Astronomía

¿Cómo se vería Júpiter desde una luna galileana?

¿Cómo se vería Júpiter desde una luna galileana?


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Si estuviera en una luna galilea de Júpiter, como Europa o Ganímedes, ¿cómo sería el planeta? (Digamos que estoy en una estación espacial que proporciona una atmósfera para que sea un poco menos realista).

¿Se vería como nuestra luna, solo un poco más grande y coloreada como Júpiter, con las rayas y el "ojo", o las lunas estarían lo suficientemente cerca como para que Júpiter pareciera gigantesco y llenara una porción significativa del cielo?

Las dos lunas más cercanas entre sí son Io y Europa. Parecen estar a unos 250.000 kilómetros el uno del otro. ¿Sería posible ver uno de otro a simple vista si estuvieran alineados? Por ejemplo, si Europa estuviera en una posición en su eje donde está iluminada por el sol, ¿podría verla, mirándola desde Io? ¿O necesitaría un telescopio? Una esfera de 3000 km desde 250.000 km de distancia no parece posible. Al revés, por supuesto, Io es un poco más grande.

Pero la parte que más me interesa es: cómo se vería Júpiter desde una de estas lunas.


Simplemente puede iniciar Stellarium y echar un vistazo usted mismo. Elija las ubicaciones que le interesen. Los satélites galileanos de Júpiter están dentro de la lista predeterminada de ubicaciones.

La imagen adjunta muestra a Júpiter visto desde Io en el momento dado, Europa es el objeto brillante a la derecha; con -9 mag es considerablemente más brillante que Venus cuando se ve desde la Tierra, pero un poco menos que la Luna de la Tierra vista por nosotros.

Es interesante notar también la enorme extensión de Júpiter en el campo de visión, si elige el hemisferio derecho (Io está en un estado bloqueado por mareas). Con aproximadamente 15 °, necesita toda la mano con el brazo extendido para bloquearlo, mientras que el sol es mucho más pequeño (~ 30 veces más grande que el Sol o la Luna cuando se ve desde la Tierra). También los eclipses diarios de Sol por Júpiter podrían ser dignos de mención.


Los escritores de ciencia ficción y los científicos han imaginado la posibilidad de que exolunas que orbitan exoplanetas gigantes en otros sistemas estelares sean habitables.

Y ha habido artículos científicos que discuten los posibles límites de la habitabilidad de las exolunas.

En mi respuesta a esta pregunta:

https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/176513/what-do-i-bear-in-mind-creating-an-earth-like-world-with-two-moons/176558#1765581

La última parte de mi respuesta se vincula a este artículo científico que analiza la habitabilidad de las exolunas:

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/776/2/L3382

El autor de ese artículo calcula los límites internos y externos, en términos de radios de sus planetas, para las órbitas de exolunas habitables.

Y a partir de ese rango de distancias orbitales, calculé aproximadamente que una exoluna habitable orbitaría a distancias tales que el exoplaneta gigante que orbita parecería tener entre 5.7295 y 22.9183 grados de ancho, aproximadamente de 11 a 45 veces el diámetro angular de la Luna.

También puedo señalar que entre esas lunas de una planta gigante que son lo suficientemente grandes y masivas para ser redondeadas gravitacionalmente, la luna más pequeña con una forma redondeada aparecería en el límite entre un punto de luz y un disco con un diámetro visible cuando estaba aproximadamente 5,729,582.7 kilómetros, o 3,560,197.6 millas de otra luna. Entonces, siempre que una luna redondeada más pequeña posible estuviera más cerca de aproximadamente 5.729.582.7 kilómetros, o 3.560.197.6 millas, definitivamente aparecería como un disco. Y si una luna fuera más grande que la luna redondeada más pequeña posible, aparecería como un disco en el cielo de otra luna incluso si la distancia entre ellos fuera más de aproximadamente 5,729,582.7 kilómetros, o 3,560,197.6 millas.

Usted pregunta:

Las dos lunas más cercanas entre sí son Io y Europa. Parecen estar a unos 250.000 kilómetros el uno del otro. ¿Sería posible ver uno de otro a simple vista si estuvieran alineados?

debido a que Io y Europa orbitan a Júpiter en diferentes órbitas, la distancia entre ellos no es constante. En cambio, siempre está cambiando.

La órbita de Io tiene un semieje o radio mayor de 421.700 kilómetros, la órbita de Europa tiene un radio de 671.034 kilómetros, Ganímedes 1.070.412 kilómetros y Calisto 1.882.709 kilómetros.

Por tanto, la distancia entre Io y Europa varía de unos 249.000 a 1.092.734 kilómetros. Cuando están más alejados, están en lados opuestos de Júpiter y también ocultos por él.

Europa, con un diámetro de 3.121,6 kilómetros, es la más pequeña de las lunas galileanas. En su punto más lejano de Calisto, está a unos 2.553.743 kilómetros de Calisto y, según mis cálculos aproximados, debería parecer tener unos 4,2 minutos de arco de ancho desde Calisto, aproximadamente un octavo del diámetro de la Luna vista desde la Tierra. Por supuesto, Europa estaría en el otro lado de Júpiter y escondida de Calisto de todos modos.

