Los nuevos resultados proporcionan una imagen más completa de la extensión de los lagos de lava en la luna Ío y revelan por primera vez los mecanismos de los procesos volcánicos en curso. Estos resultados se obtuvieron gracias al instrumento italiano, financiado por la Agencia Espacial Italiana (ASI) JIRAM (Jovian Infrared Auroral Mapper) a bordo del Juno, que “ve” en luz infrarroja no visible para el ojo humano. Los investigadores publicaron un artículo sobre los últimos hallazgos “volcánicos” de Juno en Nature Communications Earth and Environment.
Ío ha fascinado a la comunidad astronómica desde 1610, cuando Galileo Galilei descubrió la luna joviana. 369 años después, la sonda Voyager de la NASA captó una erupción volcánica en la luna. Las posteriores misiones Galileo y Juno realizaron varias observaciones de Ío y gracias a ellas se descubrieron muchos más detalles sobre su vulcanismo. Los científicos creen que Ío, que se estira y comprime como un acordeón por la gravedad de las lunas cercanas y del enorme Júpiter, es el mundo volcánicamente más activo del sistema solar. Pero si bien existen muchas teorías sobre el tipo de erupciones volcánicas que pueblan su superficie, había pocos datos que lo sustentaran.
En mayo y octubre de 2023, Juno realizó sobrevuelos de Io con una distancia de aproximación de aproximadamente 35.000 kilómetros y 13.000 kilómetros, respectivamente. En ese momento, los dos sobrevuelos fueron lo más cerca que una sonda había llegado a la luna joviana en más de dos décadas. Entre los instrumentos de Juno que observaban de cerca esta fascinante y ligeramente más grande luna que la Tierra se encontraba el instrumento italiano JIRAM.
JIRAM fue diseñado para capturar luz infrarroja proveniente del interior profundo de Júpiter, sondeando la capa climática hasta 50-70 kilómetros por debajo de las cimas de las nubes de Júpiter. Pero durante la misión extendida de Juno, el instrumento también se utilizó para estudiar las lunas Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. Las imágenes de Io tomadas por JIRAM mostraron la presencia de anillos brillantes en el infrarrojo correspondientes a numerosos “hot spots” (literalmente, puntos calientes, es decir, calderas, volcanes o flujos de lava).
“La alta resolución espacial de las imágenes infrarrojas de JIRAM, combinada con la posición favorable de Juno durante los sobrevuelos, reveló que toda la superficie de Ío está cubierta por lagos de lava contenidos en estructuras similares a calderas (grandes depresiones que se forman cuando el volcán entra en erupción y colapsa)”, dijo Alessandro Mura, co-investigador de Juno en el Instituto Nacional de Astrofísica de Roma. “Estimamos que en la región de la superficie de Io donde tenemos los datos más completos, alrededor del 3% está cubierto por uno de estos lagos de lava”.
Dentro de la Boca de los Lagos de Fuego
Los datos del sobrevuelo de Io de JIRAM no solo resaltan las abundantes reservas de lava de Io, sino que también brindan información sobre lo que podría estar sucediendo debajo de la superficie. Las imágenes infrarrojas de varios lagos de lava en Ío mostraron un círculo extremadamente delgado de lava en el límite entre la corteza central (que cubre la mayor parte del lago de lava) y las paredes del lago. La falta de flujos de lava más allá del borde del lago sugiere un reciclaje sustancial del magma, lo que indica que existe un equilibrio entre lo que entra en erupción en los lagos de lava y lo que se reinyecta en el sistema subterráneo.
“Ahora tenemos una idea de qué tipo de vulcanismo es más frecuente en Ío: enormes lagos de lava donde el magma sube y baja”, dijo Mura. “La corteza de lava se ve obligada a romperse contra las paredes del lago, formando el típico anillo de lava que se ve en los lagos de lava hawaianos. Las paredes probablemente tienen cientos de metros de altura, lo que explica por qué generalmente no se observa magma escapando de las páteras (un término para las calderas de Io, que son estructuras en forma de cuenco creadas por el vulcanismo) y moviéndose a través de la superficie de la luna.
Los datos de JIRAM sugieren que la mayor parte de la superficie de estos lagos de lava en Io está compuesta de corteza rocosa que sube y baja como una sola superficie debido a la corriente ascendente y descendente del magma central. La corteza que toca las paredes del lago no puede deslizarse debido a la fricción con las paredes del lago, por lo que se deforma y finalmente se rompe, lo que permite que la lava justo debajo de la superficie de la costra sea visible para JIRAM.
Una hipótesis alternativa sigue siendo válida: el ascenso de magma en el centro del lago. En este escenario, la corteza aislante (aunque delgada) se extiende radialmente a través de procesos de convección hacia el lago y luego se hunde en los bordes, exponiendo la lava.
“Recién estamos comenzando a examinar los resultados de JIRAM de sobrevuelos cercanos a Io en diciembre de 2023 y febrero de 2024”, dijo Scott Bolton, investigador principal de Juno en el Southwest Research Institute en San Antonio. “Las observaciones muestran información nueva y fascinante sobre los procesos volcánicos de Ío. Al combinar estos nuevos hallazgos con la campaña a largo plazo de Juno para monitorear y mapear volcanes en los polos norte y sur de Ío, nunca antes observados, JIRAM está demostrando ser una de las herramientas más valiosas para comprender cómo funciona este mundo problemático”.
Juno realizó su 62º sobrevuelo de Júpiter, que incluyó un sobrevuelo de Io a una altitud de unos 29.250 kilómetros el 13 de junio. El 63º sobrevuelo del gigante gaseoso está previsto para el 16 de julio.
Información sobre la misión
El Jet Propulsion Laboratory de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, California, gestiona la misión Juno para el investigador principal, Scott Bolton, del Southwest Research Institute en San Antonio. Juno es parte del Programa Nuevas Fronteras de la NASA, administrado en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. La Agencia Espacial Italiana (ASI) financió el Mapeador de Auroras Infrarrojas Jovianas. Lockheed Martin Space en Denver construyó y opera la sonda espacial.
Más información sobre Juno está disponible en: https://www.nasa.gov/juno
- Esta imagen muestra la emisión infrarroja de Chors Patera en la luna Io de Júpiter. Fue creado combinando datos recopilados por el instrumento Jovian Infrarrojo Auroral Mapper (JIRAM) durante un sobrevuelo de la luna el 15 de octubre de 2023.
- (fuente de la imagen/créditos: A. Mura / Equipo JIRAM)
- Lago de lava Puʻu ʻŌʻō a principios de la década de 1990, cortesía de NPS/USGS.
- En este gráfico se muestra el mecanismo propuesto para la formación del anillo de lava: la subida y bajada del magma hace que se rompa la corteza de los bordes del lago.
Fuente de la imagen A. Mura
Oficina de prensa de ASI
