Las observaciones de la Cassini llevan a entender las corrientes de Saturno...

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Una fuerte corriente en chorro se mueve a través del hemisferio norte de Saturno en esta vista de falso color de la nave espacial Cassini de la NASA. Imagen crédito: NASA/JPL-Caltech/SSI

25 De junio de 2012

Corrientes en chorro turbulentas, regiones donde los vientos soplan con mayor rapidez que en otros lugares, renovación de Oriente y Occidente a través de Saturno. Los científicos han intentado entender por años el mecanismo que impulsa estas estructuras onduladas en la atmósfera de Saturno y la fuente de la que los jets derivan su energía.

En un nuevo estudio que aparece en la edición de junio de la Revista Icarus, los científicos utilizan imágenes recogidas durante varios años por la nave espacial Cassini de la NASA para descubrir que el calor dentro del planeta alimenta las corrientes en chorro. Condensación de agua de calentamiento interno de Saturno, conducido a las diferencias de temperatura en la atmósfera. Las diferencias de temperatura crean remolinos, o perturbaciones que mueven el aire hacia adelante y hacia atrás en la misma latitud y los remolinos, a su vez, aceleran las corrientes en chorro como la rotación de engranajes de una cinta transportadora.

Una teoría de la competencia había asumido que la energía de las diferencias de temperatura proviene del Sol. Así es cómo funciona en la atmósfera terrestre.

"Sabemos que las atmósferas de planetas como Saturno y Júpiter puede obtener su energía de sólo dos lugares: el Sol o el calor interno. El reto ha sido idear formas de utilizar los datos para que le podemos indicar la diferencia,"dijo Tony Del Genio del Instituto Goddard de la NASA para estudios espaciales, N.Y., autor principal del documento y un miembro del equipo de imágenes de Cassini.

El nuevo estudio fue posible en parte porque ha estado Cassini en órbita alrededor de Saturno lo suficientemente larga para obtener el gran número de observaciones necesarias para ver patrones sutiles que emergen las variaciones diarias en tiempo. "Entender lo que impulsa la meteorología en Saturno, y en general en los planetas gaseosos, ha sido uno de nuestros objetivos cardinales desde el comienzo de la misión Cassini, dijo Carolyn Porco, jefe de equipo, de imágenes basado en el Instituto de ciencia espacial, Boulder, Colorado"es muy gratificante ver que finalmente vamos a entender los procesos atmosféricos que hacen similares a la tierray también diferentes de otros planetas. "

 

En lugar de tener una fina atmósfera y la superficie de líquido y sólido como la Tierra, Saturno es un gigante de gas cuya atmósfera profunda es en capas con múltiples cubiertas de nubes a gran altitud. Una serie de corrientes en chorro rebanada en toda la cara de luz visible para el ojo humano y también en altitudes detectables a los filtros de infrarrojo cercano de las cámaras de Cassini de Saturno. Mientras la mayoría se sopla hacia el este, algunos soplan hacia el oeste. Corrientes en chorro se producen en Saturno en lugares donde la temperatura varía significativamente de una latitud a otra.

 

Gracias a los filtros de las cámaras de Cassini, que se pueden ver en el infrarrojo, luz reflejada al espacio, los científicos ya han observado el proceso de la corriente en chorro de Saturno por primera vez a dos alturas diferentes, bajas. Una vista filtrada muestra la parte superior de la troposfera, que una capa de la atmósfera alta donde Cassini ve hazes gruesos, en altitud y el calentamiento por el Sol es fuerte. Vistas a través de otro filtro de captura de imágenes más abajo, en la parte superior de las nubes de hielo de amoníaco, donde la calefacción solar es débil pero más cerca para el clima donde se origina. Esto es donde el agua se condensa y hace que las nubes y la lluvia se priduscan.

 

En el nuevo estudio, que es un seguimiento a los resultados publicados en 2007, los autores utilizaron nube automatizada de software de seguimiento para analizar los movimientos y velocidades de nubes vistas en cientos de imágenes de Cassini entre 2005 y 2012.

 

"Con nuestro algoritmo de seguimiento mejorado, nos hemos podido extraer casi 120.000 vectores de viento de 560 imágenes, dándonos una imagen sin precedentes de flujo de viento de Saturno a dos alturas independientes a escala mundial," dijo el co-autor y equipo de imagen John Barbara, también en el Instituto Goddard para estudios espaciales. Las conclusiones del equipo ofrecen una prueba observacional para modelos existentes que los científicos utilizan para estudiar los mecanismos que originan las corrientes en chorro de potencia.

 

Al ver por primera vez cómo estos remolinos aceleran las corrientes en chorro a dos alturas diferentes, los científicos encontraron que los remolinos eran débiles en las altitudes mayores, donde los investigadores anteriores habían encontrado que se produce la mayor parte del calor del Sol. Los remolinos eran más fuertes más profundo en la atmósfera. Así, los autores podrían descontar el calentamiento del Sol e inferir en cambio que el calor interno del planeta está conduciendo en última instancia, la aceleración de las corrientes de chorro, no el Sol. El mecanismo que mejor coincide con las observaciones implicaría el calor interno del planeta revolviendo el vapor de agua del interior de Saturno. Ese vapor de agua se condensa en algunos lugares cuando el aire sube y libera el calor que hace las nubes y lluvia. Este calor provee la energía para crear los remolinos que impulsan las corrientes en chorro.

 

La condensación de agua no se observó en la realidad; la mayor parte de ese proceso se produce a altitudes más bajas no visibles a la Cassini. Pero ocurre la condensación en las latitudes medias tormentas en Saturno y la Tierra. Tormentas en la Tierra - las altas y bajas presiones en centros de mapas meteorológicos - son impulsados principalmente por calentamiento del Sol y no principalmente ocurren debido a la condensación del agua, Del Genio, dijo. En Saturno, la calefacción de condensación es el principal impulsor de las tormentas y calentamiento del Sol no es importante.

 

La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El laboratorio de propulsión a chorro, una división del Instituto de tecnología de California en Pasadena, gestiona a la misión Cassini-Huygens para dirección de misión ciencia de la NASA, Washington. El orbitador Cassini y sus dos cámaras a bordo fueron concebidos, desarrollados y montados en el JPL. El equipo de procesamiento de imágenes se basa en el Instituto de ciencia espacial de Boulder, Colorado

 

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