Las sorpresas que encontr¨® la 'Galileo' en J¨²piter

El pasado d¨ªa 7 de diciembre, el m¨®dulo sonda desprendido de la nave Galileo penetraba en la atm¨®sfera superior de J¨²piter proporcionando, por primera vez en la investigaci¨®n del Sistema Solar, medidas obtenidas in situ sobre la composici¨®n qu¨ªmica y la meteorolog¨ªa de este remoto planeta. En reciente conferencia de prensa, y tras un largo par¨¦ntesis, acaban de hacerse p¨²blicos los primeros resultados de estas investigaciones.Antes de nada, decir que los datos transmitidos por la sonda -llamada suicida- durante los 57 minutos que dur¨® su descenso en la atm¨®sfera de J¨²piter (unos 156 kil¨®metros desde que se abri¨® el paraca¨ªdas hasta los ¨²ltimos datos enviados al destruirse el artefacto) parecen ser de una alta calidad. Hay que valorar este punto si uno tiene en cuenta que la sonda penetr¨® a unos 170.000 kil¨®metros por hora, calent¨¢ndose su escudo protector hasta temperaturas de unos 12.000 grados cent¨ªgrados y sufriendo una deceleraci¨®n de 230 veces la de la gravedad terrestre. Pero los sensibles instrumentos de medida resistieron estas condiciones extremas. Aunque preliminares, los an¨¢lisis revelan aspectos novedosos sobre el planeta y, por extensi¨®n, sobre el origen del Sistema Solar.

Uno de los datos que m¨¢s han sorprendido y que trasciende a los estudios sobre el planeta es el de la composici¨®n qu¨ªmica de J¨²piter. Se supone que este planeta gigante, debido a su gran masa y a las bajas temperaturas existentes en las partes m¨¢s altas de la atm¨®sfera (consecuencia de su alejamiento del Sol a una distancia media de unos 778 millones de kil¨®metros), ha sido capaz de retener los elementos ligeros presentes en la nebulosa primigenia de la que se formaron todos los planetas hace unos 4.500 millones de a?os. Pues bien, justamente uno de esos elementos, el helio, cuya abundancia es muy dif¨ªcil de determinar a partir de medidas indirectas desde telescopios en la Tierra u orbitales, por tratarse de un gas noble, ha podido ser medido ahora in situ en J¨²piter con alta precisi¨®n.

Origen del helio

El helio tiene dos or¨ªgenes: uno, el producido en el remoto origen del universo tras la Gran Explosi¨®n (helio primordial), y otro, el que se produce por fusi¨®n en el interior de las estrellas. Hasta la fecha, las medidas de la abundancia de helio en J¨²piter coincid¨ªan bien con el primordial previsto por el modelo est¨¢ndar de Gran Explosi¨®n, y tambi¨¦n con las medidas en las partes externas del Sol (a pesar de que se produce helio en el interior del Sol, ¨¦ste no aflora al exterior) y con el presente en algunas poblaciones de estrellas lejanas. Galileo nos dice ahora que el helio en J¨²piter es tan s¨®lo la mitad del esperado. ?C¨®mo ha desaparecido el helio de J¨²piter? ?Se ha precipitado hacia el interior del planeta como, al parecer, sucede en Saturno? ?0 la nebulosa protoplanetaria conten¨ªa menos helio primigenio del esperado?Galileo tambi¨¦n ha medido abundancias m¨¢s bajas de las esperadas de otros elementos como el ne¨®n, carbono, azufre y ox¨ªgeno. Este ¨²ltimo tiene tambi¨¦n mucho inter¨¦s, pues sirve para determinar la cantidad de agua presente en la atm¨®sfera del planeta. El agua es un compuesto importante desde la perspectiva meteorol¨®gica.En las regiones m¨¢s profundas sondeadas por la Galileo (regiones casi siempre ocultas al observador terrestre), las presiones y temperaturas son tales que el agua puede condensar y formar nubes. Durante el proceso de condensaci¨®n se libera gran cantidad de calor latente, el cual puede constituirse en el combustible necesario para dirigir los violentos movimientos atmosf¨¦ricos all¨ª observados. Como comparaci¨®n, baste recordar que la meteorolog¨ªa tropical terrestre est¨¢ regida en gran medida por una fuente semejante de calor.

Algunos modelos sobre la formaci¨®n de nubes tormentosas en J¨²piter y sobre su din¨¢mica requieren de abundancias de ox¨ªgeno (es decir, de agua) de hasta 10 veces la solar. Tambi¨¦n la interpretaci¨®n como ondas de gravedad de los anillos en expansi¨®n radial observados tras los impactos de los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9, en julio de 1994, suger¨ªan estas altas abundancias. Ahora la Galileo nos dice que el agua, en el punto de impacto, es al menos diez veces menor. La regi¨®n ecuatorial en la que penetr¨® Galileo parece ser muy seca. ?Es, en general, extrapolable este resultado al resto de J¨²piter?

