Júpiter puede ser el planeta más grande del sistema solar con un diámetro 11 veces mayor que el de la Tierra, pero palidece en comparación con su propia magnetosfera. El dominio magnético del planeta se extiende hacia el sol al menos 3 millones de millas (5 millones de km) y en la parte posterior hasta Saturno por un total de 407 millones de millas o más de 400 veces el tamaño del sol.

Si tuviéramos ojos adaptados para ver la magnetosfera joviana de noche, ¡Su forma de lágrima se extendería fácilmente a través de varios grados del cielo! No es de extrañar entonces que el aura magnética de Jove haya sido considerada una de las estructuras más grandes del sistema solar.

Io, Júpiter, la más interna de las cuatro grandes lunas del planeta, orbita profundamente dentro de esta burbuja gigante. A pesar de su pequeño tamaño, unas 200 millas más pequeño que nuestra propia luna, no le faltan superlativos. Con un estimado de 400 volcanes, muchos de ellos todavía activos, Io es el cuerpo más volcánicamente activo del sistema solar. En la baja gravedad de la luna los volcanes arrojan azufre, gas de dióxido de azufre y fragmentos de roca basáltica hasta 310 millas (500 km) en el espacio en hermosos, plumas en forma de paraguas.

Una vez en el aire los electrones azotados por el poderoso campo magnético de Júpiter golpean los gases neutros y los ionizan (les quita sus electrones). Los átomos ionizados y las moléculas (iones) ya no son neutrales, pero poseen una carga eléctrica positiva o negativa. Los astrónomos se refieren a los enjambres de átomos ionizados como plasma.

Júpiter gira rápidamente, girando una vez cada 9,8 horas, arrastrando consigo toda la magnetosfera. Mientras gira más allá de Io, esos iones volcánicos quedan atrapados y arrastrados durante el viaje, girando alrededor del planeta en un anillo llamado toro de plasma Io. Puedes imaginártelo como una rosquilla gigante con Júpiter en el "agujero" y el sabroso, ~ 8, Anillo de 000 millas de espesor centrado en la órbita de Io.

Eso no es todo. El campo magnético de Júpiter también acopla la atmósfera de Io a las regiones polares del planeta, bombeando iones jónicos a través de dos "tuberías" hacia los polos magnéticos y generando una poderosa corriente eléctrica conocida como tubo de flujo Io. Como bomberos en postes de fuego, los iones siguen las líneas del campo magnético del planeta hacia la atmósfera superior, donde golpean y excitan a los átomos, generando un parche de aurora con brillo ultravioleta dentro de la aurora general del planeta. Los astrónomos lo llaman la huella magnética de Io. El proceso funciona a la inversa, también, engendrando auroras en la tenue atmósfera de Io.

Io es el principal proveedor de partículas de la magnetosfera de Júpiter. Algunos de los mismos electrones extraídos de los átomos de azufre y oxígeno durante una erupción anterior regresan para atacar átomos disparados por explosiones posteriores. ¡Vuelven y dan vueltas en un gran ciclo de bombardeo microscópico! El flujo constante de alta velocidad, Las partículas cargadas en las cercanías de Io hacen de la región un entorno letal no solo para los humanos sino también para la electrónica de las naves espaciales. la razón por la que la sonda Juno de la NASA sale de allí después de cada perijove o acercamiento más cercano a Júpiter.

Pero hay mucho que extraer de esas corrientes de plasma. El estudiante de doctorado en astronomía Phillip Phipps y el profesor asistente de astronomía Paul Withers de la Universidad de Boston han ideado un plan para usar la nave espacial Juno para sondear el toro de plasma de Io para estudiar indirectamente el tiempo y el flujo de material de los volcanes de Io a la magnetosfera de Júpiter. En un artículo publicado el 25 de enero, proponen usar cambios en la señal de radio enviada por Juno a medida que pasa por diferentes regiones del toro para medir cuántas cosas hay y cómo cambia su densidad con el tiempo.

La técnica se llama radio ocultación. Las ondas de radio son una forma de luz como la luz blanca. Y como luz blanca se doblan o refractan al pasar por un medio como el aire (o plasma en el caso de Io). La luz azul se ralentiza más y experimenta la mayor flexión; la luz roja se ralentiza menos y se refracta menos, la razón por la que el rojo marca el borde exterior de un arco iris y el azul el interior. En radio ocultaciones, la refracción da como resultado cambios en la frecuencia causados ​​por variaciones en la densidad del plasma en el toro de Io.

La mejor nave espacial para el intento es una con una órbita polar alrededor de Júpiter, donde corta una sección transversal limpia a través de diferentes partes del toro durante cada órbita. ¿Adivina qué? Con su órbita polar, ¡Juno es la sonda para el trabajo! Su misión principal es cartografiar los campos magnéticos y gravitacionales de Júpiter, por lo que un experimento de ocultación encaja bien con los objetivos de la misión. Misiones anteriores han obtenido solo dos ocultaciones de radio del toro, pero Juno podría potencialmente clavar 24.

Debido a que el documento tenía la intención de mostrar que el método es factible, Queda por verse si la NASA considerará agregar un poco de trabajo de crédito adicional a la tarea de Juno. Parece un objetivo valioso y práctico, uno que iluminará aún más nuestra comprensión de cómo los volcanes crean auroras en el extraño entorno eléctrico y magnético del planeta más grande.