Una tormenta oscura en Neptuno invierte su dirección, posiblemente arrojando un fragmento.

Los astrónomos que utilizaron el telescopio espacial Hubble de la NASA observaron un misterioso vórtice oscuro en Neptuno alejarse abruptamente de una posible muerte en el planeta azul gigante.

En esta instantánea del telescopio espacial Hubble del dinámico planeta verde azulado, Neptuno revela una monstruosa tormenta oscura (centro superior) y la aparición de un punto oscuro más pequeño cercano (superior derecha). El vórtice gigante, que es más ancho que el Océano Atlántico, viajaba hacia el sur, hacia una destrucción segura por las fuerzas atmosféricas en el ecuador, cuando de repente dio un giro en U y comenzó a retroceder hacia el norte. Créditos: NASA, ESA, STScI, M.H. Wong (University of California, Berkeley), and L.A. Sromovsky and P.M. Fry (University of Wisconsin-Madison).

La tormenta, que es más ancha que el Océano Atlántico, nació en el hemisferio norte del planeta y fue descubierta por el telescopio espacial Hubble en 2018. Un año más tarde, las observaciones mostraron que comenzó a desplazarse hacia el sur, hacia el ecuador, donde se esperaba que tales tormentas desaparecieran de la vista. Para sorpresa de los observadores, Hubble detectó el cambio de dirección del vórtice en agosto de 2020, volviendo sobre sus pasos y yendo hacia el norte. Aunque el Hubble ha rastreado puntos oscuros similares durante los últimos 30 años, este comportamiento atmosférico impredecible es algo nuevo.

Igual de desconcertante es que la tormenta no estaba sola. El Hubble vio otra mancha oscura más pequeña en enero de este año que apareció temporalmente cerca de su prima más grande. Posiblemente podría haber sido una parte del vórtice gigante que se rompió, se alejó y luego desapareció en observaciones posteriores.

“Estamos entusiasmados con estas observaciones porque este fragmento oscuro más pequeño es potencialmente parte del proceso de interrupción de la mancha oscura”, dijo Michael H. Wong de la Universidad de California, en Berkeley. “Este es un proceso que nunca se ha observado. Hemos visto que algunos otros puntos oscuros se desvanecen y desaparecen, pero nunca hemos visto nada interrumpido, a pesar de que fue predicho en simulaciones por ordenador”.

La gran tormenta, que tiene 7400 km de diámetro, es la cuarta mancha oscura que Hubble ha observado en Neptuno desde 1993. Otras dos tormentas oscuras fueron descubiertas por la nave espacial Voyager 2 en 1989 mientras sobrevolaba el planeta distante, pero habían desaparecido antes de que Hubble pudiera observarlas. Desde entonces, solo Hubble ha tenido la nitidez y la sensibilidad, en luz visible, para rastrear estas características esquivas, que han ido apareciendo y desvaneciéndose secuencialmente, durante una duración aproximada de unos dos años cada una. Hubble descubrió esta última tormenta en septiembre de 2018.

Mal tiempo

Los vórtices oscuros de Neptuno son sistemas de alta presión que pueden formarse en latitudes medias y luego migrar hacia el ecuador. Comienzan permaneciendo estables debido a las fuerzas de Coriolis, que hacen que las tormentas del hemisferio norte giren en el sentido de las agujas del reloj, debido a la rotación del planeta (estas tormentas son diferentes a los huracanes en la Tierra, que giran en sentido contrario a las agujas del reloj porque son sistemas de baja presión). Sin embargo, a medida que una tormenta se desplaza hacia el ecuador, el efecto Coriolis se debilita y la tormenta se desintegra. En simulaciones por ordenador realizadas por varios equipos diferentes, estas tormentas siguen un camino más o menos recto hacia el ecuador, hasta que no hay efecto Coriolis que las mantenga juntas. A diferencia de las simulaciones, la última tormenta gigante no migró a la “zona de muerte” ecuatorial.

