Ío es el lugar con mayor actividad volcánica del sistema solar. Durante su órbita de 1,8 días, esta luna es comprimida gravitacionalmente por Júpiter, lo que provoca erupciones volcánicas más grandes que cualquier otra en la Tierra.
Ío, Europa y Ganímedes están en una configuración orbital conocida como resonancia de Laplace: por cada órbita de Ganímedes (la más alejada de las tres de Júpiter), Europa completa exactamente dos órbitas e Ío completa exactamente cuatro. En esta configuración, las lunas se atraen gravitacionalmente entre sí de tal manera que se ven obligadas a adoptar órbitas elípticas, en lugar de redondas. Estas órbitas permiten que la gravedad de Júpiter caliente el interior de las lunas, provocando el vulcanismo de Ío y añadiendo calor al océano líquido subterráneo de la helada Europa.
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Dos nuevos estudios de investigadores de Caltech miden los isótopos de azufre dentro de la atmósfera de Ío y determinan que las lunas han estado atrapadas en esta danza resonante durante miles de millones de años. El océano líquido de Europa se ha considerado durante mucho tiempo un lugar potencial para que evolucione la vida, y comprender exactamente cuánto tiempo han estado así las órbitas de estas lunas es crucial para caracterizar su habitabilidad a largo plazo. Los artículos aparecen en las revistas Science y JGR-Planets.
En la Tierra podemos encontrar huellas de eventos a través de fósiles y cráteres. Ío, sin embargo, está en constante transformación, por lo que su superficie tiene sólo alrededor de un millón de años, mientras que la luna misma tiene alrededor de 4.500 millones de años. Para comprender cuánto tiempo lleva esta luna joviana experimentando vulcanismo, los investigadores examinaron las sustancias químicas en su atmósfera.
Ío no tiene agua, por lo que el componente principal de los gases que arrojan sus volcanes es azufre, lo que da lugar a una atmósfera compuesta en un 90 por ciento de dióxido de azufre. Durante los ciclos volcánicos dinámicos de Ío, los gases cercanos a la superficie quedan sumergidos nuevamente en el interior y son regurgitados nuevamente a la atmósfera.
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Los átomos de azufre en Ío tienen algunas formas diferentes o isótopos. Los isótopos son variantes de un elemento determinado con diferente número de neutrones. Por ejemplo, tanto el azufre-32 como el azufre-34 tienen el mismo número de protones (16), pero el primero tiene 16 neutrones y el segundo tiene 18. Los neutrones adicionales hacen que un elemento sea físicamente más pesado, por lo que en la atmósfera de Ío, los isótopos más ligeros. Es más probable que estén ubicados en la parte superior, mientras que es más probable que los isótopos más pesados estén en la parte inferior, cerca de la superficie de la Luna.
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La superficie no es la única característica en constante cambio en Ío: su atmósfera también está siendo desviada hacia el espacio a una velocidad de 1 tonelada por segundo debido a colisiones con partículas cargadas en el campo magnético de Júpiter. Como isótopo de azufre más ligero, el azufre-32, es más abundante cerca de la parte superior de la atmósfera donde ocurren estas colisiones, ese isótopo se agota desproporcionadamente en comparación con su contraparte más pesado. Comprender cuánto azufre ligero falta puede dar pistas sobre cuánto tiempo ha sido volcánica la luna.
