Los astrónomos de UC Berkeley usaron el enorme W.M. Los científicos aún no están seguros de por qué las manchas se han vuelto rojas, pero creen que podría ser que extraen material más oscuro de las profundidades de la atmósfera del planeta; Cuando se expone a la luz ultravioleta del Sol, este material se vuelve rojo.
Los astrónomos de la Universidad de California, Berkeley, y el Observatorio WM Keck en Hawai el mes pasado tomaron imágenes de alta resolución en el infrarrojo cercano de la Gran Mancha Roja, una tormenta persistente y de alta presión en Júpiter, como una tormenta emergente, Red Spot Jr ., impulsado por él en su carrera alrededor del planeta.
La imagen, que también muestra la luna Io de Júpiter, fue tomada el 20 de julio, hora de Hawái (21 de julio, hora universal) por el telescopio Keck II en Mauna Kea usando óptica adaptativa para enfocar la imagen.
Los puntos son de interés para los astrónomos porque Red Spot Jr. se formó a partir de la fusión de tres puntos blancos solo recientemente, entre 1998 y 2000, y en diciembre de 2005 se volvió rojo como el Gran Punto Rojo mucho más antiguo. Si bien la nueva mancha roja es aproximadamente del tamaño de la Tierra, la Gran Mancha Roja tiene casi el doble de ese diámetro y ha estado dando vueltas alrededor del planeta durante al menos 342 años.
Las imágenes capturadas por la cámara de infrarrojo cercano de segunda generación (NIRC2) en Keck II muestran que, aunque los dos puntos rojos son aproximadamente del mismo color cuando se ven en longitudes de onda visibles, difieren notablemente en las longitudes de onda infrarrojas. Cuando los astrónomos vieron el planeta a través de un filtro de banda estrecha centrado en la longitud de onda del infrarrojo cercano de 1,58 micras, Red Spot Jr., que se llamaba Oval BA antes de que cambiara de blanco a rojo, era mucho más oscuro, lo que indicaba que la parte superior de las nubes de tormenta pueden ser más bajas que las de la Gran Mancha Roja. Con más atmósfera por encima de las nubes, las moléculas como el metano absorben más luz infrarroja.
"Red Spot Jr. no es tan alto como la Gran Mancha Roja, o simplemente no es tan reflexivo, es decir, tan denso", dijo el astrónomo principal Imke de Pater, profesor de astronomía en UC Berkeley. "Estas imágenes pondrán algunas restricciones en la altitud de Red Spot Jr."
Se cree que la Gran Mancha Roja se eleva a unos 8 kilómetros (5 millas) sobre la cubierta de nubes circundante. El hecho de que Red Spot Jr. se haya vuelto rojo puede indicar que sus nubes de tormenta giratorias también se están elevando, aunque aparentemente no son tan altas como las de su compañero más grande, o las nubes son más delgadas.
Por qué las manchas son rojas es un tema de gran debate. Algunas personas piensan que los vientos huracanados en la Gran Mancha Roja, que pueden alcanzar las 400 millas por hora, extraen material de las profundidades de la atmósfera del planeta que, cuando se expone a la luz solar ultravioleta, se vuelve rojo. Un candidato es el gas fosfina, PH3, que se ha detectado en Júpiter. La luz ultravioleta podría catalizar su conversión a fósforo rojo, P4, según una de las principales teorías. Otras teorías más complicadas hacen que la fosfina interactúe en la atmósfera con productos químicos como el metano o el amoníaco para formar compuestos complejos como el metilfosfano o el fosfaetino.
Sin embargo, estudios recientes sugieren que el color rojo también puede atribuirse a alótropos de azufre, es decir, diferentes configuraciones moleculares, incluidas cadenas y anillos, de azufre puro (S3-S20). El nuevo trabajo plantea la hipótesis de que las partículas de hidrosulfuro de amonio se transportan hacia arriba en la Gran Mancha Roja y se descomponen por la luz ultravioleta. Las reacciones químicas posteriores finalmente conducen a alótropos de azufre de cadena larga, que pueden variar en color de rojo a amarillo.
"El jurado aún no conoce los procesos exactos que conducen a la coloración roja de la Gran Mancha Roja - y Oval BA", dijo de Pater en la edición de agosto de 2006 de la revista Sky & Telescope.
