Mostrando entradas con la etiqueta jupiter. Mostrar todas las entradas
Mostrando entradas con la etiqueta jupiter. Mostrar todas las entradas

El caníbal Júpiter se comió a sus primeras lunas


Las cuatro lunas gigantes "Galileanas" que orbitan Júpiter son los últimos supervivientes de al menos cinco generaciones de lunas que una vez orbitaron el gigante gaseoso.

"Todas las otras lunas – y podrían haber sido 20 o más – fueron devoradas por el planeta en los días iniciales del Sistema Solar", dice Robin Canup del Instituto de Investigación del Suroeste en Boulder, Colorado.

Las cuatro lunas Galileanas han desempeñado un papel clave en la historia de la ciencia – su descubrimiento por Galileo hace 400 años proporcionó la prueba irrefutable de que no todos los cuerpos orbitaban la Tierra. Pero hasta recientemente, nadie había sospechado que Júpiter tuvo alguna vez muchas más lunas.





Los astrónomos han tenido consciencia desde hace mucho tiempo de un misterio generado por simulaciones de la forma en que Júpiter y sus lunas de formaron, dice Canup. Estos modelos indican que la masa del disco de escombros alrededor de Júpiter, a partir del que se formaron las lunas, era de varias decenas porcentuales de la masa del planeta gigante. Y aún así, sólo es necesario un 2 por ciento para formar las lunas que vemos hoy.

Ahora Canup y su colega William Ward creen que saben por qué. La masa extra puede explicarse si las otras lunas se formaron mientras el disco de escombros aún estaba presente (www.arxiv.org/abs/0812.4995). “Por tanto, un proceso clave es la interacción entre las lunas que crecen y el disco de material que aún fluye en el Sistema Solar”, dice Canup. Esta interacción habría provocado que las primeras lunas cayeran en espiral hacia Júpiter y finalmente fuesen “comidas”.

Esto explicaría la discrepancia en las simulaciones anteriores, dice Canup: cuando un conjunto de lunas era engullido, inmediatamente se empezaba a formar uno nuevo. “Podría haber habido cinco generaciones de lunas”, comenta. “Las actuales lunas Galileanas se formaron justo cuando el flujo de entrada del material al disco procedente del Sistema Solar quedaba cortado, de tal forma que escapaba al destino de sus desgraciados predecesores”.

De acuerdo con Canup y Ward, en cada generación la masa total de las lunas era la misma, pero el número de lunas podría haber variado. “Creemos que algo similar tuvo lugar alrededor de Saturno, donde la última generación contenía una luna gigante - Titán”, dice Canup.

Esto podría tener implicaciones para el Sistema Solar al completo. Los planetas rocosos pueden necesitan 10 millones de años para agregarse, trozo a trozo. El proceso continúa mucho después de que el disco de escombros alrededor del Sol haya desaparecido, por lo que estos planetas no habrían tenido el riesgo de caer en espiral.

Por el contrario, los núcleos gaseosos de los gigantes de gas como Saturno y Júpiter se condensan a partir del disco de escombros muy rápidamente a través de contracción del gas. Esto significa que habrían tenido tiempo de interactuar con el disco de escombros. John Papaloizou de la Universidad de Cambridge dice que es completamente concebible que el Sol pueda haber tragado numerosos núcleos de gas antes de que surgiera la actual configuración estable del Sistema Solar.

Vía | Ciencia kanija

Leer más...

Observar Júpiter para comprender la Tierra



Las subtormentas magnéticas en la Tierra interrumpen el funcionamiento de satélites, incluyendo satélites de comunicación y sistemas de posicionamiento global. Este misterioso fenómeno ha sido estudiado con los satélites Cluster de la ESA, comparándolos con subtormentas magnéticas en el planeta gigante Júpiter para una mejor comprensión.

Cómo la magnetosfera se hace tormentosa

Planetas como Mercurio, la Tierra o Júpiter que tienen sus propios campos magnéticos, están protegidos por las burbujas magnéticas que genera.



