Dos investigadores de la UPC-ESEIAAT reproducen la formación de las tormentas polares en Saturno

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De izquierda a derecha, Enrique García y Manel Soria

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Tormenta polar de Saturno del 2018. En el panel superior se muestra una imagen del planeta obtenida con el telescopio espacial Hubble el 6 de junio del 2018. Los números 1 y 2 dentro del recuadro sobre el polo norte señalan las dos tormentas principales que aparecen como a nubes blancas. En la parte superior del panel inferior se muestran las mismas tormentas observadas por el telescopio espacial proyectadas sobre un planisferio, mientras que en la secuencia inferior del mismo panel se muestra la interacción entre las dos tormentas simulada por ordenador

El trabajo forma parte de una colaboración científica internacional que ha descubierto tormentas múltiples en diferentes latitudes del segundo planeta más grande del sistema solar

22/10/2019

Los investigadores Enrique García y Manel Soria, de la Escuela Superior de Ingenierías Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa (ESEIAAT) de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC), han desarrollado un modelo numérico con el que, mediante superordenadores, se puede reproducir la evolución de las tormentas polares en Saturno e identificar las condiciones que las han propiciado. El trabajo se acaba de publicar en la revista 'Nature Astronomy' y forma parte de un proyecto internacional más amplio liderado por el investigador Agustín Sánchez Lavega, de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), en el que también han participado otros investigadores de la misma universidad, con la colaboración de la misión espacial Cassini, el telescopio Hubble y una amplia red de observadores científicos.

Saturno, al igual que otros planetas con atmósfera, es un laboratorio natural útil para investigar el clima en la Tierra, ya que nos permite estudiar los fenómenos meteorológicos que tienen lugar en nuestro planeta y poner a prueba, bajo condiciones extremas, los modelos que se emplean para explicarlos y predecirlos.

Asimismo, los investigadores Enrique García y Manel Soria, de la UPC, han creado un modelo numérico que permite evaluar y reproducir la evolución de las tormentas polares que tienen lugar en Saturno y la energía involucrada en su desarrollo, comparándolos con otros tipos de tormentas observadas anteriormente.

De este modo, se han podido identificar por primera vez tormentas en diferentes latitudes de este planeta que se desencadenan por convección en las nubes profundas de agua a unos 200 km por debajo de las nubes visibles del planeta de los anillos. El gas húmedo y caliente sube con mucha fuerza a la atmósfera de hidrógeno de Saturno formando nubes muy densas de amoníaco, visibles con el telescopio.

Enrique García y Manel Soria son profesores de ESEIAAT e investigadores del Turbulence and Aerodynamics in Mechanical and Aerospace Engineering Research Group (TUAREG) de la UPC y forman parte de un grupo de científicos internacionales que estudia los fenómenos atmosféricos en Saturno. El proyecto ha involucrado a la misión espacial Cassini de las agencias espaciales estadounidense, europea e italiana, que estuvo en órbita del planeta hasta septiembre de 2017. Además, ha contado con el telescopio epacial Hubble, la cámara PlanetCam de la UPB/EHU instalada en el Observatorio de Calar Alto, las simulaciones numéricas realizadas por la UPC y la participación de una red de observadores aficionados que han aportado las imágenes para seguir día a día la evolución del fenómeno.

Manchas misteriosas en Saturno
Todo comenzó la noche del 29 de marzo de 2018, cuando un astrónomo aficionado brasileño capturó con su telescopio la presencia de una pequeña, aunque brillante, mancha blanca en el disco del planeta Saturno, cerca de su polo norte. Pocos días después la mancha se hizo grande, alcanzando unos 4.000 km de longitud y convirtiéndose en el detalle más destacable del disco del planeta de los anillos. Unos dos meses más tarde apareció una segunda mancha, más hacia el norte del planeta, y en los meses siguientes de forma secuencial, una tercera y una cuarta mancha, mucho más cerca de la región polar, a orillas del famoso hexágono de Saturno, un fenómeno que no se había observado nunca antes.

Durante aquellos meses las manchas se desplazaron a diferentes velocidades, arrastradas por los vientos atmosféricos que soplan en Saturno con fuertes corrientes hacia el este y el oeste. Mientras que la primera mancha, situada más al sur, se desplazaba a unos 220 km/hora hacia el este, la situada más al norte lo hacía a unos 20 km/h hacia el oeste. Esto provocó encuentros entre ellas, pasando unas cerca de las otras y generando, durante su interacción mutua, perturbaciones atmosféricas que se propagaron rodeando toda la región polar de Saturno.

Según afirma Agustín Sánchez Vega, el científico de la UPB/EHU que lidera esta investigación, "es la primera vez que vemos tormentas múltiples en diferentes latitudes simultáneamente. Hasta ahora habíamos visto pequeñas tormentas aisladas que eran o bien pequeñas o bien gigantes".

"En la Tierra", continúa Sánchez Lavega, "las tormentas de este tipo duran como máximo unos días, pero en Saturno, la primera de todas las manchas estuvo activa más de siete meses. Además, las nuevas tormentas han sido observadas solo en el hemisferio norte (nunca se han visto en el sur) y parecen haber seguido su ritmo de formación de una cada 30 o 60 años".

En este descubrimiento han participado Agustín Sánchez Lavega, catedrático de física de la UPB/EHU, director del Grupo de Ciencias planetarias (GCP) y premio Euskadi de investigación 2016; Jon Legarreta, Ricardo Hueso y Teresa del Río Gaztelurrutia, profesores titulares de la UPB/EHU, y Santiago Pérez, investigador doctor permanente, del mismo grupo de investigación. Enrique García y Manel Soria son profesores del Departamento de Física de la UPC, dentro de la división de Ingeniería Aeroespacial, en la ESEIAAT, y forman parte del grupo de investigación Turbulence and Aerodynamics in Mechanical and Aerospace Engineering Research Group (TUAREG).