Desvelan los efectos de una actividad volcánica frenética en la atmósfera de Io
Imagen compuesta de Io, una de las lunas de Júpiter, obtenida en frecuencias de radio con ALMA y de luz óptica con las sondas Voyager 1 y Galileo/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), I. de Pater et al.; NRAO/AUI NSF, S. Dagnello; NASA/ESA
Io es la luna con mayor actividad volcánica de nuestro Sistema Solar: tiene más de 400 volcanes activos que expulsan gases de azufre
Observatorio ALMA/DICYT El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) obtuvo nuevas imágenes de radio que muestran por primera vez el efecto directo de la actividad volcánica en la atmósfera de Io, una de las lunas de Júpiter.
Io es la luna con mayor actividad volcánica de nuestro Sistema Solar: tiene más de 400 volcanes activos que expulsan gases de azufre. Estos gases la tiñen amarillo, blanco, naranja y rojo cuando se congelan en su superficie.
A pesar de ser extremadamente fina (cerca de 1.000 millones de veces más fina que la atmósfera de la Tierra), la atmósfera de Io puede proporcionarnos información sobre la actividad volcánica de este peculiar satélite, así como su interior y todo lo que sucede debajo de su colorida corteza.
En estudios anteriores se había descubierto que la atmósfera de Io está compuesta principalmente de gas de dióxido de azufre generado por su actividad volcánica. “Sin embargo, no se sabe qué procesos impulsan las dinámicas de la atmósfera de Io”, señala Imke de Pater, de la Universidad de California en Berkeley. “¿Es la actividad volcánica o la sublimación del gas [su transición de estado sólido a gaseoso] a partir de la superficie de hielo, cuando Io se expone a la luz del sol?”, interroga.
Con el fin de distinguir los distintos procesos que dan origen a la atmósfera de Io, un equipo de astrónomos usó ALMA para obtener imágenes del satélite durante su paso por dentro y por fuera de la sombra de Júpiter (fenómeno conocido como eclipse).
“Al pasar por la sombra de Júpiter y dejar de recibir luz solar directa, Io se vuelve extremadamente fría y el gas de dióxido de azufre se condensa sobre su superficie. Durante ese período, lo único que vemos es dióxido de azufre de origen volcánico. De esa forma, podemos ver exactamente qué proporción de la atmósfera se ve afectada por la actividad volcánica”, explica Statia Luszcz-Cook, de la Universidad de Columbia (Nueva York).
Gracias a la gran sensibilidad y capacidad de resolución de ALMA, por primera vez los astrónomos pudieron observar con mucha claridad las plumas de dióxido de azufre (SO2) y monóxido de azufre (SO) emanadas de los volcanes. A partir de las imágenes obtenidas, los científicos calcularon que los volcanes producen directamente cerca del 30-50 % de la atmósfera de Io.
En las imágenes de ALMA también se observa un tercer gas proveniente de los volcanes: cloruro de potasio (KCI). “Vemos KCI en zonas volcánicas donde no se observa SO2 ni SO. Esta es una prueba fehaciente de que el magma es diferente en los distintos volcanes”, comenta Statia.
Io presenta actividad volcánica debido a un proceso conocido como calentamiento gravitacional. Io describe alrededor de Júpiter una órbita que no es del todo circular y, al igual que nuestra Luna con respecto a la Tierra, siempre tiene el mismo lado mirando a Júpiter. La atracción gravitacional de Europa y Ganímedes, otras dos lunas de Júpiter, genera muchísima fricción interna y calor, y de ese fenómeno nacen volcanes como Loki Patera, que se extiende por más de 200 kilómetros. “Al estudiar la atmósfera y la actividad volcánica de Io se aprende no solo sobre sus volcanes, sino también sobre su interior y los procesos de calentamiento gravitacional”, explica Statia.
La temperatura de la atmósfera inferior de Io, en tanto, sigue siendo una incógnita. Los astrónomos esperan poder medirla en investigaciones futuras. “Para medir la temperatura de la atmósfera de Io necesitamos realizar observaciones con mayor resolución, y para eso tenemos que observarla durante más tiempo, algo que solo podremos hacer cuando Io se encuentre expuesta a la luz solar, puesto que no pasa mucho tiempo en el eclipse”, señala Imke. “Durante esas observaciones, Io giraría en decenas de grados. Tendríamos que usar software para corregir las imágenes y que no se vean borrosas, como hicimos con las imágenes de radio de Júpiter obtenidas con ALMA y el Very Large Array (VLA)”.