Movimientos de las nubes de gran altitud en una escala global. Imágenes tomadas por la cámara de ángulo estrecho de la nave espacial Cassini de la NASA.
El pasado 5 de agosto, despegó la sonda espacial Juno para comenzar un viaje de 5 años hacia un mundo extraño: el planeta Júpiter. Júpiter tiene una larga lista de rarezas. Para empezar, es enorme, contiene el 70% del material planetario de nuestro sistema solar; aun así, no es como el mundo rocoso que yace debajo de nuestros pies. Júpiter es tan gaseoso, que se parece más a una estrella.
La atmósfera de Júpiter fabrica huracanes, los cuales son el doble de ancho que la Tierra misma, monstruos que generan vientos de casi 644 kilómetros por hora [400 millas por hora] y rayos que son 100 veces más brillantes que los rayos terrestres. El planeta gigante también emite un tipo de radiación que resulta letal para los seres humanos sin protección.
De cualquier forma, la característica más extraña de Júpiter puede ser una "sopa" en sus profundidades, compuesta de un líquido exótico que ocupa 40.233 km [25.000 millas] y que se agita en su interior, denominado: hidrógeno líquido metálico.
El lanzamiento de la sonda Juno tuvo lugar el 5 de agosto de 2011, en el Centro Espacial Kennedy (Kennedy Space Center o KSC, por su sigla en inglés).
“Aquí en la Tierra, el hidrógeno es un gas transparente e incoloro”, dice Scott Bolton, quien es el investigador principal de la misión Juno. “Pero en el centro de Júpiter, el hidrógeno se convierte en algo extraño”.
Júpiter está compuesto de un 90% de hidrógeno, un 10% de helio y una pizca de los otros elementos. En las capas de gas más externas de este gigante, el hidrógeno es un gas al igual que en la Tierra.
Júpiter está compuesto de aproximadamente un 70% de hidrógeno por masa, pero el 90% de los átomos de Júpiter son de hidrógeno.
Océanos metálicos
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Pero a medida que se va más profundo, una presión atmosférica intensa gradualmente convierte el gas en un líquido denso. Finalmente, la presión se torna tan grande que "exprime" los electrones hacia afuera de los átomos de hidrógeno y el líquido se vuelve conductor, como el metal.
Por debajo de la gruesa atmósfera de 1.000 km de espesor, se cree que una capa de hidrógeno líquido se extiende hasta una profundidad de 20.000 km. Asimismo, se considera que aún más profundo hay una capa de hidrógeno líquido metálico a una presión de 3 millones de bares. Se piensa que el centro comprende una aleación de hierro-níquel, roca, etc., a una temperatura que se estima excede los 20.000 C.
Juno es una sonda espacial impulsada mediante energía solar, la cual orbitará los polos de Júpiter 33 veces con el fin de conocer más sobre los orígenes, estructura, atmósfera y magnetósfera del gigante gaseoso e investigar la existencia de un núcleo planetario sólido.
El Laboratorio de Propulsión a Chorro [Jet Propulsion Laboratory o JPL, en inglés], de la NASA, controla la misión Juno para el investigador principal, Scott Bolton, del Instituto de Investigaciones del Suroeste [SWRI, por su sigla en inglés]. La misión Juno es parte del programa New Frontiers [Nuevas Fronteras, en español], dirigido por el Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA, ubicado en Huntsville, Alabama. La empresa Lockheed Martin Space Systems, en Denver, construyó la nave espacial. La gestión del lanzamiento de la misión es responsabilidad del Programa de Servicios de Lanzamiento de la NASA, en el Centro Espacial Kennedy, en Florida.
¿Cómo es este líquido?
“El hidrógeno líquido metálico tiene baja viscosidad, como el agua, y es un buen conductor eléctrico y térmico”, dice David Stevenson, de Caltech, quien es experto en formación, evolución y estructura planetaria. “Como si fuera un espejo, refleja la luz; de modo que, si usted estuviera inmerso en él [ojalá que nunca lo esté], no podría ver nada”.
Aquí en la Tierra, se ha fabricado hidrógeno líquido metálico en experimentos llevados a cabo con ondas de choque pero, como dicho hidrógeno no se mantiene en esa forma, sólo se ha producido en pequeñas cantidades durante períodos muy cortos. Si los investigadores están en lo correcto, el núcleo de Júpiter puede estar repleto de océanos de este líquido.
Hay tanto hidrógeno líquido metálico en el interior de Júpiter que transforma al planeta en un enorme generador. “Una capa profunda de hidrógeno líquido metálico y la rápida rotación de Júpiter [aproximadamente 10 horas] crean un campo magnético de 724.200 millones de kilómetros [450 millones de millas] de largo; el más grande en el sistema solar”, comenta Bolton.
La magnetósfera de Júpiter puede producir hasta 10 millones de amperes de corriente eléctrica, con auroras que encienden los polos de Júpiter de una manera más brillante que cualquier otro planeta.
A pesar de que los científicos están muy seguros de que el hidrógeno líquido metálico existe en el interior de Júpiter, no saben exactamente cómo está estructurado el interior de este planeta gigante. Por ejemplo, ¿dónde es que el hidrógeno se transforma en conductor? ¿Tiene Júpiter en su interior un núcleo de elementos pesados? La misión Juno servirá para responder todas estas preguntas clave.
“Al confeccionar mapas del campo magnético de Júpiter, así como del campo gravitacional y de la composición atmosférica, Juno nos dará valiosa información sobre cómo está compuesto el interior de Júpiter”.
Es importante entender a este gigante ya que ejerció una gran influencia en la formación del sistema solar. Júpiter se formó de la mayoría de los restos que quedaron después de que el Sol tomó su forma a partir de la nebulosa solar. Este planeta conserva el estado y la composición del material que quedó justo después de que se formó el Sol.
“Él tiene la receta secreta mediante la cual se formaron los primeros planetas de nuestro sistema solar”, dice Bolton. "Y nosotros la queremos”.
Con el lanzamiento que tuvo lugar el pasado 5 de agosto, “Júpiter se convierte en nuestro laboratorio, y Juno en nuestro instrumento, para descubrir los secretos de los gigantes gaseosos”, afirma Bolton. En realidad, lo que descubra Juno podría ser muy raro.
