Hace ya tiempo hablamos en Pirulo Cósmico de la luna atormentada del Sistema Solar, Ío. Me resulta una luna tan interesante que no he podido resistirme a volver a contar más cosas sobre ella.
Ío orbita al gigantesco planeta Júpiter a una distancia media de 420000 km en una órbita excéntrica. Dada la cercanía de Ío a Júpiter se produce lo que se conoce por acoplamiento de marea, esto es, el satélite siempre muestra la misma cara a su planeta. Otra de las consecuencias de este acoplamiento es que la órbita poco a poco se hace circular, estabilizándose.

No olvidemos que Ío es apenas un poco más grande que nuestra Luna (3600 km de diámetro, un 5% de diferencia), con lo que lo normal sería que su actividad geológica fuera similar a la de nuestra Luna, o sea, ninguna.


Sin embargo, Ío no se encuentra sola orbitando al mayor de los planetas del Sistema Solar ya que la acompañan otras 66 lunas más, entre las que encontramos las otras 3 grandes lunas galileanas (Europa, Ganímedes y Calisto, descubiertas junto con Ío por Galileo en 1610). De hecho, 2 de estas lunas (Europa y la gigantesca Ganímedes, que es incluso mayor que Mercurio) ejercen una poderosa influencia sobre Ío. Con estos cuerpos se produce un curioso fenómeno de resonancia orbital, llamado Resonancia de Laplace (los periodos de sus órbitas tienen una relación entre sí de números enteros, 1:2:4). Veamos un poco más detalladamente qué es esta resonancia y por qué es tan importante.
La resonancia de Laplace implica que por cada órbita que Ganímedes traza alrededor de Júpiter, Europa traza 2 órbitas e Ío da ¡4! vueltas en torno a su planeta. O sea, que Ío no sólo sufre los descomunales tirones gravitatorios de Júpiter cuando se encuentra en su punto más alejado (apojovio) y más cercano (perijovio) a Júpiter, sino que también experimenta tirones gravitatorios de Ganímedes y Europa, manteniendo la excentricidad de la órbita de Ío.
Precisamente esta diferencia de tira y afloja gravitatorio casi continuo que sufre Ío hace que esta luna se esté expandiendo y comprimiendo, con lo que su núcleo permanece fundido y en un estado de casi permanente ebullición.

Toda esta presión interna del núcleo y manto de Ío empujan la corteza hacia el exterior, deformándola y produciendo algunas de las montañas más altas del Sistema Solar, y cómo no, muchísimos volcanes.

Y en cuanto a los volcanes, Ío al menos tiene 150 en erupción más o menos continua, aunque es posible que este número aumente hasta los 400 volcanes activos. Como podrán imaginar, toda esta intensa actividad volcánica tiene efectos muy importantes en la topografía de nuestra protagonista, ya que la corteza se encuentra en un proceso de renovación constante. Esto explica por qué no se han podido ver cráteres de impacto en la superficie de Ío, las continuas erupciones y flujos de lava los cubren al poco tiempo de producirse.



Sobre la fotografía anterior, quisiera llamar la atención en la riqueza de colores que podemos apreciar, debidos a la composición química de las erupciones de los volcanes. Son muy abundantes las erupciones de azufre y diversos sulfuros, aunque algunas de ellas (las que tienen las coladas más oscuras) tienen como componentes principales silicatos en forma de basaltos.


Como seguramente los avispados lectores sospecharán, tanta erupción debería generar una atmósfera en esta luna a pesar de su baja gravedad (poco menos de 0’2 g). Efectivamente hay una atmósfera, pero es extraordinariamente tenue. Está compuesta principalmente por SO2, con trazas de SO, sodio, azufre molecular y oxígeno.
Precisamente las moléculas de azufre son las responsables del color característico de Ío: el S2 es expulsado de los volcanes y termina cayendo a la fría superficie (-143ºC), agregándose en moléculas mayores de S3 y S4, que son las responsables del color rojo en algunas zonas cerca de los volcanes de Ío. Eventualmente estas moléculas se terminan agregando en su forma más estable, la de S8 (con forma de anillo), proporcionándole un color amarillo pálido a la superficie de esta luna.

El gran Júpiter con su enorme gravedad tiene la capacidad de robar las partículas de la atmósfera de Ío y las incorpora a su propia magnetosfera, haciendo de paso que ésta sea mucho más intensa de lo que debería ser de no existir este satélite (o de encontrarse mucho más lejos). O sea, Júpiter pone la energía en la magnetosfera e Ío pone el combustible.



Las paterae de Ío son depresiones del terreno (o cuencas) parcialmente cubiertas con lava derretida, con una superficie formada por una fina capa de material solidificado. La mayoría de los volcanes de Ío tienen esta tipología. Unos pocos son del tipo escudo y se denominan tholus. Por último, a los flujos de lava se les denomina fluctus.
El volcán más activo de Ío, y por extensión, de todo el Sistema Solar, es Loki Patera (sí, se le ha bautizado con el nombre del hermano del dios nórdico Thor). Además es gigantesco, ya que su diámetro supera los 200 km. Por si fuera poco, Loki Patera experimenta unos cambios de brillo relativamente periódicos, ya que se producen en intervalos de entre 400 y 600 días y su explicación era objeto de debate entre los científicos.

El 8 de marzo de 2015 se produjo un tránsito de Europa por delante de Ío. Este evento fue aprovechado por Katherine de Kleer (Univ. Berkeley) y otros investigadores para medir los cambios de brillo de Loki Patera. Para este estudio, usaron el Gran Telescopio Binocular (con espejos gemelos de 8’4 m de diámetro) de Arizona. Se tomaron unas 3000 imágenes en la banda del infrarrojo, ya que la helada luna Europa es completamente opaca a esta longitud de onda y no interferiría en las observaciones.

Los datos obtenidos arrojaron como resultado las diferencias de temperatura en distintos puntos de Loki Patera, consistente con flujos de lava que se originan en el extremo oeste y que se desplazan a una velocidad de 1 km por día, convergiendo finalmente en el extremo este de Loki Patera.


Es sorprendente que toda esta información pueda ser obtenida desde unos 600 millones de km de distancia, usando un telescopio con base en la Tierra.
Hasta 2021 no volverá a producirse esta ocultación (Europa/Ío), con lo que habrá que esperar para seguir descubriendo los secretos que guarda esta pequeña pero fascinante luna joviana.
Referencias:
Apasionado de la informática, que me da de comer. También loco de la astronomía y la ciencia, de vez en cuando escribo sobre ellas en Pirulo Cósmico. Colecciono meteoritos y a veces me gusta hacer fotografías del cielo nocturno. Miembro de la tripulación de @radioskylab_es. Hilo astronómico cada lunes en Twitter (@vmanchado)