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Fuente: Cartas de investigación geofísica

Un nuevo estudio argumenta que las cuatro lunas más grandes de Júpiter pueden tener una mayor influencia en las mareas de los demás que el propio Júpiter. Los hallazgos sugieren que los océanos en estas lunas podrían generar más calor por fricción y podrían ser más adecuados para albergar vida de lo que se pensaba anteriormente.

Júpiter es el planeta más grande del sistema solar, por lo que es lógico que tenga la mayor influencia en las mareas de sus lunas oceánicas. Pero de acuerdo con la nueva investigación, un tirón gravitacional más grande no se traduce necesariamente en mareas más altas si el momento no es el adecuado.

Los investigadores podrían tener que reconsiderar su comprensión de cómo evolucionaron estas lunas oceánicas y de dónde proviene la mayor parte de su calor.

El nuevo estudio en la revista Geophysical Research Letters de AGU sugiere que las cuatro lunas más grandes de Júpiter, conocidas colectivamente como las lunas galileanas, podrían desempeñar un papel más importante en el flujo y reflujo de las mareas de cada una que el gran planeta que orbitan debido a un fenómeno llamado marea. resonancia. Esta relación recién descubierta entre las lunas significa que los investigadores podrían tener que reconsiderar su comprensión de cómo evolucionaron estas lunas oceánicas y de dónde proviene la mayor parte de su calor.

Mareas Luna-Luna

Investigaciones anteriores sugieren que tres de las cuatro lunas más grandes de Júpiter (Europa, Ganímedes y Calisto) contienen vastos océanos de agua líquida debajo de sus cortezas heladas. La cuarta luna, Io, podría contener un océano de magma. Los océanos de estas lunas galileanas tienen mareas que suben y bajan a medida que Júpiter las estira y las aprieta, del mismo modo que nuestra Luna tira de los océanos de la Tierra.

Aunque los investigadores han considerado durante mucho tiempo los efectos gravitatorios que tiene Júpiter en sus lunas oceánicas, hasta ahora han descuidado las mareas potenciales que provocan las lunas entre sí.

El nuevo artículo, realizado por investigadores del Laboratorio Lunar y Planetario en Tucson, Arizona, argumenta por primera vez que la atracción gravitacional de las lunas galileanas entre sí, aunque más pequeña, podría estar produciendo mareas más grandes que las de Júpiter. Eso es porque son más resonantes entre sí.

La resonancia tiene más que ver con el tiempo que con el tamaño. Si está empujando a alguien en un columpio, por ejemplo, sincronizar su empujón con el impulso natural hacia adelante del columpio asegurará que su próximo columpio sea más alto. Júpiter hace el equivalente gravitacional de dar un gran empujón a la oscilación cuando viene hacia ti, mientras que las lunas se dan entre sí el equivalente de pequeños empujones en la oscilación ascendente.

Según Hamish Hay, autor principal del nuevo estudio y ahora becario postdoctoral en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, para que Júpiter produzca mareas dramáticas en sus lunas, el planeta tendría que estar en resonancia con los océanos de esas lunas. lunas

En el nuevo estudio, Hay y sus colegas calcularon cómo las fuerzas de marea de Júpiter y otras lunas afectarían el flujo de los océanos de diferentes profundidades. Para Europa, por ejemplo, supusieron una capa de hielo de 10 kilómetros (6 millas) de espesor.

Descubrieron que la atracción de Júpiter podría generar un maremoto si el océano de Europa tuviera solo 200 metros (660 pies) de espesor, lo que los investigadores creen que es poco probable. La influencia gravitacional más débil de Io, por otro lado, podría inducir un maremoto considerable hacia el oeste en océanos de hasta 80 kilómetros (50 millas) de espesor. Los investigadores vieron esta tendencia en todos los satélites galileanos, con mareas luna-luna capaces de producir muchas veces más calor del que podrían generar las fuerzas de marea de Júpiter.

Un océano más cálido y dinámico es aquel que potencialmente podría ser más adecuado para la vida.

“Es algo interesante, porque Júpiter es la masa más grande de ese sistema, por lo que sus fuerzas de marea son mucho más grandes que las de una luna sobre otra”, dijo Hay.

En ausencia de la resonancia de las mareas, la mayor parte del calor dentro de estos océanos se generaría a partir de la descomposición radiactiva de los elementos y las mareas elevadas por Júpiter en las porciones rocosas de las lunas. Pero si las mareas dramáticas debidas a las otras lunas también están en juego, el océano podría estar generando su propio calor a partir de la fricción con la capa de hielo en la que está atrapado. Un océano más cálido y dinámico es aquel que potencialmente podría ser más adecuado para la vida.

Determinación del espesor del océano

La resonancia de las mareas también podría ayudar a los científicos a determinar exactamente qué tan gruesos son los océanos de las lunas galileanas. Si las mareas debajo del hielo son lo suficientemente fuertes, toda la superficie de la luna entraría y saldría, como si la luna estuviera respirando.

“Si puedes medir la velocidad a la que la superficie de la luna se mueve hacia arriba y hacia abajo, entonces esa sería una forma de decirte qué tan grueso podría ser el océano”, dijo Hay.

Sin embargo, gran parte de esta investigación sigue siendo teórica, advirtió. Los modelos utilizados en el documento solo tienen en cuenta el movimiento horizontal, tal como lo harían en la Tierra. Si estos océanos tienen realmente más de 100 kilómetros (60 millas) de profundidad, como creen la mayoría de los investigadores, también habría que tener en cuenta una cantidad significativa de movimiento vertical.

Además, no es posible calcular la frecuencia de resonancia exacta sin saber con precisión qué tan gruesos son los océanos de las lunas. Aunque las lunas podrían haber tenido una resonancia de marea entre sí en el pasado, es posible que no lo sean hoy.

En el futuro, dijo Hay, los investigadores podrían aprovechar este trabajo modelando la forma en que los océanos y sus capas heladas evolucionaron juntos en estas lunas a la luz del potencial de resonancia de las mareas. Esto podría cambiar por completo la visión de los científicos sobre la historia de las lunas galileanas, dijo Hay. ( Cartas de investigación geofísica , https://doi.org/10.1029/2020GL088317, 2020)

—Rachel Fritts ( @rachel_fritts), escritora científica

Citación:

Fritts, R. (2020), Las lunas oceánicas de Júpiter generan maremotos entre sí, Eos, 101 , https://doi.org/10.1029/2020EO148166. Publicado el 20 de agosto de 2020.

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¿Cuál es el nombre del océano de Júpiter?

Europa: el mundo oceánico de Júpiter.

¿Las lunas de Júpiter tienen océanos?

Tres de las cuatro lunas más grandes de Júpiter son heladas, y en 1998 la nave espacial Galileo de la NASA detectó indicios tentadores de un océano debajo de uno, Europa. Desde entonces, estudios posteriores han detectado signos de columnas de agua que posiblemente surgieron de este océano.

¿Qué tan profundos son los océanos de Júpiter?

Los científicos creen que el océano tiene unas 60 millas (100 kilómetros) de espesor, 10 veces la profundidad de los océanos de la Tierra, agregó la NASA.

¿Es el agua del océano de Europa

Gracias a los telescopios terrestres, los científicos supieron que la superficie de Europa es principalmente hielo de agua, y los científicos han encontrado pruebas sólidas de que debajo de la corteza de hielo hay un océano de agua líquida o hielo fangoso.

Video: jupiter’s ocean