Io tiene un diámetro de unos 3.650 kilómetros y puede estar tan cerca como unos 249.000 kilómetros de Europa. Según mis cálculos aproximados, Io puede parecer tan ancho como 50 minutos de ancho en el cielo de Europa, aproximadamente uno y dos tercios del ancho aparente de la Luna vista desde la Tierra. Ganímedes debería aparecer aproximadamente a esa anchura de Europa cuando están más cerca.

De modo que todas las lunas galileanas deberían aparecer como discos en los cielos de las otras lunas galileanas siempre que sean visibles desde ellas.


Hace algún tiempo, hice un cuaderno jupyter (en francés, pero los nombres de los satélites son lo suficientemente similares) que compara el diámetro angular de Júpiter visto desde sus lunas con el diámetro angular de nuestra propia Luna vista desde la Tierra. De esta manera, puede tener una idea de cuán grande se vería Júpiter en comparación con una vista más familiar.

Por ejemplo, si la Luna (vista desde la superficie de la Tierra) es el punto azul, entonces Júpiter visto desde la superficie de Calisto es el gran punto rojo.


Exploración de Júpiter

La exploración de Júpiter se ha realizado a través de observaciones cercanas realizadas por naves espaciales automatizadas. Comenzó con la llegada de Pionero 10 en el sistema joviano en 1973 y, a partir de 2016 [actualización], ha continuado con ocho misiones más de naves espaciales. Todas estas misiones fueron realizadas por la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), y todas menos dos fueron sobrevuelos que tomaron observaciones detalladas sin aterrizar ni entrar en órbita. Estas sondas hacen de Júpiter el más visitado de los planetas exteriores del Sistema Solar, ya que todas las misiones al Sistema Solar exterior han utilizado sobrevuelos de Júpiter. El 5 de julio de 2016, la nave espacial Juno llegó y entró en la órbita del planeta, la segunda nave en hacerlo. Enviar una nave a Júpiter es difícil, principalmente debido a los grandes requisitos de combustible y los efectos del duro entorno de radiación del planeta.

La primera nave espacial que visitó Júpiter fue Pionero 10 en 1973, seguido un año después por Pionero 11. Además de tomar las primeras fotografías en primer plano del planeta, las sondas descubrieron su magnetosfera y su interior en gran parte fluido. La Voyager 1 y Voyager 2 Las sondas visitaron el planeta en 1979 y estudiaron sus lunas y el sistema de anillos, descubriendo la actividad volcánica de Io y la presencia de hielo de agua en la superficie de Europa. Ulises estudió más a fondo la magnetosfera de Júpiter en 1992 y luego nuevamente en 2000. El Cassini La sonda se acercó al planeta en 2000 y tomó imágenes muy detalladas de su atmósfera. La Nuevos horizontes La nave espacial pasó por Júpiter en 2007 y realizó mediciones mejoradas de sus parámetros y los de sus satélites.

La Galileo La nave espacial fue la primera en entrar en órbita alrededor de Júpiter, llegó en 1995 y estudió el planeta hasta 2003. Durante este período Galileo reunió una gran cantidad de información sobre el sistema joviano, haciendo acercamientos cercanos a las cuatro grandes lunas galileanas y encontrando evidencia de atmósferas delgadas en tres de ellas, así como la posibilidad de agua líquida debajo de sus superficies. También descubrió un campo magnético alrededor de Ganímedes. A medida que se acercaba a Júpiter, también presenció el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9. En diciembre de 1995, envió una sonda atmosférica a la atmósfera joviana, hasta ahora la única nave en hacerlo.

En julio de 2016, el Juno La nave espacial, lanzada en 2011, completó con éxito su maniobra de inserción orbital y ahora está en órbita alrededor de Júpiter con su programa científico en curso.

La Agencia Espacial Europea seleccionó la misión JUICE de clase L1 en 2012 como parte de su programa Cosmic Vision [1] [2] para explorar tres de las lunas galileanas de Júpiter, con un posible módulo de aterrizaje Ganímedes proporcionado por Roscosmos. [3] Se propone el lanzamiento de JUICE en 2022.

La Organización de Investigación Espacial de la India planea lanzar la primera misión india a Júpiter en la década de 2020 a través del Vehículo de Lanzamiento de Satélites Geosincrónicos Mark III. [4]

La Administración Nacional del Espacio de China planea lanzar una misión orbitadora a Júpiter alrededor de 2029 para explorar el planeta y sus lunas. [5]

Se puede encontrar una lista de misiones anteriores y futuras al Sistema Solar exterior (incluido Júpiter) en el artículo Lista de misiones a los planetas exteriores.


