¿Cuál es el origen de las auroras boreales en Júpiter y por qué son tan especiales?

A la izquierda tenemos una representación de la aurora de Júpiter, y a la derecha, una representación de la aurora terrestre. Y, por supuesto, la de la Tierra se ha ampliado casi 10 veces, pues de lo contrario parecería insignificante comparada con su hermana mayor.

Se trata de representaciones en 3D, pero basadas en datos reales. Además de la conocida superficie visible, se han añadido las auroras polares, mostradas en azul. Estas auroras fueron observadas en las longitudes de onda ultravioleta por la sonda Juno para Júpiter y por el satélite IMAGE para la Tierra.

Para evitar malentendidos, es importante explicar cómo se crean las imágenes de comunicación científica y explicar que no, que eso no se vería si se observaran estos astros a simple vista. Por supuesto, no se trata de engañar, sino de mostrar lo que existe, pero que nuestros sentidos nos esconden.

Cómo nacen las auroras boreales

Las auroras son el resultado del impacto de partículas cargadas (generalmente electrones) en la parte superior de la atmósfera de un planeta. Como resultado de este impacto, los átomos y moléculas de la atmósfera emiten luz en una serie de longitudes de onda (colores, si se quiere) que les son propias. Estas auroras se denominan «polares» porque el campo magnético del planeta guía estas partículas cargadas desde la magnetosfera hasta las regiones polares. En el norte tenemos la aurora boreal y en el sur la aurora austral.

La magnetosfera de un planeta es una «burbuja» en el espacio, donde el movimiento de las partículas cargadas está controlado por el campo magnético del planeta, y no por el del sol. La mayoría de las partículas de una magnetosfera simplemente giran alrededor de las líneas del campo magnético y oscilan a lo largo de ellas.

Pero toda una serie de fenómenos, como la excitación por diversas ondas, la presencia de corrientes eléctricas o la «reconexión magnética», pueden precipitar las partículas en la atmósfera polar y crear auroras. La aurora es, por tanto, una imagen del movimiento de las partículas en esta magnetosfera.

Las magnetosferas de la Tierra y Júpiter son radicalmente diferentes

La magnetosfera terrestre es muy sensible a las variaciones del viento solar. En particular, cuando el campo magnético del viento solar y el de la Tierra se alinean, pero en direcciones opuestas, en la parte frontal de ésta, se produce un fenómeno denominado reconexión magnética, que permite a las partículas solares precipitarse en la magnetosfera terrestre.

La magnetosfera de Júpiter está poblada principalmente por partículas procedentes de los volcanes de su luna Ío. Estos electrones e iones de azufre y oxígeno son arrastrados por el campo magnético del planeta y comienzan a girar a la misma velocidad que Júpiter, acumulándose a lo largo de la órbita de Ío. A continuación, estas partículas escaparán lentamente, provocando una procesión de ondas, corrientes eléctricas y reconexiones magnéticas.

Por tanto, está claro que las magnetosferas de la Tierra y Júpiter no funcionan en absoluto de la misma manera. En consecuencia, las auroras de Júpiter difieren en muchos aspectos de las auroras terrestres.

Estudiar las auroras para comprender mejor los planetas

Tomemos, por ejemplo, la mancha alargada situada más a la izquierda en la aurora de Júpiter. Se llama huella auroral de Io. Está causada por los remolinos que Io genera en el toroide que él mismo creó.

Una estructura que es casi idéntica en ambas imágenes es la extraña forma de ojo que aparece en la parte inferior derecha de Júpiter y en la parte inferior de la Tierra. Causadas por una repentina reconfiguración de la parte posterior de la magnetosfera (la magnetocola). De hecho, aunque por razones completamente diferentes, una debida al material expulsado de Io y la otra al viento solar, ambas magnetosferas pueden acumular masa y energía en esta magnetocola, hasta que se resquebraja y libera grandes cantidades de partículas en las zonas aurorales de la misma manera.

Este ejercicio se denomina planetología comparada, y permite, como acabamos de ver, aislar los fenómenos universales de las particularidades de cada planeta. Observando estos planetas lejanos, aprendemos casi tanto sobre estos mundos exóticos como sobre nuestro propio planeta.

Bertrand Bonfond: Investigador cualificado FNRS, Universidad de Lieja