Cada 20 o 30 años, la atmósfera de Saturno se agita con enormes tormentas eléctricas que rodean el planeta y producen intensos relámpagos y gigantescas perturbaciones en las nubes. La cabeza de una de estas tormentas —conocida popularmente como «grandes manchas blancas», por analogía con la Gran Mancha Roja de Júpiter— puede ser tan grande como la Tierra. A diferencia de la mancha de Júpiter, que está en calma en el centro y no tiene relámpagos, las manchas de Saturno están activas en el centro y tienen largas colas que acaban envolviendo el planeta.
En los últimos 140 años se han observado seis tormentas de este tipo en Saturno, que se alternan entre el ecuador y las latitudes medias. La más reciente surgió en diciembre de 2010 y rodeó el planeta en seis meses. Las tormentas suelen producirse cuando el hemisferio norte de Saturno está más inclinado hacia el Sol. Sin embargo, no estaba claro qué las desencadena exactamente ni por qué ocurren con tan poca frecuencia.
Ahora, un nuevo estudio de dos científicos planetarios de Caltech apunta a una posible causa de estas tormentas. El estudio se publicó el 13 de abril en la edición anticipada en línea de la revista Nature Geoscience.
Mediante modelos numéricos, el profesor de Ciencia Planetaria Andrew Ingersoll y su estudiante de posgrado Cheng Li simularon la formación de las tormentas y descubrieron que podrían deberse al peso de las moléculas de agua en la atmósfera del planeta. Como estas moléculas de agua son pesadas en comparación con el hidrógeno y el helio que componen la mayor parte de la atmósfera del gigante gaseoso, cuando precipitan al suelo aligeran la atmósfera superior, lo que suprime la convección.
Con el tiempo, esto enfría la atmósfera superior. Pero ese enfriamiento acaba superando la convección suprimida, y el aire cálido y húmedo asciende rápidamente y desencadena una tormenta eléctrica. «La atmósfera superior es tan fría y tan masiva que hacen falta entre 20 y 30 años para que este enfriamiento desencadene otra tormenta», afirma Ingersoll.
Ingersoll y Li descubrieron que este mecanismo concuerda con las observaciones de la gran mancha blanca de 2010 realizadas por la nave espacial Cassini de la NASA, que observa Saturno y sus lunas desde 2004.
Los investigadores también proponen que la ausencia de tormentas que rodeen todo el planeta en Júpiter podría explicarse si su atmósfera contiene menos vapor de agua que la de Saturno. Esto se debe a que el gas saturado (gas que contiene la cantidad máxima de humedad que puede retener a una temperatura determinada) en una atmósfera de hidrógeno y helio atraviesa un mínimo de densidad al enfriarse. Es decir, primero se vuelve menos denso a medida que el agua precipita y luego se vuelve más denso conforme continúa el enfriamiento. «Pasar por ese mínimo es clave para suprimir la convección, pero tiene que haber suficiente vapor de agua desde el principio», afirma Li.
Ingersoll y Li señalan que las observaciones de la nave espacial Galileo y del telescopio espacial Hubble indican que Saturno sí tiene suficiente agua para atravesar este mínimo de densidad, mientras que Júpiter no. En noviembre de 2016, la nave espacial Juno de la NASA, actualmente en camino a Júpiter, comenzará a medir la abundancia de agua en ese planeta. «Eso debería ayudarnos a comprender no solo la meteorología, sino también la formación del planeta, ya que se espera que el agua sea la tercera molécula más abundante después del hidrógeno y el helio en la atmósfera de un planeta gigante», afirma Ingersoll.
Este artículo se publica en colaboración con Caltech. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde estas opiniones.
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Autor: Kathy Svitil es escritora en Caltech.
Imagen: Esta imagen, tomada por la nave espacial Cassini de la NASA en febrero de 2011, muestra una enorme tormenta en el hemisferio norte de Saturno. NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute
