -66ºC y donde el agua sola no se puede encontrar en estado líquido.
Sin embargo, se cree que la presencia de un líquido es crucial para el proceso de generación de rayos. La detección de Juno de tormentas de "relámpagos poco profundos" en las altitudes donde se puede crear agua de amoníaco líquido es un soporte de observación de que el mecanismo de la bola de hongo puede estar funcionando en la atmósfera de Júpiter.
Comprender la meteorología de Júpiter y de otros planetas gigantes aún inexplorados como Urano y Neptuno debería permitirnos comprender mejor el comportamiento de los exoplanetas gigantes de gas fuera de nuestro propio Sistema Solar.