Durante una subtormenta magnética en la Tierra, las partículas situadas a decenas de miles de kilómetros en el lado nocturno se ven energizadas y lanzadas hacia la Tierra en pocos minutos. Esto crea las coloridas auroras y excita el entorno cercano a la Tierra, interrumpiendo las comunicaciones entre la Tierra y los satélites orbitales, afectando a los sistemas de posicionamiento global. A pesar de décadas de investigación espacial, varios aspectos de este fenómeno aún son desconocidos.



Uno de tales aspectos desconocidos es el mecanismo que dispara estas tormentas: no está claro si las tormentas están provocadas por procesos internos en la magnetosfera o por otros procesos externos (de origen solar).

La Dra. Elena Kronberg ay sus colegas del Instituto Max Planck para Investigación del Sistema Solar en Alemania, decidieron mirar lejos de la Tierra, a otros planetas, y ver si podían aprender algo nuevo.

La conexión con Júpiter

En la Tierra, una subtormenta periódica muestra un gradual descenso seguido de un rápido incremento de las partículas lanzadas contra la Tierra. Uno de tales ciclos necesita 2-3 horas. En Júpiter, el mismo ciclo necesita 2-3 días. Esta duración es mayor en parte a que el campo magnético y la magnetosfera de Júpiter son mayores. El campo magnético joviano es tan grande que la magnetosfera de Júpiter envuelve a las lunas galileanas del planeta: Io, Europa, Ganímedes y Calisto.

Tras detallados análisis de los datos procedentes de distintas misiones, el Dr. Kronberg dijo, “Hemos encontrado que en la Tierra y Júpiter, el campo magnético pasa por los tres mismos pasos durante una subtormenta: crecimiento, expansión y recuperación”.

Kronberg y sus colegas estudiaron datos de la nave Galileo de la NASA. En 2007, informaron que las subtormentas periódicas de Júpiter estaban conectadas con la constante liberación de material por parte del satélite joviano Io, el cual está en el interior de la magnetosfera joviana. Esta liberación de materia forma parte del mecanismo que dispara la subtormenta. Esto significa que lo que dirige este fenómeno es la magnetosfera joviana.

Extrapolando este mecanismo a la magnetosfera terrestre, Kronberg y sus colegas proponen que bajo ciertas condiciones, las subtormentas magnetosféricas periódicas de la Tierra podrían estar internamente dirigidas por el plasma erosionado de la plasmasfera, una región de la magnetosfera de la Tierra. Esto alimenta la magnetosfera, proporcionando el material requerido para disparar una subtormenta.

“Con Cluster, hemos logrado una mejor comprensión de los procesos que tienen lugar en el interior de la magnetosfera de la Tierra; esto ha mejorado nuestra comprensión de cómo funciona el Sistema Solar. Y ahora estamos encantados de aprender más del propio gigante Júpiter”, señaló Philippe Escoubet, Científico del Proyecto Cluster de la ESA.

Fuente | Ciencia kanija

Leer más...

Júpiter podría tener un núcleo rocoso del tamaño de la Tierra

Júpiter tiene un núcleo rocoso que es más del doble de grande de lo que se pensaba, de acuerdo con los cálculos computacionales realizados por un geofísico que simuló las condiciones dentro del planeta, a nivel de átomos de hidrógeno y helio. “Nuestras simulaciones muestran que hay un gran objeto rocoso en el centro, rodeado por una capa de hielo, y no hay hielo en casi ningún otro lugar del planeta”, dijo Burkhard Militzer de la Universidad de California, en Berkeley. “Es un resultado muy distinto, en cuanto a la estructura interna de Júpiter, al obtenido mediante otros modelos recientes, que predicen un núcleo relativamente pequeño o nulo, y una mezcla de hielos a lo largo de la atmósfera”.


La comparación de este modelo con la masa conocida del planeta, su radio, su temperatura de superficie, su gravedad y su deformación del ecuador indica que el núcleo de Júpiter es una roca del tamaño de la Tierra, que tiene de 14 a 18 veces la masa de nuestro planeta, o un veinteavo de la masa total de Júpiter, según dijo Militzer. Los modelos anteriores predecían un núcleo mucho más pequeño, de sólo 7 masas terrestres, o sin núcleo ninguno.

