El estudio, publicado este lunes en 'Nature Astronomy', encontró que las emisiones de rayos X de muy alta energía en el polo sur de Júpiter emiten destellos consistentemente cada 11 minutos, mientras que los del polo norte son erráticos: aumentan y disminuyen en brillo, independientemente del polo sur.
Los científicos califican estos hallazgos en Júpiter de "particularmente desconcertantes", ya que este comportamiento es distinto de las auroras norte y sur de la Tierra, que se reflejan ampliamente en actividad. Además, existen otros planetas de tamaño similar, como Saturno, que no producen ninguna aurora de rayos X detectable.
"No esperábamos ver los puntos calientes de rayos X de Júpiter pulsando independientemente, ya que pensamos que su actividad se coordinaría a través del campo magnético del planeta", explica el autor principal del estudio, William Dunn, del UCL Mullard Space Science Laboratory, en Reino Unido, y del Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, en Estados Unidos. Según el científico, se necesita estudiar esto más a fondo para desarrollar ideas sobre cómo Júpiter produce su aurora de rayos X. "La misión Juno de la NASA es realmente importante para esto", indica Dunn.
Desde que llegó a Júpiter en 2016, la misión de Juno ha estado reescribiendo mucho de lo que se conoce sobre el planeta gigante, pero la nave espacial no tiene instrumento de rayos X a bordo. Por ello, para entender cómo se producen las auroras de rayos X, el equipo espera combinar la información de la aurora de rayos X recopilada utilizando los observatorios XMM-Newton y Chandra con los datos recopilados por Juno mientras explora las regiones que producen la aurora de Júpiter.
"Si podemos comenzar a conectar las firmas de rayos X con los procesos físicos que las producen, entonces podemos usar esas firmas para comprender otros cuerpos en el universo, como enanas marrones, exoplanetas o incluso estrellas de neutrones", afirma Dunn, que considera esto "un instrumento muy poderoso y un paso importante hacia la comprensión de los rayos X en todo el universo".
Una de las teorías que Juno puede ayudar a probar o refutar es que las auroras de Júpiter se forman por separado cuando el campo magnético del planeta interactúa con el viento solar. El equipo sospecha que las líneas del campo magnético vibran, produciendo ondas que llevan partículas cargadas hacia los polos y estos cambian en velocidad y dirección de desplazamiento hasta que colisionan con la atmósfera de Júpiter, generando pulsos de rayos X.
Utilizando los observatorios de rayos X XMM-Newton y Chandra de mayo a junio de 2016, los autores produjeron mapas de las emisiones de rayos X de Júpiter e identificaron un punto caliente de rayos X en cada polo. Cada punto caliente cubre un área mucho más grande que la superficie de la Tierra. Estudiando cada uno para identificar patrones de comportamiento, descubrieron que los puntos calientes tienen características muy diferentes.
"El comportamiento de los puntos calientes de rayos X de Júpiter plantea preguntas importantes sobre qué procesos producen estas auroras", comenta por su parte la coautora de la investigación, Licia Ray, de la Universidad de Lancaster. Según señala, el equipo sabe que una combinación de iones de viento solar e iones de oxígeno y azufre, originalmente de explosiones volcánicas de la luna de Júpiter Io, están involucradas. "Sin embargo, su importancia relativa en la producción de las emisiones de rayos X no está clara", lamenta.
"Lo que encuentro particularmente cautivador en estas observaciones, especialmente en el momento en que Juno está haciendo mediciones 'in situ', es el hecho de que podemos ver los dos polos de Júpiter a la vez, una oportunidad única que ocurrió hace diez años", asegura otra de las coautoras del estudio, la profesora Graziella Branduardi-Raymont, de UCL Space & Climate Physics. Branduardi-Raymont añade que, comparar los comportamientos de los dos polos permite a los científicos "aprender mucho más de las complejas interacciones magnéticas que se producen en el entorno del planeta"
El equipo espera seguir el seguimiento de la actividad de los polos de Júpiter durante los próximos dos años mediante el uso de campañas de observación de rayos X junto con Juno para ver si este comportamiento no notificado anteriormente es común.