La estructura más grande del sistema solar interior: la magnetosfera de Júpiter
Júpiter está rodeado por la estructura más grande de todo el sistema solar interior: su magnetosfera. Ésta crea las auroras más intensas que conocemos y llega a envolver a Saturno, a millones de kilómetros de distancia. Su origen está en el hidrógeno metálico que creemos ocupa el interior del gigante gaseoso.
Rodeando Júpiter se encuentra una de las mayores estructuras del sistema solar, su magnetosfera. La magnetosfera es la región alrededor de un cuerpo astronómico dominada por su campo magnético. Suele contener gran cantidad de partículas cargadas que viajan a gran velocidad, aceleradas precisamente por el campo magnético. Durante décadas, las observaciones llevadas a cabo con radiotelescopios desde la Tierra observaban cierta radiación que parecía escapar o ser emitida por Júpiter, pero no fue hasta que las sondas Pioneer y Voyager visitaron al gigante gaseoso en la década de 1970 que comprendimos la verdadera magnitud del campo magnético de Júpiter.
Este campo magnético es similar al de la Tierra, pero muchísimo más grande. Lo que detectábamos desde la Tierra antes de la llegada de distintas sondas espaciales era la luz emitida por las partículas cargadas cuando éstas eran aceleradas a casi la velocidad de la luz por el campo magnético de Júpiter. Estas partículas supondrían un grave riesgo para la salud de cualquier futuro astronauta que visitara esta región del sistema solar e incluso las sondas que han visitado el planeta requerían protección especial para sus equipos electrónicos pues la radiación y los intensos campos magnéticos podían dañarlas.
Distintas mediciones han determinado que esta magnetosfera alcanza unos 30 millones de kilómetros de grosor, ocupando un volúmen un millón de veces mayor que el de la magnetosfera terrestre. La forma de esta región no solo depende del tamaño e intensidad del campo magnético generado por Júpiter, sino también de su interacción con el viento solar, el principal culpable de su forma asimétrica. Como en el caso de la Tierra, la magnetosfera de Júpiter tiene un lado más pequeño y abultado en dirección al Sol y una cola mucho más alargada en dirección contraria. Esta cola se extiende más de 4 unidades astronómicas en dirección opuesta al Sol (unos 600 millones de kilómetros) llegando incluso a sobrepasar la órbita de Saturno, lo que significaría que el gigante anillado pasa una pequeña parte de su órbita dentro de la magnetosfera de Júpiter. Esto lo sabemos porque cuando la sonda Pioneer 10 pasó por detrás de Júpiter en marzo de 1976 (estando ya más allá de la órbita de Saturno) observó un descenso considerable en la cantidad de partículas detectadas de viento solar, por efecto directo de esta magnetosfera.
En la parte de la magnetosfera en dirección al Sol se encuentra la magnetopausa, a unos tres millones de kilómetros de distancia desde el gigante gaseoso. Las partículas del viento solar que aquí chocan con la magnetosfera son capturadas y viajan hasta los polos de Júpiter, donde al interactuar con su atmósfera crean las auroras más intensas de todo el sistema solar. A diferencia de las auroras observadas en la Tierra, las auroras de Júpiter están siempre activas aunque su intensidad varía en función del viento solar recibido.
La magnetosfera de un planeta juega un papel importantísimo en la defensa de ese planeta frente a inclemencias astronómicas. En el caso de la Tierra por ejemplo la magnetosfera desvía la mayoría de partículas que llegan del espacio exterior, ya sean rayos cósmicos, viento solar u otra contribución, haciendo que los niveles de radiación recibidos en la superficie sean mucho menores de lo que son en la Luna, por ejemplo. Esto ha permitido sin duda el desarrollo de la vida durante los últimos cuatro mil millones de años. De hecho, uno de los mayores riesgos del viaje interplanetario se debe precisamente a que en el espacio entre planetas no contaríamos con la protección de la magnetosfera terrestre o la del planeta de destino (en caso de que la tenga).
La magnetosfera de Marte desapareció casi por completo hace miles de millones de años, cuando el núcleo del planeta se enfrió considerablemente. Esto eliminó la defensa que Marte tenía frente al viento solar, por lo que éste fue erosionando la atmósfera marciana haciendo que disminuyera en grosor y presión considerablemente y provocando con ello la evaporación de los océanos de agua líquida que ocupaban buena parte de la superficie del planeta rojo.
Esta estructura es la segunda más grande del sistema solar, solo por detrás de la heliopausa, que sería la estructura equivalente para nuestra estrella. Su origen está en el campo magnético creado por el rápido movimiento de enormes masas de partículas cargadas en el interior de Júpiter. La presencia y tamaño de esta magnetosfera confirma nuestros modelos del interior del planeta gigante. Pensamos que el interior de Júpiter no tiene una superficie sólida. El gas de las capas externas de su atmósfera se va comprimiendo al profundizar, convirtiéndose gradualmente en un líquido a miles de kilómetros de profundidad. A unos 20 000 kilómetros de profundidad la presión es unas 3 millones de veces mayor que la presión atmosférica en la superficie terrestre. En ese punto el hidrógeno líquido empieza a convertirse en un estado de hidrógeno “metálico”, con propiedades similares a las del metal líquido. Este hidrógeno metálico es un excelente conductor eléctrico y su circulación es la que provoca la mayor parte del campo magnético de Júpiter.
Referencias:
- Bhardwaj, A.; Gladstone, G.R. (2000). "Auroral emissions of the giant planets" (PDF). Reviews of Geophysics. 38 (3), doi:10.1029/1998RG000046
- Eric Chaisson, Stephen McMillan, 2017, Astronomy Today, Prentice Hall
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