”Júpiter”

La simulación sugiere que el núcleo está hecho de capas de metales, rocas y hielos de metano, amoniaco y agua, y por encima se sitúa una atmósfera compuesta principalmente de hidrógeno y helio. En el centro del núcleo rocoso hay probablemente una bola metálica de hierro y níquel, igual que en el núcleo de la Tierra.

“Básicamente, el interior de Júpiter recuerda al de Saturno, con un Neptuno o un Urano en su centro”, dijo. A Neptuno y a Urano se les llama “gigantes helados”, porque también parecen tener un núcleo rocoso rodeado por hielo de hidrógeno y helio, aunque sin la envoltura de gas que tienen Júpiter y Saturno.

”Modelos”

“Estos nuevos cálculos realizados por Burkhard resuelven muchas de las viejas incertidumbres del modelo que teníamos hasta ahora, de 19 años de antigüedad”, dijo el coautor William B.Hubbard de la Universidad de Arizona. “El nuevo modelo termodinámico proporciona una descripción física más precisa de lo que sucede en el interior de Júpiter”.

El gran núcleo rocoso implica que, a medida que Júpiter y otros planetas gigantes gaseosos se formaban hace 4.500 millones de años, crecían por la colisión de pequeñas rocas que formaron núcleos que capturaron una inmensa cantidad de hidrógeno y helio, con lo que se formó la atmósfera.

“Según el modelo de acreción al núcleo, según se enfriaba la nebulosa planetaria original, los planetesimales colisionaban y se quedaban pegados, formando los núcleos de los planetas”, dijo Militzer. “Si esto es verdad, significa que los planetas tienen grandes núcleos, que es lo que la simulación predice. Es más difícil hacer un planeta con un núcleo pequeño”.

La simulación de Militzer también predice que las diferentes partes del interior de Júpiter rotan a distintas velocidades, lo que cuadra con la gravedad observada en Júpiter. El planeta se podría concebir como un conjunto de cilindros concéntricos rotando alrededor del eje; los cilindros exteriores (en las regiones ecuatoriales) rotarían más rápido que los interiores. Esto es idéntico a la rotación del Sol, dijo Militzer. Los investigadores dicen que su modelo concuerda con los datos obtenidos por la nave Galileo, que orbitó alrededor de Júpiter de 1995 a 2003.

Militzer tiene planeado utilizar el nuevo modelo para simular el interior de otros planetas, e investigar las implicaciones para la formación de planetas fuera de nuestro sistema solar. Los datos que se obtengan con la futura misión Juno de la NASA, que se lanzará en 2011 y comenzará a orbitar alrededor de Júpiter el 2016 para medir la gravedad y el campo magnético del planeta, comprobarán las predicciones de Militzer.

Fuente | Astroseti


Leer más...

NASA prepara la nueva misión Juno a Júpiter


NASA está oficialmente avanzando en una misión para llevar a cabo un estudio en una profundidad sin precedentes de Júpiter.

Conocida como Juno, la misión será la primera en la que una nave se sitúa en una órbita polar altamente elíptica alrededor de un planeta gigante para comprender su formación evolución y estructura. Bajo su densa cobertura de nubes, Júpiter guarda secretos de los procesos fundamentales y condiciones que gobernaron los inicios de nuestro Sistema Solar.

“Júpiter es el arquetipo de planetas gigantes en nuestro Sistema Solar y se formó muy al inicio, capturando la mayor parte del material dejado después de que se formase el Sol”, dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. “Al contrario que la Tierra, la gigantesca masa de Júpiter permite que se mantenga su composición original, proporcionándonos una forma de rastrear la historia de nuestro Sistema Solar”.


La sonda tiene previsto su lanzamiento a bordo de un cohete Atlas desde Cabo Cañaveral en Florida, en agosto de 2011, alcanzando Júpiter en 2016. La nave orbitará Júpiter 32 veces, pasará aproximadamente a 5000 kilómetros sobre la cima de las nubes del planeta durante aproximadamente un año. La misión será la primera nave alimentada por energía solar diseñada para funcionar a pesar de la enrome distancia al Sol.

