El gigante gaseoso Júpiter, que fue nombrado en honor del rey de los dioses en el panteón romano, siempre ha estado a la altura de su nombre. Además de ser el planeta más grande del Sistema Solar, con dos veces y media la masa de todos los demás planetas combinados, también tiene un campo magnético increíblemente poderoso y las tormentas más intensas de cualquier planeta en el Sistema Solar.
Además, es el hogar de algunas de las lunas más grandes del Sistema Solar (conocidas como las lunas galileanas) y tiene más lunas conocidas que cualquier otro planeta. Y gracias a una encuesta reciente dirigida por Scott S. Sheppard de la Carnegie Institution of Science, se han descubierto doce lunas más. Esto eleva el número total de lunas conocidas alrededor de Júpiter a 79, y podría proporcionar una nueva visión de la historia del Sistema Solar.
El equipo fue dirigido por Scott S. Sheppard e incluyó a Dave Tholen (Universidad de Hawai) y Chad Trujillo (Universidad del Norte de Arizona). Fue este mismo equipo el que sugirió por primera vez la existencia de un planeta masivo en los confines del Sistema Solar (Planeta 9 o Planeta X) en 2014, basado en el comportamiento inusual de ciertas poblaciones de Objetos Transneptunianos extremos (eTNOs).
Curiosamente, fue cuando Sheppard y sus colegas estaban buscando este escurridizo planeta cuando vieron la primera de estas nuevas lunas en 2017. Como explicó Sheppard en un reciente comunicado de prensa de Carnegie:
“Júpiter se encontraba en el cielo cerca de los campos de búsqueda donde buscábamos objetos del Sistema Solar extremadamente distantes, por lo que pudimos buscar nuevas lunas alrededor de Júpiter al mismo tiempo que buscamos planetas en los márgenes de nuestro Solar Sistema."
Los descubrimientos iniciales se realizaron utilizando el telescopio Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo (CTIO) en Chile. Luego se confirmaron con la ayuda de la Cámara de Energía Oscura (DECam), que se agregó al telescopio Blanco como pasado de la Encuesta de Energía Oscura. Datos adicionales fueron proporcionados por los Observatorios Carnegie Telescopios Magellan de 6.5 metros.
Las órbitas de las lunas recién descubiertas fueron calculadas por Gareth Williams del Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional (MPC), en base a las observaciones del equipo. "Se necesitan varias observaciones para confirmar que un objeto realmente orbita alrededor de Júpiter", dijo. "Entonces, todo el proceso tomó un año".
Como puede ver en la imagen de arriba, dos de las lunas recién descubiertas (indicadas en azul) son parte del grupo interno que tiene órbitas programadas (es decir, orbitan en la misma dirección que la rotación del planeta). Completan una sola órbita en poco menos de un año, y tienen distancias orbitales y ángulos de inclinación similares. Esta es una posible indicación de que estas lunas son fragmentos de una luna más grande que se rompió, posiblemente debido a una colisión.
Nueve de las nuevas lunas (indicadas en rojo) son parte del grupo externo distante que tiene órbitas retrógradas, lo que significa que orbitan en la dirección opuesta a la rotación de Júpiter. Estas lunas tardan aproximadamente dos años en completar una órbita única de Júpiter y se agrupan en tres grupos orbitales que tienen distancias e inclinaciones similares. Como tal, también se cree que son restos de tres lunas más grandes que se separaron debido a colisiones pasadas.
El equipo observó otra luna que no encaja en ninguno de los grupos, y es diferente a cualquier luna conocida que orbita a Júpiter. Esta "luna extraña" está más distante y más inclinada que las lunas programadas y tarda aproximadamente un año y medio en orbitar a Júpiter, lo que significa que su órbita cruza las lunas retrógradas exteriores. Debido a esto, es mucho más probable que ocurran colisiones frontales con las lunas retrógradas, que orbitan en la dirección opuesta.
La órbita de esta extraña luna también fue confirmada por Bob Jacobson y Marina Brozovic en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en 2017. Esto fue motivado en parte para garantizar que la luna no se perdería antes de llegar al lugar previsto en su órbita durante la recuperación observaciones hechas en 2018. Como explicó Sheppard,
“Nuestro otro descubrimiento es un verdadero bicho raro y tiene una órbita como ninguna otra luna joviana conocida. También es probable que sea la luna más pequeña conocida de Júpiter, con menos de un kilómetro de diámetro ... Esta es una situación inestable. Las colisiones frontales se romperían rápidamente y convertirían los objetos en polvo ”.
Aquí también, el equipo piensa que esta luna podría ser los restos de una luna una vez más grande; en este caso, uno que tenía una órbita programada que formó algunas de las lunas retrógradas a través de colisiones pasadas. La extraña luna ya tiene un nombre sugerido: Valetudo, después de la bisnieta de Júpiter, la diosa de la salud y la higiene en el panteón romano.
Además de aumentar el recuento general de la luna de Júpiter, el estudio de lo que dio forma a las historias orbitales de esta luna podría enseñar a los científicos mucho sobre el período más temprano del Sistema Solar. Por ejemplo, el hecho de que las lunas más pequeñas en los diversos grupos orbitales de Júpiter (prograde, retrógrado) aún sean abundantes sugiere que las colisiones que las crearon ocurrieron después de la era de la formación de planetas.
De acuerdo con la Hipótesis Nebular de la formación del Sistema Solar, el Sol todavía estaba rodeado por un disco protoplanetario giratorio en este momento, es decir, el gas y el polvo a partir del cual se formaron los planetas. Debido a su tamaño, de 1 a 3 km, estas lunas habrían estado más influenciadas por el gas y el polvo circundantes, lo que habría arrastrado sus órbitas y causado que cayeran hacia Júpiter.
El hecho de que estas lunas aún existan muestra que probablemente se formaron después de que este gas y polvo se disiparon. A este respecto, estas lunas son muy parecidas a las cápsulas del tiempo o los registros geológicos, preservando piezas de la historia de formación y evolución de Júpiter (y los Sistemas Solares).
Esta investigación fue parcialmente financiada por una subvención de astronomía planetaria de la NASA, y fue posible gracias a la asistencia de múltiples observatorios. Estos incluyeron el Telescopio Discovery Channel de 4 metros en el Observatorio Lowell de Arizona, el Telescopio Subaru de 8 metros y el telescopio de 2,2 metros de la Universidad de Hawai, y el Telescopio Gemini de 8 metros en Hawai.
