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Espacio Publicado por Paul Scott Anderson y 29 de septiembre de 2021 Concepto artístico de una mushball en la atmósfera de un planeta gigante. Un nuevo estudio dice que tales bolas de mushball, básicamente granizos gigantes, pueden explicar la falta de amoníaco en las atmósferas de Urano y Neptuno. Imagen vía NASA/ JPL-Caltech/ SwRI/ CNRS/ Europlanet Society.

El caso del amoníaco perdido

En la Tierra, los granizos, gránulos helados de agua congelada, caen de las nubes como nieve o lluvia. Otros planetas, como los gigantes Júpiter y Saturno, también tienen granizo. En los planetas gigantes, los granizos se llaman mushballs . Son más grandes y fangosos por dentro que los granizos terrestres. A mediados de septiembre de 2021, la Europlanet Society dijo que las mushballs pueden explicar una sustancia faltante en los gigantes de hielo Urano y Neptuno. La sustancia es el compuesto químico amoníaco. Y estos científicos dijeron que las bolas de mushball en Urano y Neptuno transportan amoníaco a las profundidades de las densas atmósferas de los planetas, donde los telescopios terrestres no pueden detectarlo.

Tristán Guillot de J.-L. El laboratorio Lagrange en Francia presentó los resultados del nuevo estudio en el Congreso virtual de ciencia Europlanet 2021, del 13 al 24 de septiembre.

Hasta ahora, los científicos se han preguntado por qué el amoníaco parece ser escaso en las atmósferas de Urano y Neptuno. Las atmósferas de los dos planetas contienen otros gases primordiales, similares al metano. Pero eso solo hace que la falta de amoníaco sea más desconcertante.

Estos científicos dijeron que hay algo extraño en la forma en que se formaron Urano y Neptuno, o algún otro proceso debe estar agotando el amoníaco. Ahora, pueden tener una respuesta.

Este gráfico muestra cómo los científicos creen que se forman bolas de mushball en las atmósferas de los planetas gigantes. Esta ilustración en particular es para Júpiter, pero se cree que el proceso es similar para Urano y Neptuno. Imagen vía NASA/ JPL-Caltech/ SwRI/ CNRS.

Mushballs explican la falta de amoníaco

Básicamente, las mushballs son piedras de granizo gigantes compuestas de amoníaco y hielo de agua. Se forman rápidamente debido a que el amoníaco licua los cristales de hielo de agua. Esto puede ocurrir incluso a la temperatura de congelación de -130 grados Fahrenheit (-90 grados Celsius).

De hecho, estas bolas de mushball son más grandes que cualquier piedra de granizo en la Tierra, y crecen hasta un peso de alrededor de 2,2 libras (un kilogramo) o más. Transportan el amoníaco atrapado en las profundidades de las atmósferas de planetas como Júpiter, muy por debajo de la base de las nubes. El mismo proceso debería estar ocurriendo, incluso de manera más eficiente, en Urano y Neptuno, dicen los investigadores. Como dijo Guillot:

La química termodinámica implica que este proceso es aún más eficiente en Urano y Neptuno, y la región de la semilla de mushball se extiende y ocurre a mayores profundidades. Por lo tanto, es probable que el amoníaco simplemente esté escondido en las atmósferas profundas de estos planetas, más allá del alcance de los instrumentos actuales.

Tristán Guillot en el J.-L. El Laboratorio Lagrange en Francia dirigió la nueva investigación sobre mushballs en Urano y Neptuno. Imagen vía J.-L. Laboratorio Lagrange.

Mushballs en Júpiter: Juno proporciona pistas

Como explicó Guillot, la nave espacial Juno de la NASA, que actualmente orbita alrededor de Júpiter, hizo un descubrimiento que puede ayudar a explicar el misterio. De hecho, la atmósfera del planeta contiene mucho amoníaco, pero está más profundo de lo que se pensaba. guillot dijo:

La nave espacial Juno ha demostrado que en Júpiter, el amoníaco está presente en abundancia, pero generalmente mucho más profundo de lo esperado, gracias a la formación de mushballs. Muestro que lo que hemos aprendido en Júpiter se puede aplicar para proporcionar una solución plausible a este misterio en Urano y Neptuno.

El año pasado, los científicos teorizaron que se forman enormes bolas de mushball (2/3 de agua y 1/3 de amoníaco) en la atmósfera de Júpiter. Se cree que consisten en capas de aguanieve, amoníaco y hielo cubiertas por una capa más gruesa de hielo de agua. Los científicos dicen que se forman de una manera similar a las piedras de granizo en la Tierra, creciendo a medida que se mueven hacia arriba o hacia abajo a través de la atmósfera joviana.

Guillot también comentó sobre esto en ese momento, diciendo:

Eventualmente, las bolas de musgo se vuelven tan grandes que incluso las corrientes ascendentes no pueden contenerlas, y caen más profundamente en la atmósfera, encontrando temperaturas aún más cálidas, donde finalmente se evaporan por completo. Su acción arrastra amoníaco y agua a niveles profundos en la atmósfera del planeta. Eso explica por qué no vemos mucho en estos lugares con el radiómetro de microondas de Juno.

