El cometa Shoemaker-Levy 9 choco dramáticamente contra el planeta Júpiter en 1994
El observatorio espacial Herschel de la Agencia Espacial Europea (ESA) ha resuelto un misterio de larga data en cuanto al origen del agua en la atmósfera superior de Júpiter, encontrando pruebas concluyentes de que fue entregada por el dramático impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en julio de 1994.
Durante el espectacular choque de una semana una cadena de 21 fragmentos del cometa golpearon en el hemisferio sur de Júpiter, dejando oscuras cicatrices en la atmósfera del planeta que persistieron durante varias semanas.
El notable acontecimiento fue la primera observación directa de una colisión extraterrestre en el Sistema Solar. Fue seguido en todo el mundo por astrónomos aficionados y profesionales con muchos telescopios terrestres y el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA.
El Infrared Space Observatory de la ESA fue lanzado en 1995 y fue el primero en detectar y estudiar el agua en la atmósfera superior de Júpiter. Se especulaba extensamente que el cometa Shoemaker-Levy 9 pudo haber sido el origen de esta agua, pero faltaba la prueba directa.
Los científicos fueron capaces de excluir una fuente interna, tal como agua pasando desde lo más profundo dentro de la atmósfera del planeta, debido a que no es posible que el vapor de agua pase a través de la "trampa de frío" que separa la estratosfera de la cubierta de nubes visibles en la troposfera.
Así, el agua en la estratosfera de Júpiter debe haber sido entregada desde el exterior. Sin embargo, la determinación de su origen tuvo que esperar más de 15 años, hasta que se usaron los sensibles ojos infrarrojos de Herschel para mapear la distribución vertical y horizontal de la firma química del agua.
Las observaciones de Herschel descubrieron que había 2-3 veces más agua en el hemisferio sur que en el hemisferio norte de Júpiter, y la mayoría de ella concentrada alrededor de los sitios de impacto de un cometa en 1994. Además, sólo se encontraba a grandes alturas.
"Sólo Herschel fue capaz de proporcionar la proyección de imagen espectral sensible necesaria para encontrar el eslabón perdido entre el agua de Júpiter y el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 en 1994", dice Thibault Cavalié del Laboratorio de Astrofísica de Burdeos, autor principal del artículo publicado en Astronomy and Astrophysics.
"De acuerdo con nuestros modelos, tanto como un 95% del agua en la estratosfera es debido al impacto de un cometa".
Otra posible fuente de agua sería una lluvia constante en Júpiter de pequeñas partículas de polvo interplanetario. Pero, en este caso, el agua se debería haber distribuido uniformemente a través de todo el planeta y debería haberse filtrado a altitudes más bajas.
Además, una de las lunas heladas de Júpiter podría suministrar agua al planeta a través de un toro gigante de vapor, como Herschel ha visto desde la luna Encelado de Saturno, pero esto también ha sido descartado. Ninguna de las grandes lunas de Júpiter se encuentra en el lugar adecuado para llevar el agua a los lugares observados.
Por último, los científicos fueron capaces de descartar la existencia de importantes contribuciones de pequeños impactos recientes descubiertos por astrónomos aficionados en 2009 y 2010, junto con las variaciones locales en la temperatura de la atmósfera de Júpiter.
El Shoemaker-Levy 9 es la única causa más probable.
"Los cuatro planetas gigantes del Sistema Solar exterior tienen agua en sus atmósferas, pero puede haber cuatro escenarios diferentes para la forma en que la consiguieron", dice el Dr. Cavalié. "Para Júpiter, está claro que Shoemaker-Levy 9 es, con mucho, la principal fuente, aunque también pueden haber contribuido otras fuentes externas".
"Gracias a las observaciones de Herschel, ahora hemos unido finalmente un impacto cometario único - que fue seguido en tiempo real y que capturó la imaginación del público - al agua de Júpiter, resolviendo un misterio que ha estado abierto por casi dos décadas", añade Göran Pilbratt, científico del proyecto Herschel de la ESA.
Las observaciones realizadas en este estudio prefiguran las previstas para la futura misión de la ESA Jupiter Icy moons Explorer cuyo lanzamiento hacia el sistema de Júpiter esta previsto para el 2022, donde se proyectará la distribución de los componentes atmosféricos de Júpiter en mayor detalle.
Artículo científico: The spatial distribution of water in the stratosphere of Jupiter from Herschel-HIFI and –PACS observations