“Júpiter está a más de 700 millones de kilómetros del Sol o cinco veces más lejos que la Tierra”, dijo Bolton. “Juno está diseñada para ser extremadamente eficiente en su gestión de la energía”.

La nave usará una cámara y nueve instrumentos científicos para estudiar el mundo oculto bajo las coloridas nubes de Júpiter. El conjunto instrumentos científicos investigará la existencia de un núcleo de hielo y roca, el intenso campo magnético de Júpiter, las nubes de agua amoniaco en la profundidad de la atmósfera, y explorar las auroras boreales del planeta.

“En la mitología griega y romana, Juno era la esposa de Júpiter y observó a través del velo de nubes para estar al tanto de las infidelidades de su marido”, dijo el Profesor Toby Owen, co-investigador en la Universidad de Hawai en Honolulu. “Nuestro Juno observará a través de las nubes de Júpiter para ver lo que está sucediendo, no buscando signos de mal comportamiento, sino susurros de agua, la esencia final de la vida”.

Comprender la formación de Júpiter es esencial para comprender los procesos que llevaron al desarrollo del resto de nuestro Sistema Solar y qué condiciones llevaron a la formación de la Tierra y la humanidad. De forma similar al Sol Júpiter está compuesto en su mayor parte por hidrógeno y helio. Un pequeño porcentaje del planeta está compuesto por elementos más pesados. No obstante, Júpiter tiene un mayor porcentaje de elementos pesados que el Sol.

“La extraordinariamente precisa determinación de Juno de los campos magnético y gravitatorio de Júpiter nos permitirá comprender lo que está sucediendo en las profundidades del planeta”, dijo el Profesor Dave Stevenson, co-investigador en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena. “Estas y otras medidas nos informarán de cómo están distribuidos los componentes de Júpiter, cómo se formó y cómo evolucionó, lo cual es una parte central de nuestro mayor conocimiento de la naturaleza de nuestro Sistema Solar”.

En las profundidades de la atmósfera de Júpiter, bajo grandes presiones, el gas de hidrógeno está apretado en un fluido conocido como hidrógeno metálico. En estas grandes profundidades, el hidrógeno actúa como un metal conductor de la electricidad lo cual se cree que es la fuente del intenso campo magnético del planeta. Júpiter también puede tener un núcleo sólido rocoso en su centro.

“Juno nos da una oportunidad fantástica de lograr una imagen de la estructura de Júpiter de una forma que no fue posible nunca antes”, dijo James Green, director de la División Planetaria de la NASA en las Oficinas Centrales de Washington. “Esto nos permitirá dar un gran paso adelante en nuestra comprensión de cómo se formaron los planetas gigantes y el papel que desempeñan al unir el resto del Sistema Solar”.

La misión Juno es la segunda nave diseñada bajo el Programa Nuevas Fronteras de la NASA. La primera fue la misión New Horizons a Plutón, lanzada en enero de 2006 y que se espera que alcance Caronte, la luna de Plutón en 2015. El programa proporciona una oportunidad de llevar a cabo misiones de tipo medio identificadas como objetivos de alta prioridad en los Estudios de Exploración del Sistema Solar de la Década, llevados a cabo por el Panel de Estudios Espaciales del Consejo de Investigación Nacional en Washington.

El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, dirige la misión Juno. Lockheed Martin de Denver está construyendo la nave. La Agencia Espacial Italiana está contribuyendo con un instrumento espectrómetro infrarrojo y una parte del experimento científicos de radio.

Para más información sobre la misión Juno visite: http://juno.nasa.gov

Fuente | Ciencia kanija


Leer más...

El núcleo de Júpiter el doble de grande de lo que se pensaba

Júpiter tiene un núcleo rocoso que es más del doble de grande de lo que se pensaba anteriormente, anunciaron hoy los investigadores.

Burkhard Militzer, geofísico de la Universidad de California en Berkeley, y sus colegas realizaron simulaciones por ordenador para observar las condiciones en el interior de Júpiter a escala de átomos de hidrógeno y helio individuales. Particularmente, los investigadores examinaron las propiedades de mezclas de hidrógeno-helio a las extremas presiones y temperaturas del interior de Júpiter.

