Un examen de datos de la pasada misión Cassini a Saturno determina que el famoso hexágono que emerge en el polo norte a medida que se acerca el verano, puede elevarse sobre las nubes del planeta.
Cuando Cassini llegó al sistema de Saturno en 2004, el hemisferio sur estaba disfrutando el verano, mientras que el norte estaba en pleno invierno. La nave espacial detectó un vórtice amplio y cálido a gran altitud en el polo sur de Saturno, pero ninguno en el polo norte del planeta.
Un estudio a largo plazo ha descubierto ahora los primeros destellos de un vórtice polar norte que se forma en lo alto de la atmósfera cuando el hemisferio norte de Saturno se acerca al verano. Este vórtice cálido se encuentra cientos de kilómetros por encima de las nubes, en una capa de atmósfera conocida como la estratosfera, y revela una sorpresa inesperada.
"Los bordes de este vórtice recién descubierto parecen ser hexagonales, que coinciden con un famoso y extraño patrón de nubes hexagonales que vemos más profundamente en la atmósfera de Saturno", dice Leigh Fletcher de la Universidad de Leicester, Reino Unido, autor principal del nuevo estudio.
"Si bien esperábamos ver un vórtice de algún tipo en el polo norte de Saturno a medida que se calentaba, su forma es realmente sorprendente. O un hexágono se ha generado espontáneamente e idénticamente a dos altitudes diferentes, una más baja en las nubes y una alta en el estratosfera, o el hexágono es de hecho una estructura elevada que abarca un rango vertical de varios cientos de kilómetros".
Los niveles de nubes de Saturno albergan la mayoría del clima del planeta, incluido el hexágono polar del norte preexistente. Esta característica fue descubierta por la nave espacial Voyager de la NASA en la década de 1980 y ha sido estudiada durante décadas; es una onda de larga duración potencialmente ligada a la rotación de Saturno, un tipo de fenómeno que también se ve en la Tierra en estructuras como la corriente de chorro polar.
Sus propiedades fueron reveladas en detalle por Cassini, que lo observó en múltiples longitudes de onda, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo, utilizando instrumentos que incluyen su Espectrómetro de Infrarrojo Compuesto (CIRS). Sin embargo, al comienzo de la misión, este instrumento no podía asomarse más en la estratosfera septentrional, que tenía temperaturas alrededor de -158 grados centígrados, unos 20 grados demasiado fríos para observaciones infrarrojas de CIRS, dejando relativamente poco exploradas estas regiones de mayor altitud durante años.
"Un año saturniano abarca aproximadamente 30 años terrestres, por lo que los inviernos son largos", agrega la coautora Sandrine Guerlet del Laboratoire de Métorologie Dynamique, Francia.
"Saturno solo comenzó a emerger de las profundidades del invierno septentrional en 2009, y gradualmente se calentó a medida que el hemisferio norte se acercaba al verano".
Un extraño proceso en la atmósfera de Saturno aceleró este calentamiento: cuando el aire se hundió en el polo norte, el hexágono superior se calentó cada vez más rápido. El aumento de la temperatura permitió a Fletcher y sus colegas estudiar el vórtice polar en luz infrarroja.
"Pudimos utilizar el instrumento CIRS para explorar la estratosfera septentrional por primera vez, a partir de 2014", agrega Guerlet. "A medida que el vórtice polar se hizo más y más visible, notamos que tenía bordes hexagonales, y nos dimos cuenta de que estábamos viendo el hexágono preexistente a altitudes mucho más altas de lo que se pensaba anteriormente".
Esto indica que los dos polos de Saturno se comportan de forma muy diferente: no había hexágono en el polo sur, ni en la cima de las nubes ni en las alturas, cuando se observó al principio de la misión de Cassini durante el verano austral. El vórtice norte tampoco está tan maduro como el vórtice sur, ya que es más frío y muestra una dinámica diferente a la de su contraparte sur.
"Esto podría significar que hay una asimetría fundamental entre los polos de Saturno que aún no hemos entendido, o podría significar que el vórtice del polo norte aún se estaba desarrollando en nuestras últimas observaciones y siguió haciéndolo después de la desaparición de Cassini", agrega Fletcher. La misión Cassini llegó a su fin en septiembre de 2017.
La presencia de un hexágono en la estratosfera septentrional de Saturno, cientos de kilómetros por encima de las nubes, sugiere que hay mucho más que aprender sobre la dinámica en juego en la atmósfera del gigante gaseoso.
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