Ventana al Espacio (CXXXVIII)

La región de formación estelar Cygnus-X, desde Herschel.

Ganímedes, personalidad magnética

Poco podían saber Simon Marius y Galileo Galilei que con su descubrimiento de los cuatro grandes satélites de Júpiter no se daba el salto a una nueva forma de entender el cosmos, también abrió la puerta a cuatro mundos singulares, interesantes todos por derecho propio, y con historias muy particulares que contar. El tercero de ellos acabó recibiendo el nombre de Ganímedes, que en la mitología griega era el hijo del rey Tros, y a quien Júpiter se le apareció en forma de águila, transportándole a los cielos, con el propósito de convertirle en uno más de sus amantes. En los siglos posteriores, poco se pudo saber de él, apenas su órbita alrededor de Júpiter y poco más.

Sin bien la espectroscopia desde telescopios ayudó a saber algo más, fueron las sondas espaciales las que nos han revelado Ganímedes en profundidad. Las primeras en llegar allí, las Pioneer 10 y 11, proporcionaron información limitada, así como alguna imagen más bien borrosa. Las cosas mejoraron con las dos Voyager, que devolvieron imágenes nítidas que permitieron calcular sus dimensiones y revelar su geografía. La información más completa la ha proporcionado, naturalmente, el orbitador Galileo, que realizó seis sobrevuelos a la luna entre 1996 y el 2001. Cassini, durante su sobrevuelo en diciembre del 2000, también consiguió algo de información, aunque limitada debido a la gran distancia, para luego pasar New Horizons consiguiendo mejor información, a pesar de no haber estado a una distancia óptima. La última en Júpiter, Juno, al estar centrada en el propio planeta, ha capturado poco de Ganímedes, apenas imágenes en la distancia.

Que este breve relato no os lleve a engaño: Ganímedes tiene mucho que mostrar, y muy variado. Aunque a veces se pensó en Titán como el satélite más grande del sistema solar, este honor recae en Ganímedes. Con un diámetro de 5268 km., no solo es mayor que el satélite gigante de Saturno, también es mayor que Mercurio y Plutón. Orbita alrededor de Júpiter a una distancia media de 1.070.400 km., y tarda en rodearlo siete días y tres horas. Como otros satélites similares, su rotación está fijada marealmente, ofreciendo siempre una misma cara al planeta y otra al espacio. Su densidad es de casi 2 g/cm³, lo que significa que está formado, casi a partes iguales, por hielo de agua y roca.

Visto desde las sondas espaciales, tiene un parecido chocante con la Luna, con zonas brillantes y otras más oscuras. Sin embargo, la mayoría de la corteza de Ganímedes es hielo de agua, de ahí un albedo de 0.43. No hace falta añadir que su superficie está marcada por los cráteres (el mayor, Epigeus, de 343 km.), pero su superficie muestra contraste, siendo las zonas más oscuras las más antiguas, y las más brillantes más jóvenes.

Hay otras formaciones geológicas de Ganímedes que son más notorias que los cráteres: una serie de surcos por un lado, y de cordilleras por otro, que se concentran en las regiones más brillantes de la superficie. Estas formaciones son extrañamente lineales, lo que ha llevado a la conclusión de que gran parte de ellas se formaron por algún tipo de actividad tectónica. Al no haber prácticamente presencia de criovulcanismo, los fenómenos tectónicos responsables de estas formaciones podrían haber sido provocados por las fuerzas de marea ejercidas tanto por Júpiter como por el resto de satélites galileanos. Puesto que los cuatro están en órbitas resonantes, la gravedad de ellos tira y empuja de ellos, y la fricción los calienta por dentro. A este 

ingrediente se le añade un calentamiento desde el interior por la desintegración de elementos radiactivos. El resultado es el de la formación de sistemas de fallas por amplias zonas del satélite. Una región llamativa es Galileo Regio, una región oscura de 3200 km. de diámetro. Además de contar con cráteres en abundancia (como en el resto de Ganímedes, con un fondo plano y poco profundo), también cuenta con zonas libres de accidentes, además surcos y rastros de antiguos cráteres casi desaparecidos. Esta combinación hace bastante complicado saber cómo se formó, pero prácticamente se descarta un impacto masivo, siendo la principal ahora el ascenso de una célula de convección con material fluido desde el manto. Lo cierto es que la superficie de Ganímedes encierra bastantes interrogantes.

Si interesante es el exterior, el interior no puede ser más fascinante. Gracias a los datos recabados hasta ahora sabemos que Ganímedes posee un interior diferenciado, como los planetas interiores. Por ello, cuenta con corteza, manto y núcleo, y ese núcleo está formado por hierro y níquel, mientras que el manto lo está por silicatos. A esto hay que añadirle otro ingrediente: agua. De hecho, Ganímedes es, en ese sentido, otra Europa. La teoría de un océano bajo su superficie se lanzó ya en la década de 1970, y Galileo la confirmó tras sus sobrevuelos. Se cree que la profundidad puede ser de unos 800 km., y partiendo de unos estudios practicados con los datos y comparándolos con mediciones de laboratorio, parece que podría haber una especie de sistema estratificado, con capas alternativas de agua líquida y congelada hasta llegar a una última capa que descansaría en el manto del satélite. Este océano es, además, de agua salada, y podría ser uno de los mejores lugares en los que buscar vida. Si la información se confirma, este sería el océano mayor del sistema solar.

