Ganimedes: lo extraño de Júpiter "Sándwich Dagwood" Luna

Ganímedes es la luna más grande de nuestro Sistema Solar. De hecho, su impresionante diámetro de casi 3.280 millas lo hace casi tan grande como Marte. Los astrónomos han sabido desde la década de 1990 que esta luna gélidamente fría, que gira alrededor del planeta gigante gaseoso Júpiter, contiene un océano subterráneo salado oculto de agua líquida, chapoteando en las profundidades de su secreta capa de hielo. Sin embargo, en mayo de 2014, los científicos planetarios anunciaron que la situación podría ser algo más complicada: el océano de Ganímedes podría estar organizado como un sándwich de varios niveles, con hielo y océanos apilados en varias capas, según una nueva investigación financiada por la NASA que modela la composición de esta enorme luna.

“El océano de Ganímedes podría estar organizado como un sándwich de Dagwood”, comentó el Dr. Steve Vance en una declaración del 1 de mayo de 2014. Dr. Vance, de la NASA Laboratorio de propulsión a chorro (JPL) en Pasadena, California, pasó a explicar el parecido de la extraña luna con el Rubio famosos sándwiches de varias capas del personaje de dibujos animados. El estudio, dirigido por el Dr. Vance, proporciona nuevas indicaciones teóricas para el modelo del “club sándwich” del equipo, propuesto originalmente en 2013. La investigación aparece en la revista Ciencia planetaria y espacial.

Júpiter está rodeado por un dúo hechizante de lunas que son potencialmente capaces de nutrir delicados fragmentos de la vida tal como la conocemos. Al igual que su luna hermana más famosa, Europa, Ganímedes podría albergar un océano subterráneo de agua líquida amante de la vida en contacto con un fondo marino rocoso. Este arreglo especial haría posible un caldero burbujeante de reacciones químicas fascinantes, ¡y estas reacciones podrían incluir potencialmente el mismo tipo que permitió que la vida evolucionara en nuestro propio planeta!

Por lo tanto, los resultados del nuevo estudio apoyan la idea de que la vida primitiva podría haber evolucionado potencialmente en Ganímedes. Esto se debe a que los lugares donde interactúan el agua y las rocas son importantes para el desarrollo de la vida. Por ejemplo, algunas teorías sugieren que la vida surgió en nuestro planeta dentro de respiraderos calientes y burbujeantes en el fondo marino. Antes del nuevo estudio, se creía que el fondo marino rocoso de Ganímedes estaba cubierto de hielo.no líquido. Esto habría presentado un problema para la evolución de las golosinas vivientes. Los hallazgos del “sándwich de Dagwood”, sin embargo, indican algo completamente diferente: la primera capa en la parte superior del núcleo rocoso de Ganímedes podría estar formada por agua salada preciosa que sustenta la vida.

“Esta es una buena noticia para Ganímedes. Su océano es enorme, con enormes presiones, por lo que se pensó que se tenía que formar hielo denso en el fondo del océano. Cuando agregamos sales a nuestros modelos, obtuvimos líquidos lo suficientemente densos como para hundirse hasta el fondo del mar “, dijo el Dr. Vance en su declaración del 1 de mayo de 2014.

Lunas galileas de Júpiter

Una noche clara y oscura de enero de 1610, Galileo Galilei subió al techo de su casa en Padua. Miró hacia el cielo que estaba salpicado por los parpadeantes fuegos de una multitud de objetos estrellados, y luego apuntó con su pequeño y primitivo “catalejo”, que en realidad fue uno de los primeros telescopios, al cielo estrellado de arriba. su casa. En el transcurso de varias noches claras de invierno iluminadas por las estrellas, Galileo descubrió los cuatro grandes Lunas galileanas ese círculo alrededor del planeta más grande de la familia de nuestro Sol, el enorme mundo gaseoso, Júpiter. Este intrigante cuarteto de lunas, Io, Europa, Ganímedes y Calisto, recibió el nombre de cuatro de los numerosos amantes míticos del Rey de los dioses romanos.

