Es solo apropiado que JúpiterApodado el rey de los planetas, lleva una corona, y qué corona es.
Aunque no podemos verlos con nuestros ojos desnudos, el planeta gigante luce las auroras más poderosas en el sistema solar: tapas brillantes permanentes en sus polos norte y sur, brillando en longitudes de onda no visibles: ultravioleta, infrarrojos e e infrarrojos e e infrarrojos ráfagas ocasionales de radiografía.
En los últimos años, las observaciones con los instrumentos más de vanguardia finalmente han comenzado a revelar los secretos de estas auroras gigantes e invisibles, pero todavía hay mucho que tenemos que aprender. El telescopio espacial más poderoso del mundo nos ha llevado un poco más lejos: nuevas observaciones de JWST, obtenidas el 25 de diciembre de 2023, revelan características que los astrónomos nunca antes habían visto.
“Qué regalo de Navidad fue, ¡me dejó impresionado!” dice el astrónomo Jonathan Nichols de la Universidad de Leicester en el Reino Unido.
“Queríamos ver qué tan rápido cambian las auroras, esperando que se desvaneciera de manera pesada, tal vez más de un cuarto de hora más o menos. En cambio, observamos que toda la región auroral se esfuerza y aparece con luz, a veces variando por la segunda”.
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Las Auroras en Júpiter se generan de manera similar a las Auroras en la Tierra. Las partículas se abren en la magnetosfera planetaria y se aceleran a velocidades tremendas a medida que se llevan a los polos. En los polos, se arrojan a la atmósfera, donde sus interacciones ionizantes con partículas atmosféricas generan un brillo.
Para la Tierra, esas partículas son predominantemente de origen solar, por lo que vemos auroras cuando el sol expulsa las salidas particularmente potentes, como las eyecciones de masa coronal o los fuertes vientos solares.
Eso también sucede en Júpiter, pero la fuente principal de las auroras jovianas está mucho más cerca de casa: su luna volcánica io, que es Siempre arrojando dióxido de azufre. Este gas forma un gran toro, un depósito que constantemente alimenta las auroras del planeta.
Una de las moléculas flotando en la atmósfera de Júpiter que crea un brillo infrarrojo es el catión de trihidrógeno (H3+ +), un ion cargado compuesto por tres átomos de hidrógeno.
Los iones de trihidrógeno se pueden utilizar para estudiar el presupuesto de energía de una aurora, por lo que Nichols y sus colegas utilizaron las observaciones de JWST para rastrear el comportamiento de las moléculas en la aurora joviana, utilizando observaciones simultáneas de Hubble ultravioleta para contextualizar la emisión.
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“Curiosamente, la luz más brillante observada por Webb no tenía una contraparte real en las imágenes de Hubble. Esto nos ha dejado rascándonos la cabeza”, Nichols dice.
“Para causar la combinación de brillo visto tanto por Webb como por Hubble, necesitamos tener una combinación aparentemente imposible de grandes cantidades de partículas de muy baja energía que golpean la atmósfera, ¡como una tempestad de llovizna! Todavía no entendemos cómo sucede esto”.
Es bastante acorde con Júpiter, que hace mucho de cosas muy extrañas que nosotros no entiende muy bien. Pero con un arsenal en constante crecimiento de poderosos telescopios y sondas, los científicos son, poco a poco, encontrando las piezas peculiares del rompecabezas joviano.
Esta nueva información, aunque actualmente es algo desconcertante, es una pieza de rompecabezas. La forma en que encaja en la imagen más grande podría necesitar algunas piezas más. El trabajo de modelado futuro, por ejemplo, podría ayudar a explicar las características de la emisión auroral que actualmente desconcertan a los científicos.
Mientras tanto, la colección de más observaciones en una gama de longitudes de onda está en curso. Lo bueno es que, dado que las auroras siempre están ahí, no hay que esperar el momento justo. Cualquier observación de Júpiter en la luz correcta capturará algo de la magnífica radiación al respecto.
Los hallazgos han sido publicados en Comunicaciones de la naturaleza.