El Sistema de Júpiter

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Júpiter es una enorme bola de Hidrógeno y Helio que no puede sustentar vida tal como la conocemos, aunque entre sus lunas hay algunas prometedoras.

EXPLORANDO JÚPITER Y SUS LUNAS

Desde 1973 han sido 7 las misiones que han sobrevolado Júpiter, Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1, Voyager 2, Ulises, Cassini, New Horizons. Además dos orbitadores han estudiado Júpiter y sus lunas, Galileo y Juno.

GALILEO fue un orbitador diseñado para estudiar Júpiter y sus lunas. Llegó en 1995 y estuvo operativo durante 14 años y llevaba 10 instrumentos científicos y la sonda atmosférica Descent. Entre sus descubrimientos destaca el intenso cinturón de radiación por encima de las nubes de Júpiter, la extensa y rápida renovación de la superficie de Ío debida al vulcanismo, la evidencia de un océano de agua líquida bajo la corteza helada de Europa, la presencia de compuestos orgánicos en Calisto, Ganímedes, Europa e incluso Ío, y el primer campo magnético en una luna, Ganímedes. Galileo se sumergió en la atmósfera aplastante de Júpiter el 21 de septiembre de 2003.

JUNO es la segunda nave espacial en orbitar Júpiter y estudia su densa capa de nubes. Orbita el planeta desde 2016 dando una vuelta cada 11 días a 5000 km de altura sobre las nubes superiores y terminará su misión en 2021. Analiza con precisión el campo gravitatorio y el campo magnético de Júpiter, para desvelar la estructura interna del planeta y la masa de su núcleo. Esta misión trata de explicar cómo se formó Júpiter y cómo se convirtió en el mundo dinámico que vemos hoy, ayudándonos a comprender mejor la formación del Sistema Solar y de los sistemas planetarios descubiertos alrededor de otras estrellas.

JÚPITER

La composición de Júpiter es similar a la del Sol y tiene una estructura diferenciada.

• Atmósfera. Está compuesta de 87% H₂, 13% He, 0,1% de CH₄, vapor de agua, amoníaco y sulfuro de hidrógeno.Tiene bandas de nubes de amoniaco y agua -zonas y cinturones-. La rápida rotación de Júpiter genera nubes, bandas oscuras o Cinturores y regiones claras o Zonas, que son cilindros de 2000 a 3500 km de profundidad con corrientes de distinta intensidad en cada hemisferio y vientos alternantes. En los polos las bandas son sustituidas por un gran caos de remolinos y tormentas.
• Capa de Hidrógeno Molecular Líquido. Bajo la atmósfera, el aumento de presión forma una capa de hidrógeno molecular líquido, muy conductora, que es una fuente importante de campos magnéticos.
• Capa de Hidrógeno Metálico. Hacia la mitad del planeta los electrones forman una nube alrededor de los núcleos de Hidrógeno, originando una capa de Hidrógeno metálico, un líquido conductor de electricidad. La rápida rotación de Júpiter produce corrientes eléctricas en esta región, generando gran parte de su poderoso campo magnético.
• Núcleo. Es una zona borrosa, sin bordes nítidos. Podría ser sólido o una sopa espesa, densa y supercaliente, a 50000 ºC, posiblemente de hierro y minerales silicatados.

Los anillos de Júpiter son polvorientos y tenues y fueron descubiertos por la Voyager en 1979 al sobrevolar el planeta. Están formados por polvo arrojado tras los impactos de objetos sobre las pequeñas lunas que orbitan dentro de ellos. Se diferencian 4 anillos principales: Halo, Anillo y los Anillos Gossamer.

El campo magnético de Júpiter es enorme y muy peligroso para la exploración espacial. La magnetosfera es una extensa región del espacio, una enorme cavidad creada en el viento solar por el potente campo magnético del planeta. Se extiende de 1 a 3 millones de km hacia el Sol y por detrás de Júpiter forma una cola en forma de manga de viento que alcanza casi la órbita de Saturno.

Júpiter tiene 79 lunas -53 satélites con nombre y 26 sin nombre oficial-. Las lunas oficiales reciben su nombre de las amantes y descendientes de Zeus/Júpiter. El sistema de Júpiter es similar al Sistema Solar “en miniatura”, sus satélites se condensaron y acrecieron siguiendo un gradiente térmico centrado en Júpiter, las lunas interiores son refractarias, ricas en silicatos y pobres en hielo, mientras que las lunas exteriores son mundos de hielo.

• Satélites regulares. Son 8 satélites, los satélites interiores, Metis, Adrastea, Amaltea y Tebe, de pequeño tamaño, y las 4 grandes lunas galileanas, Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, descubiertas por Galileo en 1610.
• Satélites regulares. Son un numeroso grupo de satélites muy alejados de Júpiter, tanto que la gravedad del Sol distorsiona sus órbitas. Con la excepción de Himalia, son satélites pequeños. La mayoría son cuerpos capturados, no formados en sus órbitas actuales, o bien restos de impactos y fragmentos de cuerpos mayores anteriores.

