La misión Juno de la NASA ha proporcionado las primeras mediciones de la temperatura debajo de la superficie de la luna Ío de Júpiter, revelando un calentamiento significativo en el interior del subsuelo superficial del mundo con mayor actividad volcánica del sistema solar. Estos datos, recopilados durante dos sobrevuelos cercanos, también muestran que la mayor parte de su superficie es notablemente lisa y está compuesta por material de muy poca densidad.
Publicados el miércoles 22 de julio en la revista científica Journal of Geophysical Research: Planets, estos hallazgos abren nuevos caminos en la observación de mundos, tanto ígneos como congelados, situados más allá de nuestro planeta.
El vulcanismo extremo de Ío está impulsado por el calentamiento de marea. Este satélite se estira y comprime constantemente por la inmensa gravedad de Júpiter a medida que recorre su órbita ligeramente elíptica, lo que genera una emisión de calor interno muchas veces superior a la de la Tierra. Hasta ahora, prácticamente todo lo que se sabía sobre ese calor provenía de observaciones infrarrojas, las cuales solo detectan la temperatura de la superficie más externa. Los hallazgos más recientes se derivan de datos recopilados por el radiómetro de microondas (MWR, por sus siglas en inglés) de la sonda espacial.
“El radiómetro de microondas de Juno observó directamente la emisión de calor de Ío al examinar por debajo de su superficie”, dijo Scott Bolton, coautor e investigador principal de la misión Juno en el Instituto de Investigaciones del Sudoeste de San Antonio, Texas. “El sorprendente descubrimiento de lo que pudimos ver debajo de la superficie de una luna rocosa tiene importantes implicaciones para el estudio de los volcanes de la Tierra. Juno nos ha enseñado que si observamos cerca de un volcán en la Tierra con un instrumento del tipo MWR, podríamos detectar una señal similar en el gradiente de temperatura del subsuelo, lo que aportaría nueva información sobre la actividad de los volcanes terrestres”.
Fuego y hielo
El radiómetro de microondas de Juno fue diseñado por Bolton para observar debajo de las capas superiores de nubes de Júpiter e investigar la dinámica y la composición de la atmósfera profunda de este gigante gaseoso. Las seis antenas de microondas del instrumento funcionan como una sola unidad, detectando simultáneamente microondas en un amplio rango de longitudes de onda, desde aproximadamente 1,27 centímetros (media pulgada) hasta 50,8 centímetros (20 pulgadas). Durante la fase extendida de la misión, el instrumento MWR ha brindado la oportunidad de observar tres de las lunas galileanas del planeta: Ganímedes, Europa e Ío.
“Esta técnica es novedosa porque cada longitud de onda explora diferentes profundidades, lo que ofrece una nueva forma de caracterizar la atmósfera profunda de los planetas gigantes y las cortezas subsuperficiales de las lunas heladas y rocosas”, dijo Bolton. “En Ganímedes y Europa, exploramos decenas de kilómetros debajo de sus capas de hielo” —una estimación que parte de la premisa de que el hielo es de agua pura, la cual actúa como un medio transparente que permite que las frecuencias de microondas penetren hasta 25 kilómetros (40 kilómetros) de profundidad—, “pero la capacidad de explorar la roca volcánica de Ío fue un descubrimiento inesperado”.
Durante los sobrevuelos de Ío efectuados el 30 de diciembre de 2023 y el 3 de febrero de 2024, la sonda espacial Juno, que se alimenta de energía solar, se acercó a unos 1.500 kilómetros (930 millas) de la superficie de esta luna.
“El instrumento midió la emisión térmica de Ío a profundidades que iban desde unos pocos centímetros hasta varias decenas de metros. Dondequiera que observamos, encontramos que la temperatura aumentaba más de 20 grados Celsius (40 grados Fahrenheit) a tan solo unos metros bajo la superficie: un gradiente mucho más pronunciado de lo que el calentamiento solar por sí solo puede explicar”, dijo Shannon Brown, autor principal del estudio e investigador del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL, por sus siglas en inglés) de la NASA en el sur de California.
Los datos sugieren dos posibles explicaciones. El calor podría estar ascendiendo de manera constante a través de una corteza conductora a razón de 1 a 3 vatios por metro cuadrado, lo que es hasta 30 veces el promedio de la Tierra. O bien, lo que resulta más probable, la señal proviene de flujos de lava en proceso de enfriamiento, cubiertos por varios metros de corteza solidificada, que abarcan cerca del 10 por ciento de la superficie de esta luna en un momento dado.
“Ío ofrece una ventana única para comprender cómo funciona el calentamiento por marea en todo el cosmos; este es un proceso fundamental que proporciona energía y calor a mundos que están lejos de su estrella anfitriona”, dijo Bolton. “Este proceso no solo puede generar el cuerpo celeste más volcánico del sistema solar, como es el caso de Ío, sino que también alimenta los océanos subterráneos en los satélites de planetas gigantes, como Europa y Ganímedes. Hasta ahora, solo podíamos observar el calor que escapaba en la superficie o a través de erupciones. Ahora podemos caracterizar cómo el calor se desplaza desde el interior hacia la superficie”.
Las grandes llanuras de Ío
Otra información importante obtenida a partir de los dos sobrevuelos es lo notablemente lisa que es la superficie de Ío. Antes de estos descubrimientos recientes, esta luna era conocida por sus elevadas montañas, pero los datos de MWR indican que, más allá de esta topografía visible, la superficie presenta grandes extensiones de terreno liso que abarcan distancias superiores a los 100 kilómetros (60 millas). Debido a que Juno sobrevoló regiones superpuestas de Ío desde diferentes ángulos, el equipo pudo cartografiar cómo la superficie refleja las microondas, un fenómeno comparable a cuando un pasajero a bordo de un avión observa cómo la luz solar destella sobre el océano únicamente desde ángulos específicos.
“Lejos de sus montañas, la superficie se parece más a las Grandes Llanuras de Norteamérica, y aunque Ío es un cuerpo rocoso, el material de su superficie tiene una densidad muy baja, más parecida a la de la piedra pómez o a la de ceniza volcánica ligera y esponjosa que a la de roca sólida”, dijo Brown.
Más información acerca de Juno
JPL, una división del Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena, California, gestiona la misión Juno para el investigador principal, Scott J. Bolton, del Instituto de Investigaciones del Sudoeste en San Antonio, Texas. Juno forma parte del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, el cual es administrado desde el Centro de Vuelo Espacial Marshall de la agencia en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. Lockheed Martin construyó y opera la nave espacial.
Para obtener más información (en inglés) sobre Juno, visita el sitio web:
Read this story in English here.