Con la información obtenida a partir de estas simulaciones, los investigadores desarrollaron otro modelo por ordenador. Encontraron que el núcleo de Júpiter es uno rocoso similar al de la Tierra que tiene entre 14 y 18 veces la masa terrestre, o aproximadamente el 5 por ciento de la masa total de Júpiter. Estudios anteriores sugirieron que el núcleo tenía sólo siete veces la masa de la Tierra o que no tenía núcleo en absoluto.



El equipo de Militzer encontró que el núcleo del planeta está hecho de capas de metal y roca, junto con hielo de metano, amoníaco y agua. Sobre esta capa, sospechan que existe una atmósfera hecha en su mayor parte de hidrógeno y helio. Una bola metálica de hierro y níquel, igual que el núcleo de la Tierra, probablemente yace en el centro del núcleo rocoso de Júpiter, comentaron.

“Nuestras simulaciones demuestran que existe un gran objeto rocoso en el centro rodeado por una capa de hielo y apenas algo de hielo en el resto del planeta”, dijo Militzer. “Este es un resultado muy distinto de la estructura interior de Júpiter obtenido en otros modelos recientes, los cuales predicen un núcleo relativamente pequeño o casi inexistente y una mezcla de hielos en la atmósfera”.

Por tanto en interior de Júpiter recordaría a los de Urano y Neptuno, los cuales parecen tener un núcleo rocoso rodeado por hidrógeno y helio helado, pero sin la envoltura de gas de Júpiter y Saturno.

El gran núcleo rocoso implica que dado que Júpiter y otros planetas gaseosos gigantes se formaron hace 4500 millones de años, crecieron a través de la colisión de pequeñas rocas que formaron núcleos y estos a su vez capturaron una descomunal atmósfera de hidrógeno y helio.

“De acuerdo con el modelo de acreción del núcleo, conforme se enfriaba la nebulosa planetaria original, los planetesimales colisionaron y se unieron entre sí en un efecto descontrolado que formó los núcleos planetarios”, dijo Militzer. “De ser cierto, esto implica que los planetas tienen grandes núcleos, lo cual es lo que predice la simulación. Es más difícil hacer un planeta con un núcleo pequeño”.

Una teoría alternativa tiene a los gigantes gaseosos colapsando a partir de una nube de gas y polvo, muy similar a como lo hace una estrella.

La investigación, que se publica en el ejemplar del 20 de noviembre de la revista Astrophysical Journal Letters, estuvo patrocinada por la NASA y la Fundación Nacional de Ciencia.

Fuente | Ciencia kanija


Leer más...

La imagen más nítida de Júpiter



Dos horas de observación de Júpiter usando una técnica para remover los efectos atmosféricos, produjo la imagen más nítida del planeta entero que se haya tomado hasta ahora desde la tierra. La serie de 265 imágenes obtenidas con un instrumento prototipo montado en el VLT revela cambios en la niebla del planeta, probablemente en respuesta a los cambios globales en el gigante de gas el año pasado.



Ser capaces de corregir imágenes de amplio campo de las distorsiones atmosféricas ha sido un sueño de científicos e ingenieros por décadas. Las nuevas imágenes de Júpiter demuestran el valor de la avanzada tecnología usada por el instrumento prototipo de Óptica Adaptativa Multi-Conjugada, MAD (Multi-Conjugate Adaptive Optics Demonstrator), que usa dos o más estrellas guías en vez de una, como referencia para remover el desenfoque causado por la turbulencia atmosférica, sobre un campo de visión 30 veces mayor que las técnicas existentes.


