ASTRONOMÍA. El telescopio James Webb observa misteriosas auroras infrarrojas dinámicas en la superficie de Júpiter

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Estas observaciones de las auroras de Júpiter (mostradas a la izquierda de la imagen superior) a 3,36 micras (F335M) se capturaron con la cámara NIRCam (cámara de infrarrojo cercano) del telescopio espacial James Webb de la NASA el 25 de diciembre de 2023. La imagen de la derecha muestra el planeta Júpiter para indicar la ubicación de las auroras observadas, publicada originalmente en 2023. Fuentes: NASA, ESA, CSA, STScI, Ricardo Hueso (UPV), Imke de Pater (UC Berkeley), Thierry Fouchet (Observatorio de París), Leigh Fletcher (Universidad de Leicester), Michael H. Wong (UC Berkeley), Joseph DePasquale (STScI), Jonathan Nichols (Universidad de Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb).

19 mayo 2025.- Un reciente estudio publicado en Nature Communications presenta observaciones revolucionarias sobre las auroras de Júpiter realizadas mediante el Telescopio Espacial James Webb. La investigación, encabezada por J. D. Nichols y colaboradores, detalla cómo las emisiones aurorales en el infrarrojo, originadas principalmente por el ion trihidrógeno (H₃⁺), muestran variaciones dinámicas en escalas de tiempo tan cortas como segundos.

Hallazgos principales

Variabilidad en tiempo real: Los datos obtenidos revelan que la emisión infrarroja de H₃⁺ en la atmósfera superior de Júpiter presenta fluctuaciones rápidas, con variaciones en la intensidad de la aurora que pueden ocurrir en cuestión de segundos. Este comportamiento ultra-rápido permite conocer de manera más precisa los procesos energéticos en juego.
Medición de la vida útil del H₃⁺: Los resultados sugieren que la vida media del ion H₃⁺ en la región auroral es del orden de 150 segundos. Estos datos proporcionan información fundamental sobre la manera en que se disipa la energía depositada por las partículas energéticas en la atmósfera de Júpiter.
Características inéditas de la aurora: Además de la variabilidad en la intensidad, se han identificado pulsos aurorales de rápida propagación, algunos de ellos moviéndose hacia el este en la región del amanecer y otros pulsando a lo largo de la estela de la huella de Ío. Estas características aún sin explicación completa abren nuevas líneas de investigación para comprender la interacción entre la magnetosfera y la ionosfera jovianas.

Metodología y relevancia

Utilizando la avanzada capacidad de resolución temporal de la cámara infrarroja del James Webb, el equipo pudo capturar imágenes detalladas de las emisiones correspondientes a H₃⁺. Este ítem es clave para diagnosticar la actividad del campo magnético de Júpiter y las interacciones con el ambiente superior del planeta, proporcionando una ventana única para estudiar la transferencia y disipación de energía en un contexto planetario extremo.

La precisión de estas observaciones permite ahora validar modelos teóricos existentes y replantear aspectos fundamentales de la termodinámica y la dinámica de la aurora en entornos con altos niveles energéticos, como es el caso del gigante gaseoso.

El Telescopio Espacial James Webb de la NASA ha captado nuevos detalles de las auroras en el planeta más grande de nuestro sistema solar. Las luces danzantes observadas en Júpiter son cientos de veces más brillantes que las observadas en la Tierra. Fuente: NASA, ESA, CSA, Jonathan Nichols (Universidad de Leicester), Mahdi Zamani (ESA/Webb)

Implicaciones del estudio

Los resultados del estudio tienen importantes implicaciones para la comprensión de la magnetosfera joviana y la forma en que la energía se distribuye en la atmósfera superior del planeta. En particular, el hallazgo de que el ion H₃⁺ no puede disipar de manera eficiente el calor asociado a las precipitaciones aurorales intermitentes sugiere que otros mecanismos, posiblemente menos conocidos, podrían desempeñar un rol en el balance energético de Júpiter.

Esta nueva perspectiva no solo profundiza en el conocimiento de la dinámica de las auroras, sino que también contribuye al entendimiento de cómo se enfrían las atmósferas de planetas exteriores. Al ofrecer una imagen más completa de la interacción entre partículas cargadas y campos magnéticos, estos hallazgos aportan claves esenciales para futuras misiones y estudios planetarios.

El estudio “Dynamic infrared aurora on Jupiter” amplia significativamente la comprensión de las auroras de Júpiter, demostrando que estas exhiben una dinámica extremadamente rápida e inédita. Los descubrimientos resaltan la importancia del ion H₃⁺ como indicador de procesos energéticos en la magnetosfera y abren nuevas vías para la investigación de la física de la atmósfera en planetas gigantes.