La luna volcánica de Júpiter Io puede no tener un océano de magma después de todo

septiembre 12, 2019

Después de todo, el cuerpo más volcánico del sistema solar puede no presumir de un océano de magma debajo de su superficie.

Los científicos habían pensado que las variaciones del campo magnético alrededor La luna de Júpiter Io, medido hace años por la nave espacial Galileo de la NASA, como resultado de las interacciones entre el océano de magma de Io y el campo magnético del gigante gaseoso.

Pero investigaciones recientes sugieren que las mismas variaciones podrían ser causadas por las interacciones entre el campo magnético de Júpiter y la atmósfera alimentada por el volcán de Io. Por lo tanto, no se requiere un océano de magma en Io, aunque no se descarta, según el estudio.

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Como rey de los planetas, Júpiter cuenta con la magnetosfera más grande del sistema solar, la envoltura de plasma cargado alrededor de un objeto donde domina su campo magnético. La mayoría de las lunas de Júpiter, incluido Io, están incrustadas en la magnetosfera, y sus atmósferas y campos magnéticos pueden interactuar con la estructura más grande.

Galileo realizó seis sobrevuelos de Io entre 1999 y 2002 mientras exploraba el sistema joviano. Esos sobrevuelos revelaron la interacción de la luna con el campo magnético del planeta y, junto con su extenso volcanismo, llevaron a los investigadores a concluir que Io ocultaba un océano de magma debajo de su superficie.

Pero los estudios en curso de la atmósfera de la luna han permitido que un equipo separado de científicos haga un nuevo inventario de los datos de Galileo. La investigación reciente sugiere que solo la atmósfera modificada volcánicamente podría ser responsable de los cambios observados por Galileo.

La investigación original, publicada en 2011, asumió una atmósfera mucho más delgada que las observaciones posteriores de una variedad de instrumentos revelados.

"Consideramos una atmósfera más espesa con asimetrías y descubrimos que un campo magnético de un océano de magma no es necesario para explicar los mismos datos", dijo a Space.com Aljona Blocker, investigadora de la Universidad de Colonia de Alemania y autora principal del estudio. Por correo electrónico.

Una explosión volcánica en la luna de Júpiter Io capturada por la nave espacial Voyager 1 de la NASA.

(Crédito de la imagen: NASA / JPL)

Campos magnéticos irregulares

Con más de 150 puntos calientes volcánicos conocidos, Io califica fácilmente como el cuerpo más volcánico del sistema solar. Se han observado penachos de gas y polvo de 16 centros volcánicos diferentes que ascienden hasta una altitud de 250 millas (400 kilómetros), creando una atmósfera irregular y rica en azufre. Cuando Io viaja a través de la sombra de Júpiter, la atmósfera se derrumba en escarcha y se evapora en gas una vez que sale la luna.

Desde la conclusión de la misión Galileo, los investigadores han utilizado instrumentos terrestres y espaciales para explorar la atmósfera de Io. Estas observaciones revelaron cómo cambia la densidad de la atmósfera en función de su ubicación sobre la luna, con una atmósfera más delgada sobre los polos que en el ecuador.

A diferencia de la Tierra, cuyo núcleo de hierro giratorio genera un campo magnético en todo el planeta, Io no tiene campo magnético propio. En cambio, está envuelto debajo de la magnetosfera masiva de Júpiter.

"Io no tendría ningún campo magnético si fuera sacado de la magnetosfera de Júpiter y puesto en un espacio vacío", dijo Blocker.

Blocker y sus colegas modelaron interacciones entre la atmósfera de Io para determinar cómo afecta el aire a la magnetosfera joviana circundante. Principalmente investigaron cómo las plumas creadas por los volcanes Tvashtar y Pelé afectan el ambiente de plasma de la luna. Tvashtar se encuentra cerca del polo norte de Io, mientras que Pelé se encuentra más cerca del ecuador. Los dos se encuentran en lados casi opuestos de la luna, de modo que cuando uno se sienta a la luz del día, el otro está en la oscuridad.

Los investigadores encontraron que los cambios generados por la interacción de la atmósfera con el plasma son suficientes para explicar las mediciones realizadas por Galileo. Las plumas polares tuvieron un efecto más fuerte en el campo magnético que rodea la luna, mientras que las plumas cercanas al ecuador causaron cambios mucho más débiles. También determinaron que la ionosfera de Io, la atmósfera superior donde las partículas cargadas tienden a vivir, cambia debido a la actividad volcánica. Tales cambios por sí solos son suficientes para explicar las observaciones de Galileo, concluyó el equipo.

Este resultado coincide con el del equipo. Descubrimiento 2017 que las manchas aurorales de Io son inconsistentes con un océano de magma.

Todavía es posible que un océano de magma fluya debajo de la superficie de Io; los nuevos hallazgos simplemente lo descartan como una necesidad. Otras observaciones geofísicas que no se basan en mediciones del entorno de carga podrían ayudar a revelar la presencia de un océano de magma, si existe, dijo Blocker.

"Requerimos más mediciones del entorno de Io de futuras misiones de naves espaciales para restringir la estructura interior y la atmósfera de Io ", dijo.

Los resultados se publicaron el otoño pasado en el Revista de Investigación Geofísica: Física Espacial.

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