Un nuevo estudio basado en datos de la misión Cassini está revelando algo sorprendente en la atmósfera de Saturno. Hace décadas que conocemos la tormenta en el polo norte del gigante gaseoso, pero ahora parece que esta tormenta hexagonal masiva podría ser un gigante gigantesco de cientos de kilómetros de altura que tiene su base en la atmósfera de Saturno.
Cuando Cassini llegó a Saturno en 2004, era verano en el hemisferio sur, y la nave espacial encontró un vórtice polar en el polo sur. Finalmente, el verano llegó al hemisferio norte, y fueron testigos de la formación de la tormenta en el Polo Norte. Esto solo ha confirmado lo que hemos sabido desde la década de 1980, cuando la misión Voyager estudió a Saturno y encontró una tormenta de verano en el Polo Norte de Saturno.
"Si bien esperábamos ver un vórtice de algún tipo en el polo norte de Saturno a medida que se calentaba, su forma es realmente sorprendente". - Leigh Fletcher, Universidad de Leicester, Reino Unido, autora principal.
Pero esta tormenta del norte tiene una forma hexagonal en lugar de redonda, y comparte la misma forma hexagonal que la tormenta más profunda en la atmósfera de Saturno, encontrada por primera vez por la Voyager. La pregunta es, ¿estamos viendo un monstruo imponente de tormenta? ¿O dos tormentas separadas, ambas formando en forma hexagonal?
"Los bordes de este vórtice recién descubierto parecen ser hexagonales, coincidiendo precisamente con un patrón de nube hexagonal famoso y extraño que vemos más abajo en la atmósfera de Saturno", dice Leigh Fletcher, de la Universidad de Leicester, Reino Unido, autora principal del nuevo estudio.
Este video muestra el patrón de nube hexagonal en lo profundo de la atmósfera de Saturno que fue descubierto por primera vez por Voyager.
Los científicos involucrados con la misión Cassini esperaban ver una tormenta en el polo norte cuando llegó el verano de Saturno, pero la forma los sorprendió. "O un hexágono se ha generado de forma espontánea e idéntica en dos altitudes diferentes, una más baja en las nubes y otra alta en la estratosfera, o el hexágono es de hecho una estructura imponente que abarca un rango vertical de varios cientos de kilómetros", dijo Fletcher.
En el corazón de este nuevo estudio se encuentra el espectrómetro infrarrojo compuesto (CIRS) de Cassini. CIRS capturó estos datos entre 2010 y 2017, y muestra el calentamiento de la estratosfera de Saturno desde una alta inclinación orbital. La imagen compuesta a continuación muestra el calentamiento gradual de la estratosfera de Saturno y la formación gradual de la tormenta hexagonal.
Anteriormente en la misión de Cassini, la atmósfera superior era simplemente demasiado fría para que CIRS pudiera verla. La estratosfera era de aproximadamente -158 grados Celsius, 20 grados demasiado fría para el instrumento. Pero el año de Saturno dura unos 30 años, y en 2009, la región del norte polar comenzó a calentarse. Alrededor de 2014, el instrumento CIRS de Cassini pudo estudiar la atmósfera superior.
“Un año de Saturno abarca aproximadamente 30 años terrestres, por lo que los inviernos son largos. Saturno solo comenzó a emerger de las profundidades del invierno del norte en 2009, y gradualmente se calentó a medida que el hemisferio norte se acercaba al verano ". - coautora del estudio Sandrine Guerlet, Laboratoire de Météorologie Dynamique, Francia.
"Pudimos usar el instrumento CIRS para explorar la estratosfera norte por primera vez, desde 2014 en adelante", dijo Guerlet. "A medida que el vórtice polar se hizo más y más visible, notamos que tenía bordes hexagonales, y nos dimos cuenta de que estábamos viendo el hexágono preexistente a altitudes mucho más altas de lo que se pensaba".
El estudio indica que las regiones polares en Saturno son muy diferentes entre sí. Cuando Cassini observó la región sur durante el verano, al principio de su misión, no había un patrón de tormenta hexagonal. La tormenta del norte también es más fresca, menos madura y su dinámica es completamente diferente. Por ahora, los científicos solo pueden adivinar por qué es así.
"Esto podría significar que existe una asimetría fundamental entre los polos de Saturno que aún no hemos entendido, o podría significar que el vórtice del polo norte todavía se estaba desarrollando en nuestras últimas observaciones y siguió haciéndolo después de la desaparición de Cassini", dijo Fletcher. La misión de Cassini terminó en su "Gran Final" en septiembre de 2017, cuando la nave espacial fue enviada deliberadamente a la atmósfera de Saturno para ser destruida.
Los científicos han estado estudiando los patrones climáticos de Saturno durante mucho tiempo, y desde hace mucho tiempo saben que las gruesas capas de nubes del planeta albergan la mayor parte del clima del planeta. Las características polares del norte fueron detectadas por primera vez por la Voyager en la década de 1980, y sabemos que el hexágono polar en el norte es una característica de larga duración. Los científicos piensan que la característica puede estar vinculada a la rotación del planeta en sí, al igual que la corriente en chorro aquí en la Tierra.
Está claro que tenemos mucho que aprender sobre la atmósfera de Saturno. Es poco probable que la tormenta hexagonal en la estratosfera y la tormenta hexagonal más profunda en la atmósfera sean la misma tormenta. El viento cambia demasiado a través de las capas de la atmósfera. Pero podrían estar conectados de otra manera. Después de investigar las propiedades atmosféricas en la región norte, Fletcher y sus colegas determinaron que las ondas como el hexágono no deberían poder propagarse hacia arriba y permanecer atrapadas en las nubes. Esto es a través de un proceso llamado evanescencia. "Una forma en que la" información "de las olas puede filtrarse hacia arriba es a través de un proceso llamado evanescencia, donde la fuerza de una ola decae con la altura pero es lo suficientemente fuerte como para persistir en la estratosfera", explica Fletcher.
La imagen más grande en este estudio es la pregunta en curso de cómo se transporta la energía a través de diferentes capas de una atmósfera, algo que todavía estamos trabajando para entender aquí en la Tierra. Si podemos entender cómo y por qué el vórtice polar norte de Saturno tiene una forma hexagonal, arrojará luz sobre cómo los fenómenos más profundos en una atmósfera pueden influir en el medio ambiente en lo alto.
"El hexágono septentrional de Saturno es una característica icónica de uno de los miembros más carismáticos del Sistema Solar, por lo que descubrir que aún tiene grandes misterios es muy emocionante", - Nicolas Altobelli, científico del proyecto de la ESA para la misión Cassini-Huygens.
La misión Cassini todavía nos muestra cosas sobre Saturno, incluso ahora que ha terminado. En cuanto al equipo detrás de este estudio, es agridulce descubrir el hexágono norteño casi un año después de que Cassini terminara. Fletcher dice: “Simplemente necesitamos saber más. Es bastante frustrante que solo hayamos descubierto este hexágono estratosférico justo al final de la vida útil de Cassini ".
