Nuevas observaciones de Ganímedes revelan una sorprendente similitud entre las auroras de la luna más grande del sistema solar y las de la Tierra. El equipo internacional de astrofísicos, liderado por investigadores de la Universidad de Lieja, ha obtenido nuevos resultados que indican que, a pesar de las diferentes condiciones, los procesos físicos fundamentales que generan las auroras son comunes a diferentes cuerpos celestes, y no solo a los planetas.
Cómo se forman las auroras en la Tierra
Un equipo de astrofísicos del Laboratorio de Física Atmosférica y Planetaria (LPAP) ha observado por primera vez los detalles de las auroras en Ganímedes, la única luna del sistema solar que posee su propio campo magnético intrínseco, similar al de la Tierra. La observación de auroras es fundamental en el análisis del clima espacial, ya que proporciona una visión completa de las características y los efectos de la precipitación de partículas espaciales en las atmósferas.
Durante siglos, la humanidad ha presenciado un resplandor difuso y cambiante que ocasionalmente ilumina el cielo nocturno con luces rojas, verdes, púrpuras y azules, conocido como «aurora». Las auroras se observan típicamente en latitudes polares, aunque acabamos de superar el pico del ciclo solar de 11 años, lo que produce numerosos casos de auroras intensas en latitudes medias.
En nuestro planeta, las auroras se producen, en última instancia, por la colisión del viento solar con el campo magnético de la Tierra, generando una potente interacción electromagnética que provoca la precipitación de partículas desde el espacio hacia la atmósfera terrestre. Allí, estas partículas excitan el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos, produciendo luz visible a simple vista.
Auroras en el sistema solar
Sin embargo, también se observan auroras en otros planetas, como Venus, Marte, Júpiter, Saturno y Urano. Durante la última década, la exploración del sistema joviano ha avanzado notablemente gracias a la sonda espacial Juno, que llegó a Júpiter en 2016 y está a punto de cumplir su décimo año de funcionamiento. El objetivo principal de la misión es Júpiter, pero el 7 de julio de 2021, Juno sobrevoló Ganímedes.
«Las auroras también se observan en Ganímedes y son causadas por la precipitación de electrones en su tenue atmósfera de oxígeno», explica Philippe Gusbin, cuya tesis de maestría en Ciencias Espaciales sirvió de base para este estudio. «Las observaciones de las auroras de Ganímedes anteriores a Juno estaban limitadas por la resolución espacial de las observaciones terrestres, y no podían resolver las estructuras a pequeña escala típicas de las auroras planetarias».
Una mirada cercana de Juno a Ganímedes
El LPAP participa activamente en el análisis de las observaciones aurorales recopiladas por los instrumentos infrarrojos y ultravioleta de Juno. El espectrógrafo ultravioleta (UVS) de Juno ha alcanzado resoluciones espaciales de varios kilómetros, lo que ha permitido al equipo descubrir que la aurora de Ganímedes está fragmentada localmente en una cadena de manchas.
Se han observado estructuras similares, conocidas como ‘perlas’, en las auroras de la Tierra y Júpiter, donde se vinculan con subtormentas y tormentas del amanecer, reordenamientos a gran escala de la magnetosfera que liberan enormes cantidades de energía y producen una intensa actividad auroral, explica Alessandro Moirano, investigador postdoctoral del LPAP. Ganimedes interactúa con el entorno espacial de Júpiter de forma similar a como la Tierra interactúa con el viento solar; por lo tanto, el descubrimiento de manchas aurorales en Ganimedes similares a las de la Tierra sugiere que el proceso o los procesos físicos fundamentales podrían inducirse, en general, en el acoplamiento entre cualquier cuerpo celeste, su magnetosfera y fuerzas externas.
El análisis y los resultados se presentan en «Observaciones ultravioletas de alta resolución espacial de Juno de las manchas aurorales de Ganimedes», publicado por Astronomy & Astrophysics.
Qué podrían revelar futuras misiones
«Las observaciones cercanas de Ganímedes realizadas por Juno duraron menos de 15 minutos, y la nave espacial nunca volverá a sobrevolar Ganímedes. Por lo tanto, desconocemos la frecuencia de estas manchas ni su evolución con el tiempo. Afortunadamente, la misión Juice (Explorador de las Lunas Heladas de Júpiter) de la ESA se encuentra actualmente de camino a Júpiter, donde llegará en 2031, y realizará observaciones específicas de Ganímedes», afirma Bertrand Bonfond, astrofísico.
La nave espacial está equipada con un espectrógrafo ultravioleta similar al de Juno: esto nos permitirá recopilar observaciones durante períodos más largos, monitorizar la evolución de las auroras de Ganímedes y, con suerte, desvelar nuevos misterios.
Con información de Astronomy & Astrophysics
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