Un secreto de Júpiter se esclarece en órbita de la luna Amaltea

Científicos del MPS (Max Planck Institute for Solar System Research) han resuelto un secreto contenido en datos que se recogieron hace casi 20 años por la misión Galileo de la NASA a Júpiter.

Por primera vez, el equipo de investigación pudo determinar sin lugar a dudas que los iones de alta energía que rodean al gigante gaseoso como parte de su cinturón de radiación interno son principalmente iones de oxígeno y azufre.

Se cree que se originaron en erupciones volcánicas en la luna Io de Júpiter. Sin embargo, cerca de la órbita de la luna Amaltea, que rodea Júpiter más hacia el interior, el equipo descubrió una concentración inesperadamente alta de iones de oxígeno de alta energía que no puede explicarse por la actividad volcánica de Io. Una fuente de iones previamente desconocida debe estar trabajando aquí. Los resultados del estudio se publican en la revista Science Advances.

Los autores han podido determinar por primera vez la composición de iones dentro de los cinturones de radiación internos, así como las velocidades de los iones y la distribución espacial. En contraste con los cinturones de radiación de la Tierra y Saturno, que están dominados por protones, la región dentro de la órbita de Io también contiene grandes cantidades de iones de oxígeno y azufre, mucho más pesados, y los iones de oxígeno prevalecen entre los dos.

"La distribución de energía de los iones pesados fuera de la órbita de Amaltea sugiere que se introducen en gran medida desde una región más distante de los cinturones de radiación", dice en un comunicado el doctor Elias Roussos, autor principal del estudio. La luna Io con sus más de 400 volcanes activos, que arrojan repetidamente grandes cantidades de azufre y dióxido de azufre al espacio, y en menor medida, Europa, son probablemente las fuentes principales.

Más adentro, dentro de la órbita de Amalthea, la composición de iones cambia drásticamente a favor del oxígeno. "La concentración y la energía de los iones de oxígeno allí es mucho más alta de lo esperado", dice Roussos. En realidad, la concentración debería estar disminuyendo en esta región, ya que las lunas Amaltea y Tebe absorben los iones entrantes; las órbitas de las dos pequeñas lunas forman así una especie de barrera iónica natural. Este comportamiento se conoce, por ejemplo, a partir de los cinturones de radiación del sistema de Saturno con sus numerosas lunas.

Por lo tanto, la única explicación para el aumento de la concentración de iones de oxígeno es otra fuente local en la región más interna de los cinturones de radiación. La liberación de oxígeno tras las colisiones de iones de azufre con las partículas de polvo fino de los anillos de Júpiter constituye una posibilidad, como muestran las simulaciones por computadora de los investigadores.

Los anillos, que son mucho más tenues que los de Saturno, se extienden aproximadamente hasta la órbita de Tebas. Sin embargo, también es concebible que las ondas electromagnéticas de baja frecuencia en el entorno magnetosférico de los cinturones de radiación más internos calienten los iones de oxígeno a las energías observadas.

"Actualmente, no es posible distinguir a favor de ninguna de estas posibles fuentes", dice Roussos. Sin embargo, cualquiera de estos dos mecanismos candidatos tiene paralelos con la producción de partículas de alta energía en entornos estelares o extrasolares, lo que establece aún más que los cinturones de radiación de Júpiter se extienden hacia el ámbito astrofísico, un hecho que el investigador espera que justifique su exploración futura con una misión espacial dedicada.

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