La luna de Júpiter Ío, fotografiada por SHARK-VIS el 10 de enero de 2024.
Nuevas imágenes de la luna de Júpiter, Ío, repleta de volcanes, tomadas por el Gran Telescopio Binocular (LBT), ofrecen la mayor resolución de Ío jamás lograda con un instrumento terrestre.
Las observaciones fueron posibles gracias a un nuevo instrumento de imágenes ópticas de alto contraste, denominado SHARK-VIS, y al sistema de óptica adaptativa del telescopio, que compensa la borrosidad inducida por la turbulencia atmosférica.
Las imágenes, que se publicarán en la revista Geophysical Research Letters, revelan características de la superficie de hasta 80 kilómetros de diámetro, una resolución espacial que hasta ahora sólo se había logrado con naves espaciales enviadas a Júpiter. Esto equivale a tomar una fotografía de un objeto del tamaño de una moneda de diez centavos desde 160 kilómetros de distancia, según el equipo de investigación.
SHARK-VIS permitió a los investigadores identificar un importante evento de renovación de la superficie alrededor de Pele, uno de los volcanes más prominentes de Ío. Según el primer autor del artículo, Al Conrad, de la Universidad de Arizona, las erupciones en Ío, el cuerpo con mayor actividad volcánica del sistema solar, eclipsan a sus contemporáneos en la Tierra.
"Por lo tanto, Ío presenta una oportunidad única para aprender sobre las poderosas erupciones que ayudaron a dar forma a las superficies de la Tierra y la Luna en sus pasados distantes", dijo en un comunicado Conrad, científico asociado del LBT, es parte del Observatorio Internacional Monte Graham, una división del Observatorio Steward de la Universidad de Arizona.
Conrad agregó que estudios como este ayudarán a los investigadores a comprender por qué algunos mundos en el sistema solar son volcánicos y otros no. También podrían algún día arrojar luz sobre mundos volcánicos en sistemas de exoplanetas alrededor de estrellas cercanas.
Un poco más grande que la luna de la Tierra, Ío es la más interna de las lunas galileanas de Júpiter, que además de Ío incluyen a Europa, Ganímedes y Calisto. Ío, que se encuentra atrapada en un tira y afloja gravitacional entre Júpiter, Europa y Ganímedes, sufre una constante compresión, lo que provoca una acumulación de calor por fricción en su interior, que se cree que es la causa de su sostenida y generalizada actividad volcánica.
Al monitorear las erupciones en la superficie de Ío, los científicos esperan obtener información sobre el movimiento de material impulsado por el calor debajo de la superficie de la luna, su estructura interna y, en última instancia, sobre el mecanismo de calentamiento por mareas responsable del intenso vulcanismo de Ío.
La actividad volcánica de Ío se descubrió por primera vez en 1979, cuando Linda Morabito, ingeniera de la misión Voyager de la NASA, detectó una columna de erupción en una de las imágenes tomadas por la nave espacial durante su famoso "Grand Tour" de los planetas exteriores. Desde entonces, se han realizado innumerables observaciones que documentan la naturaleza inquieta de Ío, tanto desde el espacio como desde telescopios terrestres.
El coautor del estudio, Ashley Davies, científico principal del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, dijo que la nueva imagen tomada por SHARK-VIS es tan rica en detalles que ha permitido al equipo identificar un importante evento de renovación de la superficie en el que el depósito de columna alrededor de un volcán prominente conocido como Pele, ubicado en el hemisferio sur de Io cerca del ecuador, está siendo cubierto por depósitos de erupción de Pillan Patera, un volcán vecino. Una secuencia de erupciones similar fue observada por la nave espacial Galileo de la NASA, que exploró el sistema de Júpiter entre 1995 y 2003.
"Interpretamos los cambios como depósitos de lava oscura y depósitos de dióxido de azufre blanco originados por una erupción en Pillan Patera, que cubren parcialmente el depósito de columna roja rica en azufre de Pele", dijo Davies. "Antes de SHARK-VIS, este tipo de eventos de renovación de la superficie eran imposibles de observar desde la Tierra".
Aunque las imágenes de telescopios en el infrarrojo pueden detectar puntos calientes causados por erupciones volcánicas en curso, no son lo suficientemente nítidas como para revelar detalles de la superficie e identificar de forma inequívoca las ubicaciones de las erupciones, explicó la coautora Imke de Pater, profesora emérita de astronomía en la Universidad de California - Berkeley.
"Imágenes más nítidas en longitudes de onda visibles como las proporcionadas por SHARK-VIS y LBT son esenciales para identificar tanto las ubicaciones de las erupciones como los cambios en la superficie no detectables en el infrarrojo, como los nuevos depósitos de columnas", dijo de Pater, añadiendo que las observaciones en luz visible proporcionan a los investigadores un contexto vital para la interpretación de las observaciones en el infrarrojo, incluidas las de naves espaciales como Juno, que actualmente está orbitando Júpiter.
SHARK-VIS fue construido por el Instituto Nacional Italiano de Astrofísica en el Observatorio Astronómico de Roma y está gestionado por un equipo dirigido por el investigador principal Fernando Pedichini, asistido por el director del proyecto Roberto Piazzesi. En 2023, se instaló, junto con su instrumento complementario de infrarrojo cercano SHARK-NIR, en el LBT para aprovechar al máximo el excelente sistema de óptica adaptativa del telescopio. El instrumento alberga una cámara rápida y de ruido ultrabajo que le permite observar el cielo en modo de "imágenes rápidas", capturando imágenes en cámara lenta que congelan las distorsiones ópticas causadas por la turbulencia atmosférica, y posprocesar los datos con una nitidez sin precedentes.
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