Los datos de gravedad recopilados por la misión Juno de la NASA indican que los vientos atmosféricos de Júpiter penetran en el planeta de forma cilíndrica, paralelos a su eje de giro.

La naturaleza violenta de la turbulenta atmósfera de Júpiter ha sido durante mucho tiempo una fuente de fascinación para los astrónomos y científicos planetarios, y Juno ha estado en primera fila de los acontecimientos desde que entró en órbita en 2016. Durante cada una de las 55 naves espaciales hasta la fecha, un conjunto de instrumentos científicos ha examinado debajo de la turbulenta capa de nubes de Júpiter para descubrir cómo funciona el gigante gaseoso desde adentro hacia afuera.

Una forma en que la misión Juno aprende sobre el interior del planeta es a través de la radiociencia. Utilizando las antenas de la Red de Espacio Profundo de la NASA, los científicos rastrean la señal de radio de la nave espacial mientras Juno pasa cerca de Júpiter a velocidades cercanas a los 209.000 km/h, midiendo pequeños cambios en su velocidad, tan pequeños como 0,01 milímetros por segundo. Esos cambios son causados por variaciones en el campo de gravedad del planeta y, al medirlos, la misión esencialmente puede ver la atmósfera de Júpiter.

Tales mediciones han llevado a numerosos descubrimientos, incluida la existencia de un núcleo diluido en lo profundo de Júpiter y la profundidad de las zonas y cinturones del planeta, que se extienden desde las cimas de las nubes hasta aproximadamente 3.000 kilómetros.

Para determinar la ubicación y la naturaleza cilíndrica de los vientos, los autores del estudio aplicaron una técnica matemática que modela las variaciones gravitacionales y las elevaciones de la superficie de planetas rocosos como la Tierra. En Júpiter, la técnica se puede utilizar para mapear con precisión los vientos en profundidad. Utilizando los datos de alta precisión de Juno, los autores pudieron generar un aumento de cuatro veces en la resolución con respecto a los modelos anteriores creados con datos de los exploradores jovianos pioneros de la NASA, Voyager y Galileo.
 

"Aplicamos una técnica restrictiva desarrollada para conjuntos de datos dispersos en planetas terrestres para procesar los datos de Juno", dijo Ryan Park, científico de Juno y líder de la investigación científica de la gravedad de la misión desde el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. "Esta es la primera vez que se aplica una técnica de este tipo a un planeta exterior".

Las mediciones del campo de gravedad coincidieron con un modelo de dos décadas de antigüedad que determinó que los poderosos flujos zonales de este a oeste de Júpiter se extienden desde las zonas y cinturones blancos y rojos a nivel de nubes hacia el interior. Pero las mediciones también revelaron que en lugar de extenderse en todas direcciones como una esfera radiante, los flujos zonales van hacia adentro, de forma cilíndrica, y están orientados a lo largo de la dirección del eje de rotación de Júpiter. Desde la década de 1970 se ha debatido cómo se estructuran los vientos atmosféricos profundos de Júpiter, y la misión Juno ahora ha resuelto el debate.

"Los 40 coeficientes de gravedad medidos por Juno coincidieron con nuestros cálculos anteriores de lo que esperamos que sea el campo de gravedad si los vientos penetran hacia adentro en cilindros", dijo Yohai Kaspi del Instituto Weizmann de Ciencias en Israel, autor principal del estudio y coinvestigador de Juno. "Cuando nos dimos cuenta de que los 40 números coincidían exactamente con nuestros cálculos, fue como si nos hubiera tocado la lotería".

Además de mejorar la comprensión actual de la estructura interna y el origen de Júpiter, la aplicación del nuevo modelo de gravedad podría utilizarse para obtener más información sobre otras atmósferas planetarias.

Juno se encuentra actualmente en una misión extendida. Además de los sobrevuelos de Júpiter, la nave espacial de propulsión solar ha completado una serie de sobrevuelos de las lunas heladas del planeta, Ganímedes y Europa, y se encuentra en medio de varios sobrevuelos cercanos a Io. El sobrevuelo de Io el 30 de diciembre será el más cercano hasta la fecha, a unos 1.500 kilómetros de su superficie adornada por volcanes.

"A medida que avanza el viaje de Juno, estamos logrando resultados científicos que realmente definen un nuevo Júpiter y que probablemente sean relevantes para todos los planetas gigantes, tanto dentro de nuestro sistema solar como más allá", dijo Scott Bolton, investigador principal de la misión Juno en el Instituto de Investigación del Suroeste en San Antonio. “La resolución del campo gravitatorio recién determinado es notablemente similar a la precisión que estimamos hace 20 años. Es fantástico ver tal acuerdo entre nuestra predicción y nuestros resultados”.