Los telescopios en suelo sufren de los efectos atmosféricos. La turbulencia causa que las estrellas parpadeen, para delicia de los poetas y la frustración de los astrónomos. Sin embargo, con las técnicas de ópticas adaptativas (OA), esta desventaja puede superarse para producir imágenes tan claras como lo teóricamente posible. Los sistemas de OA trabajan con un sistema de espejo deformado controlado por computador que contrarresta la distorsión de la imagen. Está basado en correcciones ópticas en tiempo real calculadas de los datos de la imagen obtenida por una cámara especial a alta velocidad. Los sistemas actuales de OA sólo pueden corregir el efecto de turbulencia atmosférica en regiones muy pequeñas del cielo -típicamente 15 arcosegundos o menos-, ya que la corrección se degrada rápidamente al moverse del eje central. Los ingenieros desarrollaron entonces nuevas técnicas para sobrepasar esta limitación, una de las cuales es la óptica adaptativa multi-conjugada (OAMC).


"Este tipo de ópticas adaptativas tienen una gran ventaja para observar objetos grandes como planteas, cúmulos estelares o nebulosas", dice el investigador Franck Marchis, de UC Berkeley y el Instituto SETI. "Mientras la óptica adaptativa regular provee excelente corrección en un pequeño campo de visión, MAD provee una buena corrección en un área grande del cielo."
MAD permitió a los investigadores observar Júpiter por casi dos horas entre el 16 y 17 de agosto de 2008, una duración récord, de acuerdo al equipo de observación. Los sistemas de OA convencionales usan una sola luna de Júpiter como referencia y no pueden monitorear al planeta por mucho tiempo porque la luna se mueve muy lejos del planeta. El Telescopio Espacial Hubble no puede observar a Júpiter continuamente por más de unos 50 minutos, porque su visión es regularmente bloqueada por la Tierra durante su órbita de 96 minutos.

Usando MAD, la astrónoma Paola Amico, de ESO, el director de proyecto Enrico Marchetti y Sébastien Tordo rastrearon dos de las lunas más grandes del gigante gaseoso, Europa e Io, una a cada lado del planeta, para proveer una buena corrección a lo largo de todo el disco del planeta. "Fue la observación más estimulante que realizamos con MAD, porque teníamos que rastrear con gran precisión dos lunas moviéndose a diferentes velocidades", dice Marchetti.
Con esta serie única de imágenes, el equipo encontró una gran alteración en el brillo de la niebla ecuatorial, que yace en un cinturón de 16.000 kilómetros sobre el ecuador planetario.
La niebla -que puede ser de hidracina, un compuesto usado para combustible espacial, o posiblemente cristales congelados de amoníaco, agua o hidrosulfuro de amonio- es muy prominente en imágenes infrarrojas. Como la luz visible puede penetrar a niveles más profundos que la luz en longitudes infrarrojas detectadas por MAD, los telescopios ópticos ven luz reflejada por las nubes más profundas, debajo de la niebla.

La niebla se comporta como partículas en la cima de los cumulonimbus en la Tierra o en la ceniza volcánica de grandes erupciones, que surgen en la atmósfera alta y se esparcen alrededor del mundo. En Júpiter, el amoníaco en la atmósfera superior también interactúa con la luz solar para formar hidracina, que condensa en una neblina de partículas de hielo fino. La química hidracina en la atmósfera de Júpiter es similar a lo que ocurre en la atmósfera terrestre luego de una erupción volcánica, cuando el sulfuro es convertido por luz solar ultravioleta en ácido sulfúrico.

Más luz solar en la niebla atmosférica superior significa que la cantidad de niebla se incrementó o que se movió a altitudes superiores. La conclusión viene de comparar con imágenes tomadas en 2005 por Mike Wong y su colega Imke de Pater usando el Hubble. Esas imágenes, tomadas en longitudes infrarrojas, muy cercanas a las usadas en el estudio de VLT, muestran más niebla en la mitad norte de la brillante zona ecuatorial, mientras las imágenes del nuevo estudio muestran un claro movimiento al sur.

"El cambio que vemos en la niebla podría estar relacionado con grandes cambios en los patrones de nubes asociados con el trastorno planetario de Júpiter del año pasado, pero necesitamos más datos para determinar con precisión cuándo ocurrieron los cambios", declara Wong.

