¿Por qué se generan las auroras de rayos X en Júpiter? Resuelta una incógnita de más de cuatro décadas

Aurora de Rayos X en Júpiter.
Aurora de Rayos X en Júpiter.
ESA
Aurora de Rayos X en Júpiter.
ESA

Las auroras, tanto boreales como australes, no son un fenómeno exclusivo de la Tierra, sino que también se han detectado en otros lugares del Universo, desde planetas y lunas, hasta estrellas, pasando por otros objetos cósmicos. En el caso de Júpiter, el planeta más grande del sistema solar, este fenómeno ha sido captado por la NASA, dejando unas impactantes imágenes.

Más concretamente, sobre las auroras de rayos X, los astrónomos planetarios han tratado de averiguar durante aproximadamente cuatro décadas cómo se produce su espectacular emisión. Ahora, por primera vez y a través de una simulación han visto un mecanismo completo sobre su funcionamiento que podría dar explicación a cómo se produce este fenómeno -una incógnita hasta el momento-, y que podría arrojar luz sobre lo que ocurre en otras partes del Universo, según ha explicado la Agencia Espacial Europea (ESA) este viernes.

La NASA ha captado las auroras boreales de la atmósfera de Júpiter. Los astrónomos han utilizado el telescopio espacial Hubble para grabar este fenómeno en el planeta más grande del sistema solar.
La NASA ha captado las auroras boreales de la atmósfera de Júpiter.
NASA / AGENCIA ATLAS

Las auroras de rayos X, un fenómeno que no ocurre en la Tierra

"Una aurora es la interacción de partículas con carga eléctrica que son emitidas por el Sol, que viajan por el Sistema Solar y que son atrapadas por los campos magnéticos de los planetas", explica a 20minutos el doctor del Departamento de Física Aplicada de la Escuela de Ingeniería de Bilbao, y especialista en la atmósfera de Júpiter, Ricardo Hueso.

En la Tierra son un fenómeno muy frecuente, pero solo son visibles en una franja que rodea los polos magnéticos, entre 65 y 80 grados de latitud. "El impacto de esas partículas con la atmósfera superior libera energía, y esa energía hace que las moléculas de la atmósfera brillen y suelten luz a alturas de 50 o 60 km de altura por encima de la superficie", detalla Hueso.

Aurora de Rayos X en Júpiter.
Aurora de Rayos X en Júpiter.
ESA

En el caso de Júpiter, el campo magnético es mucho más intenso. El planeta gigante está mucho más alejado del Sol, con lo que le llegan menos partículas, "pero tiene el campo magnético más grande de todo el Sistema Solar, con lo que captura muchas de esas partículas emitidas por el Sol, las dirige a sus regiones polares y tiene unas auroras súper brillantes", matiza el doctor. A diferencia de lo que ocurre en la Tierra, donde se ven a simple vista, en Júpiter se observan en luz ultravioleta (UV), en longitudes de onda infrarrojas y de rayos X.

En este último caso, según explica el experto, las auroras se producen cuando "las partículas chocan con tanta energía que son capaces de liberar rayos X, que es un tipo de radiación más energética que la UV" y este fenómeno no se produce en la Tierra pero sí en Júpiter debido a la intensidad de su campo magnético. Hasta el momento, se desconocía por qué se producía este fenómeno, pero el reciente estudio ‘Desvelando el origen de las auroras de rayos X de Júpiter’ (‘Revealing the source of Jupiter’s x-ray auroral flares’), arroja luz sobre el proceso, según ha informado la ESA este viernes.

¿Qué se ha hallado?

Este hallazgo ha sido posible gracias a dos instrumentos fundamentales para el estudio del planeta más grande del Sistema Solar. Por una parte, el telescopio XMM-Newton de la ESA, que está orbitando la Tierra, ha aportado pistas vitales a la investigación, dado que su labor es la de realizar observaciones de Júpiter en rayos X. Por otra, la nave espacial Juno de la NASA, que rodea el planeta gigante y realiza lecturas 'in situ' desde el interior de su campo magnético.

Según explicó este viernes la ESA, los días 16 y 17 de julio de 2017, fueron decisivos para elaborar la simulación que da explicación al fenómeno. El XMM-Newton observó Júpiter de forma continua durante 26 horas y vio auroras de rayos X pulsantes cada 27 minutos. Simultáneamente, la sonda espacial Juno había estado viajando por encima de las zonas clave de Júpiter antes del amanecer, según los investigadores.

De la observación de lo que ocurría en este momento clave, los investigadores descubrieron que las auroras de rayos X están causadas por las fluctuaciones del campo magnético de Júpiter. "Cuando el planeta gira, arrastra su campo magnético, el campo magnético es golpeado directamente por las partículas del viento solar y se comprime y estas compresiones calientan las partículas que quedan atrapadas en el campo magnético" del planeta gigante, según recoge el estudio.

Los iones "surfean" la onda electromagnética para acabar chocando con la atmósfera y desencadenando la aurora de rayos X

Esto desencadena un fenómeno que permite que los iones "surfeen" la onda electromagnética, a través de millones de kilómetros de espacio, para acabar chocando con la atmósfera del planeta y desencadenando la aurora de rayos X.

Según explica Hueso, el campo magnético de Júpiter "atrapa muy fácilmente" las partículas cargadas -iones-. "Estas partículas cargadas, cuando se chocan con la atmósfera, se paran", añade, y esa partícula al pararse emite energía. "Si se frena muy rápidamente emite mucha energía", matiza Hueso. Como en Júpiter el campo magnético es muy intenso, las partículas cargadas llegan con mucha velocidad, chocan muy fuertemente y pueden emitir estos rayos X.

¿Qué implica este descubrimiento?

Una vez identificado este proceso responsable de las auroras de rayos X de Júpiter, este hallazgo puede ser el punto de partida para nuevos estudios. "Se trata de un proceso fundamental aplicable a Saturno, Urano, Neptuno y probablemente también a los exoplanetas", afirma en una nota autor principal del nuevo estudio e investigador del Instituto de Geología y Geofísica de la Academia China de Ciencias de Pekín, Zhonghua Yao.

Además, el campo magnético de Júpiter tiene iones de azufre y oxígeno que provienen de los volcanes de su luna Io. En Saturno, su satélite Encélado lanza agua al espacio, llenando el campo magnético de Saturno con iones. Por lo que, según los investigadores, este proceso podría aplicarse al estudio de estos fenómenos.

"En Júpiter tenemos un observatorio permanente de auroras", explica Hueso a 20minutos, "de forma que se producen el mismo tipo de fenómenos que forman las auroras en la Tierra, pero mucho más fuertes". El experto explica que "si hubiera una tormenta magnética en el Sol y aumentara mucho el flujo de estas partículas -denominadas viento solar-, tendríamos auroras mucho más fuertes". Así, gracias al estudio de Júpiter "podemos aprender cómo son esas auroras casi de manera permanente", con lo que se podrían extraer conclusiones sobre "qué impacto podría tener en la atmósfera superior de nuestro planeta", concluye. 

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