La naturaleza no se ajusta a nuestras ideas de categorías claramente contenidas. Muchas cosas en la naturaleza desdibujan las líneas que intentamos trazar a su alrededor. Esto es cierto para Ganímedes, la luna de Júpiter, la luna más grande del sistema solar.
El JWST examinó más de cerca Ganímedes, la luna que es como un planeta, para comprender mejor su superficie.
Ganímedes es básicamente un planeta, excepto que no orbita alrededor del sol. Si orbitara alrededor del Sol en lugar de Júpiter, sería indistinguible de un planeta. Tiene una estructura interna diferenciada con un núcleo fundido que produce un campo magnético. Tiene un manto de silicio muy parecido al de la Tierra y una corteza helada compleja con un océano profundo sumergido debajo. Tiene atmósfera, aunque es fina. También es más grande que Mercurio y casi tan grande como Marte. Según los autores de un nuevo estudio, es un arquetipo de un mundo acuático.
Pero incluso con todo este conocimiento sobre la enorme luna, aún quedan detalles por revelar. Esto es especialmente cierto en el caso de su compleja superficie. “Tras observaciones anteriores, quedan varias preguntas abiertas sobre la naturaleza, el origen y los procesos que componen la composición actual de la superficie de Ganímedes”, escriben los autores de un nuevo artículo. El JWST tiene el poder de observación para descubrir respuestas a algunas de estas preguntas. ¿Qué encontró?
Un equipo de investigadores de EE. UU., Europa y Japón examinó la superficie de Ganímedes con los instrumentos NIRSpec y MIRI del JWST. Sus resultados se encuentran en un artículo titulado “Composición y propiedades térmicas de la superficie de Ganímedes a partir de observaciones JWST/NIRSpec y MIRI”. Se publicará en la revista Astronomy and Astrophysics y el autor principal es el científico planetario francés D. Bockelee-Morvan de LESIA—Observatoire de Paris. Actualmente está publicado en el servidor de preimpresión arXiv.
La superficie de Ganímedes está dominada por dos tipos de terreno: terrenos brillantes y helados con surcos y regiones más oscuras. Las regiones brillantes cubren aproximadamente dos tercios de la superficie y las regiones oscuras cubren el resto. Ambos tipos son antiguos, pero las regiones más oscuras son más antiguas y también están llenas de cráteres. Los dos tipos están entremezclados, y el terreno más claro corta franjas a través del terreno más oscuro.
Las misiones Galileo y Juno examinaron la química de la superficie de Ganímedes, al igual que los telescopios terrestres. Pero aún quedan cuestiones pendientes. “Tras observaciones anteriores, quedan varias preguntas abiertas sobre la naturaleza, el origen y los procesos que componen la composición actual de la superficie de Ganímedes”, escriben los autores.
Hay mucho CO2 en Ganímedes, pero parece estar atrapado en otras moléculas. Ése es el tipo de disposición que atrae la atención de los científicos. Mapear el CO2 ayudará a explicar qué son estas otras moléculas y cómo se desarrolló la situación.
Hay hielo de agua en Ganímedes, pero parece ser hielo amorfo. El JWST trazó un mapa de la distribución y las propiedades del hielo. También se ha detectado recientemente una banda de absorción en Ganímedes de 5,9 µm y el JWST puede ayudar a determinar sus orígenes.
El rango de temperatura de Ganímedes significa que no se espera hielo de CO2 puro en la superficie de la luna. Las observaciones del JWST muestran que parte del CO2 queda atrapado en el hielo de agua, aunque sólo alrededor del 1% en masa. El resto queda atrapado en diferentes minerales y sales.
Cuando se trata de hielo de agua, el JWST descubrió que hay más directamente expuesto en las regiones polares. Estas regiones son donde los iones energéticos de Júpiter irradian la superficie de Ganímedes. Los autores escriben que esto puede explicarse por “… la combinación de jardinería con micrometeoritos, excavación del hielo e irradiación de iones”. A esto le sigue la reacumulación de vapor de agua sobre materiales que no son hielo, formando hielo de agua más pura que el JWST detectó fácilmente.
Las observaciones mostraron que la banda de absorción de 5,9 µm está muy extendida en Ganímedes, pero con variaciones locales. Los investigadores reconocen la posibilidad de que se trate de material orgánico insoluble entregado por condritas carbonosas o cometas, pero finalmente descartaron esa explicación. “Los hidratos de ácido sulfúrico H2SO4 + H2O parecen ser buenos candidatos para explicar la banda de 5,9 µm”, escriben los autores.
Estos son resultados detallados que dicen mucho a los científicos, pero al resto de nosotros no tanto. Pero otros hallazgos son más fáciles de captar. Por ejemplo, algunas de las diferencias generales entre los polos de Ganímedes y los bordes de ataque y salida. “Las propiedades espectrales de las regiones polares son muy diferentes entre los lados delantero y trasero”, escriben. “Los orígenes de estas diferencias aún están por investigarse”. Parte de esto se debe al poderoso efecto de Júpiter sobre sus lunas.
La relación entre Júpiter y Ganímedes es algo así como la relación entre el sol y la Tierra. El viento solar del Sol golpea la magnetosfera de la Tierra de la misma manera que el plasma de Júpiter golpea el lado posterior de Ganímedes. No sólo eso, sino que el campo magnético de Ganímedes interactúa con el de Júpiter, ayudando a crear auroras jovianas.
Ganímedes y Júpiter mantienen una relación complicada, y parte de esa relación se extiende a la química de la superficie de Ganímedes, donde el plasma de Júpiter golpea los polos de la luna e irradia el hielo. Si bien esta investigación ha mejorado nuestra comprensión de ese y otros aspectos, no nos brinda el tipo de respuestas definitivas que anhelamos. Pero eso es ciencia; No todo es gloria y titulares.
Ganímedes es una luna fascinante que es casi un planeta. Sabemos que probablemente se formó a partir de material sobrante en la subnebulosa de Júpiter, pero eso fue hace miles de millones de años. Han sucedido muchas cosas desde entonces, y han conducido al fascinante mundo que vemos ahora, con un océano cálido y potencialmente sustentador de vida, más grande que todos los océanos de la Tierra juntos. Estas observaciones del JWST son las más detalladas hasta el momento, pero según los autores, no estamos preparados para interpretarlas por completo. Cuando lo hagamos, probablemente habrá más sorpresas.
“Desde una perspectiva observacional, esta investigación del JWST ha demostrado que las observaciones diseñadas para investigar las variaciones diurnas de las propiedades de la superficie de Ganímedes pueden revelar procesos inesperados”, escriben los autores. Y como suele ser el caso, los resultados informarán y darán forma a nuestro próximo intento de comprender este fascinante mundo.
“En conjunto, los resultados obtenidos en este estudio ayudarán sin duda a optimizar las estrategias de observación del espectrómetro de imágenes de las lunas y Júpiter (MAJIS) a bordo de la misión ESA/JUICE que explorará más a fondo Ganímedes”.
Pero tendremos que esperar. La misión JUICE de la ESA se lanzó la primavera pasada y llegará a Júpiter en el verano de 2031. Prepárese para más sorpresas de esta luna parecida a un planeta.
Con información de arXiv