Desde su descubrimiento hace siglos, Ganímedes ha sido objeto de una gran y merecida atención por parte de la comunidad científica planetaria. Los telescopios terrestres han mirado la desconcertante superficie helada de Ganímedes y, en décadas posteriores, las misiones espaciales de sobrevuelo y las naves espaciales, dando vueltas alrededor de Júpiter, han escudriñado Ganímedes, tratando de resolver sus numerosos misterios. Estas observaciones finalmente revelaron un complicado y helado mundo lunar, cuya extraña superficie mostraba un extraño y desconcertante contraste entre sus dos tipos principales de terreno: el terreno oscuro, extremadamente antiguo y lleno de cráteres, y el mucho más joven, pero aún antiguo, – terreno más claro que muestra una amplia gama de misteriosos surcos y crestas.

Ganímedes es más grande que Mercurio, que es el planeta principal más interno y más pequeño de nuestro Sistema Solar. La superficie de Ganímedes es más de la mitad de la superficie terrestre de la Tierra y proporciona a los científicos una gran cantidad de datos sobre una gran variedad de características de la superficie.

Júpiter es el quinto planeta de nuestra estrella, el Sol, ¡y tiene más del doble de masa que los otros siete planetas principales combinados! Su inmensa masa pesa 318 veces la de la Tierra.

Este gigantesco “Rey de los planetas” es considerado por algunos astrónomos como una “estrella fallida”. Es casi tan grande como puede ser un planeta gigante gaseoso, y todavía ser un planeta. Está compuesto de aproximadamente un 90% de hidrógeno y un 10% de helio, con pequeñas cantidades de agua, metano, amoníaco y granos rocosos mezclados en la infusión. Si se añadiera más material a este inmenso planeta, la gravedad lo abrazaría con fuerza, mientras que todo su radio apenas aumentaría. Una estrella bebé puede llegar a ser mucho más grande que Júpiter. Sin embargo, una verdadera estrella alberga su propia fuente de calor interna brillante, y Júpiter tendría que crecer al menos 80 veces más masivo para que su horno se incendie.

Júpiter, junto con su hermoso planeta hermano anillado, Saturno, son el dúo de gigantes gaseosos de la familia de ocho planetas principales de nuestro Sol. Los otros dos planetas gigantes, que habitan en los límites exteriores de nuestro Sistema Solar, son Urano y Neptuno. Urano y Neptuno se clasifican como gigantes de hielo, porque llevan dentro núcleos más grandes que Júpiter y Saturno, así como envolturas gaseosas más delgadas. Júpiter y Saturno pueden (o no) contener núcleos pequeños y ocultos, que están fuertemente velados por envolturas gaseosas extremadamente masivas y densas.

Cuando Júpiter nació junto con el resto de nuestro Sistema Solar, hace aproximadamente 4.560 millones de años, centelleaba como una estrella. La energía que emitió, como resultado de la caída del material circundante, calentó el interior de Júpiter. De hecho, cuanto más grande crecía Júpiter, más caliente se volvía. Por fin, cuando el material que había extraído del torbellino circundante disco de acreción protoplanetario–compuesto por polvo y gas nutritivos– se agotó, Júpiter bien pudo haber alcanzado el enorme diámetro de más de 10 veces el que tiene hoy. También puede haber alcanzado una temperatura central verdaderamente cálida de unos 50.000 Kelvin. Durante esa era de hace mucho tiempo, Júpiter titilaba, relucía y relucía como una pequeña estrella, brillando ferozmente con un fuego que era aproximadamente el 1% del de nuestro Sol, mucho más brillante de hoy.

Si Júpiter hubiera continuado aumentando de peso, se habría vuelto cada vez más y más caliente, y en última instancia, se habrían encendido en su corazón fuegos de fusión nuclear furiosos y autosuficientes. Esto habría enviado a Júpiter por ese largo y brillante camino estelar hacia el estrellato en toda regla. Si esto hubiera ocurrido, Júpiter y nuestro Sol habrían sido hermanas estelares binarias, y probablemente no estaríamos aquí ahora para contar la historia. Nuestro planeta y sus siete encantadoras hermanas, así como todas las lunas y objetos más pequeños que bailan alrededor de nuestra Estrella, no habrían podido formarse. Sin embargo, Júpiter no logró alcanzar el estrellato. Después de su brillante y reluciente nacimiento, comenzó a encogerse. Hoy en día, Júpiter emite apenas 0,00001 tanta radiación como nuestro Sol, y su luminosidad es solo 0,0000001 la de nuestra Estrella.

