Una nueva investigación revela el secreto de la curiosa actividad de las auroras de Júpiter

Las exhibiciones de auroras continúan intrigando a los científicos, ya sea que las luces brillantes brillen sobre la Tierra o sobre otro planeta. Las luces contienen pistas sobre la composición del campo magnético de un planeta y cómo funciona ese campo.

Una nueva investigación sobre Júpiter prueba ese punto y se suma a la intriga.

Peter Delamere, profesor de física espacial en el Instituto Geofísico de Fairbanks de la Universidad de Alaska, forma parte de un equipo internacional de 13 investigadores que han realizado un descubrimiento clave relacionado con la aurora del planeta más grande de nuestro sistema solar.

El trabajo del equipo fue publicado el 9 de abril de 2021 en la revista Avances de la ciencia. El artículo de investigación, titulado “Cómo la inusual topología magnetosférica de Júpiter estructura su aurora”, fue escrito por Binzheng Zhang, del Departamento de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Hong Kong; Delamere es el coautor principal.

La investigación realizada con un modelo magnetohidrodinámico global recientemente desarrollado de la magnetosfera de Júpiter proporciona evidencia en apoyo de una idea previamente controvertida y criticada que Delamere y el investigador Fran Bagenal de la Universidad de Colorado en Boulder presentaron en un documento de 2010: que el casquete polar de Júpiter está enhebrado. en parte con líneas de campo magnético cerradas en lugar de completamente con líneas de campo magnético abiertas, como es el caso de la mayoría de los otros planetas de nuestro sistema solar.

“Nosotros, como comunidad, tendemos a polarizarnos, ya sea abierta o cerrada, y no podríamos imaginar una solución donde fuera un poco de ambos”, dijo Delamere, quien ha estado estudiando Júpiter desde 2000. “Sin embargo, en retrospectiva, eso es exactamente lo que la aurora nos estaba revelando “.

Las líneas abiertas son aquellas que emanan de un planeta pero se alejan del sol en el espacio en lugar de reconectarse con una ubicación correspondiente en el hemisferio opuesto.

En la Tierra, por ejemplo, la aurora aparece en líneas de campo cerradas alrededor de un área conocida como el óvalo auroral. Es el anillo de alta latitud cerca, pero no en, cada extremo del eje magnético de la Tierra.

Sin embargo, dentro de ese anillo en la Tierra, y al igual que con algunos otros planetas de nuestro sistema solar, hay un lugar vacío denominado casquete polar. Es un lugar donde las líneas del campo magnético fluyen sin conexión, y donde las auroras rara vez aparecen debido a eso. Piense en ello como un circuito eléctrico incompleto en su hogar: sin circuito completo, sin luces.

Júpiter, sin embargo, tiene un casquete polar en el que deslumbra la aurora. Eso desconcertó a los científicos.

El problema, dijo Delamere, es que los investigadores estaban tan centrados en la Tierra en su pensamiento sobre Júpiter debido a lo que habían aprendido sobre los propios campos magnéticos de la Tierra.

La llegada a Júpiter de la nave espacial Juno de la NASA en julio de 2016 proporcionó imágenes del casquete polar y la aurora. Pero esas imágenes, junto con algunas capturadas por el Telescopio Espacial Hubble, no pudieron resolver el desacuerdo entre los científicos sobre líneas abiertas versus líneas cerradas.

De modo que Delamere y el resto del equipo de investigación utilizaron modelos informáticos como ayuda. Su investigación reveló una región polar en gran parte cerrada con una pequeña área de flujo abierto en forma de media luna, que representa solo alrededor del 9 por ciento de la región del casquete polar. El resto estaba activo con aurora, lo que significa líneas cerradas de campo magnético.

Resulta que Júpiter posee una mezcla de líneas abiertas y cerradas en sus casquetes polares.

“No había ningún modelo o comprensión para explicar cómo se podía tener una media luna de flujo abierto como el que está produciendo esta simulación”, dijo. “Simplemente nunca se me pasó por la cabeza. No creo que nadie en la comunidad pudiera haber imaginado esta solución. Sin embargo, esta simulación la ha producido”.

“Para mí, este es un gran cambio de paradigma en la forma en que entendemos las magnetosferas”.

¿Qué más revela esto? Más trabajo para los investigadores.

“Plantea muchas preguntas sobre cómo el viento solar interactúa con la magnetosfera de Júpiter e influye en la dinámica”, dijo Delamere.

El casquete polar activo auroralmente de Júpiter podría deberse, por ejemplo, a la rapidez de la rotación del planeta (una vez cada 10 horas en comparación con la de la Tierra una vez cada 24 horas) y la enormidad de su magnetosfera. Ambos reducen el impacto del viento solar, lo que significa que es menos probable que las líneas del campo magnético del casquete polar se rompan para convertirse en líneas abiertas.

¿Y en qué medida la luna Io de Júpiter afecta las líneas magnéticas dentro del casquete polar de Júpiter? Io está electrodinámicamente vinculado a Júpiter, algo único en nuestro sistema solar, y como tal, su planeta padre lo despoja constantemente de iones pesados.

Como señala el documento, “el jurado aún está deliberando sobre la estructura magnética de la magnetosfera de Júpiter y qué nos dice exactamente su aurora sobre su topología”.

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