El interior de Ganímedes podría continuar evolucionando miles de millones de años después de su formación

Dos nuevos estudios proponen mecanismos inéditos para explicar el campo magnético y el océano interno de la mayor luna de Júpiter.

Dos nuevos estudios científicos sobre Ganímedes, la mayor luna de Júpiter, plantean un escenario distinto para comprender su interior y la dinámica de su océano subterráneo. El primero propone que el núcleo metálico de Ganímedes podría continuar formándose lentamente miles de millones de años después de su origen, mientras que el segundo sugiere que las corrientes del océano interno podrían detectarse indirectamente mediante señales magnéticas observadas por la misión Juice de la ESA. Ambos trabajos refuerzan la importancia científica de Ganímedes como uno de los mundos oceánicos más complejos del Sistema Solar y llegan pocos años antes de la entrada de Juice en el sistema joviano en 2031.

Vista global de Ganímedes captada por la sonda Juno — Vista global de Ganímedes obtenida por la misión Juno de la NASA. *Créditos: NASA/JPL*

Ganímedes posee un diámetro de 5.268 km y es la única luna conocida con un campo magnético intrínseco permanente. Desde el descubrimiento de este campo por la sonda Galileo en 1996, los modelos clásicos asumían que el satélite había desarrollado muy pronto un núcleo metálico completamente diferenciado y que su dinamo interna funcionaba gracias al enfriamiento gradual de ese núcleo.

El nuevo trabajo dirigido por Kevin T. Trinh, del California Institute of Technology, propone una evolución distinta. Según sus simulaciones térmicas, Ganímedes pudo formarse inicialmente como una mezcla fría de hielo, silicatos y metales, sin un núcleo metálico completamente separado.

En este escenario, el interior habría ido calentándose lentamente durante miles de millones de años debido al decaimiento radiactivo y a procesos de calentamiento interno. A medida que las temperaturas alcanzaban aproximadamente 1.250 K, las aleaciones de hierro y azufre comenzaban a fundirse y a hundirse progresivamente hacia el centro, formando un “protonúcleo” todavía en crecimiento.

El estudio plantea que este proceso de diferenciación prolongada podría seguir activo hoy. En lugar de una dinamo impulsada únicamente por el enfriamiento del núcleo, el campo magnético de Ganímedes podría mantenerse gracias al movimiento continuo de metal líquido descendiendo hacia el centro del satélite.

Las simulaciones muestran que este mecanismo puede reproducir el campo magnético observado actualmente si el contenido de azufre del núcleo es relativamente bajo y si el calentamiento mareal en el interior rocoso fue limitado en el pasado.

El trabajo también intenta explicar por qué otras lunas similares, como Calisto, no presentan un campo magnético detectable. Según los autores, pequeñas diferencias en el momento de formación, la cantidad de hielo o la disipación térmica podrían haber impedido que Calisto alcanzara las temperaturas necesarias para iniciar una diferenciación metálica sostenida.

Las corrientes del océano interno podrían detectarse desde órbita

El segundo estudio analiza otra característica singular de Ganímedes: la interacción entre su océano subterráneo y su campo magnético. Bajo una corteza helada de decenas de kilómetros de espesor, Ganímedes alberga un océano global de agua salada situado entre distintas capas de hielo de alta presión. Diversas observaciones magnéticas y auroras observadas por el telescopio espacial Hubble ya habían sugerido la existencia de este océano en décadas anteriores.

El nuevo trabajo, liderado por Simon Cabanes, explora cómo las corrientes del océano podrían generar señales magnéticas secundarias detectables desde una nave espacial. El estudio combina modelos hidrodinámicos del océano con simulaciones del campo magnético interno de Ganímedes y del entorno magnético de Júpiter.

Las simulaciones indican que los flujos zonales del océano, equivalentes a grandes corrientes este-oeste, deforman las líneas del campo magnético mediante un proceso denominado “omega-effect”. Ese mecanismo genera señales magnéticas adicionales que, en los escenarios más favorables, podrían alcanzar hasta 9 nT en la superficie.

Los resultados dependen de parámetros todavía inciertos, como la profundidad exacta del océano o la velocidad de las corrientes internas. Los modelos más optimistas consideran un océano de aproximadamente 493 km de espesor y velocidades de circulación cercanas a 0,7 m/s.

Los autores señalan que estas señales podrían ser detectadas por el magnetómetro de Juice durante sus órbitas alrededor de Ganímedes, especialmente si la misión realiza sobrevuelos o trayectorias de baja altitud.

El estudio también destaca que Ganímedes ofrece una situación única entre las lunas heladas. Europa y Calisto poseen océanos internos, pero carecen de un campo magnético intrínseco potente. En Ganímedes, en cambio, el propio campo magnético generado en el núcleo actúa como fuente para inducir nuevas señales en el océano conductor, facilitando su detección remota.

Juice permitirá comprobar ambos modelos durante la próxima década

La sonda de la ESA llegará al sistema joviano en 2031 y realizará múltiples sobrevuelos de Europa, Calisto y Ganímedes antes de entrar en órbita alrededor de esta última. Sus instrumentos incluirán magnetómetros, radares y equipos geofísicos diseñados específicamente para estudiar océanos subterráneos y estructuras internas.

Las futuras mediciones podrían determinar si el campo magnético de Ganímedes procede de un núcleo antiguo en enfriamiento o de un núcleo todavía en formación. También podrían detectar variaciones magnéticas asociadas al movimiento del océano interno, proporcionando información indirecta sobre la dinámica del agua líquida situada bajo cientos de kilómetros de hielo.

Ambos estudios refuerzan además la idea de que los mundos oceánicos helados no son cuerpos geológicamente simples ni completamente congelados, sino sistemas internos activos cuya evolución puede prolongarse durante miles de millones de años.