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¿Júpiter también tiene anillos? Cómo entender las nuevas imágenes del telescopio James Webb

Quizá sea uno de los planetas mas fascinantes por su composición y estructura y uno de los más fáciles de observar a simple vista debido a su gran brillo
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 -   La primera imagen presentada de James Webb apunta al cúmulo masivo de galaxias J SMACS, el punto más brillante en el centro. NASA, ESA, CSA y STScI

Una vez publicadas las primeras imágenes del universo profundo que nos ha brindado el telescopio espacial James Webb, era solo cuestión de tiempo esperar alguna instantánea de un objeto astronómico más cercano a nosotros. Y que mejor astro que el gigante gaseoso de nuestro sistema solar: el planeta Júpiter.

En estas nuevas imágenes proporcionadas por las agencias espaciales estadounidense (NASA), europea (ESA) y canadiense (CSA), se pueden apreciar detalles como las auroras alrededor de sus polos, sus anillos e incluso minúsculas lunas que orbitan el planeta. Todo ello en una misma instantánea, donde se combinan diferentes tomas captadas por la cámara de infrarrojo cercano NIRcam.

Sin embargo, y antes de comentar estas nuevas imágenes del planeta Júpiter, adentrémonos en este coloso de nuestro sistema solar.

Júpiter, el gigante gaseoso

Quizá sea uno de los planetas mas fascinantes por su composición y estructura y uno de los más fáciles de observar a simple vista debido a su gran brillo, solo superado por la Luna y Venus.

Con una masa equivalente a 318 veces la de nuestro planeta, harían falta 1 321 Tierras para rellenar un volumen igual al de Júpiter. Por esta razón, su densidad media es cuatro veces menor que la de nuestro planeta, lo que sugiere que su composición no es rocosa.

Dada la enorme masa de este coloso, su gravedad superficial es 2,5 veces mayor que en la Tierra, solo superada por la gravedad solar (28 veces la terrestre).

Como dato comparativo, el salto medio de una persona en Júpiter no sobrepasaría los 20 centímetros (frente a los 50 centímetros en la Tierra o los 2,7 metros en la Luna).

Movimientos de rotación y traslación

Júpiter es, además, el planeta con mayor velocidad de rotación del sistema solar, con una duración media de unas 9 horas y 50 minutos.. Es decir, Júpiter rota dos veces y media más rápido que la Tierra.

Por el contrario, su periodo de traslación alrededor del Sol es de unos 11 años. La menor distancia entre Júpiter y nuestro planeta es de unos 588 millones de kilómetros (cuando está en oposición).

Esto implica que si usted observa el planeta Júpiter a simple vista o con su telescopio en una noche despejada, la luz ha tardado unos 35 minutos en recorrer la distancia entre el gigante gaseoso y la Tierra.

Un núcleo de hierro y un océano de hidrógeno

En relación a su estructura interna, Júpiter tiene probablemente un núcleo sólido, formado principalmente por hierro. Alrededor del mismo existiría una capa de hidrógeno sometido a altísimas presiones (constituyendo una nueva fase del hidrógeno, el llamado hidrógeno metálico). Se cree que esta capa altamente conductora es la responsable del enorme campo magnético de Júpiter.

Una capa superior estaría compuesta por hidrógeno líquido –algo similar a un océano, pero con hidrógeno en vez de agua–. A medida que nos alejamos en altura, la presión del hidrógeno es menor y este se transforma en estado gaseoso. Las últimas capas de Júpiter contienen otros elementos gaseosos como el helio.

Esquema representativo de las distintas capas y composición del planeta Júpiter. Chocofrito / Wikimedia Commons, CC BY-SA

La atmósfera de Júpiter está formada principalmente por hidrógeno y helio, así como por otros gases tales como el amoníaco, metano y el vapor de agua.

Dado que el planeta no tiene una superficie sólida como la Tierra, no es posible definir con precisión el comienzo y el final de la atmósfera joviana. A medida que nos adentráramos en la misma, su densidad aumentaría hasta llegar a un estado del hidrógeno totalmente líquido (el océnano anteriormente mencionado).

Un séquito de lunas
Comparativa de los satélites galineanos con la Tierra y la Luna.

Júpiter cuenta además con unos 80 satélites naturales. Los cuatro satélites galileanos (Io, Europa, Ganímedes y Calisto), descubiertos por Galileo Galilei en 1610, son los de mayor masa. Recientes estudios sugieren que el gigante gaseoso podría poseer hasta 600 pequeñas lunas irregulares orbitando el planeta.