Júpiter

Como he dicho antes, me gusta mostrarles la mejor imagen posible de la NASA para que tengan una referencia. Crédito de la imagen NASA

Júpiter es el & # 8220 Rey de los planetas & # 8221 en nuestro sistema solar, como lo llamó uno de mis buenos amigos. Qué manera de poner fin a la marcha planetaria. . No estoy seguro de fotografiar a Mercurio, es difícil de conseguir y no tengo una visión clara del horizonte. Júpiter fue el primer planeta que vi con mi nuevo telescopio. Mi esposa preguntó, & # 8220Bueno, ¿cómo se ve? & # 8221 Me aparté, miré hacia el planeta en el cielo sin el telescopio y cuando la magnitud de lo que acababa de ver golpeó, solo dije, & # 8220 ¡Guau! & N.º 8221

Fue el primer planeta que intenté fotografiar, quería que otros vieran y sintieran lo que yo sentía y veía. Quería traer amigos al viaje. Cuando miro el planeta, siempre me fascina y me asombra lo que veo, y cuanto más aprendí, más fascinante se volvió este planeta.

Lo primero es lo primero, su tamaño, Júpiter es el planeta más masivo de nuestro sistema solar y el quinto en órbita. Su radio es de 43.440,7 millas o 69.911 km. En comparación, la Tierra & # 8217s es solo 3,958.8 millas o 6,371.00 km.

Júpiter es sorprendentemente hermoso, sus bandas de nubes son muy distintas. No espere imágenes similares al Hubble con un 6 y # 8243 o menos, una vez que tenga algo de práctica, podrá ver los detalles mientras entrena sus ojos para sacarlo. Podrás ver las bandas y las cuatro lunas galileanas: Io, Europa, Ganimedes y Calisto. Utilizo una aplicación para mi teléfono inteligente llamada & # 8220Jupiter Guide & # 8221, te muestra la posición de las lunas y cuando pasa la Gran Mancha Roja, o GRS o se estima que pasa por el lado de la tierra, la rotación de Júpiter es de 10 horas, el más rápido de nuestro sistema solar.

La rotación de Júpiter # 8217 es tan rápida que crea fuertes chorros de viento en el planeta, agregue a esto que no se sabe nada que detenga los vientos. Los hallazgos recientes muestran que los colores de los marrones y rojos son alterados por el sol & # 8220 quema & # 8221 el amoniaco y los compuestos de amoniaco (con una sustancia química desconocida). Estos fuertes vientos & # 8220sman & # 8221 y moldean las bandas de nubes en las tiras como ves.

Bandas de Júpiter y las zonas temporales, Crédito de la imagen Skyandtelescope.com

Una de las características notables de Júpiter es la Gran Mancha Roja (GRS), la Gran Mancha Roja & # 8217s dimensiones son 24-40.000 km × 12-14.000 km. Es lo suficientemente grande como para contener dos o tres planetas del diámetro de la Tierra. La altitud máxima de esta tormenta es de unos 8 km (5 millas) por encima de las cimas de las nubes circundantes. Vientos alrededor del borde del pico del punto a aproximadamente 120 m / s (432 km / h), las corrientes en su interior parecen estancadas, con poca entrada o salida.

Más recientemente, tres óvalos más pequeños se fusionaron para formar la Pequeña Mancha Roja, aproximadamente la mitad del tamaño de su primo más grande. Los científicos aún no saben si estos óvalos y bandas que rodean el planeta son superficiales o están profundamente arraigados en el interior.

Diagrama de Júpiter, su interior, características de la superficie, anillos y lunas interiores. Se usó un renderizador 3D para hacer el esqueleto de esta imagen para que todo esté dibujado a escala (excepto las auroras). Crédito de la imagen: Kelvinsong

La atmósfera de Júpiter y # 8217 es similar a la del sol, ya que es principalmente hidrógeno 89,8 ± 2,0% (H2) y helio 10,2 ± 2,0% (He). A medida que descendemos a la atmósfera, la presión y la temperatura aumentan, esto comprime el gas hidrógeno en un líquido. Esto le da a Júpiter el océano más grande del sistema solar, aunque un océano hecho de hidrógeno en lugar de agua. Los científicos piensan que, quizás a la mitad del camino hacia el centro del planeta, la presión se vuelve tan grande que los electrones son exprimidos de los átomos de hidrógeno, lo que hace que el líquido sea conductor eléctrico. Se cree que la rápida rotación de Júpiter # 8217 impulsa las corrientes eléctricas en esta región, generando el poderoso campo magnético del planeta. Aún no está claro si, en el fondo, Júpiter tiene un núcleo central de material sólido.

La magnetosfera joviana es la región del espacio influenciada por el poderoso campo magnético de Júpiter. Se infla de 1 a 3 millones de kilómetros (600,000 a 2 millones de millas) hacia el sol y se estrecha en una cola en forma de manga de viento que se extiende a más de mil millones de kilómetros (600 millones de millas) detrás de Júpiter, hasta la órbita de Saturno. El campo magnético gira con el planeta y barre las partículas que tienen carga eléctrica. Cerca del planeta, el campo magnético atrapa un enjambre de partículas cargadas y las acelera a energías muy altas, creando una radiación intensa que bombardea las lunas más internas y puede dañar las naves espaciales.

Descubiertos en 1979 por la NASA y la nave espacial Voyager 1 de la NASA, los anillos de Júpiter y el número 8217 fueron una sorpresa, ya que están compuestos de partículas pequeñas y oscuras y son difíciles (pero no imposibles) de ver, excepto cuando están iluminados por el sol. Los datos de la nave espacial Galileo indican que el sistema de anillos de Júpiter puede estar formado por el polvo levantado cuando los meteoroides interplanetarios se estrellan contra las pequeñas lunas más internas del planeta gigante.

