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Ciencia & Tec

Aurora constante de Júpiter: revelan su misterio después de 40 años


Al brillar en longitudes de onda que no son visibles para el ojo humano, solo se descubrieron hace apenas 40 años.

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Júpiter no solo es el planeta más grande de nuestro sistema solar, sino también posiblemente el rey de las auroras. Y no es para menos, ya que estas también son las más potentes y a diferencia de las que podemos observar en la Tierra, no paran de girar alrededor de sus dos polos.

Al brillar en longitudes de onda que no son visibles para el ojo humano, solo se descubrieron hace apenas 40 años, y desde entonces los científicos se han preguntado cómo estas auroras producen estallidos periódicos de radiación X

Ahora, gracias a las observaciones simultáneas de la sonda Juno de Júpiter y del observatorio espacial de rayos X XMM-Newton, un equipo dirigido por el científico planetario Zhonghua Yao, de la Academia China de Ciencias, cree que ha podido dar con la respuesta al relacionar los estallidos de rayos X con las vibraciones en las líneas de campo magnético del gigante gaseoso.

Estas vibraciones generan ondas en el plasma que se propagan a lo largo de las líneas del campo magnético. Esto, a su vez, provoca periódicamente una lluvia de iones pesados que colisionan con la atmósfera de Júpiter, liberando energía en forma de rayos X.

«Llevamos cuatro décadas viendo que Júpiter produce auroras de rayos X, pero no sabíamos cómo ocurrían. Sólo sabíamos que se producían cuando los iones chocan contra la atmósfera del planeta», explica el astrofísico William Dunn, del University College de Londres.

«Ahora sabemos que estos iones son transportados por ondas de plasma, una explicación que no se había propuesto antes, aunque un proceso similar produce la propia aurora terrestre». Por lo tanto, podría tratarse de un fenómeno universal, presente en muchos entornos diferentes del espacio, concluye el astrofísico.

Diferencias entre auroras en la Tierra y en Júpiter

Las auroras de nuestro planeta se generan por las partículas que llegan desde el Sol. Estas chocan con el campo magnético de la Tierra, lo que hace que partículas cargadas, como protones y electrones, se desplacen a lo largo de las líneas del campo magnético hacia los polos, donde caen sobre la atmósfera superior y chocan con las moléculas atmosféricas. La ionización resultante de estas moléculas genera las impresionantes luces danzantes.

En Júpiter hay algunas diferencias. Aquí, las auroras son constantes y permanentes, como se ha señalado anteriormente; esto se debe a que las partículas no son solares, sino que provienen de la luna del gigante gaseoso Io, el mundo más volcánico del Sistema Solar.

Esta arroja constantemente dióxido de azufre, que es inmediatamente despojado a través de una compleja interacción gravitacional con el planeta, ionizándose y formando un toro de plasma alrededor de Júpiter.

Otra diferencia destacable son los pulsos de rayos X. Para averiguar cómo se generan, el equipo de investigación estudió el planeta, utilizando observaciones simultáneas de Juno y XMM-Newton, tomadas los días 16 y 17 de julio de 2017, durante un total de 26 horas. Durante este tiempo, Júpiter emitió una ráfaga de rayos X aproximadamente cada 27 minutos.

A partir de estas observaciones, el equipo relacionó las observaciones de Juno sobre el plasma con las observaciones de XMM-Newton sobre los estallidos aurorales de rayos X. Después, con un modelo informático, determinaron cómo podrían estar relacionados ambos fenómenos.

El equipo llegó a la conclusión de que las compresiones en el campo magnético de Júpiter están creando ondas de iones de oxígeno y azufre que se desplazan en espiral a lo largo de las líneas del campo magnético hacia los polos del planeta. Allí, al caer chocan con la atmósfera y generan ráfagas de luz de rayos X.

Estas ondas de iones se denominan ondas electromagnéticas ión-ciclotrón (o EMIC), y también se han relacionado con las auroras parpadeantes aquí en la Tierra.

Preguntas sin respuestas

Por el momento, no está claro qué es lo que impulsa las compresiones en el campo magnético de Júpiter. Podría ser la influencia del viento solar, la circulación de materiales pesados dentro de su magnetosfera o las ondas superficiales en la magnetopausa, el límite exterior entre la magnetosfera y el plasma circundante.

Pero independientemente de cómo se generen las compresiones, el hecho de que el mismo mecanismo —las ondas EMIC— se haya relacionado con las emisiones aurorales en dos mundos tan diferentes como la Tierra y el Júpiter sugiere que podría tratarse de un fenómeno bastante común tanto en el sistema solar como en nuestra galaxia.

«Es probable que se produzcan procesos similares alrededor de Saturno, Urano, Neptuno y, probablemente, también de exoplanetas, con diferentes tipos de partículas cargadas ‘surfeando’ las ondas», concluyó Yao.

Los resultados, publicados en la revista Science Advances, muestran que las ondas EMIC podrían estar desempeñando un papel importante, hasta ahora inadvertido, en la dinámica de los iones de la atmósfera de Júpiter, y podrían ayudarnos a comprender mejor los procesos de plasma en toda la galaxia.

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