El radiómetro de microondas de Juno revela calor subsuperficial bajo la corteza volcánica de Ío
La sonda Juno de la NASA ha producido las primeras mediciones de temperatura bajo la superficie de Ío, la luna más interna de las galileanas de Júpiter y el cuerpo más volcánicamente activo del sistema solar. Los datos, recogidos durante dos sobrevuelos cercanos y publicados en el Journal of Geophysical Research: Planets el 22 de julio de 2026, 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 extensiones.
Los hallazgos provienen del radiómetro de microondas (MWR) de Juno, un instrumento con seis antenas que detectan simultáneamente microondas en longitudes de onda que van de 1,3 a 51 centímetros. Diseñado originalmente para atravesar las densas capas nubosas de Júpiter, el MWR se ha utilizado durante la misión extendida de Juno para observar tres de las lunas galileanas del planeta: Ganimedes, Europa e Ío. En Ganimedes y Europa, el instrumento sondeó decenas de kilómetros bajo superficies heladas, pero la capacidad de ver a través de la roca volcánica en Ío fue un beneficio inesperado.
Durante los sobrevuelos del 30 de diciembre de 2023 y el 3 de febrero de 2024, Juno pasó a aproximadamente 1500 kilómetros sobre la superficie de Ío. El MWR midió la emisión térmica ascendente a profundidades que oscilaban entre unos pocos centímetros y varios metros. Dado que cada longitud de onda penetra a una profundidad diferente, los seis canales en conjunto producen un perfil vertical de temperatura del subsuelo superficial.
Un gradiente térmico que apunta al 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 significativo calentamiento endógeno en los primeros metros. Las temperaturas aumentaron más de 20 grados Celsius respecto a la temperatura superficial de la piel, un gradiente demasiado pronunciado para ser explicado por el calentamiento solar en un mundo sin atmósfera.
El equipo de investigación, liderado por Shannon Brown en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, aplicó dos modelos sencillos 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. Aunque modesto en cualquier punto concreto, comparable a una pequeña luz nocturna bajo cada metro cuadrado, este flujo integrado en toda la superficie de Ío representa una liberación de calor de hasta 30 veces el promedio global terrestre.
El segundo modelo propone que la señal proviene de coladas de lava relativamente recientes o respiraderos térmicos enterrados bajo una corteza en enfriamiento. En este escenario, el material caliente se encuentra aproximadamente a 10 metros bajo la superficie y cubre alrededor del 10 por ciento de la superficie de Ío en cualquier momento. La lava tendría menos de cinco años de antigüedad, lo que sugiere un ciclo continuo de erupción, enterramiento y enfriamiento en toda la superficie de la luna.
Los datos del MWR por sí solos no pueden distinguir entre estos dos escenarios, y ambos podrían estar ocurriendo simultáneamente en distintas regiones de Ío.
Una superficie parecida a la piedra pómez y la ceniza
Más allá del perfil de temperatura, las observaciones del MWR revelaron propiedades inesperadas de la propia superficie de Ío. La luna refleja las microondas de forma especular, similar a un espejo, lo que indica una superficie notablemente lisa a escalas de 100 kilómetros, a pesar de su topografía visible de altas montañas y calderas volcánicas. Brown señaló que, lejos de sus montañas, la superficie se asemeja más a las Grandes Llanuras de América del Norte que a un mundo volcánico accidentado.
Los datos de microondas también acotaron la constante dieléctrica del material superficial, obteniendo valores entre 2 y 4. Esto corresponde a una densidad de 0,7 a 1,1 gramos por centímetro cúbico para los primeros 10 centímetros de la capa superficial. 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 está compuesta por material altamente poroso y fragmentado, más parecido a la piedra pómez o a la ceniza volcánica esponjosa que a la roca sólida.
Esta capa superficial porosa probablemente es resultado de la lluvia constante de eyecciones volcánicas que cubre Ío. Con cientos de volcanes activos en toda su superficie, la luna es continuamente reconfigurada por erupciones que depositan material suelto de caída aérea.
Calentamiento por marea y el panorama general
El volcanismo extremo de Ío es impulsado por el calentamiento por marea. Mientras Ío orbita Júpiter, la inmensa gravedad del planeta estira y comprime la luna, mientras que los tirones gravitacionales de las vecinas Europa y Ganimedes mantienen su órbita ligeramente elíptica. Esta flexión constante genera una enorme fricción interna, produciendo mucho más calor del que la desintegración radiactiva por sí sola podría suministrar para una luna del tamaño de Ío.
Los resultados de Juno ofrecen una nueva ventana observacional a cómo el calor de marea se desplaza a través de una corteza rocosa. Hasta ahora, los científicos solo podían observar el calor que escapa 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 el subsuelo superficial, 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 volcanismo de Ío son responsables de mantener 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 los científicos planetarios a construir mejores modelos de cómo funcionan estas lunas como sistemas. Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute, señaló que el descubrimiento de que la radiómetría de microondas puede ver bajo la superficie de una luna rocosa tiene implicaciones importantes también para el estudio de los volcanes terrestres.
El artículo está firmado por Shannon Brown, Virgil Adumitroaie, Scott Bolton, Anton Ermakov, Jianqing Feng, Steven Levin, Matthew Siegler y Zhimeng Zhang, afiliados al JPL, Caltech, Southwest Research Institute, la Universidad de Stanford, el Planetary Science Institute y la Universidad de Hawái. Juno se lanzó en agosto de 2011 como parte del programa Nuevas Fronteras de la NASA y entró en órbita alrededor de Júpiter el 6 de julio de 2016, completando su perijovio número 85 el 5 de julio de 2026.
Traducido por Alessandra