Júpiter & # 8217s anillos. Crédito de imagen, NASA


Laboratorio 6: Lunas galileanas de Júpiter

Crédito / Permiso: Para texto y copia de David Jeffery. Para figuras, etc., como se especifica con la figura, etc. / Solo para lectura y uso por parte de los instructores y estudiantes del curso de laboratorio de astronomía de la UNLV.

Este es un ejercicio de laboratorio con observaciones que son esenciales: consulte Mapa del cielo: Las Vegas: hora actual y clima de Las Vegas.

  1. Las órbitas, tránsitos, ocultación y tránsitos de sombras de las lunas galileanas. .
  2. Observaciones de las lunas galileanas. , aumento, oculares durante las observaciones.
  3. La planetología de las lunas galileanas.

Algunas de las tareas se pueden completar antes del período de laboratorio. Sería útil hacer algunos de ellos antes del período de laboratorio.

Sin embargo, puede imprimir una copia con anticipación si lo desea, especialmente si desea hacer algunas partes con anticipación. Es posible que deba compensar las actualizaciones en este caso.

El ejercicio de laboratorio en sí es NO impreso en el laboratorio. Eso sería matar bosques y el ejercicio de laboratorio está diseñado para ser un documento web activo.

Las observaciones generales sobre la preparación de pruebas se dan en Preparación de pruebas: Instrucciones generales.

Para las secciones de laboratorio de DavidJ, la preparación del cuestionario está haciendo todos los elementos enumerados aquí y se autoevalúa con el cuestionario de preparación, si existe.

Sin embargo, para complementar y / o complementar la lectura, al menos debe leer la introducción de una muestra de los artículos vinculados a las siguientes palabras clave, etc. para que pueda definir y / o comprender algunas palabras clave, etc. a nivel de nuestra clase.

Una lista adicional de las palabras clave que está NO requerido para mirar --- pero sería útil hacerlo --- es:

Se puede hacer sin observaciones en cualquier momento, pero es mejor desde el punto de vista educativo.

Si el cielo va a estar muy nublado, entonces debería elegirse un laboratorio alternativo de los Ejercicios de laboratorio de introducción a la astronomía o podría realizar el Laboratorio 6: Lunas galileanas de Júpiter sin observaciones.

Una capa fina de nubes suele estar bien. Los telescopios suelen disparar a través de una fina capa de nubes.

La cobertura de nubes irregulares puede estar bien si observa cuando Júpiter está despejado.


Verificación de hechos: FALSO. Júpiter es más grande que la luna

Por favor, sin bromas, el espacio es serio.

¿Esto también captura las lunas de Júpiter? Puedo ver 3 puntos débiles además de J

Eso es lo que parecen.

El cuarto grande debe estar alineado con Júpiter. Todos tienen aproximadamente la misma magnitud.

¡Eso es de hecho 3 de las 4 lunas galileanas! Lo busqué en WolframAlpha y es, de izquierda a derecha, Ganímedes, Calisto e Io. Europa está oculta por Júpiter actualmente.

La foto es una composición de varias exposiciones.

Una secuencia de 8 fotos de la Luna se apilaron en una sola foto y se afinaron en el software PIPP RegiStax6

Se agregó brillo exterior de la misma foto sobreexpuesta

El lado oscuro de la luna se fusionó con una foto diferente que tomé en otra cita durante la fase lunar opuesta


¿Cómo se vería Júpiter desde una luna galileana? - Astronomía

Júpiter ocupa un lugar especial en la historia debido al descubrimiento por Galileo en 1610 de cuatro grandes lunas que lo orbitan. Esta observación le dio a Galileo una fuerte evidencia contra el popular universo centrado en la Tierra de su época. Como la Tierra, Júpiter era un planeta con lunas orbitando alrededor. Galileo tomó el sistema de Júpiter como un sistema solar en miniatura. Estos cuatro satélites se denominan Satélites galileanos en honor a su descubridor. En orden de distancia creciente de Júpiter son Ío, Europa, Ganímedes y Calisto. Desde entonces, se han descubierto otras cincuenta y nueve lunas en órbita alrededor de Júpiter. Los satélites galileanos son de particular interés aquí.


Los satélites galileanos (las cuatro lunas más grandes de Júpiter) a la misma escala. Nuestra Luna también se muestra como referencia.

Vistas en corte de las posibles estructuras internas de los satélites galileanos. En el sentido de las agujas del reloj desde la parte superior izquierda: Io, Europa, Callisto, Ganimedes. Consulte el texto a continuación para obtener información sobre la estructura interna.

La luna de Galilea más cercana a Júpiter es Io. Io tiene un núcleo de hierro-níquel rodeado por una capa de roca que se extiende hasta la superficie. Io no tiene cráteres de impacto a pesar de que tiene una superficie sólida y rocosa. La superficie debe ser muy joven porque algo ha borrado los cráteres de impacto. Aunque Io tiene casi el mismo tamaño (3643 km de ancho) y densidad (3,53X agua) como la Luna, Io es el mundo geológicamente más activo del sistema solar. Io tiene muchos volcanes y todos sus cráteres son de origen volcánico. Es tan activo a pesar de su pequeño tamaño debido al enorme estrés que experimenta Júpiter.