El campo gravitacional de Júpiter también controla las órbitas de numerosos asteroides situados en los puntos de Lagrange, L4 y L5, 60° por delante y 60° por  detrás del planeta en su órbita alrededor del Sol, son los asteroides troyanos. No forman estrictamente parte del sistema joviano, pero su presencia está determinada por la influencia gravitatoria de Júpiter. Son dos grupos de rocas rojizas oscuras, con una superficie mate no reflectante. El grupo de cabeza es más numeroso que el segundo y son muy similares, sin intrusos ni parecido con otros asteroides del Sistema Solar. Podría tratarse de material primordial de esta zona del Sistema Solar que fue capturado por Júpiter.

ÍO

Ío es la luna más densa y la que menos agua tiene del Sistema Solar. Es similar a los planetas interiores, compuesta principalmente de rocas silicatadas y hierro.

Su órbita es ligeramente elíptica y la inmensa gravedad de Júpiter provoca “mareas” en la superficie sólida de la luna de hasta 100 m de amplitud, generando suficiente calor para mantener parte del manto y la litosfera en estado líquido y originar la intensa actividad volcánica. De hecho Ío está deformado, es un ligero elipsoide, con su eje más largo dirigido hacia Júpiter.

Es el mundo más volcánico del Sistema Solar, tiene cientos de volcanes en superficie que emiten flujos de lavas basálticas, fuentes de lava y rocas piroclásticas. Carece casi por completo de cráteres de impacto, ya que está en constante renovación. Tiene suaves llanuras de lava salpicadas de volcanes, montañas y fosas de formas y tamaños variados, cubiertas de sedimentos sulfurosos de origen volcánico de distintos colores.

EUROPA

Europa alberga un océano subterráneo de agua líquida y salada, con más del doble de agua que los océanos terrestres.Tiene una capa superior de unos 20-30 km de espesor de hielo de agua bajo la que hay un océano de agua líquida y salada, de unos 90 km de profundidad en contacto directo con el interior rocoso, con condiciones similares a los fondos marinos terrestres. Europa tiene los tres ingredientes clave para la vida, agua líquida para crear un entorno que facilite las reacciones químicas, elementos químicos esenciales para los procesos biológicos y una fuente de energía que puede ser utilizada por seres vivos. Sin embargo la radiación, procedente de la potente magnetosfera de Júpiter, podría matar a una persona en la superficie en un solo día.

Su órbita es ligeramente elíptica y la inmensa gravedad de Júpiter provoca “mareas” que elevan y hunden su corteza helada hasta 30 m, creando fracturas y generando suficiente calor para mantener el océano subterráneo de agua líquida y originar actividad volcánica e hidrotermal en el fondo marino que podría suministrar nutrientes a este océano, haciéndolo adecuado para la vida. Tiene zonas donde se expande la corteza helada, análogas a las dorsales oceánicas terrestres, y zonas de subducción, áreas donde la vieja corteza se hunde y destruye, dejando hueco a nueva corteza. Estos son los primeros signos de procesos similares a la Tectónica de Placas terrestre, solo que con placas de hielo en lugar de roca. Con un sistema global de Tectónica de Placas, Europa puede ser más parecida a la Tierra de lo que imaginamos y uno de los cuerpos más interesantes del Sistema Solar, ya que presenta comunicación bidireccional entre el interior y el exterior, haciendo de ella un posible mundo habitable.

GANÍMEDES

Ganímedes es la mayor luna del Sistema Solar, más grande que el planeta Mercurio. Bajo la gruesa capa de de hielo de agua salada y áreas rocosas alberga un océano subterráneo de agua salada de unos 100 km de espesor intercalado entre capas de hielo. Es posible que, a veces, este océano se divida en un sandwich de océanos, varias capas apiladas de hielo de agua y océanos líquidos de agua salada. Los océanos de Ganímedes pueden tener 25 veces el volumen de los terrestres.

Tiene casquetes polares de agua helada por encima de los 40° de latitud y su superficie es una mezcla de distintos tipos de terrenos. Está compuesto  principalmente de hielo de agua, pero contiene rocas mezcladas, restos de la antigua corteza rocosa. Debe haber una buena cantidad de rocas en el hielo cerca de la superficie. Se han descubierto trozos irregulares bajo la superficie helada que pueden ser formaciones rocosas, lo que indica que el hielo superficial es lo suficientemente fuerte como para soportar masas rocosas imbuidas sin que se hundan hasta el fondo. Sin embargo, esta anomalía también podría estar causada por pilas de rocas en el fondo del hielo.

CALISTO

Calisto es la 3ª luna más grande del Sistema Solar, casi del mismo tamaño que el planeta Mercurio. Con una superficie de 4000 millones de años de edad, es el objeto con más cráteres de impacto del Sistema Solar y tiene el paisaje más antiguo.Nunca ha habido actividad geológica interna digna de mención en Calisto. Su formación se debió probablemente a la unión, por acción de la gravedad, de los trozos de roca y hielo que formaban el disco de acreción alrededor de Júpiter. Tiene la densidad más baja de los satélites galileanos y está formado aproximadamente a partes iguales por roca y hielo.

Los impactos de meteoritos y cometas han modelado su superficie, que está casi toda cubierta de antiguos cráteres de impacto formados en la historia temprana del Sistema Solar, aunque hay algunos pequeños cráteres jóvenes. Destacan dos monstruos; el gigantesco cráter Valhalla, con 1800 km diámetro, y el cráter Asgard, de 1600 km de diámetro –¡en una luna de 2400 km de radio!–. En ambos se observan acumulaciones de hielo limpio y anillos concéntricos.

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