Las cuatro grandes lunas de Júpiter producen auroras
Una combinación de observaciones ha permitido descubrir que las auroras en longitudes de onda visibles aparecen en las cuatro lunas principales de Júpiter: Io, Europa, Ganímedes y Calisto.
Utilizando el Espectrómetro Echelle de Alta Resolución (HIRES) del Observatorio Keck, así como los espectrógrafos de alta resolución del Gran Telescopio Binocular y del Observatorio de Apache Point, un equipo dirigido por Caltech y la Universidad de Boston observó las lunas a la sombra de Júpiter para que sus débiles auroras, causadas por el fuerte campo magnético del gigante gaseoso, pudieran verse sin la competencia de la brillante luz solar reflejada en sus superficies.
"Estas observaciones son complicadas porque, a la sombra de Júpiter, las lunas son casi invisibles. La luz emitida por sus débiles auroras es la única confirmación de que hemos apuntado el telescopio al lugar correcto", afirma en un comunicado Katherine de Kleer, profesora de Caltech y autora principal de uno de los dos nuevos artículos de investigación publicados en The Planetary Science Journal, en los que se describe el descubrimiento.
Las cuatro lunas galileanas muestran la misma aurora de oxígeno que vemos en los cielos cercanos a los polos de la Tierra, pero los gases de las lunas de Júpiter son mucho más finos, lo que permite que un color rojo intenso brille casi 15 veces más que la familiar luz verde.
En Europa y Ganímedes, el oxígeno también ilumina las longitudes de onda infrarrojas, un poco más rojas de lo que puede ver el ojo humano: es la primera vez que se observa este fenómeno en la atmósfera de un cuerpo distinto de la Tierra.
En Io, la luna más interna de Júpiter, los penachos volcánicos de gas y polvo son de gran tamaño, alcanzando cientos de kilómetros de altura. Estos penachos contienen sales como cloruro de sodio y cloruro de potasio, que se descomponen para producir colores adicionales. El sodio confiere a la aurora de Io el mismo brillo amarillo anaranjado que vemos en las farolas urbanas. Las nuevas mediciones también muestran auroras de potasio en Io en luz infrarroja, que no se han detectado en ningún otro lugar anteriormente.
"El brillo de los distintos colores de la aurora nos indica de qué están compuestas probablemente las atmósferas de estas lunas", explica de Kleer. "Descubrimos que el oxígeno molecular, igual que el que respiramos aquí en la Tierra, es probablemente el principal constituyente de las atmósferas de las lunas heladas".
Las nuevas mediciones muestran pruebas mínimas de la presencia de agua, lo que alimenta un activo debate científico sobre si las atmósferas de las lunas de Júpiter contienen una cantidad significativa de vapor de agua. En la actualidad se cree que las tres lunas galileanas exteriores de Júpiter contienen océanos de agua líquida bajo sus gruesas superficies heladas, y existen indicios de que el agua de la atmósfera de Europa puede proceder en ocasiones de su océano o de depósitos líquidos dentro de su capa de hielo.
Dado que el fuerte campo magnético de Júpiter está inclinado, las auroras de estas lunas cambian de brillo con la rotación del planeta. Además, las atmósferas pueden responder a la rápida transición de la cálida luz solar a la fría sombra de Júpiter.
"El sodio de Io se vuelve muy tenue a los 15 minutos de entrar en la sombra de Júpiter, pero tarda varias horas en recuperarse tras salir a la luz solar", explica Carl Schmidt, profesor de Astronomía de la Universidad de Boston y autor principal del segundo artículo. "Estas nuevas características son realmente reveladoras para comprender la química atmosférica de Io. Es estupendo que los eclipses de Júpiter ofrezcan un experimento natural para aprender cómo afecta la luz solar a su atmósfera."
Los nuevos tipos de auroras en las cuatro lunas añaden un aspecto apasionante a lo que ya es una época dorada para los aficionados a Júpiter gracias a la misión Juno de la NASA y al telescopio espacial James Webb. Si tienes la suerte de ver la aurora aquí en la Tierra, párate a pensar en lo asombroso que podría parecer el espectáculo si estuvieras mirando hacia arriba desde una de las lunas de Júpiter.
El primer artículo sobre esta investigación, dirigido por de Kleer, se titula "Las auroras ópticas de Europa, Ganímedes y Calisto". El segundo artículo, dirigido por Schmidt, se titula "Las auroras ópticas de Io a la sombra de Júpiter".
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