NOIRLab: Los misterios de Júpiter expuestos en detalles multicolor

La vista infrarroja de Júpiter se creó a partir de datos capturados el 11 de enero de 2017 con el instrumento Near-InfraRed Imager (NIRI) en Gemini Norte en Hawai’i, del Observatorio internacional Gemini, un programa de NOIRLab de NSF y AURA . Crédito: Gemini / NOIRLab / NSF / AURA, M.H. Wong (UC Berkeley) y col. Agradecimientos: M. Zamani

Nuevas imágenes de Júpiter tomadas con el telescopio de Gemini Norte y el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA, muestran al planeta gigante en longitudes de onda de luz visible, infrarroja y ultravioleta, revelando una multitud de detalles en su atmósfera, tales como la Gran Mancha Roja, super tormentas, y gigantescos ciclones que se extienden a lo largo del disco planetario. Tres imágenes interactivas permiten comparar las observaciones de Júpiter en estas longitudes de onda y explorar las nubes del gigante gaseoso.

Un trío de increíbles imágenes de Júpiter fueron suficientes para mostrar al gigante gaseoso en tres diferentes tipos de luz: infrarroja, visible, y ultravioleta. Las fotografías en luz visible y ultravioleta fueron capturadas por la Cámara de Campo Amplio 3 del Telescopio Espacial Hubble, en tanto que la imagen en infrarrojo proviene de la Cámara de Infrarojo Cercano (NIRI por sus siglas en inglés), un instrumento instalado en el telescopio de Gemini Norte en Hawaiʻi, el miembro boreal de los telescopios Gemini, un Programa de NOIRLab de NSF y Observatorio AURA. Todas las observaciones fueron tomadas simultáneamente (a las 15:41 en Hora Universal), el 11 de Enero de 2017.

Los tres retratos del gigante gaseoso, destacan la ventaja crucial de la astronomía de longitudes de onda múltiples para observar planetas y otros objetos astronómicos en diferentes longitudes de onda de la luz, lo que permite a los científicos obtener información que de otra forma no estaría disponible. En el caso de Júpiter, el planeta posee una apariencia vastamente diferente en observaciones en luz infrarroja, visible y ultravioleta. La Gran Mancha Roja del planeta —el famoso sistema de tormentas permanente que tiene el tamaño de la Tierra— es una característica destacada de las imágenes en visible y ultravioleta, pero es casi invisible en longitudes de onda infrarrojas. Por otro lado, las bandas de nubes en contra de la rotación de Júpiter son claramente visibles en los tres tipos de luz.

Al observar la Gran Mancha Roja en múltiples longitudes de onda, se descubren otras sorpresas. Por ejemplo, la región más oscura en la imagen infrarroja es más grande que el óvalo rojo en la imagen visible. Esta diferencia se produce porque las distintas longitudes de onda revelan estructuras diferentes. Es así como las  observaciones en infrarrojo muestran áreas cubiertas con nubes gruesas, mientras que las observaciones en luz visible y ultravioleta revelan la ubicación de cromóforos, es decir, las partículas que otorgan su tono distintivo a la Gran Mancha Roja al absorber la luz azul y ultravioleta.

Pero la Gran Mancha Roja no es el único sistema de tormentas visible en estas imágenes. La región conocida como la Mancha Roja Junior (llamada por los científicos jovianos como Oval BA), aparece tanto en las observaciones en luz visible como ultravioleta [1]. Esta tormenta —hacia el lado inferior a la derecha de su contraparte más grande— se formó de la fusión de tres tormentas de tamaño parecido en el año 2000 [2]. En la imagen de luz visible, se puede apreciar claramente un borde rojo bien definido con un centro blanco. Pero en luz infrarroja, la Mancha Roja Junior es invisible y se pierde en la banda de frías nubes más grandes que se ven oscuras en luz infrarroja. Al igual que su hermana mayor, la mancha está coloreada por cromóforos que absorben la radiación solar ultravioleta y de los azules, otorgándole un color rojo en las observaciones de luz visible y con una apariencia oscura en longitudes de onda ultravioletas. Justo encima de ella, es posible distinguir una supertormenta en luz visible que se ve como una línea blanca extendiéndose hacia el lado derecho del disco de Júpiter.

Uno de los fenómenos atmosféricos que se pueden distinguir claramente en luz infrarroja es una veta brillante en el hemisferio norte de Júpiter. Esta característica corresponde a un vórtice ciclónico o probablemente a una serie de vórtices que se extienden por 71 mil kilómetros (cerca de 45 mil millas) desde el este hacia el oeste. En luz visible, el ciclón se ve de color marrón oscuro, lo que llevó a denominar a este tipo de fenómeno como “barcazas marrones” en las imágenes que tomó la nave espacial Voyager de la NASA. Sin embargo, en luz ultravioleta esta característica es apenas visible bajo una capa de neblina estratosférica, que se vuelve cada vez más oscura hacia el polo norte.

De un modo parecido, y alineados por debajo de la barcaza marrón, cuatro grandes “puntos calientes” se ven brillantes en la imagen infrarroja, pero oscuras en luz visible y ultravioleta. Los astrónomos descubrieron estas características cuando observaron a Júpiter en luz infrarroja por primera vez en los años 60.

Además de otorgar la posibilidad de hacer un hermoso recorrido panorámico por Júpiter, estas observaciones proveen información crucial sobre la atmósfera del planeta, y cada longitud de onda explora las diferentes capas de nubes y sus partículas. Un equipo de astrónomos utilizó los datos de los telescopios para analizar la estructura de las nubes dentro de las áreas de Júpiter donde la nave espacial Juno de la NASA detectó señales de radio provenientes de la actividad de los rayos.

El líder del equipo de observación, Mike Wong, de la Universidad de California, destacó que “las observaciones de Gemini Norte fueron posibles gracias a la ubicación del telescopio en la Reserva Científica de Maunakea, adyacente a la cima de Maunakea”.

“Estamos muy agradecidos por el privilegio de observar a Ka‘āwela (Júpiter) desde un lugar que es único, tanto por su importancia cultural como por su calidad astronómica”, destacó Wong.

La historia científica detrás de estas impresionantes imágenes se cuenta en su totalidad en una nueva publicación del Blog de NOIRLab. Además de descubrir la ciencia detrás de estas imágenes, es posible utilizar  tres imágenes interactivas para comparar las observaciones de Júpiter en diferentes longitudes de onda y mirar debajo de las nubes del gigante gaseoso:

• Comparación de imágenes interactivas de datos infrarrojos de Gemini con datos en luz visible de Hubble. 
• Comparación de imágenes interactivas de datos en luz visible de Hubble con datos en luz ultravioleta.
• Comparación de imágenes interactivas de datos en luz infrarroja de Gemini con datos en luz ultravioleta de Hubble.

Para mayor información sobre las observaciones realizadas por Gemini visite el comunicado de prensa titulado  Gemini se sumerge en las misteriosas profundidades de las nubes de Júpiter.