El concepto AOMC




El concepto de la óptica Adaptativa Multi-Conjugada, varias estrellas guías (Reference Stars) localizadas en el campo de visión son usadas simultáneamente para realizar una tomografía del cono de volúmen de la turbulencia atmosférica sobre el telescopio por sensores de frente de onda (WFS). Los frentes de onda medidos son combinados en tiempo real para calcular las instrucciones a aplicar por los espejos deformables (dos en el caso de MAD) ópticamente conjugados a diferentes altitudes sobre el telescopio (Ground Conj. DM y Altitud Conj. DM). Estos espejos deformables son optimizados para maximizar homogéneamente la corrección sobre el campo de visión científico.

Fuente | Ultimas noticias del Cosmos

Leer más...

Júpiter y Saturno llenos de metal de helio líquido


Un extraño brebaje yace en las profundidades del interior de Júpiter y Saturno, de acuerdo a un nuevo estudio de los investigadores de la Universidad de California en Berkeley y en Londres.

El estudio, publicado en la edición online de esta semana de la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, demuestra que el helio metálico es menos extraño de lo que se pensaba previamente y se produce bajo los tipos de condiciones presentes en el centro de los planetas gaseosos gigantes mezclándolo con hidrógeno y formando una aleación de metal líquido.

Los resultados de investigadores de la UC Berkeley y Londres sugieren que los planetas gaseosos gigantes tales como Júpiter, mostrados aquí en un mosaico construido a partir de imágenes de la nave Cassini, están llenos de una aleación de metal líquido de helio e hidrógeno. (NASA/JPL/Space Science Institute photo)

Fuente | Ciencia kanija



“Este es un gran avance en términos de comprensión de materiales, y es importante debido a que para comprender la evolución a largo plazo de los planetas, tenemos que saber más sobre sus propiedades internas”, dijo Raymond Jeanloz, profesor de astronomía y de ciencias planetarias y de la tierra en la UC Berkeley y uno de los autores del estudio. “El hallazgo también es interesante desde el punto de vista de comprender por qué los materiales está en la forma que están, y qué determina su estabilidad y propiedades físicas y químicas”.

Jeanloz estudia presiones decenas de millones de veces mayor que la presión atmosférica terrestre – el tipo de fuerzas que se sienten en el interior de Saturno y Júpiter, conocidos como “gigantes gaseosos” que carecen de una superficie sólida. El núcleo de la Tierra, que es más pequeño y denso comparado con los con los núcleos de estos gigantes de gas, contiene presiones de aproximadamente 3,5 millones de veces la presión atmosférica. Las presiones en el núcleo de Júpiter, por ejemplo, alcanzan los 70 millones de atmósferas terrestres, debido al masivo tamaño del planeta compensando su baja densidad. Los núcleos de Júpiter y Saturno están a unos 10 000 - 20 000 grados Celsius, de dos a cuatro veces más temperatura que la superficie del Sol.

En este estudio, Jeanloz y Lars Stixrude, profesor de ciencias de la tierra en el University College de Londres, echó un vistazo más de cerca de lo que sucede con el helio en unas condiciones tan extremas.

La mayoría de estudios de materiales en los planetas gaseosos se han centrado en el hidrógeno, dijo Jeanloz, debido a que es el elemento predominante tanto en estos planetas como en el universo. Pero incluso aunque el hidrógeno es el elemento más ligero, su comportamiento es mucho más complicado debido a su tendencia a formar moléculas de átomos de hidrógeno ligados, dijo Jeanloz. Jeanloz y Stixrude querían estudiar un elemento más simple, para comprender con mayor facilidad los efectos de las presiones y temperaturas extremas.

Por lo que seleccionaron el helio, el segundo elemento más abundante, el cual comprende entre un 5 y 10 por ciento del universo. Usaron teorías basadas en la mecánica cuántica para calcular el comportamiento del helio bajo diferentes presiones y temperaturas. Aunque estas ecuaciones son sólo aproximaciones, dijo Stixrude, las predicciones de los investigadores encajaron muy bien con los resultados experimentales para presiones más bajas.

Bajo ciertas condiciones en la Tierra, el helio es incoloro, visto a través de un gas aislante eléctricamente. Pero bajo los tipos de presión y temperatura encontrados en el centro de Júpiter y Saturno, los investigadores encontraron que el helio se tornaba en un metal líquido, como el mercurio.

