Una de las grandes maravillas naturales de la Tierra es la aurora boreal; delicadas ondas de colores que aparecen en el cielo sobre las regiones polares cuando las partículas energéticas del sol interactúan con el campo magnético de la Tierra. Pero la Tierra no es el único planeta que experimenta auroras, ya que los fuertes campos magnéticos de planetas como Júpiter y Saturno significan que las auroras también se observan allí.
Sin embargo, las auroras no solo se limitan a Júpiter, sino que también están presentes en cuatro de sus lunas: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Los astrónomos utilizaron recientemente el instrumento Espectrómetro Echelle de Alta Resolución (HIRES) en el Observatorio WM Keck en Hawai para observar las lunas mientras estaban a la sombra de Júpiter, permitiéndoles ver las débiles auroras.
«Estas observaciones son complicadas porque en la sombra de Júpiter, las lunas son casi invisibles», dijo una de las investigadoras principales, Katherine de Kleer de Caltech, en un comunicado. «La luz emitida por sus débiles auroras es la única confirmación de que incluso hemos apuntado el telescopio al lugar correcto».
Diferentes colores de auroras son creados por diferentes elementos, y los investigadores pudieron ver algunas auroras verdes creadas por oxígeno similares a las que vemos en la Tierra. Pero a bajas concentraciones, el oxígeno produce una aurora roja, y como estas lunas tienen atmósferas extremadamente delgadas, muestran auroras que son 15 veces más rojas que verdes.
Y en Io, que tiene columnas de cloruro de sodio y cloruro de potasio provenientes de sus volcanes, sus auroras pueden tener un color amarillo-naranja.
«El brillo de los diferentes colores de la aurora nos dice de qué están compuestas las atmósferas de estas lunas», dijo de Kleer. «Encontramos que el oxígeno molecular, al igual que lo que respiramos aquí en la Tierra, es probablemente el principal constituyente de las atmósferas de la luna helada».
Como las auroras ocurren cuando las partículas del sol interactúan con una magnetosfera, se podría esperar que una luna necesitara un campo magnético propio para experimentar estos fenómenos. Pero tres de las lunas en cuestión, aparte de Ganímedes, no tienen sus propios campos magnéticos. Sin embargo, el campo magnético de Júpiter es tan fuerte que sus efectos llegan a sus lunas.
El campo magnético de Júpiter también se titula, por lo que el campo en las lunas varía a medida que el planeta gira, y eso significa que sus auroras cambian de brillo con el tiempo.
Otro cambio que puede suceder a las auroras es cuando las atmósferas se calientan o se enfrían al salir o entrar en la sombra de Júpiter, un efecto que se observó en Io.
«El sodio de Io se vuelve muy débil a los 15 minutos de entrar en la sombra de Júpiter, pero tarda varias horas en recuperarse después de que emerge a la luz solar», dijo otro de los investigadores principales, Carl Schmidt de la Universidad de Boston. «Estas nuevas características son realmente perspicaces para comprender la química atmosférica de Io. Es genial que los eclipses de Júpiter ofrezcan un experimento natural para aprender cómo la luz solar afecta su atmósfera».
La investigación se publica en dos artículos en The Planetary Science Journal.
