Nuevos datos sobre la radiación abre la puerta a misiones a Europa, la luna de Júpiter
Los científicos de la misión Juno de la NASA han utilizado imágenes de cámaras estelares para mapear la radiación de alta energía en Europa, y se han encontrado con una radiación sorprendentemente baja en el lado opuesto a la dirección de movimiento de la luna joviana.
Por Peter Aagaard Brixen
Esta ilustración muestra la llegada de la nave espacial Juno a Júpiter en 2016, después de un viaje de cinco años, para estudiar el planeta gigante. Ilustración: NASA/JPL-Caltech
Científicos de la misión Juno de la NASA han desarrollado el primer mapa completo de radiación en 3D del sistema de Júpiter, que incluye la caracterización de la intensidad de las partículas de alta energía cerca de la órbita de la luna helada Europa, y cómo el entorno de radiación es esculpido por las lunas jovianas más pequeñas que orbitan cerca de los anillos de Júpiter.
El trabajo se basa en los datos recogidos por las cámaras estelares Advanced Stellar Compass (ASC) de Juno, diseñada y construida por la Universidad Técnica de Dinamarca, y la Stellar Reference Unit (SRU), construida por la firma aeroespacial Leonardo, S.p.A. en Florencia (Italia). Ambos conjuntos de datos se complementan entre sí y ayudan a que los científicos de la misión Juno puedan caracterizar el entorno de radiación a diferentes energías.
Tanto la ASC como la SRU son cámaras de baja luminosidad diseñadas para ayudar a superar los retos que plantea la navegación en el espacio profundo. Este tipo de instrumentos se encuentran en casi todas las naves espaciales interplanetarias y en órbita terrestre. Para conseguir que funcionaran como detectores de radiación, el equipo científico de la misión Juno tuvo que enfocar las cámaras desde una perspectiva totalmente nueva.
Entender cómo funciona el entorno de radiactivo de Júpiter
«En Juno intentamos innovar nuevas formas de utilizar nuestros sensores para aprender sobre la naturaleza, y hemos utilizado muchos de nuestros instrumentos científicos de formas diferentes para las que no fueron diseñados», explica Scott Bolton, investigador principal de la misión Juno en el Southwest Research Institute de San Antonio (Estados Unidos).
«Este es el primer mapa detallado de la radiación de la región a estas energías más altas, lo que supone un gran paso para comprender cómo funciona el entorno de radiación de Júpiter —afirma Bolton. Y añade—: El hecho de que hayamos sido capaces de crear el primer mapa detallado de la región es muy importante, porque no llevamos ningún instrumento diseñado para buscar radiación. El mapa ayudará a planificar las observaciones de la próxima generación de misiones al sistema joviano».
La cámara estelar ASC de la sonda espacial Juno toma imágenes de estrellas para determinar la orientación de la nave espacial en el espacio, lo cual es vital para el éxito del experimento MAG (Magnetic Field Experiment) de la nave espacial. Pero las cuatro cámaras estelares, ubicadas en el brazo del magnetómetro de Juno, también han demostrado ser valiosos detectores de flujos de partículas de alta energía en la magnetosfera de Júpiter.
Cada cuatro segundos, una foto de las estrellas
Registran la radiación dura, es decir, la radiación ionizante de alto poder de penetración que impacta en una nave espacial con suficiente energía como para pasar a través del blindaje de la cámara estelar ASC (Advanced Stellar Compass).
«Cada cuarto de segundo, la ASC toma una imagen de las estrellas —explica John Leif Jørgensen, profesor de la Universidad Técnica de Dinamarca qur forma parte de la misión Juno. Y añade—: Los electrones muy energéticos que penetran en su blindaje dejan una firma reveladora en nuestras imágenes, que se parece al rastro de una luciérnaga. El instrumento está programado para contar el número de estas luciérnagas, lo que nos da un cálculo preciso de la cantidad de radiación».
Esta imagen muestra una vista del hemisferio posterior de Europa con unos colores casi naturales. Cortesía: NASA/DLR
Debido a la órbita siempre cambiante de la nave espacial, esta ha atravesado prácticamente todas las regiones del espacio próximo al planeta más grande del Sistema Solar.
Los datos ASC de la cámara estelar sugieren que hay más radiación de muy alta energía en relación con la radiación de baja energía cerca de la órbita de la luna Europa de lo que se pensaba. Los datos también confirman que la cantidad de electrones de alta energía presentes en el lado de Europa orientado hacia su dirección de movimiento orbital es mayor que en la estela de la luna.
Como peces que nadan a contracorriente
Esto se debe a que la mayoría de los electrones de la magnetosfera de Júpiter alcanzan a Europa por detrás, debido al planeta, y a la rotación de su campo magnético, pero los electrones de muy alta energía derivan hacia atrás, casi como peces que nadan a contracorriente, y se estrellan contra el lado de Europa que va hacia delante.
Los datos de radiación del sistema de Júpiter no son la primera contribución científica no planificada que el ASC ha aportado a la misión. Incluso antes de llegar a Júpiter, los datos del ASC se utilizaron para medir el polvo interplanetario que impacta contra Juno. Y el generador de imágenes incluso descubrió un cometa desconocido hasta entonces utilizando la misma técnica de detección de polvo, distinguiendo pequeños trozos de la nave expulsados por el polvo microscópico que impactaba contra al sonda a muy alta velocidad.
Los resultados de la misión Juno se encuentran en la ronda final de revisión por pares y se publicarán en la revista científica Geophysical Research Letters.
Anillos de polvo
Al igual que el ASC, la citada unidad de referencia estelar (SRU) se ha utilizado como detector de radiación y de imágenes con poca luz. Los datos de la SRU y del ASC indican que, al igual que Europa, las pequeñas lunas pastoras —satélites que orbitan a planetas gigantes— que orbitan dentro o cerca del borde de los anillos de Júpiter —y ayudan a mantener la forma de estos anillos— también parecen interactuar con el entorno de radiación de Júpiter.
Este gráfico muestra el modelo de la misión para la intensidad de la radiación en diferentes puntos de la órbita de la sonda Juno alrededor de Júpiter. Para obtenerlo se usaron las cámaras de seguimiento estelar ASC. Crédito: NASA / JPL-Caltech / DTU
Cuando la nave espacial vuela sobre líneas de campo magnético conectadas a lunas anulares o polvo denso, el recuento de radiación tanto en ASC como en SRU desciende de forma precipita. La SRU también está recogiendo imágenes poco comunes de los anillos con poca luz desde el punto de vista único de la nave espacial de la NASA.
«Todavía hay mucho misterio sobre cómo se formaron los anillos de Júpiter, y muy pocas imágenes han sido recogidas por naves espaciales anteriores —dice Heidi Becker, coinvestigadora principal de la SRU y científica del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, que gestiona la misión. Y concluye—: A veces tenemos suerte y una de las pequeñas lunas pastoras puede ser captada en la toma. Estas imágenes nos permiten conocer con mayor precisión dónde se encuentran actualmente las lunas anulares y ver la distribución del polvo en relación con su distancia a Júpiter».▪️
Información facilitada por la Universidad Técnica de Dinamarca -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
