Ganímedes podría estar formando su núcleo metálico en la actualidad, según nuevo estudio

Ganímedes, con más de 5.100 kilómetros de diámetro, es la única luna del sistema solar que posee un campo magnético intrínseco propio, generado por un núcleo central de metal eléctricamente conductor en movimiento, un fenómeno conocido como dínamo, según explica Caltech en un comunicado.

Los modelos existentes para explicar la formación de Ganímedes y su dínamo han estado en contradicción entre sí, según el estudio. La nueva investigación propone un mecanismo que reconcilia estas teorías contradictorias y sugiere que el interior de Ganímedes podría estar todavía en proceso de calentamiento.

"Las dínamos son una de las pocas formas en que podemos entender lo que está sucediendo en el interior profundo de un cuerpo con datos de naves espaciales", dijo Kevin Trinh, autor principal del estudio e investigador asociado postdoctoral de la Fundación Melza M. y Frank Theodore Barr en Ciencias Planetarias. Curiosamente, Ganímedes es la única luna del sistema solar que tiene una dínamo, lo que plantea la pregunta de por qué. "Se formó en el mismo disco de material que las otras lunas de Júpiter", explicó Trinh. "Calisto, por ejemplo, es similar en tamaño y densidad, pero no tiene evidencia obvia de una dínamo. ¿Por qué son tan diferentes?", según declaraciones recogidas por Caltech.

Las lunas, como los planetas, se forman al fusionarse a partir de un disco de material alrededor del objeto que orbitan, en el caso de Ganímedes, Júpiter. Los objetos más grandes acumulan más masa y generan más calor, lo que podría desencadenar la fusión del metal y la formación de un núcleo interior diferenciado de las capas externas del cuerpo, según explica el estudio. Los isótopos radiactivos y las fuerzas de marea calientan aún más la luna durante miles de millones de años. Con el tiempo, a medida que el núcleo se enfría, el metal líquido puede comenzar a circular en un proceso llamado convección y producir un campo magnético. Finalmente, el núcleo se vuelve demasiado frío, se solidifica completamente y la dínamo se apaga. El núcleo de la Tierra está solo parcialmente solidificado, lo que genera nuestra propia dínamo actual, según el comunicado.

Los modelos actuales predicen que el núcleo caliente de Ganímedes se formó temprano en la historia de 4.500 millones de años de la luna y actualmente está en una etapa de enfriamiento, produciendo la dínamo que detectamos hoy. Sin embargo, el nuevo modelo propone que Ganímedes se formó como una mezcla fría de hielo, roca y metal que se calentó lentamente durante miles de millones de años y podría seguir calentándose en la actualidad, según la investigación.

"Nuestro estudio destaca la necesidad de reevaluar los mecanismos convencionales de dínamo para Ganímedes", dijo Trinh. "Las simulaciones de 'inicio frío' nos mostraron un nuevo mecanismo que no había sido identificado antes, desafiando la noción de que las dínamos alojadas en el núcleo necesariamente surgen de un depósito de enfriamiento de tamaño constante. Muchos cuerpos en el sistema solar tienen o tuvieron una dínamo: la Tierra, Mercurio, Marte antiguo; nuestra Luna probablemente también tuvo una. Este estudio abre un nuevo ángulo sobre cómo funcionan las dínamos. Nuestros resultados no descartan una dínamo impulsada por enfriamiento en Ganímedes. Sin embargo, introducimos un nuevo mecanismo de dínamo que está alineado con la idea de que Ganímedes comenzó frío y sin un núcleo metálico. Se necesita más trabajo para identificar el mecanismo más probable para explicar la dínamo de Ganímedes hoy", según declaraciones del investigador.

El nuevo modelo será comparado con datos observacionales cuando la misión Juice (Explorador de Lunas Heladas de Júpiter) de la Agencia Espacial Europea llegue al sistema de lunas jovianas en 2031, según informó Caltech.

El artículo científico se titula "Alimentando la dínamo de Ganímedes con formación prolongada del núcleo". Además de Trinh, los coautores son Flavio Petricca y Steven D. Vance del Laboratorio de Propulsión a Chorro, que Caltech gestiona para la NASA, y Douglas J. Hemingway de la Universidad de Texas en Austin. La financiación fue proporcionada por la Beca Melza M. y Frank Theodore Barr de Caltech y el programa Solar System Workings de la NASA, según el comunicado.

La investigación tiene implicaciones más amplias para la comprensión de cómo funcionan las dínamos en otros cuerpos celestes del sistema solar. Muchos planetas y lunas han tenido o tienen actualmente campos magnéticos generados por dínamos, incluyendo la Tierra, Mercurio, Marte en el pasado, y posiblemente la Luna terrestre en algún momento de su historia. El nuevo mecanismo propuesto para Ganímedes podría ayudar a explicar procesos similares en otros cuerpos celestes.

La misión Juice de la Agencia Espacial Europea, programada para llegar a Júpiter en 2031, proporcionará datos cruciales que permitirán a los científicos verificar si el modelo de "inicio frío" propuesto por Trinh y sus colegas es correcto, o si los modelos tradicionales de enfriamiento del núcleo siguen siendo la mejor explicación para el campo magnético único de Ganímedes.