Los astrónomos que utilizan el Observatorio WM Keck en Maunakea en Hawái han descubierto que las auroras en longitudes de onda visibles aparecen en las 4 lunas principales de Júpiter: Io, Europa, Ganímedes y Calisto.
Usando el espectrómetro Echelle de alta resolución (HIRES) del Observatorio Keck, así como espectrógrafos de alta resolución en el Gran Telescopio Binocular y el Observatorio Apache Point, un equipo dirigido por Caltech y la Universidad de Boston observó las lunas en la sombra de Júpiter para que sus débiles auroras, que son causadas por el fuerte campo magnético del gigante gaseoso, podrían ser detectadas sin competencia por la brillante luz del sol reflejada en sus superficies.
“Estas observaciones son complicadas porque en la sombra de Júpiter las lunas son casi invisibles. La luz emitida por sus débiles auroras es la única confirmación de que hemos apuntado el telescopio al lugar correcto”, dice Katherine de Kleer, profesora de Caltech y autora principal. de uno de los dos nuevos trabajos de investigación publicados hoy en The Planetary Science Journal que describen el descubrimiento.
Las cuatro lunas galileanas muestran la misma aurora de oxígeno que vemos en los cielos cerca de los polos de la Tierra, pero los gases en las lunas de Júpiter son mucho más delgados, lo que permite que un color rojo intenso brille casi 15 veces más que la familiar luz verde.
En Europa y Ganímedes, el oxígeno también ilumina longitudes de onda infrarrojas , solo un poco más rojas de lo que puede ver el ojo humano: la primera aparición de este fenómeno vista en la atmósfera de un cuerpo que no sea la Tierra.
En Io, la luna más interna de Júpiter , las columnas volcánicas de gas y polvo son enormes y alcanzan cientos de kilómetros de altura. Estas plumas contienen sales como cloruro de sodio y cloruro de potasio , que se descomponen para producir colores adicionales. El sodio le da a la aurora de Io el mismo brillo amarillo anaranjado que vemos en las farolas urbanas. Las nuevas mediciones también muestran una aurora de potasio en Io en luz infrarroja , que no se había detectado en ningún otro lugar anteriormente.
“El brillo de los diferentes colores de la aurora nos dice de qué están probablemente compuestas las atmósferas de estas lunas”, dijo de Kleer. “Descubrimos que el oxígeno molecular , al igual que el que respiramos aquí en la Tierra, es probablemente el principal constituyente de las atmósferas lunares heladas”.
Las nuevas mediciones muestran evidencia mínima de agua, alimentando un debate científico activo sobre si las atmósferas de las lunas de Júpiter contienen una cantidad significativa de vapor de agua. Actualmente se cree que las 3 lunas galileanas exteriores de Júpiter contienen océanos de agua líquida debajo de sus gruesas superficies heladas, y hay evidencia tentativa de que el agua en la atmósfera de Europa a veces puede provenir de su océano o de depósitos líquidos dentro de su capa de hielo.
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, las atmósferas pueden responder a la rápida transición de la cálida luz solar a la fría sombra de Júpiter.
“El sodio de Io se vuelve muy débil 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”, explica Carl Schmidt, profesor de astronomía en la Universidad de Boston y autor principal del segundo artículo. “Estas nuevas características son realmente esclarecedoras para comprender la química atmosférica de Io. Es genial que los eclipses de Júpiter ofrezcan un experimento natural para aprender cómo la luz solar afecta su atmósfera “.
Los nuevos tipos de auroras en las cuatro lunas agregan un aspecto emocionante a lo que ya es una edad dorada para los fanáticos de Júpiter gracias a la misión Juno de la NASA y el Telescopio Espacial James Webb. Si tienes la suerte de ver la aurora aquí en la Tierra, haz una pausa para considerar lo asombroso que podría parecer el espectáculo si estuvieras mirando hacia arriba desde una de las lunas de Júpiter.
El primer artículo sobre esta investigación, dirigido por de Kleer, se titula “Las auroras ópticas de Europa, Ganímedes y Calisto”. El segundo artículo, dirigido por Schmidt, se titula “Io’s Optical Aurorae in Jupiter’s Shadow”.
Más información: Katherine de Kleer et al, The Optical Aurorae of Europa, Ganymede, and Callisto, The Planetary Science Journal (2023). DOI: 10.3847/PSJ/acb53c
Carl Schmidt et al, Auroras ópticas de Io en la sombra de Júpiter, The Planetary Science Journal (2023). DOI: 10.3847/PSJ/ac85b0
Información de la revista: The Planetary Science Journal
Proporcionado por el Observatorio WM Keck
