La misión Juno de la NASA ha proporcionado sus primeros resultados científicos sobre la cantidad de agua en la atmósfera de Júpiter. Publicado recientemente en la revista Nature Astronomy, los resultados de Juno estiman que en el ecuador, el agua constituye aproximadamente el 0.25% de las moléculas en la atmósfera de Júpiter, casi tres veces la del Sol. Estos también son los primeros hallazgos sobre la abundancia de agua del gigante gaseoso desde que la misión Galileo de la Agencia en 1995 sugirió que Júpiter podría ser extremadamente seco en comparación con el Sol (la comparación no se basa en agua líquida sino en la presencia de sus componentes, oxígeno e hidrógeno, presentes en el Sol).
Una estimación precisa de la cantidad total de agua en la atmósfera de Júpiter ha estado en las listas de deseos de los científicos planetarios durante décadas: la figura del gigante gaseoso representa una pieza crítica que falta en el rompecabezas de la formación de nuestro sistema solar. Júpiter probablemente fue el primer planeta en formarse, y contiene la mayor parte del gas y el polvo que no se incorporó al Sol.
Las principales teorías sobre su formación se basan en la cantidad de agua que absorbió el planeta. La abundancia de agua también tiene implicaciones importantes para la meteorología del gigante gaseoso (cómo fluyen las corrientes de viento en Júpiter) y la estructura interna. Si bien los rayos, un fenómeno típicamente alimentado por la humedad, detectados en Júpiter por la sonda Voyager y otras naves espaciales implicaban la presencia de agua, una estimación precisa de la cantidad de agua en las profundidades de la atmósfera de Júpiter seguía siendo imprecisa.
Antes de que la sonda Galileo dejarase de transmitir 57 minutos tras su descenso joviano en Diciembre de 1995, envió por radio mediciones espectrométricas de la cantidad de agua en la atmósfera del gigante gaseoso hasta una profundidad de aproximadamente 120 kilómetros, donde la presión atmosférica alcanzó aproximadamente 22 bares. Los científicos que trabajan en los datos quedaron consternados al encontrar diez veces menos agua de lo esperado.
Aún más sorprendente: la cantidad de agua que midió la sonda Galileo parecía seguir aumentando a mayor profundidad medida, muy por debajo de donde las teorías sugieren que la atmósfera debería estar bien mezclada. En una atmósfera bien mezclada, el contenido de agua es constante en toda la región y es más probable que represente un promedio global; en otras palabras, es más probable que sea representativo del agua en todo el planeta. Cuando se combina con un mapa infrarrojo obtenido al mismo tiempo por un telescopio terrestre, los resultados sugieren que la misión de la sonda puede haber sido desafortunada, muestreando un punto meteorológico inusualmente seco y cálido en Júpiter.
«Justo cuando pensamos que teníamos las cosas resueltas, Júpiter nos recuerda cuánto tenemos que aprender aún», dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. «El sorprendente descubrimiento de Juno de que la atmósfera no estaba bien mezclada, incluso muy por debajo de la cima de las nubes, es un acertijo que todavía estamos tratando de resolver. Nadie habría adivinado que el agua podría ser tan variable en todo el planeta».
Juno, una nave espacial giratoria que funciona con energía solar, se lanzó en 2011. Debido a la experiencia de la sonda Galileo, la misión busca obtener lecturas de abundancia de agua en grandes regiones del inmenso planeta. Un nuevo tipo de instrumento para la exploración planetaria del espacio profundo, el Radiómetro de Microondas (MWR) de Juno observa a Júpiter desde arriba utilizando seis antenas que miden la temperatura atmosférica a múltiples profundidades simultáneamente. El radiómetro de microondas aprovecha el hecho de que el agua absorbe ciertas longitudes de onda de radiación de microondas, el mismo truco utilizado por los hornos de microondas para calentar rápidamente los alimentos. Las temperaturas medidas se utilizan para restringir la cantidad de agua y amoníaco en la atmósfera profunda, ya que ambas moléculas absorben la radiación de microondas.
El equipo científico de Juno utilizó los datos recopilados durante los primeros ocho sobrevuelos científicos de Júpiter para generar los hallazgos. Inicialmente se concentraron en la región ecuatorial porque la atmósfera allí parece más bien mezclada, incluso en profundidad, que en otras regiones. Desde su posición orbital, el radiómetro pudo recopilar datos desde una profundidad mucho mayor en la atmósfera de Júpiter que la sonda Galileo, 150 kilómetros, donde la presión alcanza aproximadamente 33 bares.
«Descubrimos que el agua en el ecuador es mayor de lo que medía la sonda Galileo», dijo Cheng Li, científico de Juno en la Universidad de California, Berkeley. «Debido a que la región ecuatorial es única en Júpiter, necesitamos comparar estos resultados con la cantidad de agua que hay en otras regiones».
La órbita de 53 días de Juno se está moviendo lentamente hacia el norte, como se pretendía, y enfoca más al hemisferio norte de Júpiter con cada sobrevuelo. El equipo científico está ansioso por ver cómo el contenido de agua atmosférica varía según la latitud y la región, así como lo que los polos ricos en ciclones pueden decirles sobre la abundancia global de agua del gigante gaseoso.
El vigésimo octavo sobrevuelo científico de Júpiter se produjo el pasado 17 de Febrero. El próximo sobrevuelo científico tendrá lugar el 10 de Abril de 2020.
«Cada sobrevuelo científico es un evento de descubrimientos», dijo Bolton. «Con Júpiter siempre hay algo nuevo. Juno nos ha enseñado una lección importante: necesitamos acercarnos a un planeta para probar nuestras teorías».
