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Las lunas de Júpiter están calientes. Bueno, más calientes de lo que deberían, teniendo en cuenta lo lejos que están del Sol. En un proceso llamado calentamiento de marea, los tirones gravitacionales de las lunas de Júpiter y el propio planeta estiran y aplastan a las primeras lo suficiente para calentarlas. Como resultado, algunas de las heladas lunas contienen interiores lo suficientemente calientes para albergar océanos de agua líquida, y en el caso de la luna rocosa Ío, el calentamiento de marea incluso derrite la roca, convirtiéndola en magma y produciendo actividad volcánica.
Los investigadores creían anteriormente que el gigante gaseoso Júpiter era responsable de la mayor parte del calentamiento de marea asociado con los interiores líquidos de sus lunas, pero un nuevo estudio publicado en la revista Geophysical Research Letters encontró que las interacciones entre luna y luna pueden ser más responsables de su calentamiento que Júpiter solo.
«Es sorprendente porque las lunas son mucho más pequeñas que Júpiter. No se esperaría que fueran capaces de crear una respuesta de marea tan grande», dijo el autor principal del artículo, Hamish Hay, becario de postdoctorado en el Jet Propulsion Laboratory en Pasadena, California, que hizo la investigación cuando era un estudiante graduado en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona.
Entender cómo las lunas se influyen mutuamente es importante porque puede arrojar luz sobre la evolución del sistema satelital en su conjunto. Júpiter tiene cerca de 80 lunas, las cuatro más grandes son Ío, Europa, Ganímedes y Calisto.
«Evitar que los océanos subterráneos se congelen a lo largo de tiempos geológicos requiere un fino equilibrio entre el calentamiento interno y la pérdida de calor, y aun así tenemos varias pruebas de que Europa, Ganímedes, Calisto y otras lunas deberían ser mundos oceánicos», dijo el co-autor Antony Trinh, investigador postdoctoral en el Laboratorio Lunar y Planetario. «Ío, la luna más cercana a Júpiter, muestra una amplia actividad volcánica, otra consecuencia del calentamiento de marea, pero con una intensidad mayor que la experimentada por otros planetas terrestres, como la Tierra, en su historia temprana. En última instancia, queremos entender la fuente de todo este calor, por su influencia tanto en la evolución como en la habitabilidad de los muchos mundos que hay en el sistema solar y más allá».
El secreto del calentamiento de marea es un fenómeno llamado resonancia de las mareas.
«La resonancia crea mucho más calor», dijo Hay. «Básicamente, si empujas cualquier objeto o sistema y lo sueltas, se tambaleará en su propia frecuencia natural. Si sigues empujando el sistema a la frecuencia correcta, esas oscilaciones se hacen más y más grandes, como cuando empujas un columpio. Si empujas el columpio en el momento adecuado, va más alto, pero si lo haces en el momento equivocado, el movimiento del columpio se ve amortiguado».
La frecuencia natural de cada luna depende de la profundidad de su océano.
«Estas resonancias de marea se conocían antes de este trabajo, pero solo se conocen por las mareas debidas a Júpiter, que solo puede crear este efecto de resonancia si el océano es realmente delgado (menos de 300 metros), lo cual es poco probable», dijo Hay. «Cuando las fuerzas de marea actúan sobre un océano global, crean una ola de marea en la superficie que termina propagándose alrededor del ecuador con una cierta frecuencia, o período».
Según el modelo de los investigadores, la influencia de Júpiter por sí sola no puede crear mareas con la frecuencia adecuada para resonar con las lunas, porque se piensa que los océanos de estas lunas son demasiado profundos. Solo cuando los investigadores añadieron la influencia gravitatoria de las otras lunas, empezaron a ver fuerzas de marea que se acercaban a las frecuencias naturales de las lunas.
Cuando las mareas generadas por otros objetos en el sistema lunar de Júpiter coinciden con la propia frecuencia resonante de cada luna, esta comienza a experimentar más calentamiento que el debido a las mareas levantadas por Júpiter solamente, y en los casos más extremos, esto podría resultar en el derretimiento del hielo o la roca internos.
Para que las lunas experimenten resonancia de marea, sus océanos deben tener un grosor de decenas a cientos de kilómetros lo cual está dentro del rango de las estimaciones actuales de los científicos. Sin embargo, hay algunas advertencias a los resultados de los investigadores.
Su modelo asume que las resonancias de marea nunca son demasiado extremas, dijo Hay. Él y su equipo quieren volver a esta variable en el modelo y ver qué pasa cuando levantan esa restricción.
Hay también espera que los futuros estudios puedan inferir la verdadera profundidad de los océanos dentro de estas lunas.
Con información de: Noticias de la Ciencia