Distribuci¨®n del agua

En esto hay que ser precavidos. A diferencia del helio que se supone bien mezclado en todo J¨²piter, el agua podr¨ªa distribuirse por efecto de la din¨¢mica heterog¨¦neamente en el planeta. Quiz¨¢s es como si la sonda hubiera penetrado en el S¨¢hara y d e ah¨ª trat¨¢semos de deducir que la Tierra es muy seca. Las observaciones indirectas del orbitador Galileo en los pr¨®ximos dos aflos ayudar¨¢n a clarificar este aspecto.Si Galileo no ha detectado las nubes de agua, tampoco parece que las de amoniaco y las de bisulfuro am¨®nico (una mezcla de amoniaco y azufre en el hidr¨®geno), situadas por encima de aquella, sean en esa regi¨®n todo lo densas que era de esperar. Parece as¨ª que la sonda ha penetrado en una regi¨®n particularmente seca y limpia de nubes de la atm¨®sfera joviana. Algo curioso en un mundo cubierto al ciento por ciento de nubes en toda la extensi¨®n.Queda por clarificar adem¨¢s, en base a esas composiciones medidas, al origen de los agentes qu¨ªmicos que colorean de tonos rojizos y ocres las nubes de J¨²piter. Es tambi¨¦n notoria la ausencia de rayos y descargas el¨¦ctricas, que se estima, como m¨¢ximo, en la d¨¦cima parte de las presentes en la Tierra. Algo que podr¨ªa explicarse por la ausencia de nubes de agua productoras de tormentas, fuente a su vez de los rayos.

Din¨¢micamente, la meteorolog¨ªa de J¨²piter es particularmente activa. En la regi¨®n de entrada de la sonda se han medido temperaturas m¨¢s altas de las esperadas, as¨ª como una alternancia de regiones fr¨ªas y calientes absolutamente inesperadas. La sonda se ha encontrado, a su paso por estas capas, con una gran turbulencia, en los movimientos de los gases.

Sin embargo, es la alta velocidad de rotaci¨®n del planeta (el d¨ªa de J¨²piter dura s¨®lo 10 horas) la que hace que los vientos soplen con inusual virulencia a lo largo de los paralelos y esculpan las nubes en franjas paralelas al ecuador. Estos vientos soplan en chorros con direcci¨®n alternante hacia el Este y el Oeste seg¨²n la latitud, de manera que entre ellos se forman gigantescos v¨¦rtices con circulaci¨®n cerrada, el m¨¢s destacado de los cuales es la Gran Mancha Roja. En la latitud de unos siete grados norte, que es por donde ha penetrado la sonda, las observaciones desde Tierra indicaban velocidades para los vientos hacia el Este de unos 360 kil¨®metros por hora. Galileo ha encontrado que por

debajo los vientos soplan con mayor intensidad, con velocidades de hasta unos 540 kil¨®metros por hora.Este resultado podr¨ªa ser fundamental para explicar la circulaci¨®n atmosf¨¦rica global en el planeta. Hasta la fecha, dos modelos antag¨®nicos compiten por explicarla. De una parte, el modelo terrestre, seg¨²n el cual es b¨¢sicamente la radiaci¨®n solar y sus diferencias entre ecuador y polo las que controlan los movimientos, en clara analog¨ªa con lo que sucede en los planetas terrestres (Venus, Tierra y Marte). En el otro lado se encuentra el modelo astrof¨ªsico, seg¨²n el cual es la fuente de calor interna (que en J¨²piter es de un 60% de la solar) la responsable de los vientos.

Las medidas de Galileo, seg¨²n las cuales la velocidad de los viento crece con la profundidad en regiones en donde la radiaci¨®n solar no es importante, apoyar¨ªan est¨¢ ¨²ltima hip¨®tesis. En este sentido, J¨²piter se parecer¨ªa m¨¢s a una estrella que a un planeta.

Seguramente nos esperan m¨¢s sorpresas en los pr¨®ximos d¨ªas, a medida que se avance en el an¨¢lisis de los datos, y, sin lugar a dudas, en los pr¨®ximos dos a?os, durante los cuales se efectuar¨¢ la exploraci¨®n detallada de planeta y sat¨¦lites por el veh¨ªculo orbital Galileo. A pesar de los problemas en la nave, los resultados parecen ser de calidad suficiente para dar un gran salto en nuestro conocimiento de J¨²piter y sus sat¨¦lites y del origen del Sistema Solar.

es catedr¨¢tico de F¨ªsica de la Universidad del Pa¨ªs Vasco.