Hay algo que Ganímedes, como Europa, también posee: una exosfera, también llamada atmósfera neutral. A pesar de estudios desde Tierra y de datos de Voyager, fue el telescopio Hubble el primero en evidenciar su existencia. Está compuesta en su mayoría de oxígeno, siendo el resultado de la disociación del agua al ser agredido por partículas cargadas, es decir, radiación. La presión de esta exosfera es ridícula, apenas de 1.2 micropascales, mientras que la media terrestre es de 101325 pascales. Esta exosfera se traduce, vista en ultravioleta, en una suerte de aureola irregular, un brillo de aire más visible en zonas de alrededor de los 50º de latitud, tanto norte como sur. Además de esta exosfera, se sospecha la posible existencia de una ionosfera, y aunque a veces Galileo registró pruebas de su existencia, no es algo que se haya confirmado al 100%.

Normalmente aquí se acabaría todo. Hemos hablado de sus dimensiones, de su órbita, de su geografía, de su estructura interna, incluso de su exosfera. Pero lo mismo que Io tiene sus volcanes, Europa tiene sus océanos, Titán su densa atmósfera y sus lagos de hidrocarburos y Tritón su casquete polar y sus géiseres de nitrógeno, ningún relato de Ganímedes se saltaría su principal característica: su campo magnético. No solo es el mayor satélite del sistema solar, es el único con campo magnético propio. Galileo lo registró cada vez que lo sobrevoló, mostrando que es dipolar, y tres veces más potente que el de Mercurio. El responsable es obviamente su núcleo, agitado por tanto juego gravitatorio entre Júpiter y los satélites galileanos. Sin embargo, es muy distinto a todos los vistos, porque se encuentra empotrado dentro del potentísimo campo magnético joviano. De este modo, carece de la estructura en forma de lágrima tan

característica. Las mediciones muestran que el eje magnético de Ganímedes está situado a 176º del eje de rotación del satélite, que está casi en cero con la eclíptica. Además, esto provoca que esté situado contra el propio campo joviano, haciendo el fenómeno de reconexión magnética posible, como se ha visto recientemente en sus datos. El campo magnético de Ganímedes crea una magnetosfera en miniatura, y al estar empotrada en la joviana, llega a excavar surcos casi libres de partículas, aunque también recibe tormentas de plasma directas desde Júpiter que las líneas magnéticas de Ganímedes recogen y hacen circular a su alrededor. La magnetosfera de Ganímedes cuenta con líneas de campo cerradas, no más allá de las latitudes 30º norte y sur, y líneas abiertas, más allá de ahí. Esto provoca que sean las regiones polares las 

que sufren agresión de todo tipo de partículas energéticas, que tienen el efecto de lanzar partículas sólidas al espacio al tiempo que oscurecen el material superficial en las regiones polares. En cuanto a las regiones ecuatoriales, parece haber lo que podría ser el principio de un cinturón de radiación. ¿Recordáis lo del brillo de aire destacando en las regiones de latitudes de 50º? Estos brillos no son otra cosa que auroras, generadas por el plasma joviano que cae a la superficie y el material expulsado de la superficie, así como con el oxígeno presente en la exosfera. Por si faltara poco, el campo magnético joviano, al interactuar con el océano subsuperficial de Ganímedes, genera un campo magnético inducido, mucho menos potente, con características similares a las vistas en Europa y Calixto. Esta es la pista del océano subterráneo, porque el agua salada es un eficiente conductor eléctrico.

Como podéis ver, Ganímedes es un lugar digno de merecer una misión propia. Como la NASA se centra en Europa, al ser más prometedor, desde su punto de vista, es la ESA la que se ha decidido a dar el paso. Hace tiempo hablamos del concepto EJSM-LaPlace, en el que la NASA y la ESA se juntaban para mandar orbitadores a Europa y Ganímedes. Cuando la NASA retiró la propuesta, la ESA decidió seguir adelante, y poco después desveló su propuesta JUICE. Como la primera de gran formato del programa 

Cosmic Vision, es un proyecto de gran presupuesto y un programa científico extenso, centrado en Júpiter, los satélites galileanos helados en general, y en Ganímedes en particular. JUICE es un orbitador altamente instrumentalizado, con cámara, espectrómetros infrarrojo, ultravioleta y de microondas, altímetro láser, radar penetrador del hielo, magnetómetro, paquete de plasma, instrumentos de ondas de radio y experimentos de radio ciencia y ciencia fundamental. No será ligera, con casi 5 toneladas de masa al despegue, y cuando se lance, a bordo de un Ariane 5 en la primavera del 2022, tardará más de siete años en llegar a Júpiter, para entrar en su órbita. Tras una fase de de estudios en órbita del planeta, investigando Júpiter, su atmósfera y su magnetosfera, y sobrevolando Europa, Ganímedes y Calixto, finalmente se situará en órbita de la mayor luna del sistema solar, usando los distintos sobrevuelos para igualar su trayectoria con la órbita de Ganímedes, orbitándolo a distintas altitudes durante al menos un año antes de concluir la misión.

Así es Ganímedes, y así ha sido y será explorado. Hasta que llegue JUICE, toca tener paciencia.