La enorme gravedad de Júpiter es capaz de capturar objetos cuyas trayectorias se aproximen lo suficiente a dicho gigante. En este sentido cabe recordar el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 sobre Júpiter en julio de 1994, cuando el primero se fragmentó en 21 trozos que fueron colisionando sobre la superficie del planeta durante unos seis días.

Este evento permitió a los científicos estudiar parte de la composición del cometa, una vez producidos dichos impactos.

Descifrando las nuevas imágenes

Volviendo a las nuevas imágenes de Júpiter tomadas por el telescopio espacial James Webb, en ellas podemos apreciar gran cantidad de detalles no observados anteriormente con tanta precisión.

Conviene señalar que la instantánea que sigue a estas líneas no representa los colores reales de Júpiter (dado que el telescopio James Webb opera en el rango del infrarrojo). Es decir, se trata de imágenes a falso color donde los datos registrados en el infrarrojo se han trasladado al espectro de la luz visible, para tener una interpretación visual de las mismas.

Imagen de campo amplio del planeta Júpiter y dos de sus satélites, Adrastea y Amaltea, registrada por el instrumento NIRcam del telescopio James Webb usando dos filtros diferentes. NASA / ESA / Jupiter ERS Team

¿Qué detalles, entonces, podemos observar en la imagen?

1. Las auroras alrededor de los polos

Ilustración de Júpiter con círculos que representan su campo magnético.
Esquema representativo del campo magnético de Júpiter y la formación de auroras en sus polos. ESA

 

Júpiter tiene un campo magnético muy intenso (14 veces superior al terrestre). Es, de hecho, el mas extenso del Sistema Solar después del campo magnético del Sol (heliosfera).

El campo magnético de Júpiter atrapa las partículas cargadas del Sol y las dirige hacia las regiones polares (así se producen extraordinarias auroras), en un fenómeno equivalente a las auroras boreales y australes en la Tierra.

2. Una atmósfera tormentosa y la Gran Mancha Roja

Instantánea de la Gran Mancha Roja de Júpiter registrada por el telescopio espacial James Webb y mostrada de un intenso color blanco brillante. NASA / ESA / Jupiter ERS Team

Las regiones brillantes de la nueva imagen de Júpiter (tanto las manchas como las rayas de color blanco intenso) representan probablemente nubes tormentosas a gran altitud reflejando gran cantidad de luz solar. Por el contrario, las bandas oscuras muestran regiones con poca nubosidad.

Podemos apreciar que la mayoría de estas regiones blancas se concentran en el ecuador y en la Gran Mancha Roja (una enorme tormenta del tamaño de la Tierra con vientos de hasta 400 kilómetros por hora).

3. Los anillos de Júpiter

Ilustración del sistema de anillos del planeta Júpiter (anillos principal, halo y difusos). NASA / JPL / Cornell University

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

No solo el planeta Saturno posee un sistema de anillos a su alrededor (aunque quizá sean los más conocidos): Júpiter también tiene su propio sistema de anillos.

Sin embargo, su espesor óptico es tan pequeño que solo han podido ser observados mediante las sondas espaciales Voyager 1 y 2 y Galileo.

En las nuevas imágenes de Júpiter se puede apreciar claramente su sistema de anillos.

4. Los satélites Adrastea y Amaltea

El telescopio James Webb ha registrado también dos de los satélites más cercanos (y a la vez, más pequeños) de Júpiter: Adrastea (el punto de luz muy tenue en el borde de los anillos) y Amaltea (el punto brillante en el extremo izquierdo de la imagen).

Ambos forman parte de los satélites interiores de Júpiter.

Un precedente para estudiar planetas extrasolares

Toda esta información sobre Júpiter ha sido posible gracias a la gran capacidad del James Webb para registrar imágenes en el infrarrojo.

En este sentido, se espera que este telescopio permita estudiar con detalle los exoplanetas o planetas extrasolares (debido a su emisión infrarroja).

¿Por qué tiene importancia este estudio preliminar de nuestro gigante gaseoso? Una de las posibles respuestas sería que de los 5 000 exoplanetas descubiertos en la actualidad, unos 1 500 serían planetas similares a Júpiter.

Pero mientras estos esperados resultados llegan, disfrutemos de estas nuevas y espectaculares imágenes de nuestro vecino Júpiter. Al menos, con el mismo entusiasmo y admiración con el que Galileo abrió, cuatro siglos antes, una nueva etapa en la observación astronómica.The Conversation

Oscar del Barco Novillo, Profesor asociado en el área de Óptica, Universidad de Murcia

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.