Christopher Go, un astrónomo aficionado que notó por primera vez el cambio de color de Red Spot Jr., se unió al equipo de De Pater a principios de este año. Señaló que durante el encuentro cercano entre los dos puntos, Red Spot Jr. fue aplastado ligeramente, estirándose en su dirección de movimiento. Lo mismo sucedió en 2002 y 2004 cuando la Gran Mancha Roja y la Mancha Roja Jr. se cruzaron, aunque Junior era blanco.
La Gran Mancha Roja gira hacia el oeste, opuesta a la rotación hacia el este del planeta. Debido a que las bandas alternas en la superficie joviana se mueven en direcciones opuestas, el Red Spot Jr. adyacente se mueve hacia el este. El planeta gira aproximadamente una vez cada 10 horas.
Otro de los colegas de De Pater, el profesor de ingeniería mecánica de UC Berkeley Philip Marcus, predijo hace varios años que el clima de Júpiter estaba cambiando, debido a la desaparición de las tormentas ciclónicas o manchas dentro de las bandas. La formación de Red Spot Jr. a partir de tres tormentas más pequeñas es un ejemplo de esto. Argumentó que la mezcla de la atmósfera con estos ciclones mantiene la temperatura aproximadamente igual en todo el planeta, por lo que la pérdida de esta mezcla hará que el ecuador se caliente y los polos se enfríen.
A principios de este año, el 16 de abril, de Pater y su equipo tomaron fotos del planeta con luz infrarroja cercana, ultravioleta y visible usando el telescopio espacial Hubble para observar más de cerca los dos puntos rojos. Las observaciones con el Telescopio Keck fueron un estudio de seguimiento para tratar de medir las velocidades de los vientos que se arremolinan en los puntos. Sin embargo, el brillo y el tamaño de Júpiter confundieron el sistema de óptica adaptativa (AO), lo que obligó a los astrónomos a perder algunas buenas tomas del planeta a medida que la estrella guía se posicionó de manera óptima en relación con Júpiter.
"Esta fue probablemente la observación más desafiante jamás probada con el sistema AO en Keck", dijo De Pater, refiriéndose al uso del sistema de estrella guía láser junto a un objeto tan grande y brillante como Júpiter. La óptica adaptativa puede eliminar el brillo de un objeto causado por el movimiento térmico en la atmósfera, pero para hacerlo bien, el objetivo debe estar cerca de otro objeto brillante que pueda servir de referencia. Para algunas de las imágenes, la luna Io de Júpiter se usó como la "estrella" de referencia. Pero hasta que Io se acercó lo suficiente para esto, se creó una estrella guía láser cerca de Júpiter para cumplir este propósito.
"Este fue nuestro primer intento de usar el láser para obtener imágenes con corrección de AO de la superficie de Júpiter", dijo el Dr. Al Conrad, astrónomo de apoyo en el Observatorio Keck. "La técnica es prometedora y, si la perfeccionamos, nos brindará muchas más oportunidades para observar este objeto fascinante y en constante cambio".
primer plano de las dos manchas rojas de Júpiter a través de un filtro de 5 micras
El equipo, que incluía a Keck observando a los miembros de apoyo Terry Stickel, David le Mignant y Marcos van Dam y el postdoctoral de UC Berkeley Michael Wong, también obtuvo un primer plano de los dos puntos a través de un filtro de banda estrecha centrado en 5 micras, que Muestras de radiación térmica desde las profundidades de la capa de nubes. Ambos puntos parecen oscuros porque las nubes bloquean por completo el calor que emana de las elevaciones más bajas, aunque las regiones estrechas alrededor de los puntos que carecen de nubes muestran una fuga de este calor al espacio.
"Estas imágenes de 5 micras revelan detalles en la opacidad de la nube que no se ve en las otras longitudes de onda y ayudarán a desentrañar la estructura vertical de los puntos", agregó Wong. "Los arcos lisos y estrechos visibles al sur de cada punto probablemente resulten de la interacción entre los puntos y los vientos de alta velocidad que se desvían a su alrededor".
La resolución usando las vistas angosta y ancha de la cámara fue de aproximadamente 0.1 segundos de arco, o solo la mitad de la que se puede obtener en una noche despejada con una visión óptima.
El Observatorio W. Keck opera telescopios gemelos de 10 metros ubicados en la cumbre de Mauna Kea en la isla de Hawai y es administrado por la Asociación de California para la Investigación en Astronomía, una corporación sin fines de lucro cuya junta directiva incluye representantes de Caltech, el Universidad de California y NASA. Para obtener más información, visite http://www.keckobservatory.org.
Fuente original: Comunicado de prensa de UC Berkeley
