Un grupo de investigadores ha resuelto el misterio sobre los rayos X en las auroras de Júpiter. Algo que, desde hace décadas, ha llevado a plantear diferentes preguntas sobre la naturalezas de las auroras del gigante joviano, que funcionan de una manera muy diferente a las de la Tierra…
Los rayos X en las auroras de Júpiter
Júpiter produce una ráfaga de rayos X cada pocos minutos. Son parte de las auroras del planeta. En la Tierra el fenómeno nos resulta muy conocido, pero en el caso del gigante joviano son mucho más potentes. Liberan cientos de gigavatios de energía. Suficiente para, durante unos instantes, proporcionar la energía necesaria a toda la población mundial. En un nuevo estudio, los investigadores combinan las observaciones realizadas por la sonda Juno, en el entorno del planeta, con mediciones de rayos X tomadas por el telescopio XMM-Newton (en la órbita terrestre).
Así, han descubierto que las llamaradas de rayos X se producen por vibraciones periódicas en las líneas del campo magnético. Estas vibraciones crean ondas de plasma que envían a los iones pesados a lo largo de las líneas magnéticas hasta que chocan con la atmósfera del planeta. En ese momento, liberan energía en forma de rayos X. Las emisiones de rayos X de las auroras de Júpiter son conocidas desde hace más de cuatro décadas, pero hasta ahora no tenían explicación. Solo se sabía que se producían cuando los iones chocaban con la atmósfera.
Ahora, explican los investigadores, han descubierto que estos iones son transportados por las ondas de plasma. Es una explicación que no se había planteado, a pesar de que en las auroras terrestres tiene lugar un proceso similar. Por ello, plantean que podría ser un fenómeno universal, presente en entornos muy diferentes en el espacio. Los rayos X ocurren en los polos norte y sur de Júpiter, a menudo con una regularidad muy llamativa. En esta observación en particular, las ráfagas de rayos X se producían cada 27 minutos.
El proceso de los rayos X en las auroras de Júpiter
Las partículas cargadas, que golpean la atmósfera, se originan en realidad en el gas volcánico de Ío, uno de los satélites más grandes de Júpiter. Ese gas se ioniza (es decir, los átomos pierden sus electrones) debido a las colisiones en el entorno del planeta, formando un anillo de plasma que rodea el planeta. Ahora que han identificado este proceso, añaden los investigadores, hay un montón de posibilidades sobre dónde podría encontrarse. Por ejemplo, es posible que este proceso también esté teniendo lugar en Saturno, Urano o Neptuno en el Sistema Solar.
Por supuesto, también podría suceder en exoplanetas. Las partículas cargadas, que recorrerían esas ondas, podrían ser diferentes. Sea como fuere, los rayos X se producen, generalmente, en entornos extremadamente energéticos y violentos. En fenómenos como agujeros negros o estrellas de neutrones. Encontrar ese fenómeno en planetas, en condiciones muy diferentes, resulta sorprendente. Las condiciones de Júpiter son, en realidad, fantásticas. Permiten estudiar estos procesos directamente al producirse en nuestro propio sistema.
En el estudio, los investigadores explican que han analizado las observaciones de Júpiter y su entorno durante un período de 26 horas con la sonda Juno y el telescopio XMM-Newton. Vieron una correlación muy clara entre las ondas de plasma, captadas por la sonda Juno, y las llamaradas de rayos X provocadas por las auroras en el polo norte del planeta, que registró XMM-Newton. Después, utilizaron el modelado por ordenador para confirmar que las ondas arrastrarían las partículas pesadas hacia la atmósfera de Júpiter.
Quedan algunas incógnitas por resolver
¿Por qué esas líneas magnéticas vibran de forma periódica? Es algo que todavía no está claro. Las vibraciones podrían deberse a la interacción con el viento solar, o corrientes de plasma de alta velocidad localizada en la propia magnetosfera de Júpiter. El campo magnético del planeta es tremendamente robusto. Es unas 20 000 veces más fuerte que el de la Tierra. Por tanto, su magnetosfera, la región controlada por su campo magnético, es tremendamente grande. Si fuese visible en el cielo nocturno, cubriría un área considerable.
Su tamaño sería superior al de varias veces la luna llena. Algo que permite hacerse una idea de la intensidad del campo magnético de Júpiter. Sea como fuere, el estudio de las auroras resulta muy útil por varios motivos. Por un lado, porque estudiar el entorno del gigante joviano es interesante por las condiciones extremas que se pueden observar en su entorno. Por otro, porque se ha planteado que las auroras, en sí mismas, podrían ser una buena forma de estudiar exoplanetas. Su presencia indicaría, naturalmente, la presencia de un campo magnético.
Esto podría permitir deducir, en el caso de un exoplaneta que esté en la zona habitable de su estrella, que tendría un campo magnético. Junto al resto de características necesarias, podría significar que nos encontramos ante un planeta que, quien sabe, podría ser habitable. Dicho de otra manera, las auroras, ese fenómeno tan espectacular que podemos observar cerca de los polos de nuestro planeta, también pueden ser un mecanismo para obtener respuestas sobre el universo. No será la última vez que oigamos hablar de las auroras de Júpiter.
Estudio
El estudio es Z. Yao, W. Dunn, E. Woodfield et al.; «Revealing the source of Jupiter’s x-ray auroral flares». Publicado en la revista ScienceAdvances el 9 de julio de 2021. Puede consultarse en este enlace.
Referencias: Phys
