Las profundidades ocultas de Júpiter: por qué la atmósfera del gigante gaseoso plantea nuevos enigmas a los científicos

La atmósfera de Júpiter se adentra miles de kilómetros en el interior del planeta. Las nuevas mediciones de la misión Juno de la NASA están cambiando radicalmente nuestra comprensión del gigante gaseoso, al tiempo que plantean nuevas preguntas.

Dos de las grandes tormentas giratorias de Júpiter, captadas por la cámara de luz visible JunoCam de la sonda Juno el 29 de noviembre de 2021. Sobre la tormenta inferior se observan nubes brillantes que se elevan repentinamente y proyectan sombras sobre el banco de nubes que hay debajo. Imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Dos de las grandes tormentas giratorias de Júpiter, captadas por la cámara de luz visible JunoCam de la sonda Juno el 29 de noviembre de 2021. Sobre la tormenta inferior se observan nubes brillantes que se elevan repentinamente y proyectan sombras sobre el banco de nubes que hay debajo. Imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill
Lisa Seyde
Lisa Seyde Meteored Alemania 8 min

Durante mucho tiempo se consideró que Júpiter era un simple planeta gaseoso: una atmósfera turbulenta de hidrógeno y helio en la superficie, y un núcleo denso debajo. Sin embargo, los nuevos datos de la misión Juno de la NASA y las simulaciones modernas revelan que el planeta más grande del sistema solar debe de tener una estructura mucho más compleja.

"Como seres humanos, tendemos a llenar nuestras lagunas de conocimiento con modelos sencillos, pero los detalles son cada vez más complejos".

– Steven Levin, Investigador de la misión Juno, Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA.

Desde su llegada en 2016, la sonda espacial Juno ha estado estudiando la atmósfera, el campo magnético y el campo gravitatorio del gigante gaseoso. Hasta la fecha, la sonda ya ha completado 83 órbitas, muchas más de las previstas inicialmente. De hecho, las mediciones actuales indican que, en su interior, Júpiter se asemeja más a una cebolla de múltiples capas que a un planeta claramente estructurado con un núcleo sólido.

Corrientes en chorro que se adentran hasta lo más profundo del planeta

Las corrientes atmosféricas de Júpiter resultan especialmente fascinantes. Más de 20 enormes corrientes en chorro rodean el planeta en dirección este-oeste. Los vientos alcanzan velocidades de unos 100 metros por segundo, lo que los hace más de tres veces más rápidos que las corrientes en chorro de la Tierra.

Polo sur de Júpiter, fotografiado desde la sonda Juno a una altura de 52 000 kilómetros (32 000 millas). Las formas ovaladas son ciclones con un diámetro de hasta 1000 kilómetros (600 millas). Imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles
Polo sur de Júpiter, fotografiado desde la sonda Juno a una altura de 52 000 kilómetros (32 000 millas). Las formas ovaladas son ciclones con un diámetro de hasta 1000 kilómetros (600 millas). Imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Betsy Asher Hall/Gervasio Robles

A diferencia de lo que ocurre en nuestro planeta, en Júpiter se alternan regularmente franjas de viento que soplan hacia el este y hacia el oeste. Es especialmente llamativa la denominada "superrotación" en el ecuador: allí, la atmósfera se mueve más rápido en el sentido de la rotación que el propio planeta. Este fenómeno resulta difícil de explicar con los modelos actuales.

Durante mucho tiempo no estaba claro si estas corrientes afectaban únicamente a las capas superiores de las nubes o si se adentraban profundamente en el interior. Solo las mediciones gravitacionales precisas de Juno revelan que los chorros se adentran varios miles de kilómetros en el planeta, hasta regiones con presiones de unos 100 000 bares.

Por debajo de esta zona, Júpiter parece girar casi como un cuerpo sólido. Sin embargo, las transiciones entre la atmósfera y el interior son mucho más complejas de lo esperado.

