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La sombra diaria de Júpiter colapsa la atmósfera de la luna Ío

La tenue atmósfera de dióxido de azufre de la luna Ío se congela y condensa sobre su superficie cuando Júpiter pasa por delante del Sol, pero luego esa capa gaseosa vuelve a aparecer cuando el satélite sale de la sombra del planeta gigante. 

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Ilustración de la luna Ío con su tenue atmósfera de dióxido de azufre (en tonos anaranjados) antes de comenzar un eclipse de Júpiter, y después, cuando el gas se congela y colapsa sobre la superficie del satélite. / Southwest Research Institute

La luna Ío, el cuerpo con mayor vulcanismo del sistema solar, tarda en completar una vuelta en torno a Júpiter 1,7 días terrestres. Cada día, la sombra del gigante gaseoso se proyecta sobre el satélite en un eclipse que dura aproximadamente dos horas y que produce un brusco cambio de temperatura.

Ahora un grupo internacional de investigadores, con participación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), ha observado varios de estos eclipses y ha registrado un fenómeno único en nuestro sistema solar: la atmósfera de dióxido de azufre de Ío prácticamente desaparece cuando se oculta la luz del Sol para volver a reaparecer cuando la luna sale de la sombra de Júpiter.

Durante el eclipse la temperatura cae de -148 °C a -168 °C y el dióxido de azufre se congela, depositándose sobre la superficie de Ío

"La variabilidad de la tenue atmósfera de Ío ya era conocida, y no sabíamos si se debía a la actividad volcánica o a un equilibrio térmico con la superficie, es decir, a un intercambio de gas con la superficie", apunta Miguel Ángel López Valverde, investigador del Instituto de Astrofísica de Andalucía que participa en el estudio. Como los eclipses de Júpiter producen un cambio importante de temperatura en Ío su estudio representaba la vía más eficaz para solucionar este problema.

Gracias a los datos obtenidos con el telescopio Gemini de ocho metros de diámetro se ha podido monitorizar un eclipse por primera vez: cada día, y durante dos horas, la sombra de Júpiter cubre la pequeña luna y su temperatura cae de los 148 grados bajo cero a los 168 bajo cero. Con el descenso de temperatura, el dióxido de azufre que forma la atmósfera se congela y deposita sobre la superficie, para sublimar y rellenarla cuando Ío sale del eclipse y la luz del Sol calienta los hielos.

El 80 % de la atmósfera desaparece durante el eclipse

"Hemos comprobado que se pierde el 80 % de la atmósfera hasta que Ío sale del eclipse. Esto ha sido toda una sorpresa, porque nunca habíamos observado un colapso atmosférico de estas características, que nos ha permitido además zanjar el viejo problema: la atmósfera no está directamente formada por gases volcánicos, sino por la sublimación de los hielos en superficie", concluye López Valverde. "El ciclo puede ser bastante repetitivo, alterado por aportes de los volcanes, que no son del todo despreciables", añade.

El satélite Ío, que muestra un tamaño similar al de nuestra Luna, es el más próximo a Júpiter de los cuatro grandes satélites de este gigante gaseoso, conocidos como satélites galileanos. Las interacciones gravitatorias entre ellos fuerzan las órbitas hacia una geometría elíptica, de modo que las distancias con respecto a Júpiter se vuelven variables y se generan distorsiones, similares a las mareas que la Luna provoca sobre los océanos terrestres. Estas fricciones desencadenan una fuerte actividad volcánica en Ío, cuya superficie se rejuvenece con las erupciones, que producen corrientes de lava de cientos de kilómetros y columnas de dióxido de azufre que se elevan hasta cuatrocientos kilómetros.