La mancha oscura más pequeña en esta imagen del Hubble puede haber sido una parte de la tormenta gigante que se interrumpió cuando el vórtice más grande se acercó al ecuador. Hubble descubrió la tormenta gigante en septiembre de 2018 en el hemisferio norte de Neptuno. La mancha más grande tiene aproximadamente 7400 km de ancho. El ancho estimado de la más pequeña es de 6300 km. Créditos: NASA, ESA, STScI, M.H. Wong (University of California, Berkeley), and L.A. Sromovsky and P.M. Fry (University of Wisconsin-Madison).

Punto oscuro Junior (Jr)

Las observaciones del Hubble también revelaron que la desconcertante inversión de la trayectoria del vórtice oscuro ocurrió al mismo tiempo que apareció un nuevo punto, informalmente considerado como “punto oscuro jr” El punto más nuevo era un poco más pequeño que su primo, midiendo casi 6300 km de ancho. Estaba cerca del lado de la mancha oscura principal que mira hacia el ecuador, el lugar donde algunas simulaciones muestran que ocurriría una interrupción.

Sin embargo, el momento de la aparición de la mancha más pequeña fue inusual. “Cuando vi por primera vez la mancha pequeña, pensé que la más grande estaba siendo alterada”, dijo Wong. “No pensé que se estuviera formando otro vórtice porque el pequeño está más hacia el ecuador, con lo que está dentro de esta región inestable. Pero no podemos probar que los dos estén relacionados. Sigue siendo un completo misterio.

“También fue en enero cuando el vórtice oscuro detuvo su movimiento y comenzó a moverse hacia el norte nuevamente”, agregó Wong. “Tal vez el deshacerse de ese fragmento, fue suficiente para evitar que se moviera hacia el ecuador”.

Los investigadores continúan analizando más datos para determinar si los restos del punto oscuro jr persistieron durante el resto de 2020.

Tormentas oscuras aún desconcertantes

Todavía es un misterio cómo se forman estas tormentas, pero este último vórtice oscuro gigante es el mejor estudiado hasta ahora. La apariencia oscura de la tormenta puede deberse a una capa elevada de nubes oscuras, y podría estar informando a los astrónomos sobre la estructura vertical de la tormenta.

Otra característica inusual de la mancha oscura es la ausencia de nubes brillantes a su alrededor, que estaban presentes en las imágenes del Hubble tomadas cuando se descubrió el vórtice en 2018. Aparentemente, las nubes desaparecieron cuando el vórtice detuvo su viaje hacia el sur. Las nubes brillantes se forman cuando el flujo de aire se perturba y se desvía hacia arriba sobre el vórtice, lo que hace que los gases probablemente se congelen en cristales de hielo de metano. La falta de nubes podría estar revelando información sobre cómo evolucionan las manchas, dicen los investigadores.

Ojo meteorológico en los planetas exteriores

El Hubble tomó muchas de las imágenes de los puntos oscuros como parte del programa Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL), un proyecto del Hubble a largo plazo, dirigido por Amy Simon, del Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland, que captura mapas globales, anualmente, de los planetas exteriores de nuestro sistema solar cuando están más cerca de la Tierra en sus órbitas.

Los objetivos clave de OPAL son estudiar los cambios estacionales a largo plazo, así como capturar eventos comparativamente transitorios, como la aparición de manchas oscuras en Neptuno o potencialmente en Urano. Estas tormentas oscuras pueden ser tan fugaces que en el pasado algunas de ellas pueden haber aparecido y desaparecido durante brechas de varios años en las observaciones del Hubble de Neptuno. El programa OPAL asegura que los astrónomos no se perderán otro.

“No sabríamos nada sobre estos últimos puntos oscuros si no fuera por el Hubble”, dijo Simon. “Ahora podemos seguir la gran tormenta durante años y observar su ciclo de vida completo. Si no tuviéramos al Hubble, podríamos pensar que la Gran Mancha Oscura vista por la Voyager en 1989 todavía está en Neptuno, al igual que la Gran Mancha Roja de Júpiter. Y no habríamos sabido acerca de los otros cuatro lugares que Hubble descubrió”. Wong presentó los hallazgos del equipo el 15 de diciembre en la reunión de otoño de la American Geophysical Union.