J\u00fapiter es bien conocido por sus espectaculares auroras, gracias en gran parte al orbitador Juno y a las im\u00e1genes recientes tomadas por el Telescopio Espacial James Webb (JWST). Al igual que la Tierra, estas deslumbrantes exhibiciones son el resultado de part\u00edculas solares cargadas que interact\u00faan con el campo magn\u00e9tico y la atm\u00f3sfera de J\u00fapiter.<\/p>\n\n\n\n
A lo largo de los a\u00f1os, los astr\u00f3nomos tambi\u00e9n han detectado tenues auroras en las atm\u00f3sferas de las lunas m\u00e1s grandes de J\u00fapiter (tambi\u00e9n conocidas como “lunas galileanas”). Estos tambi\u00e9n son el resultado de la interacci\u00f3n, en este caso, entre el campo magn\u00e9tico de J\u00fapiter y las part\u00edculas que emanan de las atm\u00f3sferas de las lunas.<\/p>\n\n\n\n
Detectar estas d\u00e9biles auroras siempre ha sido un desaf\u00edo debido a que la luz del sol reflejada en la superficie de las lunas borra por completo sus firmas de luz. En una serie de art\u00edculos recientes, un equipo dirigido por la Universidad de Boston y Caltech (con el apoyo de la NASA) observ\u00f3 las lunas galileanas cuando pasaban por la sombra de J\u00fapiter.<\/p>\n\n\n\n
Estas observaciones revelaron que Io, Europa, Gan\u00edmedes y Calisto experimentan auroras de ox\u00edgeno en sus atm\u00f3sferas. Adem\u00e1s, estas auroras son de color rojo intenso y casi 15 veces m\u00e1s brillantes que los patrones verdes familiares que vemos en la Tierra.<\/p>\n\n\n\n
El equipo de investigaci\u00f3n incluy\u00f3 a astr\u00f3nomos del Centro de F\u00edsica Espacial (CSP) de la Universidad de Boston, la Divisi\u00f3n de Ciencias Geol\u00f3gicas y Planetarias (GPS) de Caltech, el Laboratorio de F\u00edsica Atmosf\u00e9rica y Espacial (LASP) de la Universidad de Colorado, Earth and Planetary Ciencia en la UC Berkeley, el Observatorio del Gran Telescopio Binocular (LBT), el Instituto de Investigaci\u00f3n del Sudoeste (SwRI), el Instituto de Ciencias Planetarias (PSI), el Instituto Leibniz de Astrof\u00edsica de Potsdam (AIP) y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA.<\/p>\n\n\n\n
Los dos estudios, titulados “Las auroras \u00f3pticas de Europa, Gan\u00edmedes y Calisto” y “Las auroras \u00f3pticas de Io en la sombra de J\u00fapiter”, aparecieron el 16 de febrero en Planetary Science Journal.<\/p>\n\n\n\n
Las observaciones del equipo combinaron datos del espectr\u00f3metro Echelle de alta resoluci\u00f3n (HIRES) del Observatorio Keck con espectros de alta resoluci\u00f3n del Gran Telescopio Binocular (LBT) y el Observatorio Apache Point (APO).<\/p>\n\n\n\n
Estas observaciones se programaron para ver a Io, Europa, Gan\u00edmedes y Calisto cuando entraron en la sombra de J\u00fapiter para evitar la interferencia de la luz solar reflejada en sus superficies. Estos datos revelaron informaci\u00f3n valiosa sobre la composici\u00f3n de las atm\u00f3sferas de las lunas, que inclu\u00edan gas ox\u00edgeno (como se esperaba).<\/p>\n\n\n\n
Katherine de Kleer, profesora de Caltech y autora principal de uno de los dos art\u00edculos, explic\u00f3 en un comunicado de prensa del Observatorio Keck:<\/p>\n\n\n\n
“Estas observaciones son complicadas porque en la sombra de J\u00fapiter las lunas son casi invisibles. La luz emitida por sus d\u00e9biles auroras es la \u00fanica confirmaci\u00f3n de que hemos apuntado el telescopio al lugar correcto. El brillo de los diferentes colores de la aurora nos dice qu\u00e9 es probable que las atm\u00f3sferas de estas lunas est\u00e9n compuestas. Descubrimos que el ox\u00edgeno molecular, al igual que el que respiramos aqu\u00ed en la Tierra, es probablemente el componente principal de las atm\u00f3sferas de las lunas heladas”.<\/p>\n\n\n\n
