El fenómeno del rayo conocido como sprite representado en Júpiter en esta ilustración. La atmósfera rica en hidrógeno de Júpiter probablemente los haría parecer azules. En la atmósfera superior de la Tierra, la presencia de nitrógeno les da un color rojizo. Crédito: NASA / JPL-Caltech / SwRI
Un instrumento en la nave espacial puede haber detectado eventos luminosos transitorios: destellos brillantes de luz en la atmósfera superior del gigante gaseoso.
Nuevos resultados de NASAmisión de Juno en Júpiter sugieren que “duendes” o “elfos” podrían estar bailando en la atmósfera superior del planeta más grande del sistema solar. Es la primera vez que estos destellos de luz brillantes, impredecibles y extremadamente breves, conocidos formalmente como eventos luminosos transitorios, o TLE, se han observado en otro mundo. Los hallazgos fueron publicados el 27 de octubre de 2020, en la Journal of Geophysical Research: planetas.
Los científicos predijeron que estos destellos de luz brillantes y ultrarrápidos también deberían estar presentes en la inmensa atmósfera turbulenta de Júpiter, pero su existencia sigue siendo teórica. Luego, en el verano de 2019, los investigadores que trabajaron con datos del instrumento espectrógrafo ultravioleta (UVS) de Juno descubrieron algo inesperado: una franja brillante y estrecha de emisión ultravioleta que desapareció en un instante.
El polo sur de Júpiter y un posible evento luminoso transitorio, un destello de luz brillante, impredecible y extremadamente breve, se ven en esta imagen anotada de datos adquiridos el 10 de abril de 2020 del instrumento UVS de Juno. Crédito: NASA / JPL-Caltech / SwRI
“UVS fue diseñado para caracterizar las hermosas luces del norte y del sur de Júpiter”, dijo Giles, científico de Juno y autor principal del artículo. “Pero descubrimos imágenes UVS que no solo mostraban la aurora joviana, sino también un destello brillante de luz ultravioleta en la esquina donde se suponía que debía estar. Cuanto más lo investigaba nuestro equipo, más nos dábamos cuenta de que Juno pudo haber detectado un TLE en Júpiter “.
Breve y brillante
Los sprites, que llevan el nombre de un personaje travieso e ingenioso del folclore inglés, son eventos luminosos transitorios provocados por descargas de rayos de tormentas eléctricas muy por debajo. En la Tierra, ocurren hasta 60 millas (97 kilómetros) por encima de intensas tormentas eléctricas e iluminan una región del cielo de decenas de millas de ancho, pero duran solo unos pocos milisegundos (una fracción del tiempo que le lleva parpadear) .
Casi parecidos a una medusa, los sprites presentan una mancha de luz central (en la Tierra, tiene de 15 a 30 millas, o de 24 a 48 kilómetros de ancho), con largos zarcillos que se extienden hacia el suelo y hacia arriba. Los elfos (abreviatura de Emisión de luz y perturbaciones de muy baja frecuencia debidas a fuentes de pulsos electromagnéticos) aparecen como un disco plano que brilla en la atmósfera superior de la Tierra. Ellos también iluminan el cielo por meros milisegundos, pero pueden crecer más que los sprites, hasta 200 millas (320 kilómetros) de ancho en la Tierra.
Sus colores también son distintivos. “En la Tierra, los duendes y los elfos aparecen de color rojizo debido a su interacción con el nitrógeno en la atmósfera superior”, dijo Giles. “Pero en Júpiter, la atmósfera superior se compone principalmente de hidrógeno, por lo que es probable que parezcan azules o rosas”.
Con tres espadas gigantes que se extienden a unos 20 metros (66 pies) de su cuerpo cilíndrico de seis lados, la nave espacial Juno es una maravilla de la ingeniería dinámica, que gira para mantenerse estable mientras realiza órbitas ovaladas alrededor de Júpiter. Vea la experiencia interactiva completa en Eyes on the Solar System.
Ubicación, ubicación, ubicación
La aparición de duendes y elfos en Júpiter fue predicha por varios estudios publicados anteriormente. Sincronizando con estas predicciones, los 11 eventos brillantes a gran escala que el instrumento UVS de Juno ha detectado ocurrieron en una región donde se sabe que se forman tormentas eléctricas. Los científicos de Juno también pudieron descartar que se trataba simplemente de mega-rayos porque se encontraron a unas 186 millas (300 kilómetros) por encima de la altitud donde se forma la mayoría de los rayos de Júpiter: su capa de nubes de agua. Y UVS registró que los espectros de los destellos brillantes estaban dominados por las emisiones de hidrógeno.
Una nave espacial giratoria alimentada por energía solar, Juno, llegó a Júpiter en 2016 después de realizar un viaje de cinco años. Desde entonces, ha realizado 29 sobrevuelos científicos del gigante gaseoso, cada órbita tarda 53 días.
“Seguimos buscando más señales reveladoras de elfos y duendes cada vez que Juno hace un pase científico”, dijo Giles. “Ahora que sabemos lo que estamos buscando, será más fácil encontrarlos en Júpiter y en otros planetas. Y comparar los duendes y elfos de Júpiter con los de la Tierra nos ayudará a comprender mejor la actividad eléctrica en las atmósferas planetarias “.
Referencia: “Posibles eventos luminosos transitorios observados en la atmósfera superior de Júpiter” por Rohini S. Giles, Thomas K. Greathouse, Bertrand Bonfond, G. Randall Gladstone, Joshua A. Kammer, Vincent Hue, Denis C. Grodent, Jean ‐ Claude Gérard, Maarten H. Versteeg, Michael H. Wong, Scott J. Bolton, John EP Connerney y Steven M. Levin, 27 de octubre de 2020, Journal of Geophysical Research: planetas.
DOI: 10.1029 / 2020JE006659
Más sobre la misión
JPL, una división de Caltech en Pasadena, California, administra la misión Juno para el investigador principal, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. Juno es parte del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, que se administra en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. Lockheed Martin Space en Denver construyó y opera la nave espacial.