A pesar de que Io está aproximadamente a la misma distancia de Júpiter que la Luna de la Tierra, Io experimenta un estiramiento de marea mucho más fuerte porque Júpiter es más de 300 veces más masivo que la Tierra: la superficie de la roca de Io sobresale hacia arriba y hacia abajo hasta 100 metros! Io también tarda 1,77 días en orbitar a Júpiter --- compárelo con los 27,3 días que tarda la Luna en orbitar la Tierra. La órbita de Io no es exactamente circular debido a la gravedad de su vecino galileo Europa y el Ganímedes más distante. Io, Europa y Ganímedes tienen una resonancia orbital de 4: 2: 1 que mantiene sus órbitas elípticas. Por cada cuatro órbitas de Io, Europa orbita dos veces y Ganímedes una vez. Io no puede mantener un lado exactamente frente a Júpiter y con la fuerza variable de las mareas debido a su órbita elíptica, Io se estira y se retuerce durante cortos períodos de tiempo. La flexión de la marea calienta el interior de Io hasta el punto de fusión al igual que la masa de amasar la calienta. El calor se escapa a través de poderosas erupciones que arrojan compuestos de azufre en columnas gigantes en forma de paraguas hasta casi 300 kilómetros sobre la superficie. El calentamiento de las mareas de Júpiter ha alejado gran parte de los materiales volátiles como el agua, el dióxido de carbono, etc. La superficie de Io es una mezcla manchada de naranja, amarillo, negro, rojo y blanco. Los colores son creados por azufre y dióxido de azufre a varias temperaturas en estado líquido y sólido. Io tiene una atmósfera enrarecida de muy baja densidad que consiste solo en una capa de exosfera hecha de moléculas de dióxido de azufre.

Una nota de precaución antes de continuar: aunque el calentamiento del interior por los efectos de las mareas es una razón importante por la que algunas de las lunas de los planetas jovianos exhiben actividad geológica, no es la única razón. El calentamiento de las mareas no puede explicar toda o parte de la actividad observada en algunas de las lunas heladas. Otros mecanismos, como el cizallamiento rotacional de un eje de rotación tambaleante, pueden influir. En última instancia, es la composición de las lunas heladas lo que marca la diferencia. Los hielos pueden deformarse y derretirse a temperaturas más bajas que las rocas de silicato y metal que se encuentran en los planetas terrestres interiores y sus lunas.

Europa

La próxima luna que sale de Júpiter es la luna blanca y lisa llamada Europa. Es más pequeño que Io (3122 km de ancho) y tiene una densidad de 3,01X agua. Europa es de particular interés para los astrónomos debido a lo que hay debajo de su corteza de hielo. Europa tiene un núcleo de hierro-níquel y un manto rocoso rodeado por un océano profundo de agua líquida, a 100 kilómetros de profundidad, que está congelada en la superficie. La nave espacial Galileo proporcionó imágenes de alta resolución de su superficie y mostró bloques gigantes de hielo que parecen haberse roto y flotado en nuevas posiciones: vea la imagen a continuación. A continuación se muestra una imagen en falso color para resaltar las diferencias en la superficie. Las áreas de color marrón rojizo representan material que no es hielo resultante de la actividad geológica. Las áreas de color azul oscuro son llanuras de hielo de grano grueso y las de color azul claro son llanuras de hielo de grano fino. Las líneas largas y oscuras son crestas y fracturas, algunas de las cuales se extienden por más de 3000 kilómetros como resultado de la actividad tectónica.

Europa no tiene cráteres de impacto, lo que significa que la superficie es muy joven. Dependiendo de las suposiciones de si se trata de asteroides o cometas que golpean la superficie, la superficie de Europa podría tener tan solo 100 millones de años si los asteroides crean los cráteres o todavía tienen actividad hoy si los cometas crean los cráteres. El agua líquida sucia de debajo de la corteza de hielo probablemente brota a través de las grietas para cubrir las características más antiguas de la superficie y se congela rápidamente. La nave espacial Galileo descubrió que el campo magnético de Júpiter en Europa cambia de fuerza a medida que gira Júpiter. Un campo magnético cambiante puede producir corrientes eléctricas en un océano salado que a su vez producirá un campo magnético para contrarrestar el campo magnético de Júpiter (algo llamado Ley de Lenz). La presencia de un inducido El campo magnético en Europa es un fuerte argumento a favor de la presencia de un océano global salado.