Las cuatro lunas galileanas mostraron las mismas auroras de ox\u00edgeno, similar a lo que vemos con la aurora boreal y la austral (las luces del norte y del sur) aqu\u00ed en la Tierra. En el caso de Europa, Gan\u00edmedes y Calisto, el contenido de ox\u00edgeno de sus atm\u00f3sferas se debe a la fot\u00f3lisis, un proceso en el que el hielo de agua se sublima y la radiaci\u00f3n solar lo descompone en su gas hidr\u00f3geno y ox\u00edgeno. En el caso de Io, el ox\u00edgeno es causado por el di\u00f3xido de azufre (vomitado por los numerosos volcanes que salpican su superficie) que interact\u00faa con la radiaci\u00f3n solar para formar mon\u00f3xido de azufre y ox\u00edgeno elemental. Pero debido a sus atm\u00f3sferas mucho m\u00e1s delgadas, este ox\u00edgeno brilla en rojo intenso y (para Europa y Gan\u00edmedes) en longitudes de onda infrarrojas, siendo esta \u00faltima indetectable para el ojo humano.<\/p>\n\n\n\n
Debido a la actividad volc\u00e1nica de Io, sales como el cloruro de sodio y el cloruro de potasio tambi\u00e9n est\u00e1n presentes en la atm\u00f3sfera, donde tambi\u00e9n son descompuestas por la radiaci\u00f3n solar. Esto lleva a que las auroras en Io emitan un brillo amarillo anaranjado (causado por el sodio) y que brillen en el infrarrojo (causado por el potasio).<\/p>\n\n\n\n
Esta fue la primera vez que los astr\u00f3nomos observaron este resplandor infrarrojo en las atm\u00f3sferas de estas lunas. Adem\u00e1s, las nuevas mediciones tambi\u00e9n revelaron evidencia m\u00ednima de vapor de agua, que anteriormente se pensaba que era un componente de las atm\u00f3sferas de Europa, Gan\u00edmedes y Calisto.<\/p>\n\n\n\n
Se teoriza que las tres lunas tienen oc\u00e9anos interiores debajo de sus superficies heladas, e incluso hay alguna evidencia tentativa de que el vapor de agua en la atm\u00f3sfera de Europa puede ser el resultado de la actividad del penacho. Se cree que estas columnas est\u00e1n conectadas con el oc\u00e9ano interior de la luna o con dep\u00f3sitos l\u00edquidos dentro de su capa helada.<\/p>\n\n\n\n
Las observaciones tambi\u00e9n mostraron c\u00f3mo el campo magn\u00e9tico inclinado de J\u00fapiter hace que las auroras var\u00eden en brillo a medida que gira el gigante gaseoso. La inclinaci\u00f3n de este campo, aproximadamente 10\u00b0 desde el eje de rotaci\u00f3n de J\u00fapiter en comparaci\u00f3n con la inclinaci\u00f3n de 11\u00b0 de la Tierra, significa que las lunas experimentar\u00e1n una mayor interacci\u00f3n en ciertos momentos de su \u00f3rbita.<\/p>\n\n\n\n
Por \u00faltimo, tambi\u00e9n notaron c\u00f3mo las atm\u00f3sferas respond\u00edan r\u00e1pidamente a los cambios de temperatura causados por la transici\u00f3n entre la exposici\u00f3n a la luz solar y el paso por la sombra de J\u00fapiter. Dijo Carl Schmidt, profesor de astronom\u00eda en la Universidad de Boston y autor principal del segundo art\u00edculo:<\/p>\n\n\n\n
“El sodio de Io se vuelve muy tenue a los 15 minutos de entrar en la sombra de J\u00fapiter, pero tarda varias horas en recuperarse despu\u00e9s de que emerge a la luz del sol. Estas nuevas caracter\u00edsticas son realmente reveladoras para comprender la qu\u00edmica atmosf\u00e9rica de Io. Es genial que los eclipses de J\u00fapiter ofrezcan un experimento natural para Aprende c\u00f3mo la luz del sol afecta su atm\u00f3sfera”.<\/p>\n\n\n\n
Estas \u00faltimas observaciones han agregado entusiasmo a lo que ya es un campo de investigaci\u00f3n muy emocionante. En los pr\u00f3ximos a\u00f1os, las agencias espaciales enviar\u00e1n m\u00e1s exploradores rob\u00f3ticos a Europa y Gan\u00edmedes: el Europa Clipper de la NASA y el JUpiter ICy moon Explorer (JUICE) de la ESA.<\/p>\n\n\n\n
Estas misiones realizar\u00e1n m\u00faltiples sobrevuelos de estas lunas, recopilar\u00e1n datos sobre la composici\u00f3n de sus atm\u00f3sferas y superficies, e intentar\u00e1n detectar indicios de posible vida en sus interiores (“biofirmas”). \u00a1Ver estas auroras rojas brillantes de cerca ser\u00e1 asombroso!<\/p>\n\n\n\n