Tendencias Científicas
Distribución de agua en la atmósfera de Júpiter. Fuente: ESA.
El observatorio espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha resuelto el misterio sobre el origen del agua presente en las capas más altas de la atmósfera de Júpiter, aportando pruebas concluyentes que indican que el agua procede del impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en julio de 1994.
Durante aquella espectacular colisión, una cadena de 21 fragmentos del cometa se precipitaron sobre el hemisferio sur de Júpiter a lo largo de toda una semana, dejando unas oscuras cicatrices en la atmósfera del planeta que fueron visibles durante varias semanas.
Este imponente suceso fue la primera observación directa de una colisión fuera de nuestro propio planeta. Fue seguido en directo por astrómonos aficionados y profesionales de todo el mundo con la ayuda de telescopios en tierra y con el Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble.
Primeras sospechas
El Observatorio Espacial Infrarrojo de la ESA fue lanzado en 1995 y fue el primero en detectar y estudiar la presencia de agua en las capas más altas de la atmósfera de Júpiter. Por aquel entonces ya se presentó la hipótesis de que el agua podría proceder del cometa Shoemaker-Levy 9, pero faltaban pruebas que la respaldasen.
Los científicos fueron capaces de excluir un origen interno, como por ejemplo vapor de agua procedente de capas más bajas de la atmósfera del planeta, ya que el vapor no es capaz de atravesar la ‘trampa fría’ que separa la estratosfera de la capa visible de nubes en la troposfera de Júpiter.
Por lo tanto, el agua en la estratosfera joviana tenía que proceder del exterior. Pero hubo que esperar 15 años para poder determinar su origen, hasta que Herschel utilizó sus sensibles ojos infrarrojos para estudiar la distribución horizontal y vertical de la huella química del agua en Júpiter.
Durante aquella espectacular colisión, una cadena de 21 fragmentos del cometa se precipitaron sobre el hemisferio sur de Júpiter a lo largo de toda una semana, dejando unas oscuras cicatrices en la atmósfera del planeta que fueron visibles durante varias semanas.
Este imponente suceso fue la primera observación directa de una colisión fuera de nuestro propio planeta. Fue seguido en directo por astrómonos aficionados y profesionales de todo el mundo con la ayuda de telescopios en tierra y con el Telescopio Espacial NASA/ESA Hubble.
Primeras sospechas
El Observatorio Espacial Infrarrojo de la ESA fue lanzado en 1995 y fue el primero en detectar y estudiar la presencia de agua en las capas más altas de la atmósfera de Júpiter. Por aquel entonces ya se presentó la hipótesis de que el agua podría proceder del cometa Shoemaker-Levy 9, pero faltaban pruebas que la respaldasen.
Los científicos fueron capaces de excluir un origen interno, como por ejemplo vapor de agua procedente de capas más bajas de la atmósfera del planeta, ya que el vapor no es capaz de atravesar la ‘trampa fría’ que separa la estratosfera de la capa visible de nubes en la troposfera de Júpiter.
Por lo tanto, el agua en la estratosfera joviana tenía que proceder del exterior. Pero hubo que esperar 15 años para poder determinar su origen, hasta que Herschel utilizó sus sensibles ojos infrarrojos para estudiar la distribución horizontal y vertical de la huella química del agua en Júpiter.
Se descarta la lluvia de polvo interplanetario
Las observaciones de Herschel determinaron que había 2-3 veces más agua en el hemisferio sur de Júpiter que en el norte, con la mayor parte de ella concentrada cerca de los lugares donde había impactado el cometa en 1994. Por otra parte, el agua sólo se encontraba a gran altitud.
“Sólo Herschel fue capaz de proporcionar la resolución espectral necesaria para encontrar el eslabón perdido entre la presencia de agua en Júpiter y el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994”, explica Thibault Cavalié del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, autor principal de un artículo al respecto publicado en Astronomy and Astrophysics, en un comunicado de la ESA. “Según nuestros modelos, un 95% del agua en la estratosfera de Júpiter procede del impacto del cometa”.
Otra posible fuente de agua sería una lluvia continua de pequeñas partículas de polvo interplanetario. Pero, en este caso, el agua debería estar distribuida de forma uniforme en todo el planeta y se tendría que haber filtrado a cotas más bajas.
Por otra parte, una de las lunas de hielo de Júpiter podría haber aportado agua al planeta a través de un gigante chorro de vapor, como muestran las observaciones de Herschel de la luna Encélado. Esta hipótesis también ha sido descartada, ya que ninguna de las lunas jovianas se encontraba en el lugar apropiado para aportar agua con la distribución observada.
