Los científicos revelan nuevos detalles, misterios y orígenes de las auroras de Júpiter gracias al telescopio James Webb

El telescopio espacial James Webb de la NASA ha captado nuevos detalles de las auroras en el planeta más grande de nuestro sistema solar. Las luces danzantes observadas en Júpiter son cientos de veces más brillantes que las observadas en la Tierra. Gracias a la avanzada sensibilidad del Webb, los astrónomos han estudiado este fenómeno para comprender mejor la magnetosfera de Júpiter.

Nuevos datos de las auroras de Júpiter

Las auroras se crean cuando partículas de alta energía entran en la atmósfera de un planeta cerca de sus polos magnéticos y colisionan con átomos o moléculas de gas. En la Tierra, se conocen como auroras boreales y australes.

Las auroras de Júpiter no solo son enormes, sino que también son cientos de veces más energéticas que las de la atmósfera terrestre. Las auroras terrestres son causadas por tormentas solares: partículas cargadas del Sol caen sobre la atmósfera superior, energizan los gases y los hacen brillar en tonos rojos, verdes y morados.

Los tres paneles de arriba, cada uno con una imagen cercana en el infrarrojo cercano del polo norte de Júpiter, en tonos naranjas. El planeta está mayormente oscuro. Arcos y anillos densos y brillantes causados por las auroras cubren el polo. Los paneles central y derecho muestran la aurora unos minutos después, mientras el campo de visión del telescopio Webb recorre lentamente el planeta.

Estas observaciones de las auroras de Júpiter, tomadas a una longitud de onda de 3,36 micras (F335M), se capturaron con la NIRCam (Cámara de Infrarrojos Cercanos) del Webb el 25 de diciembre de 2023. Los científicos descubrieron que la emisión del catión trihidrógeno, conocido como H₃ + , es mucho más variable de lo que se creía. El H₃ + se crea por el impacto de electrones de alta energía sobre el hidrógeno molecular. Dado que esta emisión brilla intensamente en el infrarrojo, los instrumentos del Webb están perfectamente equipados para observarla.

Júpiter tiene una fuente adicional de auroras: el intenso campo magnético del gigante gaseoso capta partículas cargadas de su entorno. Esto incluye no solo las partículas cargadas del viento solar, sino también las que su luna Ío, conocida por sus numerosos y grandes volcanes, lanza al espacio. Los volcanes de Ío expulsan partículas que escapan a la gravedad de la luna y orbitan Júpiter. Una descarga de partículas cargadas liberada por el Sol también alcanza el planeta. El amplio y potente campo magnético de Júpiter capta todas las partículas cargadas y las acelera a velocidades tremendas. Estas veloces partículas impactan la atmósfera del planeta a altas energías, lo que excita el gas y provoca su brillo.

En la imagen anterior, a la derecha se muestra el planeta Júpiter en luz infrarroja cercana. Sus nubes son de color azul oscuro y blanco, con algunas manchas rojas en su interior, mientras que sus polos presentan tonos verdes, amarillos y rojos. Un recuadro sobre el polo norte presenta más datos en tonos naranja, mostrando las auroras como arcos y anillos en el planeta. A la izquierda, esta área se muestra más grande y tiene la leyenda "09:53:57 25 de diciembre de 2023.

En particular, el equipo estudió la emisión del catión trihidrógeno (H₃ + ) , que puede formarse en las auroras. Descubrieron que esta emisión es mucho más variable de lo que se creía. Las observaciones contribuirán a la comprensión científica de cómo se calienta y enfría la atmósfera superior de Júpiter.

Algunas observaciones inexplicables en sus datos

“Lo que hizo estas observaciones aún más especiales es que también tomamos fotografías simultáneamente en el ultravioleta con el telescopio espacial Hubble de la NASA”, añadió Nichols. “Curiosamente, la luz más brillante observada por el Webb no tuvo un equivalente real en las imágenes del Hubble. Esto nos ha dejado perplejos. Para que se produzca la combinación de brillo observada tanto por el Webb como por el Hubble, necesitamos que una gran cantidad de partículas de muy baja energía impacten la atmósfera, algo que antes se creía imposible. Aún no entendemos cómo sucede esto”.

Vídeo: Webb capta la aurora de Júpiter

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha captado un espectáculo de luz espectacular en Júpiter: un enorme despliegue de auroras sin precedentes en la Tierra. Estas observaciones infrarrojas revelan una actividad inesperada en la atmósfera de Júpiter, lo que desafía lo que los científicos creían saber sobre el campo magnético del planeta y las interacciones de partículas. Combinados con datos ultravioleta del Hubble, los resultados han planteado nuevas y sorprendentes preguntas sobre el entorno extremo de Júpiter.

Fuente del video: producto, Paul Morris. Guion: Thaddeus Cesari. Narrador: Profesor Jonathan Nichols. Imágenes: NASA, ESA, CSA, STScI. Crédito musical: "Zero Gravity" de Brice Davoli [SACEM] vía Koka Media [SACEM], Universal Production Music France [SACEM] y Universal Production Music.

Estos resultados fueron publicados hoy en la revista Nature Communications.

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