Miden el aliento de azufre de Io, el mundo infernal torturado por Júpiter



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En 1979, los científicos de la Voyager se sorprendieron cuando la sonda pasó la «vecindad» de Io, la tercera luna más grande de Júpiter. La Voyager 2 mostraba la superficie amarillenta de un mundo castigado por ocho erupciones volcánicas e incontables chimeneas que salpicaban su superficie como cicatrices … o rodajas de «pimientos». Entonces no es sorprendente que Me bautizaron «pizza luna». Bromas aparte, lo más interesante es que Io se convirtió en el primer mundo del sistema solar, detrás de la Tierra, con vulcanismo activo.

Desde entonces se han producido observaciones de este satélite. Es tan grande como la Luna y está marcada por los estragos provocados por la gravedad: está tan cerca de Júpiter que su fuerza gravitacional se mueve y calienta su interior, creando poderosas erupciones volcánicas que expulsan materiales a alturas de hasta 500 kilómetros.

Bueno, esta semana, dos investigaciones revelaron nuevas observaciones que permiten cuantificar el vulcanismo de Io, y por lo tanto, cuán activo será el vulcanismo de otros mundos más allá del sistema solar.

Un grupo de científicos de la Universidad de California en Berkeley (Estados Unidos), entre otros, reveló que entre un 30 y un 40% del dióxido de azufre presente en la atmósfera presente en Io proviene del vulcanismo. El resto, como han sugerido, se libera a la atmósfera cuando la radiación solar calienta su superficie, que está cubierta de dióxido de azufre congelado. Las investigaciones se publicaron en » La Revista de Ciencias Planetarias«y en» arXiv«.

«No sabíamos qué procesos impulsan la dinámica de la atmósfera de Io«, Dijo para» Sciencealert.com»Imke Parter, uno de los autores de las investigaciones. ¿Es actividad volcánica o gas sublimado de la superficie helada de Io, dejado a la luz del sol? Lo que hemos demostrado ahora es que los volcanes en realidad tienen un gran impacto en la atmósfera. ‘

Un hermoso infierno volcánico

Io es un mundo muy castigado por la gravedad de Júpiter y las grandes lunas Europa y Ganímedes. Así como la Luna genera mareas en la Tierra, «tirando» con su fuerza sobre los océanos y provocando una diferencia en los mares de hasta 18 metros, estos tres mundos deformar la superficie de Io hasta 100 metros (roca, no agua). Además, las fuerzas de las mareas calientan su interior, formado por rocas sulfurosas (y no silicatos, como la terrestre) y facilitan su fusión (más fácil que la de los silicatos).

Arriba, en azul, una erupción capturada en la superficie de Io en 2018
Arriba, en azul, una erupción capturada en la superficie de Io en 2018: NASA / JPL / DLR

Esta combinación de facilidad de fusión e inmensas fuerzas de marea transforma Io en un mundo infernal, con más de 400 volcanes activosy una superficie cubierta de hielo de ácido sulfúrico, entre otras moléculas. Además, la radiación solar transforma su superficie y, como Io está dentro del campo magnético de Júpiter, el satélite es bombardeado con partículas de alta energía que producen auroras rojas y verdes. En última instancia, Júpiter arrebata enormes cantidades de gas de Io cada segundo.

La pregunta a resolver es qué tan activo es el vulcanismo de Io, teniendo en cuenta su composición, y la influencia de Júpiter, Ganímedes y Europa, para comprender cómo serán los otros mundos más allá del sistema solar. Por esta razón, intentaron encontrar un buen indicador de la actividad volcánica, como la cantidad de gas, especialmente dióxido de azufre, que se expulsa de los volcanes.

«El planeta de hielo y fuego»

Como han sugerido los autores, el problema es que ya hay mucho dióxido de azufre en la superficie de Io. Está helado por las temperaturas alrededor de -130ºC, que, junto con las erupciones, conviértalo verdaderamente en el «planeta de hielo y fuego». Sin embargo, cuando la radiación solar golpea este hielo, lo transforma en estado gaseoso (sublimación), enmascarando el posible efecto de los volcanes.

¿Cómo averiguar qué causa la presencia de dióxido de azufre? En este caso, los investigadores recurrieron al telescopio Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) del Observatorio Europeo Austral (ESO) en Chile para observar la atmósfera de Io mientras este mundo entra y sale de las sombras proyectado por Júpiter. Durante estos eclipses, que pudieron ser vistos por los habitantes del gigantesco planeta gaseoso, la presencia o ausencia de radiación solar nos permite estudiar la influencia de la sublimación en la composición de la atmósfera.

Imagen en color real de Io, capturada por la nave espacial Galileo en 1999. Su superficie muestra rastros de innumerables erupciones volcánicas.
Imagen en color verdadero de Io, capturada por la nave espacial Galileo en 1999. Su superficie muestra rastros de innumerables erupciones volcánicas. NASA / JPL / Universidad de Arizona

Para su sorpresa, los investigadores encontraron que la sublimación de dióxido de azufre es inusualmente rápida. Este mundo solo necesita 10 minutos para regenerar su atmósfera, cuando sale de la sombra y se expone a la radiación solar.

Además, gracias a ALMA pudieron identificar evidencia de la presencia de plumas de dióxido de azufre y monóxido (penachos), así como cloruro de potasio. Según los autores, esto sugiere que el interior de Io es complejo, porque los volcanes se alimentan de fuentes de magma de diferentes composiciones.

Finalmente, pudieron estimar que el aporte de los volcanes explica entre un 30 y un 50% del dióxido de azufre presente en la atmósfera mundial. Sin embargo, la investigación futura trabajará para refinar estas estimaciones y medir las temperaturas de Io a bajas altitudes, cerca de la superficie, para reforzar sus conclusiones.

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