Europa está más lejos de Júpiter que Ío, por lo que las mareas que siente por la enorme gravedad de Júpiter son menores. Se necesitan unos 3,5 días para dar la vuelta a Júpiter en su órbita elíptica. Las mareas más débiles durante un período de tiempo más largo significan que la flexión de las mareas es menor que la que experimenta Io, pero la cantidad calculada de calentamiento de las mareas en Europa podría ser suficiente para mantener el agua líquida. Europa es demasiado pequeña para que la desintegración radiactiva en su núcleo rocoso proporcione suficiente calor. La actividad geológica en las lunas de los planetas jovianos, incluso en las más pequeñas que Europa, es posible no solo por el calentamiento de las mareas sino también por su composición. El hielo se derrite y se flexiona a temperaturas más bajas que la roca. La flexión del hielo por los cambios en las mareas, a medida que se mueve alrededor de Júpiter en su órbita elíptica, crea un impresionante sistema de grietas en la superficie. Se desconoce la causa de los colores oscuros de las grietas, pero puede deberse a materiales orgánicos o sales.

Las observaciones cuidadosas de cómo se movía la nave espacial Galileo en el campo de gravedad de Europa permitieron a los científicos determinar el espesor del océano. El océano de agua líquida debajo de la superficie helada de Europa puede extenderse varias decenas de kilómetros (o más). Más importante aún, la presión en el fondo del océano podría ser lo suficientemente pequeña como para que el agua líquida pudiera entrar en contacto con el manto rocoso que podría suministrar nutrientes para la vida. ¿Podrían haberse desarrollado formas de vida en las cálidas aguas debajo de la superficie helada?

Los descubrimientos de peces, cangrejos albinos y gusanos de tubo de 10 pies de largo apiñados alrededor de respiraderos volcánicos activos en el fondo del océano de la Tierra muy por debajo de donde puede penetrar la energía de la luz solar han reforzado la idea de que Europa podría albergar vida debajo de su superficie helada lejos de la luz solar. Antes del descubrimiento de la vida alrededor de los respiraderos geotérmicos, los científicos pensaban que toda la vida dependía de la luz solar. Se ha descubierto que las bacterias de la Tierra existen en rocas a unos pocos kilómetros debajo el fondo del mar y la superficie terrestre. Claramente, la vida es más versátil de lo que se pensaba originalmente. Europa es el lugar más probable en nuestro sistema solar para que exista vida actual más allá de la Tierra, incluso más probable que Marte. Una nave espacial que orbita Europa podría derivar el grosor de la capa de hielo de la cantidad de protuberancias de Europa con las mareas cambiantes mientras orbita Júpiter. Una capa de hielo más gruesa es más rígida y no se abultará tanto como una capa de hielo delgada. Vea el video de EJSM para obtener una visualización de cómo funcionaría y el sitio web de EJSM de Exploración del Sistema Solar para obtener más detalles. La misión Europa Clipper propuesta para la década de 2020 utilizará un radar de penetración de hielo para determinar el grosor de la capa helada de la luna y buscar lagos subterráneos similares a los que se encuentran debajo de la Antártida. Una mayor investigación de los datos de Galileo muestra que puede haber grandes lagos poco profundos dentro de la capa superior de hielo que podrían proporcionar una forma de intercambiar material entre la superficie y el océano debajo. Eso haría que Europa sea más habitable incluso si la capa de hielo superior es gruesa.

El telescopio Hubble detectó signos de posibles columnas de géiseres en erupción en Europa en 2012 similares a lo que encontramos en Encelado, la luna de Saturno, pero había bastante incertidumbre con las imágenes ultravioleta utilizadas para hacer la afirmación. Un nuevo análisis en 2018 de datos recopilados por el magnetómetro del orbitador Galileo en 1997 muestra que una curva breve y localizada en el campo magnético podría explicarse por el paso de Galileo a través de una columna de géiser. Las partículas cargadas en el campo magnético de Júpiter golpean la superficie helada de Europa y las partículas del géiser para crear una atmósfera enrarecida de muy baja densidad (es decir, como desprender moléculas individuales del hielo que luego son libres de moverse como gas). La atmósfera súper enrarecida consiste solo en una capa de exosfera de moléculas de oxígeno. El análisis de 2018 también muestra que las mediciones del espectrómetro de ondas de plasma de las ondas de plasma de partículas cargadas en gases alrededor de la atmósfera de Europa podrían explicarse por el paso de Galileo a través de una columna de géiser. El Europa Clipper podría tomar muestras del líquido congelado y las partículas de polvo volando a través de una columna.

Ganimedes y Calisto

El más grande de los satélites galileanos (y la luna más grande del sistema solar) es Ganímedes. Con 5262 km de diámetro, Ganímedes es más grande que Mercurio, pero debido a que Ganímedes orbita un planeta, se clasifica como una luna. Ganímedes orbita a Júpiter en 7,15 días. Su densidad de 1,94X el agua muestra que está hecha de mitad roca y mitad agua helada. Su composición de hielo de agua le permitió ser más activo geológicamente que Mercurio: el hielo se derrite y se flexiona a una temperatura más baja que la roca y los metales de los planetas terrestres internos (y la Luna). Ganímedes tiene áreas acanaladas brillantes con pocos cráteres justo al lado de áreas oscuras mucho más antiguas con más cráteres. Las crestas brillantes y paralelas pueden haber sido causadas por un proceso tectónico de placas que duró poco. Es posible que haya brotado agua o que se haya formado hielo entre los márgenes de la placa. Los cráteres en las crestas paralelas y las áreas oscuras más antiguas indican que la actividad geológica de Ganímedes probablemente se detuvo hace cientos de millones de años.

