Científicos descubren el salto hidráulico más grande del sistema solar en Venus

Investigadores de la Universidad de Tokio y colaboradores internacionales han identificado mediante modelos numéricos la causa de un impresionante frente de onda atmosférica en Venus que había desconcertado a la comunidad científica desde su descubrimiento en 2016 por la sonda japonesa Akatsuki, según informó la institución académica.

El fenómeno consiste en un frente de onda atmosférica de hasta 6.000 kilómetros de ancho que rodea repetidamente el ecuador del planeta, generado por lo que los científicos han confirmado como el salto hidráulico más grande del sistema solar, según la Universidad de Tokio.

Un salto hidráulico ocurre cuando un fluido desacelera abruptamente, cambiando de poco profundo y rápido a profundo y lento. El ejemplo más común puede observarse en un fregadero doméstico, donde el agua del grifo impacta la superficie y súbitamente se ralentiza y se vuelve más profunda al expandirse, según explicó el profesor Takeshi Imamura de la Escuela de Posgrado de Ciencias de Frontera de la Universidad de Tokio.

"Identificamos el fenómeno, pero durante años no pudimos entenderlo", dijo Imamura. "Sin embargo, gracias a esta investigación, ahora podemos demostrar que esta perturbación de nubes es causada por el salto hidráulico más grande conocido en el sistema solar", según declaraciones recogidas por la universidad.

En Venus, el salto hidráulico se produce cuando una onda atmosférica que se mueve hacia el este, llamada onda de Kelvin, en la región de nubes baja a media se vuelve súbitamente inestable. La velocidad del viento vista desde la onda atmosférica se desacelera abruptamente y se crea una fuerte corriente ascendente localizada que transporta vapor de ácido sulfúrico más alto en la atmósfera, donde se condensa en nubes que forman el masivo frente de onda visible desde el espacio, según el estudio.

Los investigadores utilizaron un modelo de dinámica de fluidos para simular el salto hidráulico y un modelo microfísico de caja para estudiar la formación de nubes, siguiendo el comportamiento de una sección de aire mientras se mueve a través de la atmósfera, según la Universidad de Tokio. Las simulaciones reprodujeron exitosamente la misma perturbación de nubes observada por Akatsuki.

Venus presenta condiciones atmosféricas únicas que hacen posible este fenómeno. El planeta está permanentemente cubierto por una densa capa de nubes con posibilidad de lluvias de ácido sulfúrico, según la fuente. Esta cobertura constante proporciona una excelente oportunidad para estudiar patrones y procesos que serían difíciles de detectar en planetas donde las nubes son más dispersas o intermitentes, como la Tierra, según los investigadores.

Una característica clave de las nubes venusianas es que experimentan "superrotación", moviéndose aproximadamente 60 veces más rápido que la rotación del planeta. Este fenómeno también ocurre en otros lugares, incluyendo Marte, el Sol y la atmósfera superior de la Tierra, según la Universidad de Tokio.

"Venus tiene tres capas de nubes distintas, y la dinámica de las capas baja y media no está tan bien comprendida", dijo Imamura. "Nuestro descubrimiento de un salto hidráulico en Venus que conecta un proceso horizontal de muy gran escala con una fuerte onda vertical localizada es inesperado, ya que en dinámica de fluidos estos usualmente están desconectados", según sus declaraciones.

El equipo también descubrió que este proceso ayuda a mantener la superrotación de la atmósfera de Venus, según la investigación publicada en Journal of Geophysical Research Planets y financiada por JSPS KAKENHI, el Ministerio español de Ciencia e Innovación y la Junta de Andalucía, según EurekAlert.

"Hasta ahora, usábamos un modelo de circulación global para Venus similar al de la Tierra, pero este modelo no incluye el salto hidráulico que ahora hemos identificado", explicó Imamura. "Nuestro siguiente paso será probar este descubrimiento dentro de un modelo climático más inclusivo que incluya otros procesos atmosféricos. Enfrentaremos algunos desafíos debido a la enorme cantidad de poder de procesamiento requerido para ejecutar tales simulaciones. Incluso con supercomputadoras modernas, no es fácil", según la Universidad de Tokio.

Aunque esta es la primera observación de un salto hidráulico de esta escala en otro planeta, la física detrás de él puede ocurrir también en otros cuerpos celestes. "Bajo algunas circunstancias, la atmósfera de Marte también puede tener las condiciones adecuadas para un salto hidráulico", mencionó Imamura, según la fuente.

La creación de modelos más precisos de las condiciones atmosféricas ayudará al éxito de futuras misiones a Marte, así como a la exploración espacial en general, según los investigadores. Los estudios planetarios futuros pueden considerar los impactos potenciales de este proceso y lo que podría significar para cualquier misión exploratoria, según la Universidad de Tokio.