Gracias a las capacidades avanzadas del Telescopio Espacial James Webb (JWST), un consorcio científico internacional encabezado por la experta Katie Knowles ha logrado capturar imágenes y datos sin precedentes sobre las auroras de Júpiter. Según reportes de la Universidad de Northumbria, este avance permite comprender mejor los mecanismos atmosféricos del gigante gaseoso.
La investigación, que ha sido difundida a través de la revista especializada Geophysical Research Letters, puso su foco principal en las denominadas huellas aurorales infrarrojas, las cuales son generadas por la interacción de Júpiter con sus lunas Ío y Europa.
De acuerdo con información proporcionada por la NASA, estos fenómenos lumínicos ocurren cuando partículas de alta energía penetran en la atmósfera planetaria por los polos magnéticos, chocando con los gases locales. Si bien en la Tierra conocemos estos eventos como auroras boreales o australes, en Júpiter adquieren dimensiones colosales, con niveles de energía que superan en cientos de veces a los registrados en nuestro mundo.
Este nuevo hito científico ha permitido desglosar la estructura de densidad y temperatura en la atmósfera superior del planeta, evidenciando cómo la presencia de sus satélites naturales altera dinámicamente este entorno.
A través de una intensa jornada de observación de 22 horas realizada en septiembre de 2023, el equipo coordinado por el Dr. Henrik Melin y el profesor Tom Stallard, de la Universidad de Northumbria, utilizó el JWST para rastrear las auroras en el limbo de Júpiter. Por primera vez, se obtuvo una descripción espectral detallada de las huellas dejadas por las lunas. La investigadora principal, Katie Knowles, señaló al respecto:
“Estas emisiones se habían medido anteriormente en longitudes de onda ultravioleta e infrarroja, pero solo respecto a su intensidad. Por primera vez, hemos podido describir las propiedades físicas de las huellas aurorales: la temperatura de la atmósfera superior y la densidad iónica, algo nunca antes descrito”.
A diferencia de nuestro planeta, donde las auroras son consecuencia casi directa del viento solar, en Júpiter el fenómeno es impulsado por sus lunas galileanas: Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. Estas interacciones crean algunas de las auroras más persistentes del sistema solar. El fenómeno se ve potenciado porque el campo magnético de Júpiter completa un giro cada 10 horas, mientras que lunas como Ío tardan aproximadamente 42,5 horas en orbitar, generando un desfase constante.
La influencia volcánica de Ío y el plasma orbital
La luna Ío destaca por ser el cuerpo con mayor actividad volcánica conocido, expulsando cerca de 1.000 kilogramos de materia al espacio cada segundo. Este material se convierte en partículas ionizadas que forman el “toro de plasma de Ío”, una estructura en forma de anillo que rodea a Júpiter. El movimiento de las lunas a través de este plasma genera corrientes eléctricas masivas que producen los puntos más brillantes de la aurora.
Sobre este proceso, Knowles explicó:
“Las lunas interactúan constantemente con el campo magnético y el plasma que rodea el planeta. Esta interacción hace que partículas altamente energéticas viajen por las líneas del campo magnético y luego se estrellen contra la atmósfera del planeta, creando las huellas aurorales que indican la órbita de las lunas alrededor de Júpiter. La aurora de Júpiter es la más potente y constante de todas las auroras del sistema solar”.
El análisis de las imágenes infrarrojas, fruto de la cooperación entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA) y la Agencia Espacial Canadiense, reveló un hallazgo inesperado: un “punto frío” dentro de la huella auroral de Ío, con condiciones ambientales que desafían las predicciones previas.
Variabilidad térmica y densidades iónicas sorprendentes
En el corazón de la huella de Ío, el James Webb detectó una temperatura de apenas 538 Kelvin (265 °C), una cifra notablemente inferior a los 766 Kelvin (493 °C) de la aurora principal. Además, en dicha zona, la concentración de material triplicó los valores normales. Se hallaron densidades de cationes trihidrógeno (H₃⁺) tres veces superiores a la media, con picos de variabilidad que alcanzaron hasta 45 veces la densidad estándar en lapsos de tiempo muy breves.
“La variabilidad extrema tanto en temperatura como en densidad dentro de la huella auroral de Ío ocurrió en una escala de minutos. Esto nos indica que el flujo de electrones de alta energía que impactan la atmósfera de Júpiter está cambiando increíblemente rápido”, detalló la científica Knowles.
Estos datos sugieren que las leyes físicas y las interacciones entre los satélites y la atmósfera superior de Júpiter son mucho más erráticas y complejas de lo que la comunidad científica estimaba hasta ahora.
Hacia un nuevo entendimiento de los gigantes gaseosos
El estudio de estas “mini-auroras” individuales ofrece una ventana única para comprender el comportamiento de las magnetosferas. Knowles sostiene que este trabajo facilita la investigación de otros sistemas, como Saturno y su luna Encélado, donde podrían existir procesos similares aún no detectados.
Ante las dudas sobre si estos eventos son constantes o esporádicos, la investigadora ha obtenido 32 horas adicionales de observación en el Telescopio Infrarrojo de la NASA en Hawái. Estas sesiones están programadas para enero de 2026, donde durante seis noches se buscará determinar con qué frecuencia ocurren estas anomalías térmicas y cómo evolucionan mientras el planeta rota.
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