El misterio de hace 40 años de cómo Júpiter produce una espectacular explosión de rayos X cada pocos minutos se ha resuelto en un nuevo estudio.
Los expertos del University College London (UCL) estudiaron datos de la nave espacial Juno de la NASA, que actualmente orbita Júpiter, el planeta más grande de nuestro Sistema Solar.
Descubrieron que las llamaradas de rayos X de los polos norte y sur de Júpiter son provocadas por vibraciones periódicas en las líneas del campo magnético del planeta, en su ‘magnetosfera’.
Estas vibraciones crean ondas de plasma, uno de los cuatro estados fundamentales de la materia, que consiste en un gas de iones.
Las ondas de plasma luego envían partículas de iones pesados ’surfeando’ a lo largo de las líneas del campo magnético hasta que chocan contra la atmósfera del planeta, liberando energía en forma de rayos X y formando un espectacular
Un fenómeno similar ocurre en la Tierra, creando las auroras boreales, pero la de Júpiter es mucho más poderosa, liberando cientos de gigavatios de energía, suficiente para alimentar brevemente a toda la civilización humana.
Imágenes superpuestas del polo de Júpiter del satélite Juno de la NASA y el telescopio de rayos X Chandra de la NASA. La izquierda muestra una proyección de la aurora de rayos X del norte de Júpiter (púrpura) superpuesta sobre una imagen Junocam visible del Polo Norte. La derecha muestra la contraparte del sur
Solo la aurora de rayos X de Júpiter libera alrededor de un gigavatio, equivalente a lo que podría producir una central eléctrica durante varios días, afirman los autores del estudio.
Los investigadores de la UCL trabajaron con expertos de la Academia de Ciencias de China y publicaron sus hallazgos en la revista. Avances de la ciencia.
«Hemos visto a Júpiter produciendo auroras de rayos X durante cuatro décadas, pero no sabíamos cómo sucedió», dijo el autor del estudio, el Dr. William Dunn, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la UCL.
“Solo sabíamos que se produjeron cuando los iones chocaron contra 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 la propia aurora de la Tierra.
«Podría, por tanto, ser un fenómeno universal, presente en muchos entornos diferentes en el espacio».
Para el estudio, los investigadores analizaron las observaciones de Júpiter y su entorno circundante realizadas continuamente durante un período de 26 horas por Juno y el satélite XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, que se encuentra en la propia órbita de la Tierra.
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.
Por primera vez, los astrónomos han visto la forma en que se comprime el campo magnético de Júpiter, lo que calienta las partículas y las dirige a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la atmósfera de Júpiter, provocando la aurora de rayos X
Luego utilizaron modelos informáticos para confirmar que las ondas conducirían las partículas pesadas hacia la atmósfera de Júpiter.
No está claro por qué las líneas del campo magnético vibran periódicamente, el detonante de todo el proceso.
Pero una posible explicación es que la vibración resulta de interacciones con el viento solar o de flujos de plasma de alta velocidad dentro de la magnetosfera de Júpiter.
Las auroras de rayos X ocurren en los polos norte y sur de Júpiter, a menudo con la regularidad de un reloj, según el equipo.
Durante su ventana de observación, Júpiter estaba produciendo ráfagas de rayos X cada 27 minutos.
Ahora que el equipo ha identificado todo el proceso, creen que es probable que ocurran procesos similares alrededor de Saturno, Urano, Neptuno y tal vez incluso exoplanetas, planetas fuera de nuestro Sistema Solar.
«Los rayos X son típicamente producidos por fenómenos extremadamente poderosos y violentos como los agujeros negros y las estrellas de neutrones, por lo que parece extraño que los simples planetas también los produzcan», dijo la autora del estudio, la profesora Graziella Branduardi-Raymont en la UCL.
“Nunca podremos visitar agujeros negros, ya que están más allá de los viajes espaciales, pero Júpiter está a la vuelta de la esquina.
«Con la llegada del satélite Juno a la órbita de Júpiter, los astrónomos tienen ahora una oportunidad fantástica de estudiar un entorno que produce rayos X de cerca».
Juno aparece aquí en la impresión de un artista cuando se acerca a Júpiter. Lanzado hace una década, Juno ha estado en órbita alrededor de Júpiter durante cinco años.
Juno se lanzó desde Cabo Cañaveral, Florida, hace casi una década, el 5 de agosto de 2011, para estudiar a Júpiter desde la órbita.
Juno, una nave espacial giratoria alimentada por energía solar, llegó a Júpiter el 4 de julio de 2016, después de realizar su viaje de cinco años.
Tiene tres hojas gigantes que se extienden a unos 20 metros (66 pies) de su cuerpo cilíndrico de seis lados.
Juno continuará su investigación del planeta más grande del sistema solar hasta septiembre de 2025, o hasta el final de la vida de la nave espacial.
Una herramienta interactiva de la NASA proporciona actualizaciones en tiempo real de la ubicación de Juno en relación con Júpiter y sus lunas.