Las lunas galileanas tienen auroras

Concepto artístico de Júpiter y Ganímedes, con auroras. Crédito: NASA/ESA

Los cuatro satélites más grandes de Júpiter, conocidos como las lunas galileanas (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto) también tienen sus propias auroras. Algo que resulta muy llamativo porque el propio Júpiter, como se sabe ya desde hace tiempo, experimenta auroras espectaculares.

Las auroras en las lunas galileanas

Júpiter es un planeta que destaca en muchos aspectos. Por un lado, es el más grande del Sistema Solar, por otro, gracias a misiones como la sonda Juno, y el telescopio espacial James Webb, se sabe que tiene auroras espectaculares. Al igual que sucede con las auroras de la Tierra, este fenómeno se debe a las partículas cargadas, procedentes del Sol, que interactúan con el campo magnético y la atmósfera de Júpiter. A lo largo de los años, los astrónomos también han detectado auroras tenues en las atmósferas de las lunas galileanas.

De izquierda a derecha (por orden de distancia a Júpiter): Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. Crédito: NASA/JPL/DLR

Hay que recordar que estos satélites (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto) reciben el nombre de satélites galileanos (o lunas galileanas) al ser descubiertas por Galileo Galilei en 1610. En su caso, las auroras también se deben a la interacción, pero entre el campo magnético de Júpiter y las partículas procedentes de las atmósferas de los propios satélites. Detectar estas auroras tenues siempre ha sido un reto, porque la luz del Sol, reflejada desde sus superficies, hace que queden ocultas en su brillo. Un grupo de investigadores ha logrado detectarlas.

Para ello, han observado los satélites al pasar por la sombra de Júpiter. Así, han descubierto que las lunas galileanas experimentan auroras de oxígeno. Son auroras con un tono rojo muy profundo, y unas quince veces más brillantes que las familiares auroras verdes que podemos ver en la Tierra. Los investigadores han combinado los datos del instrumento HIRES (High Resolution Echelle Spectrometer) del observatorio Keck, junto con otros telescopios. Han utilizado el espectro de alta resolución del Gran Telescopio Binocular (LBT, por sus siglas en inglés) y el Observatorio de Apache Point.

Una observación sincronizada

Todas estas observaciones fueron sincronizadas para ver los satélites al entrar en la sombra del planeta. De esta manera, se evitan las interferencias por la luz del Sol. Los datos contienen información muy valiosa sobre la composición de las atmósferas de los satélites, incluyendo la presencia de oxígeno (algo que se esperaba). En el estudio, explican que estas observaciones son muy complejas porque, en la sombra de Júpiter, los satélites son prácticamente invisibles. La luz emitida por sus tenues auroras es la única confirmación de que observan en la dirección adecuada.

El brillo de los diferentes colores de la aurora indica la composición de las atmósferas de los satélites. Así, observan que el oxígeno molecular, igual que el que respiramos en la Tierra, es seguramente uno de los principales componentes de la atmósfera de estos mundos congelados. No podemos olvidar, eso sí, que no tienen una atmósfera comparable a la de la Tierra, son mucho más tenues. Todas las lunas galileanas muestran las mismas auroras de oxígeno. Algo similar a las auroras boreales y australes de nuestro planeta.

En el caso de los satélites, el oxígeno presente en sus atmósferas se debe a la fotólisis, un proceso en el que el agua se sublima y se descompone por la radiación solar en gas de hidrógeno y oxígeno. En el caso de Ío, el oxígeno es producto del dióxido de azufre (procedente de sus muchos volcanes) interactuando con la radiación solar, formando monóxido de azufre y oxígeno elemental. Como estas atmósferas son mucho más tenues, el oxígeno brilla con un tono rojo muy profundo y, en el caso de Europa y Ganímedes, en el espectro infrarrojo.

Los colores de las auroras de las lunas galileanas

La actividad volcánica de Ío tiene otro efecto. Las sales como el cloruro de sodio (o dicho de otro modo, la sal común) y el cloruro de potasio también están presentes en la atmósfera, donde también se descomponen por la radiación solar. Esto provoca que las auroras de Ío tengan un brillo amarillento-anaranjado (producto del sodio) y brillo en el infrarrojo (por el potasio). Las mediciones también revelan pequeñas pistas de presencia de vapor de agua. Algo que, anteriormente, se pensaba que era un componente de las atmósferas de Europa, Ganímedes y Calisto.

Júpiter visto por la sonda Cassini. Crédito: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute – National Aeronautics and Space Administration

En los tres satélites se teoriza que podría haber océanos bajo su superficie. Hay indicios, en el caso de Europa, de que el vapor de agua de su atmósfera procede de la actividad de ese océano interior. Además, las observaciones muestran que el campo magnético de Júpiter está inclinado 10º respecto al eje de rotación (frente a los 11º de la Tierra). Eso quiere decir que las lunas tienen una mayor interacción en ciertos puntos de su órbita. Por último, los investigadores también destacan que las atmósferas cambian rápidamente de temperatura.

Eso se produce al pasar de estar en sombra a estar iluminado (y viceversa). Así, por ejemplo, explican que el sodio de Ío se vuelve muy tenue a los 15 minutos de entrar en la sombra de Júpiter. Sin embargo, tarda horas en recuperarse tras estar a la luz del Sol. Todo esto ayudará a entender mejor la química de la atmósfera de Ío. En los próximos años, diferentes misiones van a explorar Júpiter y su entorno. Los sobrevuelos de los satélites permitirán entender todavía mejor sus particularidades, y ver estas auroras como nunca.

Referencias: Universe Today

Alex Riveiro: Divulgador científico. Autor de "Hacia las estrellas: una breve guía del universo", "Más allá de las estrellas: ¿estamos solos en el universo?" y la saga de ciencia ficción "Ecos de un futuro distante". Colaborador en eltiempo.es y Otros Mundos. También en Twitter, YouTube, Twitch e iVoox.
Posts relacionados
Deja un comentario