Por primera vez, los astrónomos han visto una clara evidencia de columnas de gas volcánico tóxico surgiendo de los volcanes de Io. Nuevas imágenes de radio de la luna joviana finalmente han proporcionado algunas respuestas a preguntas de larga data sobre su atmósfera.
Io es el lugar más volcánico del Sistema Solar. Más de 400 volcanes activos motean su superficie, la manifestación del estrés interno de la luna cuando es arrastrada gravitacionalmente en diferentes direcciones no solo por Júpiter sino por las otras tres lunas galileanas del planeta.
La fina atmósfera y la superficie de Io están dominadas por dióxido de azufre, sí, azufre, siendo expulsado del interior. Expulsa como un gas a través de grietas y fauces volcánicas y se asienta en el suelo por la noche a medida que se enfría, dando a la luna sus enfermizos tonos amarillos y anaranjados.
Pero, ¿cuánto de ese gas proviene directamente de los volcanes, frente a cuánto proviene del dióxido de azufre de la superficie congelada recalentado con la luz del sol? Eso ha sido difícil de cuantificar.
“No se sabía qué proceso impulsa la dinámica en la atmósfera de Io”, dijo el astrónomo Imke de Pater de la Universidad de California en Berkeley.
“¿Es actividad volcánica o gas que se sublima de la superficie helada cuando Io está a la luz del sol? Lo que mostramos es que, en realidad, los volcanes tienen un gran impacto en la atmósfera”.
Los investigadores finalmente tienen algunas respuestas y, al mismo tiempo, han podido detectar columnas de dióxido de azufre volcánico en la luna.
Para un mundo que tiene una fuga constante de gas volcánico, la atmósfera de Io es sorprendentemente delgada; la mayor parte del gas que contiene se escapa a través de una interacción compleja con Júpiter y su campo magnético a una velocidad de alrededor de 1 tonelada métrica por segundo, lo que contribuye a una colosal dona de plasma llamada toro de plasma Io que orbita Júpiter.
La atmósfera restante puede revelar mucho sobre los procesos geológicos en el interior de la luna, lo que a su vez podría ayudarnos a comprender algunas de las dinámicas de los planetas más allá de nuestro Sistema Solar.
Si conocemos con precisión los efectos de las influencias gravitacionales en competencia en Io, y por qué esas influencias no tienen el mismo efecto en otros cuerpos, podemos hacer inferencias más fundamentadas sobre cómo las influencias gravitacionales afectan a exoplanetas demasiado lejanos para ver bien.
Entonces, los astrónomos utilizaron el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) en Chile para observar más de cerca a Io bajo las longitudes de onda de radio a medida que entra y sale de la sombra de Júpiter, un eclipse joviano.
Lo primero que encontraron es que el dióxido de azufre no permanece en la atmósfera de Io. Por la noche, la temperatura desciende por debajo del punto de congelación del dióxido de azufre.
Cuando esa superficie vuelve a emerger a la luz del día, el dióxido de azufre congelado se sublima de nuevo a la atmósfera y se repone en unos 10 minutos, mucho más rápido de lo esperado.
Esta extraña peculiaridad resultó ser la herramienta perfecta para estudiar la contribución atmosférica volcánica.
“Cuando Io pasa a la sombra de Júpiter y está fuera de la luz solar directa, hace demasiado frío para el gas de dióxido de azufre y se condensa en la superficie de Io”, explicó la astrónoma Statia Luszcz-Cook de la Universidad de Columbia.
“Durante ese tiempo, solo podemos ver dióxido de azufre de origen volcánico. Por lo tanto, podemos ver exactamente qué parte de la atmósfera se ve afectada por la actividad volcánica”.
En las imágenes de ALMA, el equipo pudo identificar claramente, por primera vez, evidencia de columnas de dióxido de azufre y monóxido de azufre emitidas por fuentes volcánicas.
En las regiones volcánicas sin dióxido de azufre ni monóxido, vieron algo más: cloruro de potasio, otro gas volcánico.
Esto sugiere que diferentes volcanes están aprovechando diferentes depósitos de magma, en lugar de compartirlos. Esto sugiere una complejidad interesante debajo de la superficie de Io.
A partir de sus imágenes, el equipo pudo calcular la contribución volcánica a la atmósfera de Io. Alrededor del 30 al 50% del dióxido de azufre proviene directamente de los volcanes.
Obviamente, el trabajo futuro ayudará a reducir eso. El equipo dice que el siguiente paso en su investigación es intentar tomar la temperatura de la atmósfera de Io, particularmente en altitudes bajas. Esto será algo más desafiante, pero no imposible.
“Para medir la temperatura de la atmósfera de Io, necesitamos obtener una resolución más alta en nuestras observaciones, lo que requiere que observemos la luna durante un período de tiempo más largo. Solo podemos hacer esto cuando Io está a la luz del sol, ya que no gasta mucho tiempo en el eclipse “, dijo De Pater.
“Durante una observación de este tipo, Io girará decenas de grados. Necesitaremos aplicar un software que nos ayude a crear imágenes sin manchas. Lo hemos hecho anteriormente con imágenes de radio de Júpiter creadas con ALMA y Very Large Array“.
Este artículo es una traducción de otro publicado en Science Alert. Puedes leer el texto original haciendo clic aquí.
