Juno de la NASA detecta emisiones de radio de Io, la luna volcánica de Júpiter

El instrumento Juno Waves detectó emisiones de radio del inmenso campo magnético de Júpiter .

Al escuchar la lluvia de electrones que fluye desde Io (su luna intensamente volcánica) hacia Júpiter, los investigadores que utilizan la nave espacial Juno de la NASA han descubierto qué desencadena las poderosas emisiones de radio dentro del gigantesco campo magnético del planeta gigante. El nuevo resultado clarifica un poco más el comportamiento de los enormes campos magnéticos generados por planetas gigantes gaseosos como Júpiter.

Júpiter tiene el campo magnético más grande y poderoso de todos los planetas de nuestro sistema solar, con una fuerza en su origen unas 20.000 veces más fuerte que la de la Tierra. Es golpeado por el viento solar, que es una corriente de partículas cargadas eléctricamente y campos magnéticos que soplan constantemente desde el Sol.

Dependiendo de la fuerza con que sople el viento solar, el campo magnético de Júpiter puede extenderse hacia el Sol hasta 3,2 millones de kilómetros y hacia afuera a más de 965 millones de kilómetros del Sol, hasta La órbita de Saturno.

Las líneas multicolores en esta imagen representan las líneas del campo magnético que unen la órbita de Io con la atmósfera de Júpiter. Las ondas de radio emergen de la fuente y se propagan a lo largo de las paredes de un cono hueco (área gris). Juno (cuya órbita aparece representada por la línea blanca que cruza el cono) recibe la señal cuando la rotación de Júpiter barre ese cono sobre la nave espacial.
Crédito: NASA/ GSFC/Jay Friedlander.

Júpiter tiene varias lunas grandes que orbitan dentro de su campo magnético masivo, siendo Io la más cercana. Io está atrapada en un tira y afloja gravitacional entre Júpiter y sus dos grandes lunas vecinas, lo que genera calor interno que impulsa a cientos de erupciones volcánicas en su superficie.

Estos volcanes liberan colectivamente una tonelada de material (gases y partículas) por segundo, en el espacio cerca de Júpiter. Parte de este material se divide en iones y electrones cargados eléctricamente y son rápidamente capturados por el campo magnético de Júpiter. A medida que el campo magnético de Júpiter pasa por Io, los electrones de la luna se aceleran a lo largo del campo magnético hacia los polos de Júpiter. A lo largo de su camino, estos electrones generan ondas de radio “decámetros” (las llamadas emisiones de radio decamétricas, o DAM). El instrumento Juno Waves puede detectar esta emisión de radio que generan los electrones.

El instrumento Waves de Juno detecta señales de radio cada vez que la trayectoria de Juno cruza hacia el haz, que es un patrón en forma de cono. Este patrón de haz es similar a una linterna que solo emite un anillo de luz en lugar de un haz completo.
Créditos: Universidad de Iowa/SwRI/NASA.

Los investigadores utilizaron los datos de Juno Waves para identificar las ubicaciones precisas donde se originaron estas emisiones de radio, dentro del vasto campo magnético de Júpiter. Estos lugares reunen las condiciones adecuadas para generar las ondas de radio; tienen la fuerza del campo magnético correcta y la densidad correcta de electrones, según el equipo.

“La emisión de radio probablemente sea constante, pero Juno tiene que estar en el lugar correcto para poder detectarla”, dijo Yasmina Martos del Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, y la Universidad de Maryland, College Park.

Las ondas de radio emergen de la fuente a lo largo de las paredes de un cono hueco alineado y controlado por la fuerza y la forma del campo magnético de Júpiter. Juno recibe la señal solo cuando la rotación de Júpiter barre ese cono sobre la nave espacial, de la misma manera que la baliza de un faro brilla brevemente sobre un barco en el mar. Martos es el autor principal de un artículo sobre esta investigación publicado en junio de 2020 en la revista Journal of Geophysical Research, Planets.

Los datos de Juno permitieron al equipo calcular que la energía de los electrones que generan las ondas de radio era mucho más alta de lo que se había estimado anteriormente, hasta 23 veces mayor. Además, no es necesario que los electrones provengan de una luna volcánica. Por ejemplo, podrían estar en el campo magnético del planeta (magnetosfera) o provenir del Sol como parte del viento solar, según el equipo.

Más sobre este proyecto y la Misión Juno

La investigación fue financiada por el Proyecto Juno bajo las subvenciones de la NASA NNM06AAa75c y 699041X al Southwest Research Institute en San Antonio, Texas, y la subvención de la NASA NNN12AA01C al Jet Propulsion Laboratory de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, California. El equipo está compuesto por investigadores de NASA Goddard, el Instituto Nacional de Tecnología (KOSEN) en Tokio, Japón; Niihama College en Niihama, Ehime, Japón, la Universidad de Iowa, Iowa City; y la Universidad Técnica de Dinamarca en Kongens Lyngby, Dinamarca. NASA JPL gestiona la misión Juno para el investigador principal, Scott J. Bolton, del Southwest Research Institute. Juno es parte del New Frontiers Program de la NASA, que se administra en el Marshall Space Flight Center de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Science Mission Directorate de la agencia en Washington. Lockheed Martin Space en Denver construyó y opera la nave espacial.

Edición: R. Castro.