Las lunas de Júpiter están calientes.
Bueno, más calientes de lo que deberían estar, por estar tan lejos del Sol. En un proceso llamado calentamiento por mareas, los tirones gravitacionales de las lunas de Júpiter y el planeta mismo estiran y aplastan las lunas lo suficiente para calentarlas. Como resultado, algunos delas lunas heladas contienen interiores lo suficientemente cálidos como para albergar océanos de agua líquida, y en el caso de la luna rocosa Io, el calentamiento de las mareas derrite la roca en magma.
Los investigadores creían anteriormente que el gigante gaseoso Júpiter era responsable de la mayor parte del calentamiento de las mareas asociado con el interior líquido de las lunas, pero un nuevo estudio publicado en Geophysical Research Letters encontró que las interacciones luna-luna pueden ser más responsables del calentamiento queJúpiter solo.
"Es sorprendente porque las lunas son mucho más pequeñas que Júpiter. No esperarías que fueran capaces de crear una respuesta de marea tan grande", dijo el autor principal del artículo, Hamish Hay, becario postdoctoral en el Jet Propulsion Laboratory enPasadena, California, quien hizo la investigación cuando era un estudiante de posgrado en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona.
Comprender cómo las lunas se influyen entre sí es importante porque puede arrojar luz sobre la evolución del sistema lunar en su conjunto. Júpiter tiene casi 80 lunas, las cuatro más grandes de las cuales son Ío, Europa, Ganímedes y Calisto.
"Mantener los océanos subterráneos contra la congelación durante tiempos geológicos requiere un delicado equilibrio entre el calentamiento interno y la pérdida de calor, y sin embargo, tenemos varias pruebas de que Europa, Ganímedes, Calisto y otras lunas deberían ser mundos oceánicos", dijo el coautor AntonyTrinh, investigador postdoctoral en el Laboratorio Lunar y Planetario. "Io, la luna más cercana a Júpiter, muestra una actividad volcánica generalizada, otra consecuencia del calentamiento de las mareas, pero a una intensidad más alta probablemente experimentada por otros planetas terrestres, como la Tierra, en suhistoria temprana. En última instancia, queremos comprender la fuente de todo este calor, tanto por su influencia en la evolución y habitabilidad de los muchos mundos en todo el sistema solar y más allá ".
resonancia de mareas
El truco del calentamiento de las mareas es un fenómeno llamado resonancia de las mareas.
"La resonancia crea mucho más calor", dijo Hay. Básicamente, si empuja cualquier objeto o sistema y lo suelta, se tambaleará a su propia frecuencia natural. Si sigue empujando el sistema a la frecuencia correcta, esas oscilacionesse hace cada vez más grande, como cuando empuja un swing. Si empuja el swing en el momento adecuado, aumentará, pero se equivoca en el momento y el movimiento del swing se amortigua ".
La frecuencia natural de cada luna depende de la profundidad de su océano.
"Estas resonancias de las mareas se conocían antes de este trabajo, pero solo se conocen por las mareas debidas a Júpiter, que solo pueden crear este efecto de resonancia si el océano es realmente delgado menos de 300 metros o menos de 1,000 pies, lo cual es poco probable".Hay dijo: "Cuando las fuerzas de las mareas actúan sobre un océano global, se crea un maremoto en la superficie que termina propagándose alrededor del ecuador con una cierta frecuencia o período".
Según el modelo de los investigadores, la influencia de Júpiter por sí sola no puede crear mareas con la frecuencia adecuada para resonar con las lunas porque se cree que los océanos de las lunas son demasiado gruesos. Es solo cuando los investigadores agregaron la influencia gravitacional delotras lunas que comenzaron a ver las fuerzas de las mareas acercándose a las frecuencias naturales de las lunas.
Cuando las mareas generadas por otros objetos en el sistema lunar de Júpiter coinciden con la frecuencia de resonancia de cada luna, la luna comienza a experimentar más calor que el debido a las mareas elevadas por Júpiter solo, y en los casos más extremos, esto podría resultar en el derretimientode hielo o roca internamente.
Para que las lunas experimenten la resonancia de las mareas, sus océanos deben tener decenas a cientos de kilómetros, como máximo unos pocos cientos de millas, de espesor, lo que está dentro del rango de las estimaciones actuales de los científicos. Sin embargo, hay algunas advertencias para los investigadores.recomendaciones.
Su modelo asume que las resonancias de las mareas nunca se vuelven demasiado extremas, dijo Hay. Él y su equipo quieren volver a esta variable en el modelo y ver qué sucede cuando eliminan esa restricción.
Hay también espera que los estudios futuros puedan inferir la verdadera profundidad de los océanos dentro de estas lunas.
Este estudio fue financiado por el programa Habitable Worlds de la NASA.
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