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¿Cómo se forman las auroras de Júpiter?

Las auroras no son exclusivas de la Tierra. Júpiter, el mayor planeta de nuestro sistema solar, también tiene auroras, descubiertas en 1979 por la nave espacial Voyager 1 de la NASA. Sin embargo, hasta el momento no estaba claro cómo se producían exactamente las auroras de Júpiter. ¿Ocurrían procesos similares a los de la magnetosfera de la Tierra? ¿O se trataba de algo totalmente distinto? Un equipo de investigadores dirigido por Zhonghua Yao, de la Academia China de Ciencias, acaba de presentar una respuesta, al menos parcial, en la revista Science Advances.

Los investigadores combinaron mediciones in situ con observaciones del telescopio espacial XMM-Newton de la ESA, que mira al espacio en longitudes de onda de rayos X. Las auroras de Júpiter pueden ser espectaculares: al fin y al cabo su campo magnético es el más intenso de entre todos los planetas del sistema solar. Sin embargo, esa es justo la razón por la que muy pocas de esas auroras brillantes tienen lugar en la región visible del espectro, a diferencia de lo que ocurre en la Tierra: son tan energéticas que brillan sobre todo en longitudes de onda UV y de rayos X sobre las regiones polares de Júpiter.

El telescopio espacial XMM-Newton puede observar las auroras de Júpiter desde una órbita de la Tierra, mientras que la nave espacial Juno de la NASA da vueltas en torno a Júpiter. Juno lleva explorando el planeta gaseoso desde 2016 y también es capaz de estudiar la magnetosfera. Los días 16 y 17 de julio de 2017, el equipo de Zhonghua Yao logró observar la actividad auroral en el polo norte de Júpiter mediante XMM-Newton, y la nave Juno realizó mediciones del campo magnético del gigante gaseoso durante ese mismo periodo.

El origen de las auroras de Júpiter

En nuestro planeta, son las interacciones entre el campo magnético terrestre y las partículas cargadas, como los electrones y los protones, las que provocan las auroras. Los vientos solares, corrientes de partículas cargadas procedentes del Sol, desempeñan un papel importante al enviar tales partículas cargadas a través del sistema solar. En el caso de Júpiter, que está más alejado del Sol, los vientos solares también pueden influir. Además, la luna Ío de Júpiter suministra partículas cargadas, dado que posee actividad volcánica y produce dióxido de azufre gaseoso. Así, la magnetosfera de Júpiter se va enriqueciendo con iones de azufre y oxígeno.

Con la ayuda de la sonda espacial Juno, los investigadores han descubierto ahora pruebas de las llamadas ondas electromagnéticas de ion-ciclotrón (EMIC). Esas ondas describen inestabilidades en los plasmas (mezclas de partículas cargadas) presentes en el espacio. Según las mediciones, las ondas electromagnéticas de la magnetosfera de Júpiter modulan dichas ondas EMIC. Y estas provocarían que los iones de azufre y oxígeno cargados de energía se dispersen en la magnetosfera de Júpiter, viajen a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la región polar y finalmente produzcan allí auroras en longitudes de onda de rayos X.

De este modo, el gigante gaseoso Júpiter, con sus auroras de alta energía invisibles para nuestros ojos, se parecería en cierto sentido a la Tierra. Y es que los protones producen auroras en nuestro planeta de una forma muy similar. Según Zhonghua Yao y su equipo, eso indica que las auroras pueden presentar mecanismos de formación similares independientemente del planeta sobre el que ofrezcan su espectáculo celeste.

Franziska Konitzer

Referencia: «Revealing the source of Jupiter’s x-ray auroral flares», Zhonghua Yao et al. en Science Advances, vol. 7, art. eabf0851, 9 de julio de 2021.

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