Las lunas irregulares de Júpiter muestran composiciones tan variadas como sus órbitas

Observaciones en el infrarrojo con el instrumento NIRSpec del telescopio espacial James Webb revelan tres tipos principales de materiales en las lunas irregulares

Las observaciones recientes del telescopio espacial James Webb han mostrado que las pequeñas lunas irregulares de Júpiter no comparten un origen común. El estudio, publicado en The Planetary Science Journal por Benjamin Sharkey y colaboradores, utilizó el espectrógrafo infrarrojo NIRSpec del observatorio espacial para analizar ocho de estos cuerpos en longitudes de onda entre 0,7 y 5,1 micrómetros. Los resultados revelan una notable diversidad de composiciones superficiales que sugiere que Júpiter capturó objetos procedentes de distintos reservorios del Sistema Solar primitivo.

Por definición, los satélites irregulares de Júpiter poseen órbitas lejanas, muy inclinadas y a menudo retrógradas, lo que indica que fueron capturados por el planeta y no se formaron en su entorno inmediato. Se agrupan en varias familias con características orbitales y cromáticas similares: el grupo prógrado de Himalia (al que pertenecen Himalia, Elara y Lisitea), y los tres principales grupos retrógrados de Ananké, Carmé y Pasífae, además de algunas lunas aisladas como Temisto o Sinopé.

El equipo del JWST observó los ocho mayores representantes de estas familias: Temisto, Himalia, Elara, Lisitea, Ananké, Carmé, Pasífae y Sinopé. Las medidas en el infrarrojo cercano e intermedio permitieron identificar bandas de absorción asociadas a minerales hidratados, compuestos orgánicos y moléculas volátiles, indicadores de su composición original y de los procesos físicos y químicos que han afectado sus superficies desde su captura por el planeta.

Las tres lunas del grupo de Himalia mostraron rasgos espectrales muy diferentes entre sí. Himalia, la mayor de todas con unos 170 km de diámetro, presenta una compleja combinación de bandas de absorción en torno a 2,7 y 3,05 micrómetros, atribuibles a filosilicatos que contienen amonio en su estructura. Estos minerales, denominados filosilicatos amoniacales, se forman en ambientes donde coexistieron agua líquida y compuestos nitrogenados, y su presencia indica que el cuerpo progenitor del grupo se formó en regiones externas del Sistema Solar, en condiciones similares a las que originaron asteroides como Ceres o Higía. Elara y Lisitea muestran composiciones más simples, pero sus espectros sugieren que derivan del mismo cuerpo progenitor, alterado de forma heterogénea por procesos acuosos internos.

En cambio, las lunas retrógradas Carmé, Pasífae, Ananké y Sinopé presentan superficies con características muy distintas. Carmé y Sinopé poseen pendientes espectrales rojizas y absorciones débiles cerca de 3 y 3,4 micrómetros, asociadas a materiales orgánicos similares a los detectados en los asteroides troyanos de Júpiter. Pasífae y Ananké muestran bandas más pronunciadas en torno a 2,9–3 micrómetros, compatibles con minerales portadores de grupos hidroxilo (OH) y con una moderada alteración acuosa. Lisitea, aunque pertenece al grupo prógrado de Himalia, comparte este tipo de absorciones intermedias, lo que refuerza la idea de que el conjunto de las lunas irregulares combina materiales procedentes de distintas fuentes.

Los autores plantean dos interpretaciones para esta diversidad. En la primera, algunos grupos —como Himalia o Ananké— podrían haberse originado en zonas distintas del Sistema Solar y haber sido capturados por Júpiter en diferentes etapas de su historia, posiblemente durante la migración de los planetas gigantes. En la segunda, todos los grupos podrían derivar de progenitores similares, pero con composiciones internas variadas, de modo que los impactos y fragmentaciones posteriores generaron lunas con superficies químicamente distintas. La variedad de firmas espectrales en el rango de 3 micrómetros, donde se detectan las vibraciones de enlaces O–H, N–H y C–H, apoya la hipótesis de múltiples procedencias.

El estudio también tiene implicaciones para el sistema joviano en su conjunto. El polvo liberado por las colisiones entre lunas irregulares podría transportar compuestos nitrogenados hacia las superficies de las lunas mayores, como Calisto o Europa. En particular, los materiales ricos en amonio detectados en Himalia y Elara representarían una fuente potencial de nitrógeno que, al mezclarse con hielo de agua y materia orgánica, podría participar en procesos fotoquímicos y radiolíticos sobre las superficies exteriores del planeta.

Además, los resultados confirman la existencia de analogías y diferencias notables entre las lunas irregulares y los asteroides troyanos. Algunas, como Carmé y Sinopé, reproducen las características espectrales de los troyanos más rojizos; otras, como Ananké o Lisitea, muestran absorciones más cortas y redondeadas, situadas entre los valores típicos de los troyanos y los de los asteroides carbonáceos del cinturón principal. Esta continuidad espectral sugiere que los cuerpos capturados por Júpiter podrían incluir tanto fragmentos del cinturón de asteroides como remanentes del antiguo cinturón de Kuiper, mezclados por la migración planetaria en las primeras decenas de millones de años del Sistema Solar.

El trabajo de Sharkey y su equipo proporciona la visión más completa hasta ahora sobre la composición de las lunas irregulares jovianas y demuestra la capacidad del telescopio espacial James Webb para estudiar cuerpos menores de pocos decenas de kilómetros de diámetro a grandes distancias. Futuras observaciones con el mismo instrumento permitirán ampliar la muestra y comprobar si esta diversidad composicional se extiende a los numerosos miembros menores de cada familia.

Los resultados refuerzan la idea de que las lunas irregulares de Júpiter son fragmentos capturados de diferentes regiones del Sistema Solar, testigos de la gran mezcla de materiales que acompañó a la formación de los planetas gigantes y que contribuyó a modelar la actual arquitectura del sistema joviano.

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