Científicos resuelven por fin el misterio de las espectaculares auroras de rayos X de Júpiter

Los científicos han resuelto el misterio de décadas sobre cómo Júpiter produce auroras regulares como un reloj de luz de rayos X.

Los rayos X forman parte de los estallidos de luz visible e invisible del gigantesco planeta, provocados por las partículas de iones cargados que interactúan con su atmósfera.

Un fenómeno similar ocurre en la Tierra, que crea la aurora boreal que se ve durante los meses más fríos en los países más septentrionales.

Pero las auroras de Júpiter son mucho más potentes que las de la Tierra, ya que liberan cientos de gigavatios de energía. Esta energía procedente de los polos norte y sur de Júpiter es tan intensa que bastaría para abastecer brevemente a todos los seres humanos.

Un equipo de investigación, codirigido por el University College de Londres (UCL) y la Academia China de Ciencias de Pekín, ha descubierto por fin cómo se crean estas auroras, después de 40 años.

Los científicos descubrieron que los rayos X eran provocados por vibraciones regulares en las líneas del campo magnético de Júpiter, que rodean el planeta en bucles verticales que se conectan desde su polo norte hasta su polo sur.

Estas vibraciones crean ondas de plasma -gas ionizado- que envían partículas de iones pesados “surfeando” a lo largo de las líneas del campo magnético, hasta que chocan con la atmósfera del planeta y liberan cantidades colosales de energía en forma de rayos X.

En las observaciones de los científicos, los estallidos de rayos X se producen cada 27 minutos.

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Las partículas de iones cargados, que chocan con la atmósfera de Júpiter, se originan en el gas volcánico que se vierte al espacio desde los volcanes gigantes de Ío, una de las 79 lunas de Júpiter.

Este gas se ioniza -sus átomos son despojados de electrones debido a las colisiones en el entorno inmediato de Júpiter- y forma un anillo de plasma en forma de rosquilla alrededor de Júpiter conocido como el toro de plasma de Ío.

El Dr. William Dunn, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la UCL, dijo: “Llevamos cuatro décadas viendo que Júpiter produce auroras de rayos X, pero no sabíamos cómo se producían. Sólo sabíamos que se generaban cuando los iones chocaban con la atmósfera del planeta”.

“Ahora sabemos que estos iones son transportados por ondas de plasma, una explicación que no se había propuesto antes, aunque un proceso similar produce las propias auroras de la Tierra”.

“Podría ser, por tanto, un fenómeno universal, presente en muchos entornos diferentes del espacio”.

Los investigadores combinaron observaciones cercanas del entorno de Júpiter realizadas por el satélite Juno de la NASA -que orbita el planeta más grande de nuestro sistema solar desde 2016- con mediciones simultáneas de rayos X del observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, que se encuentra en la órbita de la Tierra.

Estas observaciones se llevaron a cabo de forma continua durante un periodo de 26 horas.

Los científicos encontraron una clara correlación entre las ondas en el plasma detectadas por Juno y las erupciones aurorales de rayos X en el polo norte de Júpiter registradas por X-MM Newton. A continuación, los investigadores utilizaron un modelo informático para confirmar que las ondas impulsarían las partículas de iones pesados hacia la atmósfera de Júpiter.

La profesora Graziella Branduardi-Raymont dijo: “Los rayos X suelen ser producidos por fenómenos extremadamente potentes y violentos, como los agujeros negros y las estrellas de neutrones, por lo que parece extraño que los meros planetas también los produzcan”.

“Nunca podremos visitar los agujeros negros, ya que están más allá de los viajes espaciales, pero Júpiter está a nuestra puerta. Con la llegada del satélite Juno a la órbita de Júpiter, los astrónomos tienen ahora una fantástica oportunidad de estudiar de cerca un entorno que produce rayos X.”

La razón por la que las líneas del campo magnético de Júpiter vibran con regularidad no está clara, pero hay teorías que apuntan a que las vibraciones podrían estar causadas por el viento solar o por flujos de plasma de alta velocidad dentro de la magnetosfera del planeta, la zona controlada por este campo magnético. La magnetosfera de Júpiter es unas 20 mil veces más fuerte que la de la Tierra.

El Dr. Zhonghua Yao afirmó que es probable que se produzcan procesos similares alrededor de Saturno, Urano, Neptuno y “probablemente también de los exoplanetas”.

El nuevo estudio se ha publicado en la revista Science Advances.