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| Representación artística de la aurora de oxígeno en Ganímedes, la luna de Júpiter, la luna más grande del sistema solar, observada desde Maunakea en la isla de Hawái con los telescopios gemelos del Observatorio Keck. Crédito: Julie Inglis |
Utilizando el Observatorio W. M. Keck en Maunakea, Hawai, los astrónomos han detectado nuevas auroras en las cuatro lunas más grandes de Júpiter: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Estas auroras están causadas por el fuerte campo magnético del gigante gaseoso.
Los astrónomos utilizaron el Espectrómetro Echelle de Alta Resolución (HIRES) del Observatorio Keck y los espectrógrafos de alta resolución del Gran Telescopio Binocular y del Observatorio de Apache Point para observar las lunas a la sombra de Júpiter. De este modo, pudieron detectar auroras débiles sin la competencia de la brillante luz solar reflejada en sus superficies.
Dado que el fuerte campo magnético de Júpiter está inclinado, las auroras de estas lunas cambian de brillo a medida que el planeta gira. Además, la atmósfera puede responder a la rápida transición de la cálida luz solar a la fría sombra de Júpiter.
Katherine de Kleer, profesora de Caltech y autora principal de uno de los dos nuevos trabajos de investigación, afirmó: "Estas observaciones son complicadas porque, a la sombra de Júpiter, las lunas son casi invisibles. La luz emitida por sus débiles auroras sólo confirma que hemos apuntado el telescopio al lugar correcto".
La aurora de oxígeno que vemos en los cielos cercanos a los polos de la Tierra está presente en las cuatro lunas galileanas. Sin embargo, debido a que los gases de las lunas de Júpiter son significativamente más finos, un color rojo intenso brilla unas 15 veces más que la típica luz verde.
En Europa y Ganímedes, el oxígeno también emite un brillo ligeramente más rojizo en longitudes de onda infrarrojas que el visible para el ojo humano. En Io, la luna más interna de Júpiter, los penachos volcánicos de gas y polvo son enormes y alcanzan cientos de kilómetros de altura. Estos penachos contienen sales como cloruro de sodio y cloruro de potasio. El sodio da a la aurora de Io el 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 habían detectado en ningún otro lugar.
Según de Kleer, "el brillo de los distintos colores de la aurora nos indica de qué están compuestas probablemente las atmósferas de estas lunas. Encontramos que el oxígeno molecular, como el que respiramos aquí en la Tierra, es probablemente el principal constituyente de las atmósferas de las lunas heladas".
Las últimas observaciones aportan escasas pruebas de la presencia de agua, lo que ha provocado un acalorado debate científico sobre la presencia de una cantidad considerable de vapor de agua en las atmósferas de las lunas de Júpiter. Se cree que las tres lunas galileanas exteriores de Júpiter tienen océanos de agua líquida bajo sus gruesas cubiertas heladas. Existen pruebas preliminares de que la atmósfera de Europa obtiene ocasionalmente su agua de un océano o de reservas líquidas en el interior de su cubierta de hielo.
Carl Schmidt, catedrático de Astronomía de la Universidad de Boston y autor principal del segundo artículo, declaró: "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 después de salir a la luz del Sol". Estas nuevas características son muy útiles 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."
Fuentes, créditos y referencias:
Carl Schmidt et al, Io's Optical Aurorae in Jupiter's Shadow, The Planetary Science Journal (2023). DOI: 10.3847/PSJ/ac85b0