En Júpiter, se cree que las mushballs se forman en poderosas tormentas eléctricas, en nubes que contienen tanto amoníaco como agua. Concepto del artista vía NASA/ JPL-Caltech/ SwRI/ MSSS/ Gerald Eichstädt/ Heidi N. Becker/ Koji Kuramura.

Mushballs y granizos

En la Tierra, los granizos se forman a partir de gotas de agua que se congelan al entrar en contacto con núcleos de condensación o semillas de nubes. Son partículas diminutas, como polvo u hollín, de aproximadamente 0,2 micrómetros (µm) o 1/100 del tamaño de una gota de agua en la nube. Los granizos pueden crecer hasta unas seis pulgadas (15 cm) de diámetro.

En planetas como Júpiter, y probablemente Urano y Neptuno, se cree que las bolas de mushball con forma de granizo son más grandes y más fangosas por dentro, de ahí el nombre.

Asimismo, al igual que se cree que ocurre en los planetas gigantes, el granizo en la Tierra se forma en forma de nubes tormentosas.

Se necesitan futuras misiones

Sin embargo, para concretar realmente la hipótesis y, con suerte, confirmarla, se requeriría una nueva misión o misiones. La última vez que Urano y Neptuno fueron visitados fue por la nave espacial Voyager 2 en la década de 1980, y esos fueron solo breves sobrevuelos.

Como se señala en el documento:

Sin embargo, se desconoce el alcance de la región de agotamiento del amoníaco (y potencialmente del agua). Ser capaz de determinar a qué profundidad se transportan estas especies requerirá una misión dedicada para mapear la estructura atmosférica profunda y comprender la convección húmeda en planetas con atmósferas de hidrógeno.

Una piedra de granizo en la Tierra, mostrando su estructura en capas. Se cree que las albóndigas son similares, pero más grandes y con una composición más fangosa. Imagen vía ERZ/Wikipedia (CC BY-SA 3.0).

Guillot también dijo:

Para comprender completamente los procesos, necesitamos una misión dedicada para mapear la estructura atmosférica profunda y comprender la mezcla en atmósferas de hidrógeno. Neptuno y Urano son un vínculo fundamental entre los planetas gigantes, como Júpiter y Saturno, y los exoplanetas gigantes de hielo que estamos descubriendo en la galaxia. ¡Realmente tenemos que ir allí!

En pocas palabras: los granizos fangosos gigantes llamados mushballs pueden explicar el antiguo misterio de por qué parece faltar amoníaco en las atmósferas de Urano y Neptuno. Transportan el gas demasiado profundo en la atmósfera para ser detectados desde la Tierra.

Fuente: Mushballs y la falta de amoníaco en Urano y Neptuno

Vía Sociedad Europlanet

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pablo scott anderson

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Sobre el Autor:

Paul Scott Anderson ha tenido una pasión por la exploración espacial que comenzó cuando era niño cuando vio Cosmos de Carl Sagan. Mientras estaba en la escuela, fue conocido por su pasión por la exploración espacial y la astronomía. Inició su blog The Meridiani Journal en 2005, que era una crónica de exploración planetaria. En 2015, el blog pasó a llamarse Planetaria. Si bien está interesado en todos los aspectos de la exploración espacial, su principal pasión es la ciencia planetaria. En 2011, comenzó a escribir sobre el espacio de forma independiente y ahora escribe para AmericaSpace and Futurism (parte de Vocal). También ha escrito para Universe Today y SpaceFlight Insider, y también ha sido publicado en The Mars Quarterly y ha escrito artículos complementarios para la conocida aplicación de iOS Exoplanet para iPhone y iPad.

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Hay un fenómeno similar en Júpiter, donde caen del cielo gránulos parecidos a piedras de granizo. Pero en Júpiter estos gránulos tienen un nombre diferente: mushballs. Las mushballs son granizos ricos en amoníaco, que consisten en un aguanieve de amoníaco y agua.

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Las observaciones de microondas muestran que estas tormentas en Júpiter, llamadas vórtices, se extienden por debajo de la capa de nubes del planeta. En el caso de la Gran Mancha Roja, se extiende al menos 200 millas en las nubes de Júpiter, más allá de las profundidades donde se forman las nubes y se condensa el agua.

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¿Qué es la Gran Mancha Roja en Júpiter?

La Gran Mancha Roja de Júpiter (GRS) es una tormenta anticiclónica grande y duradera en la atmósfera de Júpiter. Tanto su tamaño (actualmente más de 16.000 km de este a oeste) como su longevidad centenaria son diferentes a otros vórtices del Sistema Solar y deben ser impulsados ??por la dinámica subyacente de la tormenta.

Video: mushballs