Una interrogante ha intrigado a los astrónomos por varios años: ¿existe agua en las profundidades de la atmósfera de Júpiter? Y sí es así, ¿cuánto?

Gordon L. Bjoraker, un astrofísico en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, informó recientemente sus hallazgos.

Al mirar desde telescopios terrestres a longitudes de onda sensibles a la radiación térmica que se filtra desde las profundidades de la tormenta persistente de Júpiter, la Gran Mancha Roja, detectaron las firmas químicas del agua sobre las nubes más profundas del planeta.

La presión del agua, concluyeron los investigadores, combinada con sus mediciones de otro gas portador de oxígeno, el monóxido de carbono, implica que Júpiter tiene de 2 a 9 veces más oxígeno que el Sol. Este hallazgo respalda modelos teóricos y de simulación computarizada que han pronosticado agua abundante (H 2 O) en Júpiter hecha de oxígeno (O) unida al hidrógeno molecular (H 2).

La revelación fue conmovedora dado que el experimento del equipo podría haber fallado fácilmente. La Gran Mancha Roja está llena de densas nubes, lo que dificulta la salida de la energía electromagnética y enseña a los astrónomos cualquier cosa sobre la química interna.

Bjoraker dijo en un comunicado:

Resulta que no son tan gruesas que bloquean nuestra capacidad de ver profundamente. Esa ha sido una agradable sorpresa”.

La nueva tecnología espectroscópica y la pura curiosidad le dieron al equipo un impulso para espiar en lo más profundo de Júpiter, que tiene una atmósfera a miles de kilómetros de profundidad.

Los datos recopilados por Bjoraker y su equipo complementarán la información que la nave espacial Juno de la NASA está recolectando mientras circula alrededor del planeta de norte a sur una vez cada 53 días.

Entre otras cosas, Juno está buscando agua con su propio espectrómetro infrarrojo y con un radiómetro de microondas que puede sondear más profundo de lo que nadie ha visto: hasta 100 bares, o 100 veces la presión atmosférica en la superficie de la Tierra.

Si Juno arroja resultados de agua similares, respaldando así la técnica basada en tierra de Bjoraker, podría abrir una nueva ventana para resolver el problema del agua, dijo Amy Simon, una experta en atmósferas planetarias de Goddard.

Simon dijo:

Si funciona, entonces tal vez podamos aplicarlo en otro lugar, como Saturno, Urano o Neptuno, donde no tenemos un Juno”.

Juno es la última nave espacial encargada de encontrar agua, probablemente en forma de gas, en este gigantesco planeta gaseoso.

El agua es una molécula importante y abundante en nuestro sistema solar. Engendró vida en la Tierra y ahora lubrica muchos de sus procesos más esenciales, incluido el clima. También es un factor crítico en el clima turbulento de Júpiter y en determinar si el planeta tiene un núcleo hecho de roca y hielo.

Se cree que Júpiter es el primer planeta que se formó mediante el desvío de los elementos que quedaron de la formación del Sol cuando nuestra estrella se fusionó de una nebulosa amorfa en una bola ardiente de gases que vemos hoy. Una teoría ampliamente aceptada hasta hace varias décadas era que Júpiter era idéntico en composición al Sol; una bola de hidrógeno con un toque de helio, todo gas, sin núcleo.

Pero aumenta la evidencia de que Júpiter tiene un núcleo, posiblemente 10 veces la masa de la Tierra. La nave espacial que previamente visitó el planeta encontró evidencia química de que formó un núcleo de roca y hielo de agua antes de mezclarse con los gases de la nebulosa solar para formar su atmósfera. La forma en que la gravedad de Júpiter tira de Juno también respalda esta teoría. Incluso hay relámpagos y truenos en el planeta, fenómenos alimentados por la humedad.

Detección de agua en Júpiter

En su búsqueda de agua, Bjoraker y su equipo utilizaron datos de radiación recogidos desde la cima del Maunakea en Hawai en 2017. Se basaron en el telescopio infrarrojo más sensible en la Tierra en el Observatorio WM Keck, y también en un nuevo instrumento que puede detectar una una gama más amplia de gases en la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA.

La idea era analizar la energía lumínica emitida a través de las nubes de Júpiter para identificar las altitudes de sus capas de nubes. Esto ayudaría a los científicos a determinar la temperatura y otras condiciones que influyen en los tipos de gases que pueden sobrevivir en esas regiones.

Los expertos en atmósfera planetaria esperan que haya tres capas de nubes en Júpiter: una capa inferior hecha de agua helada y agua líquida, una capa intermedia hecha de amoníaco y azufre, y una capa superior hecha de amoníaco.

Para confirmar esto a través de observaciones en tierra, el equipo de Bjoraker observó las longitudes de onda en el rango infrarrojo de la luz donde la mayoría de los gases no absorben el calor, permitiendo que las firmas químicas se filtren. Específicamente, analizaron los patrones de absorción de una forma de gas metano. Debido a que Júpiter está demasiado caliente para que el metano se congele, su abundancia no debería cambiar de un lugar a otro en el planeta.

El equipo de Bjoraker encontró evidencia de las tres capas de nubes en la Gran Mancha Roja, apoyando modelos anteriores. La capa de nubes más profunda está en 5 bares, concluyó el equipo, justo donde la temperatura alcanza el punto de congelación del agua, dijo Bjoraker.

Así que digo que es muy probable que encontremos una nube de agua”.

La ubicación de la nube de agua, más la cantidad de monóxido de carbono que los investigadores identificaron en Júpiter, confirma que Júpiter es rico en oxígeno y, por lo tanto, en agua.

La técnica de Bjoraker ahora necesita ser probada en otras partes de Júpiter para tener una idea completa de la abundancia global de agua, y sus datos cuadran con los hallazgos de Juno.

El estudio científico ha sido publicado en The Astronomical Journal.

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