“Puedes imaginar este líquido como el mercurio, sólo que menos reflectante”, dijo Jeanloz.

Los hallazgos fueron una sorpresa, dado que los científicos habían supuesto que las altas presiones y temperaturas haría más difícil la metalización de estos elementos como el helio, no más fácil, dijo Jeanloz. Él y sus colegas habían encontrado previamente que el helio comienza a tener algunas cualidades similares al metal en experimentos a presiones extremadamente altas, pero no han podido experimentar con helio bajo condiciones tales como las que se encuentran en el interior de los planetas gigantes.

Una característica clave de un metal es cu capacidad para conducir la electricidad, lo que significa que los electrones puede fluir a través del mismo como el agua fluye a través del cauce de un río.

“Las altas temperaturas hacen que los átomos se sacuda, por esto la gente piensa que el calor desviaría los electrones, como si se colocasen suficientes rocas en un río para controlar el flujo del agua”, dijo Jeanloz. “La dispersión causada por los átomos se pensaba que haría más difícil que los electrones fluyesen”.

Pero resultó que los empujones de los átomos también crean nuevos caminos para que se muevan los electrones, casi como su se hubiesen abierto nuevos grietas en el terreno para que fluyese el río, dijo Jeanloz.

Los científicos descubrieron recientemente que el hidrógeno se metaliza bajo temperaturas y presiones menores de las apreciadas anteriormente. El dogma en el campo era que las características del hidrógeno y el helio eran lo bastante diferentes como para que no se mezclasen dentro de los planetas gaseosos gigantes, dijo Jeanloz. Los hallazgos de los investigadores, no obstante, indican que los dos elementos probablemente se mezclan, formando una aleación de metal similar al latón, pero líquido.

Este hallazgo también habla de uno de los muchos misterios de estos grandes planetas, dijo Stixrude. Se emite más energía desde Júpiter y Saturno de la que absorben del Sol, y los científicos no comprenden de dónde viene. Una de las teorías predominantes es que las gotas de helio condensado en la atmósfera exterior de los planetas cae hacia el centro como “lluvia de helio”, liberando energía gravitatoria. Pero los hallazgos de Jeanloz y Stixrude demuestran que el helio y el hidrógeno probablemente son una mezcla más homogénea de lo que sospecharon anteriormente, lo que significa que es improbable una lluvia de helio.

“Ahora, tenemos que buscar de dónde procede esta fuente de energía”, dijo Stixrude.

Leer más...

La sombra y el campo magnético de Júpiter contribuyen a la formación de sus anillos

Londres.- La sombra y el potente campo magnético de Júpiter contribuyen a la formación de sus anillos externos, según un artículo de científicos estadounidenses publicado por la revista científica británica "Nature".



Imagen de la NASA, que revela estructuras nubosas en la atmósfera, alrededor del polo sur del planeta Júpiter.

El polvo que rodea a Júpiter, y que integra sus órbitas, procede de los impactos de cuerpos interplanetarios contra las pequeñas lunas que pertenecen al planeta.

Este material se organiza en un anillo principal brillante, un halo y dos anillos exteriores anchos y de poca luminosidad que están limitados por las lunas Adrastea, Metis, Amaltea y Tebe.

El anillo más externo es el más tenue y tiene una prolongación apenas visible hacia su borde exterior, un "misterioso límite".

A partir de los datos recabados por la nave espacial Galileo durante su viaje a través de los anillos de Júpiter en 2002 y 2003, dos científicos de la universidad de Maryland (Estados Unidos), Douglas Hamilton y Harald Krüger, han podido explicar cómo se formó esa prolongación.

Los investigadores descubrieron un agujero en los anillos cuando éstos estaban dentro de la órbita de Tebe, así como granos de polvo en trayectorias muy inclinadas y una concentración de partículas muy pequeñas en la órbita de Amaltea.

Los granos de polvo se cargan y descargan alternativamente al atravesar los límites de la sombra de Júpiter, lo que confiere al poderoso campo magnético del planeta un comportamiento excéntrico desde el punto de vista orbital.

Leer más...
 
ir arriba