Agosto 26, 2016: ¿Familia de Júpiter? 1 billón o más

Comparando Júpiter con planetas similares a Júpiter que orbitan otras estrellas puede enseñarnos acerca de esos mundos lejanos y revelar nueva información sobre formación y evolución de nuestro propio sistema solar. (Ilustración) Crédito: NASA/JPL-Caltech

Nuestra galaxia es hogar de una variedad desconcertante de Júpiter-como mundos: caliente, frío, versiones gigantes de nuestra propia solo la mitad gigante, diminuta pretendientes tan grande alrededor.

Los astrónomos dicen que en nuestra galaxia solamente, 1 billón o más mundos similares a Júpiter podrían estar orbitando estrellas distintas de nuestro Sol. Y podemos utilizarlos para obtener una mejor comprensión de nuestro Sistema Solar y nuestro entorno Galáctico, incluyendo las posibilidades de encontrar vida.

Resulta que la inversa también es verdadera, podemos convertir nuestros instrumentos y sondas a nuestro propio patio y ver a Júpiter como si fuera un exo planeta a conocer esos mundos lejanos. La mejores oportunidad de hacer esto es ahora, con Juno, una sonda de la NASA del tamaño de una cancha de baloncesto, que llegó a Júpiter en julio para comenzar una serie de largo, bucles, órbitas alrededor del planeta más grande de nuestro Sistema Solar. Juno se espera capte las imágenes más detalladas del gigante de gas jamás vistas. Y con una serie de instrumentos científicos, Juno estará sondear los secretos bajo la densa atmósfera de Júpiter.

Será un tiempo muy largo, si nunca antes los científicos que estudian exoplanetas - planetas orbitando otras estrellas, tienen la oportunidad de observar una punta de prueba interestelar costa en órbita alrededor de una exo-Júpiter, decenas o cientos de años luz de distancia. Pero si lo hacen alguna vez, es una apuesta segura que la escena invocará ecos de Juno.

"La única manera que vamos a ser capaces de entender lo que vemos en esos planetas extrasolares por realmente entender nuestro sistema, nuestro Júpiter," dijo David Ciardi, un astrónomo con NASA Exoplanet Science Institute (NExSci) en Caltech.

Los Jupiters no todos son iguales

Examen detallado de Juno de Júpiter podría proporcionar penetraciones en la historia y el futuro, de nuestro Sistema Solar. El recuento de exoplanetas confirmados hasta ahora incluye en el rango de tamaño de Júpiter, y muchos más que son más grandes o más pequeños.

El supuesto Jupiters caliente adquirió su nombre por una razón: están en órbitas firmemente alrededor de sus estrellas que chisporrotea caliente, completando una revolución completa--del planeta todo el año--en lo que sería unos días en la Tierra. Y ellos son al carbón en el camino.

Pero ¿por qué nuestro Sistema Solar falta un "Júpiter caliente"? ¿Es, quizás, el destino que espera a nuestro propio Júpiter miles de millones de años--podría gradualmente ir en espiral hacia el Sol, o podría el hinchado Sol futuro expandirse para fagocitarlo?

No es probable que dice Ciardi; tales migraciones planetarias ocurren probablemente temprano en la vida de un sistema solar.

"A fin de que se produzca la migración, tiene que ser material polvoriento en el sistema," dijo. "Suficiente para producir un arrastre. Esa fase de la migración fue hace mucho tiempo en nuestro sistema solar."

Júpiter mismo ya podría haber emigrado desde más lejos hacia fuera del Sistema Solar, aunque nadie lo sabe, dijo.

Mirando hacia atrás en el tiempo

Si las mediciones de Juno pueden ayudar a resolver la cuestión, nos podían tomar un largo camino hacia la comprensión de la influencia de Júpiter en la formación de la Tierra--y, por extensión, la formación de otras "tierras" que podría estar esparcidas entre las estrellas.

«Juno está midiendo el vapor de agua en la atmósfera Jovianos,» dijo Elisa Quintana, investigador en el centro de investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. "Esto permite que la misión de medir la abundancia de oxígeno en Júpiter. Oxígeno se piensa para ser correlacionado con la posición inicial de que Júpiter se originó".

Si la formación de Júpiter comenzó con grandes trozos de hielo en su posición, entonces habría tomado mucho hielo de agua en los elementos más pesados que encontramos en Júpiter. Pero un Júpiter que se formó más lejos hacia fuera del Sistema Solar, luego migrado hacia adentro, pudo haber formado mucho hielo más frío, que llevaría en los elementos más pesados observados con una cantidad menor de agua. Si Júpiter se formó más directamente en la nebulosa solar, sin trozos de hielo de entrada, entonces debería contener menos agua todavía. El agua es un paso clave en la comprensión de cómo y dónde Júpiter se ha formado.

Es cómo el radiómetro de microondas de Juno, con que se mide el vapor de agua, podría revelar historia de Júpiter.

"Si Juno detecta una alta abundancia de oxígeno, podría sugerir que el planeta se había formado hacia fuera más lejos,", dijo Quintana.

Una sonda que cayó en Júpiter por lanave espacial de Galileo de la NASA en 1995 encontró fuertes vientos y turbulencias, pero el agua que parecía estar ausente. Los científicos que probe paso a paso de Galileo acaba de ocurrir en un área seca de la atmósfera, pero Juno encuesta a todo el planeta desde la órbita.

