La nave espacial Juno de la NASA ha producido las primeras mediciones de temperatura bajo la superficie de Ío, la luna galileana más interna de Júpiter y el cuerpo volcánicamente más activo del sistema solar. Los datos, recolectados durante dos sobrevuelos cercanos y publicados el 22 de julio de 2026 en el Journal of Geophysical Research: Planets, revelan un aumento de temperatura de más de 20 grados Celsius en los primeros metros de la corteza de la luna y muestran que la superficie es inesperadamente lisa y porosa en vastas áreas.
Los hallazgos provienen del radiómetro de microondas (MWR) de Juno, un instrumento con seis antenas que detecta microondas en longitudes de onda de 1,3 a 51 centímetros. Diseñado originalmente para mirar a través de las nubes de Júpiter, el MWR se ha utilizado durante la misión extendida de Juno para observar tres lunas galileanas: Ganimedes, Europa e Ío. En Ganimedes y Europa, el instrumento sondeó kilómetros bajo superficies heladas, pero ver dentro de la roca volcánica en Ío fue una ventaja inesperada.
Durante los sobrevuelos del 30 de diciembre de 2023 y el 3 de febrero de 2024, Juno pasó a unos 1.500 kilómetros sobre la superficie de Ío. El MWR midió la emisión térmica ascendente a profundidades que van desde unos pocos centímetros hasta varios metros. Debido a que cada longitud de onda penetra a una profundidad diferente, los seis canales juntos producen un perfil vertical de temperatura de la subsuperficie poco profunda.
Un gradiente de temperatura que apunta a calentamiento interno
Los datos del MWR revelaron una gran pendiente espectral en los canales de frecuencia más baja en todas las latitudes muestreadas, lo que indica un calentamiento endógeno significativo en los primeros metros. Las temperaturas aumentaron más de 20 grados Celsius en relación con la temperatura superficial, un gradiente demasiado pronunciado para ser explicado por la luz solar calentando un mundo sin atmósfera.
El equipo de investigación, liderado por Shannon Brown en el JPL, aplicó dos modelos para explicar los espectros de microondas observados. Según el primer modelo, el calor asciende de manera constante a través de una capa conductora cercana a la superficie, produciendo flujos de calor de fondo de 1 a 3 vatios por metro cuadrado. Modesto en cualquier ubicación individual, este flujo integrado en toda la superficie de Ío representa una liberación de calor de hasta 30 veces el promedio global de la Tierra.
El segundo modelo propone que la señal proviene de flujos de lava relativamente recientes o respiraderos de calor enterrados bajo una corteza en enfriamiento. En este escenario, el material caliente se encuentra a unos 10 metros bajo la superficie y cubre aproximadamente el 10 por ciento del área de Ío en cualquier momento dado. La lava tendría menos de cinco años de antigüedad, lo que sugiere un ciclo continuo de erupción, entierro y enfriamiento en toda la superficie de la luna.
Los datos del MWR no pueden distinguir entre estos dos escenarios; ambos pueden operar simultáneamente en Ío.
Una superficie como piedra pómez y ceniza
Más allá del perfil de temperatura, los datos del MWR revelaron propiedades inesperadas de la superficie de Ío. La luna refleja las microondas de manera especular, lo que indica una superficie notablemente lisa en escalas de 100 kilómetros, a pesar de su topografía visible de altas montañas y calderas volcánicas. Lejos de sus montañas, la superficie se asemeja más a las Grandes Llanuras que a un mundo volcánico accidentado.
Los datos de microondas también acotaron la constante dieléctrica del material superficial, dando valores entre 2 y 4, que corresponden a una densidad de 0,7 a 1,1 gramos por centímetro cúbico para los primeros 10 centímetros. En comparación, la roca volcánica sólida tiene una densidad de aproximadamente 2,5 a 3 gramos por centímetro cúbico. La baja densidad indica que la superficie de Ío consiste en material altamente poroso y fragmentado, más parecido a piedra pómez o ceniza volcánica esponjosa que a roca sólida. El instrumento vio esencialmente una superficie que es más escombros sueltos y rotos que lecho rocoso duro en vastas áreas de la luna.
Esta capa superficial porosa probablemente resulta de los constantes ejecta volcánicos que cubren Ío. Con cientos de volcanes activos, la luna es continuamente recubierta por erupciones que depositan material suelto de caída aérea.
Calentamiento por marea y el panorama general
El vulcanismo extremo de Ío es impulsado por el calentamiento por marea, donde la gravedad de Júpiter y los tirones gravitacionales de Europa y Ganimedes flexionan constantemente la luna, generando fricción interna mucho más allá de lo que la desintegración radiactiva por sí sola podría producir.
Los resultados de Juno ofrecen una nueva ventana a cómo el calor de marea se mueve a través de una corteza rocosa. Los científicos anteriormente solo podían observar el calor que escapaba en la superficie de Ío mediante mediciones infrarrojas u observaciones directas de erupciones. Los datos del MWR muestran dónde se almacena y transporta el calor en la subsuperficie poco profunda, lo que permite a los investigadores caracterizar cómo fluye la energía de marea desde el interior hacia la superficie.
La técnica tiene implicaciones más allá de Ío. Las mismas fuerzas de marea que impulsan el vulcanismo de Ío mantienen océanos subsuperficiales de agua líquida en Europa y Encélado. Comprender cómo el calentamiento por marea distribuye la energía a través de diferentes tipos de corteza, rocosa en Ío y helada en Europa, ayuda a construir mejores modelos de cómo funcionan estas lunas como sistemas. El descubrimiento de que la radiometría de microondas puede ver debajo de la superficie de una luna rocosa también tiene implicaciones para el estudio de los volcanes de la Tierra.
El artículo es obra de Shannon Brown y colegas del JPL, Caltech, SwRI y otras instituciones.
Imágenes
Imágenes: Ninguna. Consulte las imágenes oficiales de Ío de la NASA para ver una única vista compuesta de la luna.
Traducido del inglés por Alessandra – 1ban.news