Las auroras de Júpiter no son como las de la Tierra
Los científicos pensaban que las poderosas auroras de Jupiter se parecerían a las auroras más potentes que se observan en las regiones polares de la Tierra, pero los datos de la sonda Juno de la NASA revelan que no es así. Los electrones acelerados que intervienen en este fenómeno se mueven de forma inesperada en el gigante gaseoso y los procesos implicados tampoco están nada claros.
Aurora en la región sur de Júpiter obtenida por el instrumento el intrumento UVS (UltraViolet Spectrograph) de Juno el 2 de febrero de 2017. / G. Randy Gladstone
Las auroras de Júpiter se comportan de forma diferente a las de la Tierra, según el artículo que publica esta semana en Nature un equipo de investigadores liderados desde el Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL) en EEUU.
Hasta ahora se pensaba que las potentes emisiones de las auroras del gigante gaseoso, mucho más poderosas que las de la Tierra, se generarían por procesos similares a los que intervienen en las mayores auroras de nuestro planeta. Pero las nuevas observaciones de la misión Juno de la NASA indican que esto no es así.
Los procesos poco conocidos que causan las potentes auroras de Júpiter presentan similitudes con las auroras Alfvénic de la Tierra, aunque con diferencias importantes
Las auroras de la Tierra, también conocidas como luces del norte (boreales) o del sur (australes), se producen cuando partículas solares cargadas interaccionan con la magnetosfera. En las más intensas, llamadas auroras discretas, se produce una aceleración de electrones en sentido descendente a lo largo de las líneas del campo magnético debido a diferencias de potencial eléctrico. Estas auroras son las que se pueden ver con frecuencia en las regiones más septentrionales de Norteamérica, Europa y Siberia, así como en la Antártida.
También existe otro tipo de aurora mucho menos intensa, llamada difusa y que alguna vez se ha llegado a ver en España (en 1938, por ejemplo), causada por la dispersión –no aceleración hacia abajo– de electrones atrapados dentro del campo magnético terrestre. Estos electrones conservan sus energías originales antes de dispersarse.
“Pero además hay una tercera clase –que suele aparecer en las regiones de latitud más altas– llamadas auroras Alfvénic o de banda ancha (broadband)”, explica a Sinc el autor principal, Barry Mauk, del APL. “Su proceso implica la aceleración turbulenta de los electrones por ondas y puede causar auroras de intensidad intermedia. Las ondas viajan dentro de gases ionizados que conforman el ambiente espacial que hay sobre la atmósfera de la Tierra. Estas ondas tienen similitudes con las sonoras que viajan por nuestra atmósfera, pero tienden a ser más complejas”.
Electrones subiendo en lugar de bajando
Mauk destaca que los procesos poco conocidos que causan el tipo de aurora más intensa de Júpiter se parecen a estos procesos de banda ancha o ‘alvénicos’ de nuestro planeta, aunque existen diferencias importantes: “En la Tierra, las mayores intensidades de electrones dentro de las regiones donde se producen auroras de banda ancha presentan un sentido descendente, mientras que en Júpiter a menudo vemos exactamente lo contrario, con las intensidades electrónicas más altas en dirección ascendente”.
“No entendemos estas diferencias y realmente no comprendemos por qué los procesos de banda ancha dominan en Júpiter –añade–. En nuestro trabajo especulamos que según se hace más y más fuerte la densidad energética en el proceso de generación de auroras discretas, el proceso se vuelve inestable y comienza otro nuevo de aceleración”.
Estos hallazgos proporcionan información sobre cómo interactúan electromagneticamente los planetas con su entorno espacial
Según los autores, estos hallazgos proporcionan información sobre cómo interactúan electromagneticamente diferentes planetas con sus entornos espaciales, aunque reconocen que se necesitan más datos para entender cómo funcionan los diferentes procesos implicados en el fenómeno. Además de en la Tierra, se han observado auroras ‘terrestres’ (generadas en planetas con fuertes campos magnéticos) en Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
“Este estudio se centra en las observaciones obtenidas durante las cuatro primeras órbitas científicas de Juno sobre Júpiter, pero acabamos de completar nuestra octava órbita y esperamos llegar a más de 30, confiando en construir una historia coherente sobre cuándo, dónde y por qué ocurren los diferentes fenómenos de las auroras”, apunta Mauk.
“También estamos en contacto con expertos teóricos que tienen conocimientos sobre cómo las ondas pueden interactuar con las partículas para proporcionar la aceleración turbulenta que vemos en los datos de Juno”, concluye Mauk, que todavía recuerda las espectaculares auroras boreales que vio en los años 80 trabajando en el norte de Canadá.
Reconstrucción de las auroras boreales de Júpiter con los datos captados por el instrumento UVS (ltraviolet Imaging Spectrometer) de Juno el 11 de diciembre de 2016. / NASA/JPL
Referencia bibliográfica:
B. H. Mauk et al. “Discrete and broadband electron acceleration in Jupiter’s powerful aurora”. Nature, 7 de septiembre de 2017
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