El mecanismo de las auroras de rayos X de Júpiter por fin resuelto: el proceso deja de ser un misterio tras 40 años, según la ESA

El mecanismo de las auroras de rayos X de Júpiter por fin resuelto: el proceso deja de ser un misterio tras 40 años, según la ESA
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Hace poco hablábamos de las peculiares auroras boreales que se habían avistado en Marte y ahora son noticia las de Júpiter, que aunque las tuviésemos algo más vistas aún encierran misterios. Aunque la novedad es que uno de ellos ha sido resuelto, porque la ESA confirma que por primera vez se ha visto el completo mecanismo de las auroras de rayos X de Júpiter, sabiendo cómo se producen.

La agencia habla de un misterio de 40 años, perseguido por numerosos astrónomos desde que en 1979 se descubriesen gracias a la sonda Voyager 1. Se intuía por los colores (azul eléctrico) que en su generación estarían implicadas cantidades ingentes de iones (cargados eléctricamente) y que se trataba de auroras de rayos X, pero hasta ahora no se había podido determinar el proceso que da lugar a las mismas.

Unas auroras no tan distintas, pero mucho más poderosas

A Júpiter lo tenemos muy observado durante años y pese a eso, como vemos, aún se nos escapan aspectos de su atmósfera, geología y otras áreas. Una de las que más fichado lo tiene es la sonda Juno, que nos ha dado mucha información (incluso acercándose a la Gran Mancha Roja como nunca), que en este caso también ha aportado datos esenciales junto al telescopio XMM-Newton de la ESA.

Gracias a sus instrumentos (la primera desde el propio Júpiter y el segundo en la órbita terrestre), los científicos pudieron detectar esos iones que mencionábamos en la introducción "surfeando" en las ondas eletromagnéticas del campo magnético del planeta, yendo hacia el interior de la atmósfera. Explican que supieron a qué apuntar gracias a las dudas que despertaba Zhonghua Yao, del Instituto de Geografía y Geofísica de la Academia China de Ciencias en Pekín, en su estudio, en relación a que algo no encajaba en las auroras de rayos X de Júpiter teniendo en cuenta cómo se producen las terrestres.

Nuestras espectaculares auroras se producen cerca de los polos porque su mecanismo tiene relación con el choque del viento solar con nuestro campo magnético. En concreto se trata de líneas de campo abiertas, por las que las partículas de viento solar son "capturadas" y no repelidas, de modo que cuando hay choques con los gases de la atmósfera se producen las luces de colores (verde para el oxigeno y azul o rojo para el nitrógeno, entre otros colores).

Auroras Tierra
Esquema de la producción de auroras en la Tierra.

Por los datos que se tienen de las líneas abiertas de campo de Júpiter y Saturno, en teoría no se deberían ver auroras en los polos, pero las auroras de rayos X de Júpiter no encajan con esta idea. Aparecen en la región cercana a la polar y además pueden ser distintas entre un polo y otro, con lo que encajarían más con lo que cabría esperar en líneas cerradas del campo magnético, y de hecho Zhonghua y su equipo ya vieron en simulaciones que las auroras de rayos X podrían estar relacionadas con un campo magnético cerrado generado en el interior del planeta y que se prolongase hacia fuera millones de kilómetros antes de volver.

¿Qué vieron los telescopios? Empezando por el XMM-Newton, el 16 y 17 de julio de 2017 captó auroras boreales de rayos X en Júpiter emitiendo pulsaciones cada 27 minutos durante 26 horas. Al mismo tiempo, Juno había estado realizando observaciones del planeta pasando por el área donde las simulaciones de Zhonghua ubicaban las auroras, así que se revisaron los datos de la sonda buscando procesos magnéticos que encajasen.

Auroras Jupiter
Esquema de cómo se producen las auroras de rayos X en Júpiter. Imagen: ESA/NASA/Yao/Dunn

Lo que encontraron tras esto es que las auroras de rayos X se producen por las fluctuaciones del campo magnético de Júpiter, debidas al movimiento de rotación del planeta. El campo magnético se llega a comprimir por las partículas de viento solar, lo cual causa que dichas partículas se calienten mucho. Tanto que quedan presas en el campo magnético, provocando un fenómeno llamado onda electromagnética ión-ciclotrón (ondas EMIC, por sus siglas en inglés) que conducen las partículas por las líneas del campo.

Las partículas, como se había detectado previamente, son iones, con su carga eléctrica. El "surfeo" al que aludíamos antes en este artículo se refiere, precisamente, al que hacen los iones por las ondas EMIC a través de millones de kilómetros hasta llegar a la atmósfera de Júpiter y desencadenar la aurora de rayos X.

De ahí que finalmente se confirme la idea de que el proceso tiene ciertas similitudes con el de la Tierra, algo que se había disuadido previamente por los datos de Juno. Eso sí, en la Tierra las partículas protagonistas son los protones, por lo que el proceso es menos energético que en el caso de las de Júpiter, aunque en la Tierra también se han llegado a detectar auroras de rayos X.

Haber dado con la naturaleza del proceso de estas auroras abre las puertas al estudio de otros casos como las auroras de Saturno, Urano e incluso exoplanetas, según expresaba Zhonghua. Por su parte, el estudio de las auroras continuará de la mano de la misión Juice (de JUpiter ICy moons Explorer) de la ESA, cuya llegada se espera en 2029 y que explorará la atmósfera y la magnetosfera de Júpiter, así como el efecto de las cuatro lunas más grandes del planeta sobre las auroras.

Imagen | JAXA

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