Viaje a los océanos subterráneos de Ganímedes y las lunas de Júpiter: ¿qué desvelará JUICE? 

La misión JUICE explorará Júpiter y sus lunas, Ganímedes, Calisto y Europa ESA/ATG medialab; Jupiter: NASA/ESA/J. Nichols (University of Leicester); Ganymede: NASA/JPL; Io: NASA/JPL/University of Arizona; Callisto and Europa: NASA/JPL/DLR, CC BY

Hace casi 10 años la Agencia Espacial Europea (ESA) seleccionó Júpiter y la mayor de sus lunas, Ganímedes, para desarrollar una de sus misiones más ambiciosas de exploración del sistema solar. Se trata de la misión JUICE (JUpiter ICy Moons Explorer), que tiene previsto su lanzamiento a partir del 13 de abril. JUICE viajará al sistema de Júpiter y sus lunas explorando mundos helados que poseen océanos de agua líquida ocultos bajo cortezas heladas de espesor desconocido.

Viaje a los océanos

El agua líquida es el requisito fundamental para la vida, pero es muy escasa en el sistema solar y es rara en los planetas de tipo terrestre como el nuestro. Sin embargo, es abundante en los océanos interiores de las lunas de Júpiter y Saturno, donde quizás podrían darse las condiciones adecuadas para que la vida pudiera desarrollarse. Estudiar el sistema solar en miniatura que constituyen Júpiter y sus lunas ayuda a conocer otros sistemas similares. En efecto, muchas estrellas poseen planetas gigantes gaseosos, y muchos de estos podrían tener satélites parecidos, con materiales helados y ricos en agua.

La diversidad orbital de estos exoplanetas podría hacer de muchas de estas lunas entornos adecuados para la aparición de la vida. Así, JUICE estudiará el sistema de Júpiter como un arquetipo de sistema planetario en miniatura con mundos ricos en agua. Su viaje servirá para determinar las habitabilidad de los océanos subterráneos de sus lunas.

Recreación artística de JUICE en su exploración de Júpiter.
ESA/AOES

Júpiter, sus lunas y el agua líquida

Júpiter es el mayor de los planetas del sistema solar. Con 318 veces la masa de la Tierra y orbitando al Sol cinco veces más lejos, su formación dominó la historia del sistema solar. Júpiter se formó tras acumular ingentes cantidades de hidrógeno y helio que lo convirtieron en un gigante gaseoso sin superficie definida. Ante su inmensa gravedad, los mismos procesos que condujeron a la formación de planetas orbitando el Sol dieron lugar a la formación de pequeños mundos orbitando Júpiter.

Júpiter y sus cuatro satélites mayores a escala.
NASA/JPL/DLR, CC BY

Entre estos mundos destacan cuatro satélites comparables en tamaño o mayores que nuestra Luna: son Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, cuatro mundos tan distintos entre sí como lo son a su vez los planetas terrestres. Estas cuatro lunas están calentadas en su interior por las fuerzas de marea que genera la gravedad de Júpiter.

Ganímedes, Ío, Europa y Calisto

Ío es un mundo rocoso cubierto por compuestos de azufre. Posee gigantescos volcanes por los que el material de erupciones masivas escapa al espacio.

Europa tiene una superficie que muestra incontables líneas y fallas en un paisaje joven geológicamente y sin cráteres ni montañas. En Europa se activan géiseres ocasionales por los que escapa vapor de agua de un interior caliente pero menos activo que Ío. Su corteza helada podría ser de tan solo 20 kilómetros de espesor.

La imagen muestra la asombrosa diversidad de la superficie de Europa. Largas grietas y crestas lineales atraviesan la superficie, interrumpidas por regiones en las que la corteza de hielo superficial se ha roto y vuelto a congelar formando nuevos patrones.
NASA/JPL-Caltech/SETI Institute, CC BY

Ganímedes, orbitando Júpiter algo más lejos, es la mayor de las lunas en el sistema solar y posee grandes cráteres e inmensos terrenos que se fundieron y solidificaron en un pasado remoto. En su océano interior y salino se forma un campo magnético que crea auroras en su ecuador.

Calisto, orbitando Júpiter a casi dos millones de kilómetros de distancia, es un mundo oscuro y craterizado cubierto por hielos de agua, dióxido de carbono y compuestos orgánicos.

Un planeta extremo

En el gigantesco Júpiter se producen fenómenos de escala superlativa. En su atmósfera superficial encontramos vientos permanentes de 500 kilómetros por hora que arrastran nubes de amoníaco que cubren el planeta por completo. En las nubes vemos tormentas convectivas extremas que pueden durar semanas y crecer hasta alcanzar tamaños horizontales mayores que la Luna y cuyas raíces están en nubes de agua a 100 km de profundidad.

En muchos lugares del planeta, dentro y fuera de las tormentas, vemos relámpagos que pueden ser mil veces más energéticos que los relámpagos terrestres.

El campo magnético de Júpiter se extiende a lo largo de una magnetosfera de centenares de millones de kilómetros formando la estructura de mayor tamaño de todo el sistema solar. Este intenso campo magnético genera auroras permanentes que calientan la atmósfera polar produciendo oscuras nieblas de moléculas orgánicas complejas.

La misión de JUICE en marcha

JUICE llegará a Júpiter en 2032 y durante 4 años realizará 66 órbitas alrededor del planeta, acercándose progresivamente hasta la órbita de Ganímedes. Durante ese tiempo JUICE estudiará la atmósfera y magnetosfera de Júpiter, permitiéndonos saber cómo funciona un mundo tan complejo.

JUICE observará los oscuros anillos que rodean al planeta y examinará sus lunas más pequeñas. Estos datos nos aportarán detalles fundamentales para entender cómo se formaron Júpiter y sus lunas y el impacto que tuvo su formación en la historia del sistema solar.

La vida puede estar en mundos helados

Durante la exploración inicial del sistema de Júpiter, JUICE sobrevolará 2 veces Europa, realizará 21 sobrevuelos cercanos de Calisto y más de 20 sobrevuelos de Ganímedes antes de ponerse en su órbita a 500 km de altura. Allí explorará durante 2 años más este mundo mayor que Mercurio.

Al final de la misión, y si tiene suficiente combustible, descenderá a una órbita más cercana, a 200 km de la superficie. Gracias a sus 10 instrumentos científicos y la exploración de la geología superior de las lunas de Júpiter, JUICE nos dirá cuál es el espesor de las cortezas heladas de estos mundos, cuánta agua líquida tienen y cómo se formaron, y nos dará información fundamental sobre las moléculas orgánicas que se encuentran en sus superficies.

Los conocimientos que generará JUICE, junto con la información que tenemos de los exoplanetas, nos dará información clave sobre cómo de abundantes son los satélites helados en el universo, y cuál es su potencial habitabilidad. Quizás sea en mundos helados como estos, y no en planetas terrestres como el nuestro, donde la esquiva vida abunde.

Ricardo Hueso Alonso forma parte del equipo científico del instrumento JANUS. Uno de los 10 instrumentos a bordo de la misión JUICE.