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| Imagen compuesta de dos observaciones diferentes del Hubble. Las auroras fueron fotografiadas durante una serie de observaciones del espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble con luz ultravioleta lejana que tienen lugar cuando la nave espacial Juno de la NASA se aproxima y entra en órbita alrededor de Júpiter. El disco a todo color de Júpiter en esta imagen fue fotografiado por separado en otro momento por el programa Outer Planet Atmospheres Legacy (OPAL) del Hubble, un proyecto a largo plazo del Hubble que captura anualmente mapas globales de los planetas exteriores. Crédito: NASA, ESA y J. Nichols (Universidad de Leicester). |
Investigadores de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Leicester utilizaron datos de la Investigación del Campo Magnético (MAG) de Juno, que mide el campo magnético de Júpiter desde la órbita del gigante gaseoso, y observaciones del Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial Hubble. El estudio se ha publicado en la revista Journal of Geophysical Research.
Su investigación proporciona la prueba más sólida hasta ahora de que las potentes auroras de Júpiter están asociadas a un sistema de corriente eléctrica que actúa como parte de un tira y afloja con el material de la magnetosfera, la región dominada por el enorme campo magnético del planeta.
"Llevamos más de dos décadas con teorías que relacionan estas corrientes eléctricas y las potentes auroras de Júpiter, y fue muy emocionante poder probarlas finalmente buscando esta relación en los datos. Y cuando comparamos una con otra, casi me caigo de la silla al ver lo clara que es la conexión". Dijo el Dr. Jonathan Nichols es lector de Auroras Planetarias en la Universidad de Leicester y autor correspondiente del estudio
"Es emocionante descubrir esta relación porque no sólo nos ayuda a entender cómo funciona el campo magnético de Júpiter, sino también los de los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas, para los que ya hemos utilizado las mismas teorías, y ahora con una confianza renovada".
A pesar de su enorme tamaño -con un diámetro más de 11 veces superior al de la Tierra-, Júpiter gira una vez cada nueve horas y media aproximadamente.
Io tiene un tamaño y una masa similares a los de la luna de la Tierra, pero orbita alrededor de Júpiter a una distancia media de 422.000 km; aproximadamente un 10% más lejos. Con más de 400 volcanes activos, Io es el objeto geológicamente más activo del Sistema Solar.
Los científicos sospechaban desde hace tiempo que existía una relación entre las auroras de Júpiter y el material expulsado por Io a un ritmo de muchos cientos de kilogramos por segundo, pero los datos captados por Juno resultaron ambiguos.
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| Ilustración del mecanismo del "tira y afloja" de Júpiter: el delicado ciclo de corrientes impulsado por la rápida rotación de Júpiter y la liberación de azufre y oxígeno de los volcanes de su luna, Io. Crédito: Emma Bunce/Stanley Cowley/Jonathan Nichols/Universidad de Leicester. |
Gran parte del material desprendido de Io es impulsado lejos de Júpiter por el campo magnético del planeta, que gira rápidamente, y a medida que se desplaza hacia el exterior su velocidad de rotación tiende a disminuir. Esto da lugar a un tira y afloja electromagnético, en el que Júpiter intenta mantener este material girando a su velocidad de rotación mediante un sistema de corrientes eléctricas que fluyen a través de la atmósfera superior y la magnetosfera del planeta.
Se pensaba que la componente de la corriente eléctrica que fluye fuera de la atmósfera del planeta, transportada por electrones disparados hacia abajo a lo largo de las líneas del campo magnético en la atmósfera superior, impulsaba la principal emisión auroral de Júpiter.
Sin embargo, antes de la llegada de Juno esta idea nunca se había puesto a prueba, ya que ninguna nave espacial con los instrumentos pertinentes había orbitado anteriormente lo suficientemente cerca de Júpiter. Y cuando Juno llegó en 2016, no se informó de la firma esperada de tal sistema de corriente eléctrica -y, aunque desde entonces se han encontrado tales firmas- una de las grandes sorpresas de la misión de Juno ha sido mostrar que la naturaleza de los electrones sobre las regiones polares de Júpiter es mucho más compleja de lo que se esperaba inicialmente.
Los investigadores compararon el brillo de la emisión principal de las auroras de Júpiter con las mediciones simultáneas de la corriente eléctrica que se aleja del mayor planeta del Sistema Solar en la magnetosfera durante una parte temprana de la misión de Juno.
Estas auroras se observaron con instrumentos a bordo del telescopio espacial Hubble, en órbita terrestre. Al comparar las mediciones de la corriente del amanecer con el brillo de las auroras de Júpiter, el equipo demostró la relación entre la intensidad de las auroras y la fuerza de la corriente magnetosférica.
Fuentes, créditos y referencias:
J. D. Nichols et al, Relation of Jupiter's Dawnside Main Emission Intensity to Magnetospheric Currents During the Juno Mission, Journal of Geophysical Research: Space Physics (2022). DOI: 10.1029/2021JA030040
Fuente: Universidad de Leicester