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Resuelven el misterio de 40 años de las constantes auroras polares de rayos X de Júpiter
Desde que fueron descubiertas, los científicos se han preguntado cómo estas auroras producen estallidos de radiación X cada pocos minutos.
Un equipo internacional de científicos ha resuelto el misterio de cuatro décadas de las auroras polares de Júpiter, planeta que produce espectaculares explosiones periódicas de rayos X, según lo revelan en su estudio publicado esta semana en Science Advances.
Desde que fueron descubiertas hace 40 años, los científicos se han preguntado cómo estas auroras, que ocurren en los polos norte y sur de Júpiter, producen estallidos de radiación X cada pocos minutos.
"Hemos visto a Júpiter produciendo auroras de rayos X durante cuatro décadas, pero no sabíamos cómo sucedía. Solo sabíamos que se producían cuando los iones chocaban contra la atmósfera del planeta", explica en un comunicado el coautor principal del estudio, William Dunn, del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard del University College de Londres (UCL).
El equipo de investigación, dirigido por el UCL y la Academia de Ciencias de China, combinó observaciones de Júpiter y su entorno circundante realizadas por el satélite Juno de la NASA, que actualmente orbita el planeta, con mediciones simultáneas de rayos X del observatorio XMM-Newton de la Agencia Espacial Europea, que se encuentra en la órbita de la Tierra. Las observaciones fueron realizadas continuamente durante un período de 26 horas, mientras Júpiter producía ráfagas de rayos X cada 27 minutos.
El proceso
Los científicos descubrieron que las llamaradas de rayos X se desencadenaron por vibraciones periódicas de las líneas del campo magnético de Júpiter. Estas vibraciones crean ondas de plasma (gas ionizado) que envían partículas de iones pesados 'navegando' a lo largo de las líneas del campo magnético hasta que chocan contra la atmósfera del planeta, liberando energía en forma de rayos X. Los investigadores utilizaron modelos informáticos para confirmar que las ondas conducían las partículas pesadas hacia la atmósfera de Júpiter.
"Ahora sabemos que estos iones son transportados por ondas de plasma, una explicación que no se había propuesto antes, a pesar de que un proceso similar produce la propia aurora de la Tierra", enfatiza Dunn, sugiriendo que podría ser "un fenómeno universal, presente en muchos entornos diferentes en el espacio".
Las partículas de iones cargados que golpean la atmósfera se originan a partir de gas volcánico que se vierte al espacio desde volcanes gigantes en la luna de Júpiter, Io. Este gas se ioniza debido a las colisiones en el entorno inmediato de Júpiter, formando un 'donut' de plasma que rodea el planeta, apuntan los expertos.
No está claro por qué las líneas del campo magnético vibran periódicamente, pero la vibración puede originarse a partir de interacciones con el viento solar o de flujos de plasma de alta velocidad dentro de la magnetósfera de Júpiter.
Posibilidades para futuros estudios
Zhonghua Yao, otro coautor principal, de la Academia de Ciencias de China, apunta que la identificación de "este proceso fundamental" brinda una gran cantidad de posibilidades para las futuras investigaciones, pues procesos similares pueden ocurrir alrededor de Saturno, Urano y Neptuno y probablemente también exoplanetas, "con diferentes tipos de partículas cargadas 'surfeando' las olas".
A su vez, la coautora Graziella Branduardi-Raymont, profesora del Laboratorio de Ciencias Espaciales Mullard de la UCL, indica que los rayos X son típicamente producidos por "fenómenos extremadamente poderosos y violentos como los agujeros negros" y las estrellas de neutrones, por lo que parece extraño que los simples planetas también los produzcan.
"Nunca podremos visitar agujeros negros, ya que están más allá de los viajes espaciales, pero Júpiter está a la vuelta de la esquina", continúa la científica, para concluir que, con la llegada del satélite Juno a la órbita del planeta, los astrónomos ahora tienen "una oportunidad fantástica para estudiar de cerca un entorno que produce rayos X".
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