El
astrónomo Rafael Bachiller nos descubre en esta serie los fenómenos más
espectaculares del Cosmos. Temas de palpitante investigación,
aventuras astronómicas y novedades científicas sobre el Universo
analizadas en profundidad.
Teóricamente
esta colosal tormenta debería haberse disipado hace muchas décadas,
su persistencia durante varios siglos era un misterio para los
astrónomos. Un nuevo estudio revela que el secreto de la longevidad de
la Gran Mancha puede encontrarse en los flujos verticales de gas.
La madre de todas las tormentas
La Gran Mancha Roja comparada con la Tierra | NASA/ESA
Estamos
ante la mayor tormenta del Sistema Solar. La Gran Mancha Roja de
Júpiter es un gigantesco anticiclón que mide unos 12.000 kilómetros
en la dirección Norte-Sur (similar al tamaño de la Tierra) y más de
30.000 kilómetros en dirección Este-Oeste. El gas gira en la mancha
en el sentido contrario a las agujas de un reloj con un periodo de
unos 6 días terrestres (14 días jovianos). En las regiones externas
de la periferia de la mancha, las inestabilidades hidrodinámicas
crean complejas estructuras rizadas.
Este
vórtice colosal se conoce desde hace más de tres siglos y su longevidad
ha sido un quebradero de cabeza para astrónomos y físicos de
fluidos durante años. Y es que son muchos los procesos físicos que
tienden a desvanecer los vórtices de fluidos de este tipo. Tanto la
turbulencia, como las ondas hidrodinámicas, como la radiación térmica
contribuyen a las pérdidas energéticas que deberían disipar el
torbellino. Además, la Gran Mancha Roja está situada entre dos
corrientes de chorro de sentido opuesto, lo que debería tender a
frenar su rotación.
Buscando energía
Para
explicar la larga vida de la Gran Mancha Roja se ha argumentado que ésta
podría absorber otros torbellinos menores de su entorno. Aunque se
trate de un mecanismo ciertamente importante, las observaciones
demuestran que el número de vórtices que se crean en su periferia es
insuficiente para alimentar a la Gran Mancha y hacerla perdurar.
Vórtices y corrientes de chorro en Júpiter. | NASA/ESA
Pedram
Hassanzadeh, investigador posdoctoral de la Universidad de Harvard,
junto con Philip Marcus, profesor de física de fluidos de la
Universidad de California en Berkeley, han desarrollado ahora un modelo
hidrodinámico en 3 dimensiones que simula los movimientos de la Gran
Mancha con un elevado grado de detalle (gran resolución espacial).
Al trabajar en 3D, este modelo no solo tiene en cuenta los
turbulentos vientos horizontales, sino que considera los flujos
verticales de gas que habían sido ignorados hasta ahora. Aunque
menos energéticos, estos flujos verticales son capaces de
transportar gas caliente desde las regiones superiores, y gas frío
desde las inferiores, hacia las regiones centrales del vórtice,
aportando así una cantidad significativa de energía.
En
conjunción con los flujos verticales, la absorción de remolinos vecinos
y los vientos radiales desde las corrientes de chorro, también
contribuyen de manera significativa a contrarrestar las pérdidas y
mantener activa la Gran Mancha durante siglos.
Vórtices en el Atlántico y en las protoestrellas
Júpiter desde la Voyager 1. | NASA
Naturalmente
el mecanismo estudiado por Hassanzadeh y Marcus no es específico de
Júpiter y puede ser aplicado en muchos otros contextos de la
dinámica de fluidos. Por ejemplo, en las proximidades del Estrecho de
Gibraltar se observan vórtices oceánicos que pueden perdurar
durante años. Estos vórtices también parecen estar alimentados por
los flujos verticales de agua que, además, resultan sumamente
importantes para mantener el ecosistema, aportando nutrientes desde
las profundidades a la superficie.
Otro
ejemplo lo constituyen los discos protoplanetarios que se forman en
torno a las protoestrellas y las estrellas jóvenes. Los vórtices
podrían llegar a durar aquí millones de años ayudando a aglomerar las
partículas de polvo y los escombros que llegan a formar cuerpos mucho
mayores: los planetas.
El trabajo
de Hassanzadeh y Marcus fue presentado el 25 de noviembre pasado en
la reunión anual de la División de Dinámica de Fluidos de la
Sociedad Americana de Física que tuvo lugar en Pittsburgh
(Pensilvania, EEUU).
También interesante
- Se
conocen centenares de vórtices en Júpiter, tanto ciclones como
anticiclones. Los ciclones son regiones de baja presión que rotan en una
dirección similar a la del planeta, mientras que los anticiclones
(como la Gran Mancha Roja) son zonas de alta presión que rotan en la
dirección contraria. En Júpiter, los anticiclones son mucho más
frecuentes que los ciclones: el 90 % de los vórtices mayores de 2.000
kilómetros son anticiclones.
- La
primera observación de la Gran Mancha Roja se atribuye a Robert Hooke
(1635-1703) en 1664. Hooke fue un filósofo, astrónomo, matemático y
arquitecto que jugó un papel importante durante la revolución
científica. Entre sus trabajos de arquitectura destaca el primer
edificio del Observatorio de Greenwich y, en colaboración con
Christopher Wren, la Catedral de San Pablo en Londres.
- El color
rojizo de la gran mancha es aún un misterio. Su causa debe buscarse
en la composición química del gas, quizás se deba a una
sobreabundancia de fósforo o de compuestos de azufre, o quizás a
compuestos orgánicos por determinar.
Rafael Bachiller es director del Observatorio Astronómico Nacional (Instituto Geográfico Nacional) y académico de la Real Academia de Doctores de España
Comentario:Se insertan este estudio con el solo y único fin de crecer en conocimientos de astronomía, para enterarse de algunos misterios del
planeta Júpiter. Este es un enorme planeta de gases con un gran
vórtice -huracán- mas grande que nuestra Tierra, con vientos fortísimos
que giran en sentido contario a las agujas de un reloj y que perdura
centenares de años; este planeta encierra muchos y grandes misterios,
que ni los cientificos han podido averiaguar - a medias- ya que no
comprenden como, con el paso del tiempo no ha perdido la gran
turbulencia, su color y que gire entre dos corrientes de fueres vientos
contrarios a su evulución, y de donde saca esa gran energía, para
seguir tanto tiempo y con tanta potencia tan activo.... Casimiro
López.
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