Nuevos detalles y misterios en las auroras de Júpiter

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA/ESA/CSA ha captado nuevos detalles de las auroras en Júpiter, el planeta más grande de nuestro Sistema Solar.

Las luces danzantes observadas en Júpiter son cientos de veces más brillantes que las que se ven en la Tierra. Gracias a la avanzada sensibilidad del Webb, los astrónomos han estudiado este fenómeno para comprender mejor la magnetosfera de Júpiter.

Las auroras se forman cuando partículas de alta energía entran en la atmósfera de un planeta cerca de sus polos magnéticos y colisionan con átomos de gas. Las auroras de Júpiter no solo son enormes, sino que también son cientos de veces más energéticas que las de la Tierra.

En este caso, las auroras son causadas por tormentas solares: partículas cargadas que caen sobre la atmósfera superior, excitan los gases y los hacen brillar con colores rojo, verde y morado. Por otro lado, Júpiter cuenta con una fuente adicional de auroras: el intenso campo magnético del gigante gaseoso atrae partículas cargadas de su entorno. Esto incluye no solo las partículas cargadas del viento solar, sino también las partículas lanzadas al espacio por su luna Ío, conocida por sus numerosos y grandes volcanes. Los volcanes de Ío expulsan partículas que, sorprendentemente, escapan a la gravedad de la luna y orbitan alrededor de Júpiter.

Una descarga de partículas cargadas, liberada por el Sol durante las tormentas solares, también alcanza el planeta. El amplio y potente campo magnético de Júpiter captura partículas cargadas y las acelera a velocidades tremendas. Estas veloces partículas impactan la atmósfera del planeta a altas energías, lo que excita el gas y lo hace brillar.

Ahora, las capacidades únicas del Webb están proporcionando nuevos conocimientos sobre las auroras de Júpiter. La sensibilidad del telescopio permite a los astrónomos aumentar la velocidad de obturación para capturar las características aurorales de rápida variación. Los nuevos datos fueron capturados con la Cámara de Infrarrojo Cercano (NIRCam) del Webb el día de Navidad de 2023 por un equipo de científicos dirigido por Jonathan Nichols, de la Universidad de Leicester, en el Reino Unido.

"Queríamos observar la rapidez con la que cambian las auroras, previendo que aparecieran y desaparecieran con gran rapidez, quizás durante un cuarto de hora aproximadamente. En cambio, observamos toda la región auroral con destellos de luz, que a veces variaban segundo a segundo", explicó Nichols en un comunicado.

Los datos del equipo revelaron que la emisión del ion trihidrógeno, conocido como H3+, es mucho más variable de lo que se creía. Las observaciones ayudarán a los científicos a comprender mejor cómo se calienta y enfría la atmósfera superior de Júpiter.

OBSERVACIONES INEXPLICABLES

El equipo también descubrió algunas observaciones inexplicables en sus datos.

Lo que hizo estas observaciones aún más especiales es que también tomamos fotografías simultáneamente en el ultravioleta con el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA, añadió Nichols. "Curiosamente, la luz más brillante observada por el Webb no tuvo un equivalente real en las imágenes del Hubble. Esto nos ha dejado perplejos. Para que se produzca la combinación de brillo observada tanto por el Webb como por el Hubble, necesitamos una combinación aparentemente imposible de grandes cantidades de partículas de muy baja energía que impacten la atmósfera como una llovizna. Aún no entendemos cómo sucede esto".

El equipo ahora planea estudiar esta discrepancia entre los datos del Hubble y el Webb y explorar sus implicaciones más amplias para la atmósfera y el entorno espacial de Júpiter. También pretenden continuar esta investigación con más observaciones del Webb, que podrán comparar con los datos de la sonda espacial Juno de la NASA para explorar mejor la causa de la enigmática emisión brillante.

Los resultados se publicaron en Nature Communications.