El enigmático núcleo de Júpiter

Una de las cuestiones más importantes se refiere al núcleo del planeta. Los modelos clásicos partían de la hipótesis de que Júpiter se formó en su día con un núcleo sólido de roca y hielo, que posteriormente atrajo grandes cantidades de hidrógeno. Sin embargo, los nuevos datos ya no encajan con este sencillo escenario.

"Júpiter tiene un núcleo muy grande, difuso y poco luminoso. Suponemos que en el centro mismo de Júpiter hay un núcleo pequeño y compacto, y utilizamos el aprendizaje automático y la inteligencia artificial para afinar estos resultados. Sin embargo, resulta difícil desarrollar un modelo que realmente funcione".

– Scott Bolton, investigador principal de la misión Juno en el Southwest Research Institute, San Antonio.

A esto se suma que el hidrógeno y el helio adquieren propiedades extremas a grandes profundidades. A unos 7000 kilómetros de profundidad, el hidrógeno se comprime tanto que se vuelve conductor de la electricidad y se comporta como un metal. Esto podría dar lugar a interacciones entre la atmósfera y el campo magnético.

Turbulencias, corrientes de calor y lluvia de helio

La cuestión de qué impulsa y frena las corrientes en chorro de Júpiter también es objeto de un intenso estudio por parte de los investigadores. Hay indicios que apuntan a que los movimientos turbulentos en forma de remolino desempeñan un papel decisivo. Al igual que en la atmósfera terrestre, estos transportan impulso y energía a las grandes corrientes.

Primer plano de los seis ciclones del polo sur de Júpiter, imagen infrarroja tomada el 2 de febrero de 2017 durante la tercera pasada de la sonda Juno. El Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) mide el calor irradiado por el planeta en una longitud de onda infrarroja de unos 5 micrómetros. Imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM
Primer plano de los seis ciclones del polo sur de Júpiter, imagen infrarroja tomada el 2 de febrero de 2017 durante la tercera pasada de la sonda Juno. El Jovian Infrared Auroral Mapper (JIRAM) mide el calor irradiado por el planeta en una longitud de onda infrarroja de unos 5 micrómetros. Imagen: NASA/JPL-Caltech/SwRI/ASI/INAF/JIRAM

Además, los científicos debaten otros procesos, como la estratificación estable en el interior o la lluvia de helio. En este proceso, el helio se separa del hidrógeno bajo una presión extrema y desciende a las capas más profundas del planeta. Este proceso podría liberar cantidades considerables de energía.

Las mediciones del radiómetro de microondas a bordo de la sonda Juno revelan, además, indicios de células de circulación a gran escala que se extienden a profundidades enormes. En parte recuerdan a las células atmosféricas de la Tierra, pero alcanzan mayores profundidades.

La zona ecuatorial sigue siendo especialmente enigmática. Allí, parece que fuertes corrientes ascendentes y flujos de calor procedentes del interior impulsan los vientos en dirección este. Aún no se sabe con exactitud cómo funciona este mecanismo.

Misión de resultado incierto

En la actualidad, Juno se desplaza cada vez más por las regiones polares del planeta, que durante mucho tiempo apenas se pudieron explorar debido a la radiación extrema. La sonda sigue funcionando de forma fiable, a pesar de que hace tiempo que superó la duración prevista inicialmente para su misión.

Para la investigación planetaria, estos resultados revisten una enorme importancia. Y es que Júpiter nos permite comprender no solo a los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar, sino también a los numerosos exoplanetas de sistemas estelares lejanos.

Por eso, la principal conclusión de los últimos años es, sobre todo, que bajo las coloridas nubes de Júpiter se esconde un sistema sumamente complejo formado por corrientes profundas, enormes zonas de presión y procesos físicos que aún apenas se comprenden. Y con cada nueva órbita de la sonda Juno, aumenta el número de preguntas sin respuesta.

Referencia de la noticia:

Duer-Milner, K. (2026): The deep atmosphere of Jupiter. Nature Communications.