Marzo 29, 2007: ¿Así que usted pensaba que las auroras boreales (luces del Norte) eran grandes en Alaska? "Eso no es nada", dice Randy Gladstone, del Instituto de Investigaciones del Suroeste (Southwest Research Institute), en San Antonio, Texas. "Júpiter tiene auroras más grandes que todo nuestro planeta".

El mes pasado, Gladstone y sus colegas usaron el Observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, para captar esta imagen:

Arriba: Auroras de rayos X, registradas por el Observatorio de Rayos X Chandra, de la NASA, superpuestas sobre una imagen óptica, la cual fue tomada en forma simultánea con el Telescopio Espacial Hubble. [Más información]

El anillo púrpura traza las auroras de rayos X de Júpiter. Gladstone las llama "Auroras Boreales que toman esteroides. Son cientos de veces más energéticas que las auroras de la Tierra".

El telescopio Chandra ya ha observado las auroras de Júpiter muchas veces, pero esta serie de datos recientes es excepcionalmente abundante y de buena calidad. Gladstone espera que estos datos ayuden a resolver misterios que han estado pendientes durante casi 30 años.

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Las auroras de Júpiter fueron descubiertas por la nave espacial Viajero I (Voyager I), en 1979. Un delgado anillo de luz en el lado nocturno de Júpiter se veía como una versión alargada de nuestras propias auroras en la Tierra. Pero esas primeras fotografías apenas insinuaban las energías que estaban involucradas. La verdadera acción, supieron poco después los astrónomos, se manifestaba en longitudes de onda de alta energía, invisibles al ojo humano. En la década de 1990, las cámaras ultravioletas del Telescopio Espacial Hubble fotografiaron furiosas luces miles de veces más intensas que cualquier otra cosa que se hubiese visto en la Tierra, mientras que los observatorios de rayos X registraron bandas y cortinas aurorales más grandes que la propia Tierra.

Las hiper-auroras de Júpiter nunca se detienen. "Las detectamos siempre que miramos hacia allá", dice Gladstone. No se ven auroras en Alaska cada vez que se observa en esa dirección, pero en Júpiter las luces del Norte siempre parecen estar "encendidas".

Gladstone explica la diferencia: En la Tierra, las auroras más intensas son causadas por tormentas solares. Una explosión en el Sol expulsa una nube de gas de mil millones de toneladas en nuestra dirección y, unos días después, nos golpea. Una lluvia de partículas cargadas cae sobre las capas superiores de nuestra atmósfera, haciendo que el aire brille en tonos rojos, verdes y púrpuras. En Júpiter, sin embargo, no es necesario el Sol. "Júpiter es capaz de generar sus propias auroras", dice Gladstone.

El proceso comienza con la rotación de Júpiter: el planeta gigante da una vuelta sobre su eje cada 10 horas y arrastra con él a su campo magnético planetario. Como saben aquellos a los que les agrada la ciencia como pasatiempo, hacer girar un imán es una muy buena manera de generar algunos voltios, es el principio de los motores de corriente directa. La rotación de Júpiter produce 10 millones de voltios alrededor de sus polos.

"Las regiones polares de Júpiter crepitan por la electricidad", dice Gladstone, "y esto prepara el escenario para las auroras perennes".

Los campos eléctricos en los polos capturan todas las partículas cargadas que puedan encontrar y las hacen caer violentamente sobre la atmósfera. Las partículas que caen pueden provenir del Sol, pero Júpiter tiene otra fuente más abundante y a poca distancia: la luna volcánica Io, que lanza oxígeno e iones de azufre (O⁺ y S⁺) hacia el campo magnético giratorio de Júpiter.

Derecha: Un volcán en Io, fotografiado por la nave Nuevos Horizontes en febrero de 2007. [Más información]

De alguna manera, estos iones se abren camino hasta los polos de Júpiter, en donde los campos eléctricos los envían a toda velocidad hacia el planeta, que se localiza debajo. Después de ingresar en la atmósfera, "sus electrones son removidos por las moléculas que encuentran a su paso, pero conforme disminuyen la velocidad comienzan a recuperarlos. La ‘reacción de intercambio de carga’ produce intensas auroras de rayos X", explica.

De manera que las auroras boreales son, de alguna manera, alimentadas por un volcán. ¿Misterio resuelto? No del todo.

Nadie sabe exactamente cómo es que las exhalaciones volcánicas de Io logran salir de allí a través de la magnetosfera de Júpiter y regresar a los polos de Júpiter. "Todavía estamos tratando de averiguar cómo sucede", dice Gladstone.

Pero eso es un detalle menor en comparación con otro rompecabezas aún mayor: Existe un "pulsar" de rayos X dentro de las auroras del Norte de Júpiter. En algunas ocasiones, el observatorio Chandra puede verlo, pero en otras oportunidades no. Cuando está en actividad, el pulsar emite estallidos de rayos X de miles de millones de vatios, a un ritmo regular de 45 minutos.

Derecha: Destellos de rayos X en el polo norte de Júpiter. [Más información]

Gladstone sospecha que el pulsar no tiene nada que ver con los volcanes de Io, sino que es causado por el Sol. "Tal vez el campo magnético de Júpiter, cuando es golpeado por una ráfaga de viento solar, tañe como una campana, con un período de 45 minutos", especula. "Pero hay muchas otras posibilidades".

La serie de datos obtenidos en febrero de 2007 podría contener pistas importantes. "Chandra observó las auroras durante 15 horas y nosotros no fuimos los únicos que estábamos mirando", dice. El Telescopio Espacial Hubble, el satélite FUSE, el XMM-Newton (un observatorio europeo de rayos X), la nave espacial Nuevos Horizontes y muchos observatorios en la Tierra estuvieron tomando datos en forma simultánea. La campaña fue sincronizada de manera tal que coincidiera con el paso de la nave Nuevos Horizontes por Júpiter (ésta nave espacial utilizó a Júpiter como si fuera una honda para incrementar su velocidad en el camino hacia Plutón).

"Las auroras de Júpiter nunca han sido observadas por tantos telescopios al mismo tiempo", dice Gladstone. "Estoy realmente emocionado con estos datos, y el análisis está apenas comenzando".

El Centro Marshall para Vuelos Espaciales, de la NASA, ubicado en Hunstville, Alabama, dirige el programa Chandra para el Directorio de Ciencias de esta agencia. El Laboratorio Smithoniano de Astrofísica controla las operaciones científicas y las operaciones de vuelos desde el Observatorio de Rayos X Chandra, que se encuentra en Cambridge, Massachusetts.