La nave espacial Galileo detectó un campo magnético generado por el propio Ganímedes, así como uno inducido por la intensidad variable del campo magnético de Júpiter en Ganímedes. El campo magnético generado internamente probablemente se genera por convección en un núcleo de hierro líquido calentado por la desintegración radiactiva y el calentamiento de las mareas. La órbita de Ganímedes se mantiene ligeramente excéntrica debido a la resonancia de la órbita 4: 2: 1 que comparte con Europa e Io, por lo que las mareas varían en fuerza. El campo magnético inducido es evidencia de una capa de agua líquida. A presiones suficientemente altas, el agua se solidificará. La capa de agua de Ganímedes tiene cientos de kilómetros de espesor, por lo que la parte de agua líquida sería una capa delgada intercalada entre una capa de hielo regular arriba y una capa de hielo de alta densidad abajo. Eso significaría que la capa de agua líquida quedaría aislada de los nutrientes del manto rocoso. En el centro de Ganímedes hay un núcleo de hierro y níquel. Las partículas cargadas en el campo magnético de Júpiter golpean la superficie helada de Ganímedes para crear una atmósfera enrarecida de muy baja densidad que consiste solo en una capa de exosfera de moléculas de oxígeno e hidrógeno.

El segundo más grande de los satélites galileanos (4821 km de diámetro) y el más lejano de Júpiter es la luna llena de cráteres llamada Calisto. Calisto orbita a Júpiter en 16,7 días. Tiene una densidad de 1,83X agua, por lo que tiene proporcionalmente más agua congelada rodeando un núcleo rocoso más pequeño que Ganímedes. La superficie de Calisto no parece haber sufrido ningún tipo de actividad geológica debido a la falta de calentamiento de las mareas. Su interior está parcialmente diferenciado: una capa de hielo en la parte superior y un núcleo de roca y hielo mezclados. Callisto tiene un sitio de gran impacto llamado Valhalla que se produjo hace unos 4 mil millones de años. Cuando el asteroide golpeó a Callisto, explotó al impactar. La explosión calentó el hielo por encima del punto de fusión y las ondas de choque produjeron un patrón ondulado lejos del lugar del impacto. Las ondas más tarde se congelaron, por lo que Valhalla ahora parece un gran `` ojo de buey ''. Al igual que Ganímedes, Calisto tiene una atmósfera enrarecida de muy baja densidad creada por partículas cargadas que golpean la superficie helada. Su atmósfera está formada solo por una capa de exosfera de oxígeno y dióxido de carbono.

(izquierda) Límite entre un terreno antiguo y oscuro (abajo) y zonas de fractura más jóvenes y brillantes (arriba) en Ganímedes como las ve Galileo. (derecho) La característica de impacto gigante en Calisto llamada Valhalla está justo encima del centro a la derecha de esta imagen tomada por la Voyager. La imagen se ha mejorado para resaltar el patrón ondulado del impacto. Imágenes cortesía de NASA / JPL


¿Qué es?

Al igual que en la forma en que mapeamos la Tierra en una cuadrícula de latitud y longitud, también mapeamos el cielo en una cuadrícula similar con ascensión recta y declinación que es equivalente a líneas de longitud y latitud respectivamente.

A diferencia de las estrellas, los planetas se mueven dramáticamente a través de esta cuadrícula mientras ellos, y nosotros en el planeta Tierra, orbitan alrededor del Sol. Una conjunción entre dos planetas ocurre cuando ambos planetas tienen la misma ascensión recta.

Júpiter y Saturno orbitan alrededor del Sol a una distancia mayor que la Tierra, por lo que tardan más en dar la vuelta al Sol en comparación con nuestro planeta. Júpiter completa una órbita en poco menos de 12 años, mientras que Saturno hace lo mismo en poco menos de 30 años.

Esto significa que Júpiter y Saturno se encuentran en el cielo para una gran conjunción aproximadamente una vez cada 20 años a diferentes distancias y podemos ver eso en 21 de diciembre.

Esta gran conjunción, sin embargo, es especial porque es lo más cercano que han estado Júpiter y Saturno desde 1623.

Si bien la mayoría de los planetas orbitan alrededor del Sol en aproximadamente el mismo plano, no son exactamente iguales, por lo que cuando Júpiter y Saturno se acercan en el cielo, no siempre están tan cerca como lo estarán este año.

During the last great conjunction, Jupiter and Saturn were separated by a little over 1° in the sky which is a bit wider than two full moons.

View of Jupiter and Saturn from Sydney on the 21st of December 2020 at 9pm local time. Screenshot from Stellarium a free planetarium software.

This year, Jupiter and Saturn will be separated by just 6 arcseconds which is less than a fifth the width of the moon! They will be so close that they will almost appear to be one point of light in the sky.

Even though Jupiter and Saturn will appear to look really close together, they’ll still be very far apart in space. Despite looking like they’re going to collide, they’ll actually be separated by more than 700 million km! Let’s just say that our depth perception doesn’t work very well beyond the Earth.


