Publicado 24/09/2020 17:05CET

Explicación del siglo XIX a la geometría de las tormentas en Júpiter

Explicación del siglo XIX a la geometría de las tormentas en Júpiter
Explicación del siglo XIX a la geometría de las tormentas en Júpiter - CALTECH

   MADRID, 24 Sep. (EUROPA PRESS) -

   Matemáticas derivadas de un escrito de Lord Kelvin, un físico e ingeniero matemático británico, hace casi 150 años han dado una explicación a la disposición geométrica de las tormentas en Júpiter.

   Como en la Tierra, las tormentas de Júpiter tienden a formarse más cerca del ecuador y luego derivar hacia los polos. Sin embargo, los huracanes y tifones de la Tierra se disipan antes de que se alejen demasiado del ecuador. En Júpiter siguen su camino hasta que llegan a los polos.

   "La diferencia es que en la tierra los huracanes se quedan sin agua caliente y llegan a los continentes", dice Amdy Ingersoll, profesor de ciencia planetaria de Caltech, y autor principal de un nuevo estudio sobre la materia, que se publica en PNAS.

   Júpiter no tiene tierra, por lo que hay mucha menos fricción porque no hay nada contra qué frotarse. Simplemente hay más gas debajo de las nubes. A Júpiter también le queda calor de su formación que es comparable al calor que recibe del sol, por lo que la temperatura la diferencia entre su ecuador y sus polos no es tan grande como en la Tierra.

   Sin embargo, dice Ingersoll, esta explicación aún no tiene en cuenta el comportamiento de las tormentas una vez que llegan al polo sur de Júpiter, lo cual es inusual incluso en comparación con otros gigantes gaseosos. Saturno, que también es un gigante gaseoso, tiene una enorme tormenta en cada uno de sus polos, en lugar de una colección de tormentas dispuestas geométricamente.

   Ingersoll y sus colegas descubrieron que la respuesta al misterio de por qué Júpiter tiene estas formaciones geométricas y otros planetas no las tienen, podría encontrarse en el pasado, específicamente en el trabajo realizado en 1878 por Alfred Mayer, un físico estadounidense, y Lord Kelvin.

   Mayer había colocado imanes circulares flotantes en un charco de agua y observó que se organizaban espontáneamente en configuraciones geométricas, similares a las vistas en Júpiter, con formas que dependían de la cantidad de imanes. Kelvin usó las observaciones de Mayer para desarrollar un modelo matemático para explicar el comportamiento de los imanes.

   "En el siglo XIX, la gente pensaba en cómo las piezas giratorias de fluido se organizarían en polígonos", dice Ingersoll en un comunicado. "Aunque había muchos estudios de laboratorio de estos polígonos fluidos, nadie había pensado en aplicar eso a una superficie planetaria".

   Para hacerlo, el equipo de investigación utilizó un conjunto de ecuaciones conocidas como ecuaciones de aguas poco profundas para construir un modelo informático de lo que podría estar sucediendo en Júpiter y comenzó a ejecutar simulaciones.

   "Queríamos explorar la combinación de parámetros que hace que estos ciclones sean estables", dice Cheng Li, autor principal y becario postdoctoral en Berkeley. "Hay teorías establecidas que predicen que los ciclones tienden a fusionarse en el polo debido a la rotación del planeta y eso es lo que encontramos en las pruebas iniciales".

ANILLO DE VIENTOS EN DIRECCIÓN OPUESTA A LAS TORMENTAS

   Sin embargo, finalmente el equipo descubrió que se formaría una disposición geométrica estable de tormentas similar a Júpiter si las tormentas estuvieran rodeadas por un anillo de vientos que giraran en la dirección opuesta a las tormentas giratorias, o un llamado anillo anticiclónico. La presencia de anillos anticiclónicos hace que las tormentas se repelan entre sí, en lugar de fusionarse.

   Ingersoll dice que la investigación podría ayudar a los científicos a comprender mejor cómo se comporta el clima en la Tierra.

"Otros planetas proporcionan una gama mucho más amplia de comportamientos que los que se ven en la Tierra", dice, "por lo que estudias el clima en otros planetas para poner a prueba tus teorías".

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