Los primeros años caóticos

Donde se ha formado Júpiter y cuando, también podrían responder preguntas acerca "gigante impacto fase," del Sistema Solar un tiempo de choques y colisiones entre principios cuerpos planeta-formación que desembocó en el Sistema Solar que tenemos hoy.

Nuestro sistema solar era muy propenso a los accidentes en su historia--tal vez no como bolas de billar dando carambolas alrededor, pero con un montón de rebotes en las bandas.

"Definitivamente fue un tiempo violento", dijo Quintana. "Hubo colisiones para decenas de millones de años. Por ejemplo, la idea de cómo se formó la Luna es que una proto-Tierra y otro cuerpo chocaron; el disco de la ruina de esta colisión formaron la Luna. Y algunas personas piensan que Mercurio, porque tiene tal un núcleo de hierro enorme, fue golpeado por algo grande que lo despojó de su manto; se quedó con un núcleo grande en proporción a su tamaño".

Parte de la investigación de Quintana consiste en modelos de ordenador de la formación de planetas y sistemas solares. Burlas hacia fuera de la estructura y la composición de Júpiter podrían mejorar significativamente estos modelos, dijo. Quintana ya ha modelado la formación de nuestro Sistema Solar, con Júpiter y sin ceder algunos hallazgos sorprendentes.

"Durante mucho tiempo, pensaron que Júpiter era esencial para la habitabilidad porque podría haber blindado la Tierra de la afluencia constante de los impactos [durante los días del Sistema Solar temprano] que podría haber sido perjudiciales para la habitabilidad," dijo. "Lo que hemos encontrado en nuestras simulaciones es que es casi lo contrario. Cuando añades a Júpiter, los tiempos de acumulación son más rápidos y los impactos en Tierra son mucho más energéticos. Planetas que se formaron dentro de unos 100 millones años; el Sistema Solar se hizo creciente en ese punto, "dijo Quintana.

"Si usted toma Júpiter, todavía forma la Tierra, pero en escalas de tiempo de miles de millones de años en lugar de cientos de millones. La Tierra sigue recibiendo impactos gigantes, pero son menos frecuentes y tienen energías de bajo impacto,"ella dijo.

Llegar a la base

Otra medición crítica de Juno que podría arrojar nueva luz sobre la oscura historia de la formación planetaria es el experimento de ciencia de gravedad de la misión. Cambios en la frecuencia de las transmisiones de radio de Juno a la red de espacio profundo de NASA ayudará en el mapa del campo gravitacional del planeta gigante.

Conocer la naturaleza de la base de Júpiter podría revelar cómo rápidamente el planeta  se ha formado, con implicaciones para cómo Júpiter han afectado la formación de la Tierra.

Y Magnetómetros de la nave espacial podrían rendir más penetración en la estructura interna profunda de Júpiter midiendo su campo magnético.

"No entendemos mucho sobre el campo magnético de Júpiter", dijo Ciardi. "Creemos que es producida por hidrógeno metálico en el interior profundo. Júpiter tiene un campo magnético muy fuerte, mucho más fuerte que el de la Tierra".

El Mapeo del Campo Magnético de Júpiter también podría ayudar a precisar la plausibilidad de los escenarios propuestos para la vida extraterrestre más allá de nuestro Sistema Solar.

El Campo Magnético de la Tierra se piensa para ser importante para la vida porque actúa como un escudo protector, canalización potencialmente dañinas partículas cargadas y rayos cósmicos de la superficie.

"Si"un planeta como Júpiter orbita su estrella a una distancia donde podría existir agua líquida, el planeta Júpiter-como no puede tener vida, pero podría tener lunas que potencialmente podrían albergar vida, dijo.

El Campo Magnético intenso de una exo-Júpiter podría proteger estas formas de vida, dijo. Conjura visiones de Pandora, la luna en la película "Avatar" habitado por humanoides de 10 pies de altura que viajan, enormes vuelan depredadores a través de un exótico ecosistema alienígena.

Los resultados de Juno será importantes no sólo para entender cómo exo-Jupiters pueden influir en la formación de las exo-tierras, u otros tipos de planetas habitables. También será esenciales para la próxima generación de telescopios espaciales que se caza para mundos alienígenas. El tránsito Exoplanet Survey satélite (TESS) llevará a cabo un estudio de estrellas cercanas brillantes para exoplanetas que comienzan en junio de 2018 o antes. El James Webb Space Telescope, se espera lanzar en el 2018 y WFIRST (amplio campo infrarrojo telescopio de rastreo), con lanzamiento previsto en el mediados de-2020s, intentará tomar imágenes directas de planetas gigantes orbitando alrededor de otras estrellas.

"Vamos a poder tener imagen planetas y obtener espectros," o perfiles de exoplanetas que revelarán los gases atmosféricos, dijo Ciardi. Revelaciones de Juno sobre Júpiter ayudará a los científicos a dar sentido a estos datos de mundos lejanos.

"Estudio de nuestro Sistema Solar es sobre estudio de exoplanetas", dijo. "Y estudiar exoplanetas es acerca de estudiar nuestro Sistema Solar.

Preston Dyches
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
818-354-7013
preston.dyches@jpl.nasa.gov

Written by Pat Brennan
NASA Exoplanet Program

Traducción: El Quelonio Volador