La luna “Dagwood Sandwich”

Los modelos anteriores de los océanos de Ganímedes se basaban en la suposición de que la existencia de sal no cambiaba mucho la naturaleza del líquido con la presión. Sin embargo, el Dr. Vance y sus colegas encontraron, a través de experimentos de laboratorio, que la sal aumenta la densidad de los líquidos bajo las condiciones extremas escondidas en las profundidades de Ganímedes y lunas heladas similares con cuerpos de agua subterráneos. Imagínese agregar sal de mesa a un vaso de agua. En lugar de aumentar de volumen, el líquido se encogerá y se volverá más denso. La razón de esto es que los iones de sal atraen moléculas de agua.

Sin embargo, los modelos se vuelven algo más complicados cuando se tienen en cuenta diferentes formas de hielo. El hielo que flota en un vaso de agua se denomina Hielo yo. Ice yo es la forma de hielo menos densa y más liviana que el agua. Sin embargo, a altas presiones, como las que existen en océanos subterráneos de profundidad aplastante como el de Ganímedes, las estructuras de los cristales de hielo evolucionan hacia algo considerablemente más compacto. “Es como encontrar una mejor disposición de los zapatos en su equipaje: las moléculas de hielo se apiñan más juntas”, dijo el Dr. Vance en su declaración del 1 de mayo de 2014. De hecho, el hielo puede volverse tan extremadamente denso que en realidad es más pesado que el agua y, por lo tanto, da saltos mortales hasta el fondo del mar. Se cree que el hielo más pesado y denso de todos existe dentro de Ganímedes, y se llama Ice VI.

Utilizando modelos informáticos, el equipo de científicos ideó una compleja estructura interior para Ganímedes, compuesta por un océano intercalado entre hasta tres capas de hielo, además del muy importante fondo marino rocoso. El hielo más ligero, por supuesto, estaría encima, y ​​el líquido más salado sería lo suficientemente pesado como para hundirse hasta el fondo. Además, los resultados sugieren la existencia de un fenómeno verdaderamente extraño que haría que los océanos “nevaran” hacia arriba. Esta extraña “nieve” podría desarrollarse porque, a medida que los océanos se arremolinan y se agitan, y las columnas heladas se enrollan y giran, el hielo en la capa superior del océano, llamada Hielo III, puede formarse en el agua de mar. Cuando se forma hielo, las sales se precipitan. Las sales más pesadas caerían entonces y el hielo más ligero, o “nieve”, revolotearía hacia arriba. La “nieve” los volvería a derretir antes de llegar a la parte superior del océano, ¡y esto posiblemente dejaría aguanieve al acecho en medio del extraño sándwich de la luna!

“No sabemos cuánto tiempo existiría la estructura de sándwich de Dagwood. Esta estructura representa un estado estable, pero varios factores podrían significar que la luna no alcanza este estado estable”, dijo el Dr. Christophe Sotin en un 1 de mayo de 2014 declaración. El Dr. Sotin es del JPL.

El Dr. Sotin y el Dr. Vance son miembros de la Mundos helados equipo en JPL, que forma parte de la NASA multiinstitucional Instituto de Astrobiología basada en Centro de investigación Ames en Moffett Field, California.

Los hallazgos del equipo también se pueden aplicar a exoplanetas, que son planetas que rodean estrellas más allá de nuestro propio Sol. Algunos exoplanetas súper terrestres, que son planetas rocosos más masivos que el nuestro, han sido propuestos como “mundos acuáticos” cubiertos de océanos agitados. ¿Podrían tener vida? Quizás. Sin duda, el potencial estaría ahí. El Dr. Vance y su equipo creen que los experimentos de laboratorio y el modelado más sofisticado de océanos exóticos podrían ayudar a encontrar respuestas a estas preguntas tan profundas.

Ganímedes, y otras cuatro lunas que habitan en la familia de nuestro Sol, poseen agua líquida debajo de sus gélidas costras de hielo. Las otras son las lunas de Saturno, Titán y Encelado, y otras dos Lunas galileanas de Júpiter – Europa y Calisto. Los científicos planetarios creen que los océanos de Europa y Encelado están en contacto con la roca, lo que convierte a estas dos lunas en objetivos de alta prioridad para futuras misiones de astrobiología.

Este artículo está dedicado a la memoria de mi padre, el Dr. William Braffman.

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