Agua en cuatro planetas gigantes
Finalmente, los científicos también descartaron la hipótesis de que los impactos observados por astrónomos aficionados en 2009 y 2010 pudieran haber realizado una aportación significativa, o que las observaciones pudiesen ser el resultado de variaciones locales en la temperatura de la atmósfera de Júpiter. Shoemaker-Levy 9 era el único culpable.
“Los cuatro planetas gigantes del Sistema Solar exterior presentan agua en sus atmósferas, pero la podrían haber obtenido a través de cuatro mecanismos diferentes”, explica Cavalié. “En Júpiter, está claro que el aporte del cometa Shoemaker-Levy 9 es el más importante, aunque las otras fuentes también podrían haber contribuido en menor medida”.
“Gracias a las observaciones de Herschel, hemos sido capaces de relacionar el impacto de un cometa – que capturó la atención del público y se siguió en directo desde todo el mundo – con la presencia de agua en Júpiter, resolviendo un misterio que nos había mantenido intrigados durante casi dos décadas”, añade Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel para la ESA.
Las observaciones realizadas durante este estudio son un adelanto de las que realizará la futura misión JUICE de la ESA, que partirá hacia el sistema joviano en 2022, donde estudiará la distribución de los ingredientes de la atmósfera de Júpiter con mucho más detalle.
Las observaciones de Herschel determinaron que había 2-3 veces más agua en el hemisferio sur de Júpiter que en el norte, con la mayor parte de ella concentrada cerca de los lugares donde había impactado el cometa en 1994. Por otra parte, el agua sólo se encontraba a gran altitud.
“Sólo Herschel fue capaz de proporcionar la resolución espectral necesaria para encontrar el eslabón perdido entre la presencia de agua en Júpiter y el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994”, explica Thibault Cavalié del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, autor principal de un artículo al respecto publicado en Astronomy and Astrophysics, en un comunicado de la ESA. “Según nuestros modelos, un 95% del agua en la estratosfera de Júpiter procede del impacto del cometa”.
Otra posible fuente de agua sería una lluvia continua de pequeñas partículas de polvo interplanetario. Pero, en este caso, el agua debería estar distribuida de forma uniforme en todo el planeta y se tendría que haber filtrado a cotas más bajas.
Por otra parte, una de las lunas de hielo de Júpiter podría haber aportado agua al planeta a través de un gigante chorro de vapor, como muestran las observaciones de Herschel de la luna Encélado. Esta hipótesis también ha sido descartada, ya que ninguna de las lunas jovianas se encontraba en el lugar apropiado para aportar agua con la distribución observada.
Agua en cuatro planetas gigantes
Finalmente, los científicos también descartaron la hipótesis de que los impactos observados por astrónomos aficionados en 2009 y 2010 pudieran haber realizado una aportación significativa, o que las observaciones pudiesen ser el resultado de variaciones locales en la temperatura de la atmósfera de Júpiter. Shoemaker-Levy 9 era el único culpable.
“Los cuatro planetas gigantes del Sistema Solar exterior presentan agua en sus atmósferas, pero la podrían haber obtenido a través de cuatro mecanismos diferentes”, explica Cavalié. “En Júpiter, está claro que el aporte del cometa Shoemaker-Levy 9 es el más importante, aunque las otras fuentes también podrían haber contribuido en menor medida”.
“Gracias a las observaciones de Herschel, hemos sido capaces de relacionar el impacto de un cometa – que capturó la atención del público y se siguió en directo desde todo el mundo – con la presencia de agua en Júpiter, resolviendo un misterio que nos había mantenido intrigados durante casi dos décadas”, añade Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel para la ESA.
Las observaciones realizadas durante este estudio son un adelanto de las que realizará la futura misión JUICE de la ESA, que partirá hacia el sistema joviano en 2022, donde estudiará la distribución de los ingredientes de la atmósfera de Júpiter con mucho más detalle.
Referencia bibliográfica:
T. Cavalié, H. Feuchtgruber, E. Lellouch, M. de Val-Borro, C. Jarchow, R. Moreno4, P. Hartogh, G. Orton, T. K. Greathouse, F. Billebaud, M. Dobrijevic, L. M. Lara, A. González y H. Sagawa. Spatial distribution of water in the stratosphere of Jupiter from Herschel HIFI and PACS observations. Astronomy and Astrophysics (2013). DOI:
http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201220797.
T. Cavalié, H. Feuchtgruber, E. Lellouch, M. de Val-Borro, C. Jarchow, R. Moreno4, P. Hartogh, G. Orton, T. K. Greathouse, F. Billebaud, M. Dobrijevic, L. M. Lara, A. González y H. Sagawa. Spatial distribution of water in the stratosphere of Jupiter from Herschel HIFI and PACS observations. Astronomy and Astrophysics (2013). DOI:
http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/201220797.
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