Saturno tiene un enorme desequilibrio energético y está creando tormentas gigantes

Se ha descubierto que el presupuesto energético de Saturno está gravemente desequilibrado. El alcance de la diferencia entre la energía que entra y la que sale ha sorprendido a los científicos planetarios, a pesar de que la causa se conoce desde Kepler. Un análisis del desequilibrio ha sugerido que contribuye a las tormentas gigantes del planeta y ha planteado dudas sobre si ocurre algo similar en otros gigantes gaseosos.

Cada planeta tiene un presupuesto energético, el equilibrio de la radiación que absorbe del Sol y la que emite al espacio. Estos no son exactamente iguales, ya que los planetas también tienen fuentes internas de energía procedente de la desintegración de elementos radiactivos. Sin embargo, en la mayoría de los casos, la fuente interna es bastante menor.

Sin embargo, un equilibrio a largo plazo puede estar formado por desequilibrios temporales, en los que un planeta se calienta o se enfría durante un tiempo. La Tierra lo está haciendo ahora gracias a la intervención humana, pero también se ha descubierto que Saturno tiene desequilibrios inesperadamente grandes en el curso de su órbita.

«Esta es la primera vez que se observa un desequilibrio energético global a escala estacional en un gigante gaseoso», dijo el profesor Liming Li de la Universidad de Houston en un comunicado. «Esto no sólo nos da una nueva visión de la formación y evolución de los planetas, sino que también cambia la forma en que deberíamos pensar sobre la ciencia planetaria y atmosférica».

Como todo planeta, la órbita de Saturno no es perfectamente circular y, de hecho, es más alargada que la de la mayoría de sus pares, aunque mucho más redondeada que la de la mayoría de los cometas. Inevitablemente, absorbe más calor cuando está más cerca del Sol que cuando está más lejos; a diferencia de la Tierra, no tiene una mezcla de océanos y continentes con una absorción de calor muy diferente que complique las cosas.

Con el tiempo, el calor adicional absorbido durante la parte más cercana de su órbita debe irradiarse hacia afuera, pero un análisis de la radiación recolectada por Cassini y los telescopios terrestres ha descubierto que esto puede llevar bastante tiempo. Aunque las tormentas no son tan visibles en Saturno como en Júpiter, dado que el contraste de color que crean es mucho menor, pueden ser grandes y duraderas. Los autores de este estudio creen que esto está relacionado con el desequilibrio energético. Por ejemplo, una tormenta en las latitudes medias del norte de Saturno en 2010-2011 emitió más calor que las áreas a su alrededor, posiblemente porque era necesario liberar de alguna manera una acumulación de calor.

Este descubrimiento plantea dos grandes preguntas: ¿por qué se ha tardado tanto en darse cuenta de esto? ¿Y ocurre lo mismo con los demás gigantes gaseosos?

Algunos factores responden a la primera. «Saturno, al igual que los otros gigantes gaseosos, tiene otro aporte de energía en forma de calor interno profundo que afecta su estructura térmica y su clima», explicó Xinyue Wang, estudiante graduado de la Universidad de Houston. Saber esto es fácil, pero medirlo puede ser más difícil.

«Para Saturno, el examen de la energía radiante en la parte superior de la atmósfera es más complicado debido a sus anillos», escriben Wang y sus coautores. Los anillos proyectan grandes sombras sobre Saturno durante ciertas partes de su órbita, lo que por supuesto conduce a menos energía entrante. Por otro lado, pueden obstaculizar nuestros esfuerzos por medir la energía que el planeta emite desde la parte superior de su atmósfera.

«En los modelos y teorías actuales sobre la atmósfera, el clima y la evolución de los gigantes gaseosos, se supone que el presupuesto energético mundial está equilibrado», afirmó Wang. «Pero creemos que nuestro descubrimiento de este desequilibrio energético estacional requiere una reevaluación de esos modelos y teorías».

No se ha detectado ningún desequilibrio energético similar en los demás gigantes gaseosos, lo cual es extraño. Después de todo, los sistemas de anillos mucho más pequeños no interfieren tanto con nuestras observaciones, por lo que si está allí, esperaríamos haberlo visto.

Saturno tiene la órbita más alargada de los gigantes gaseosos, pero Urano y Júpiter no se quedan atrás. Estas cosas se miden por la excentricidad de la órbita, que es 0,052 para Saturno y 0,047 y 0,049 para los otros dos. Urano tiene el complicado factor de girar prácticamente de lado, lo que, según los autores, debería aumentar los desequilibrios. Neptuno, por el contrario, tiene una órbita excepcionalmente redonda y un eje de rotación normal.

El estudio es de acceso abierto en Nature Communications.