Explore the Galileans

Io is the closest moon to Jupiter and, at 2,263 miles across, is the second smallest of the Galilean satellites. It is often called the “Pizza Moon” because its colorful surface looks like a pizza pie. Planetary scientists found out it was a volcanic world in 1979 when the Voyager 1 y 2 spacecraft flew by and captured the first up-close images. Io has more than 400 volcanoes that spew out sulfur and sulfur dioxide across the surface, to give it that colorful look. Because these volcanoes are constantly repaving Io, planetary scientists say that its surface is "geologically young".

Europa is the smallest of the Galilean moons. It measures only 1,972 miles across and is made mostly of rock. Europa’s surface is a thick layer of ice, and underneath it, there may be a salty ocean of water about 60 miles deep. Occasionally Europa sends plumes of water out into fountains that tower more than 100 miles above the surface. Those plumes have been seen in data sent back by telescopio espacial Hubble. Europa is often mentioned as a place that could be habitable for some forms of life. It has an energy source, as well as organic material that could aid in the formation of life, plus plenty of water. Whether it is or not remains an open question. Astronomers have long talked about sending missions to Europa to search for evidence of life.

Ganymede is the largest moon in the solar system, measuring 3,273 miles across. It’s made mostly of rock and has a layer of salt water more than 120 miles below the cratered and crusty surface. Ganymede’s landscape is divided between two types of landforms: very old cratered regions which are dark-colored, and younger areas containing grooves and ridges. Planetary scientists found a very thin atmosphere on Ganymede, and it’s the only moon known so far that has its own magnetic field.

Callisto is the third-largest moon in the solar system and, at 2,995 miles in diameter, is nearly the same size as the planet Mercury (which is just over 3,031 miles across). It’s the most distant of the four Galilean moons. Callisto’s surface tells us that it was bombarded throughout its history. Its 60-mile thick surface is covered with craters. That suggests the icy crust is very old and hasn’t been resurfaced through ice volcanism. There may be a subsurface water ocean on Callisto, but conditions for life to arise there are less favorable than for neighboring Europa.


A JUICE-y look at Jupiter from Earth

In 2022, the European Space Agency will launch the Jupiter ICy moons Explorer — JUICE — toward the innermost of the gas giants. It'll take more than seven years to get there, and once it arrives it'll go on a series of looping orbits to get close-up views of the big Galilean moons of Jupiter, something we haven't seen in many years.

Missions like this need a lot of prep and testing, and the scientists/engineers for JUICE just did something I think I love: They hauled the Navigation Camera — the instrument used to looks at stars and such and determine where the spacecraft is and where it's pointed — onto the roof of Airbus Defence and Space site in Toulouse, France, put it on a telescope mount, and pointed at different astronomical targets to take observations.

Más mala astronomía

I have never heard of this being done for a spacecraft camera before! It's a funny idea. So, what targets did they choose? Well, when your destination is Jupiter and it's a big bright light in the southern sky right now, what would usted choose?

An image of Jupiter and its four big moons taken from Earth by the NavCam on the Jupiter ICy moons Explorer (JUICE), set to launch in 2022. Credit: Airbus Defence and Space

Ha! That's so cool! I mean, I know it's not the spectacular views we've come to expect from spacecraft cameras, but give it a break: We’re over 700 million kilometers from Jupiter! By the time the camera is used for real it’ll be substantially closer to the planet. As it stands, the shot it took is about the same view you'd get through a good set of binoculars.

Jupiter is overexposed since they were looking for the moons and background stars, but you can see the four big moons (though Europa and Io were very close together as seen from Earth at the time).

You can read more about all this at the link above. One reason they did this is to test the software to make sure it can find the targets it needs and figure out where the centers of these objects are. That's important! If an object were exactly a single pixel in size in the detector that would be pretty easy, but in general they're bigger. Finding the centers of extended objects, ones covering multiple pixels, can be a little bit tricky. This is called the centroid, and if the object is bright on one side and faint on the other, or weirdly shaped, or too bright for the detector, the software has to be smart enough to deal with that. Once the centers are found, the observed objects can be checked against maps and identified, and then the spacecraft can use that info to point where it needs to point or get to where it needs to go.

Reading the link, I had a flashback to when I was working on STIS, a camera on Hubble. We had a whole bunch of different things the camera could do, including using a very tiny slit in front of the camera to block out all extraneous light from the sky except the target. But how do you point the telescope accurately enough to get that target centered in such a tiny slit? The tolerances were incredibly tight.

An extreme example of how light from a star gets spread out by telescope optics. On the left is a star seen through a camera on Hubble before the optics were corrected on the right is the same star after the correction. Credit: NASA, ESA, and the COSTAR Team

I wrote software to simulate this. You’d point to where you think the target is and take a short exposure. Then the 'scope would move in a pattern (say, a grid), placing the target in different spots. The light from any target is spread out due to telescope optics (or it being an extended source like a galaxy), so every time you take an exposure you're seeing a different part of that spreads-out light. Assuming you know the actual way the light is spread out, you can then figure out where the center of the light pattern is, which is presumably the target.

I wrote the code to try a bunch of different patterns and telescope movements to minimize the amount of time spent to move Hubble (that's time you're not observing) and to see how spread out we could make the observations in space and still get the target centered.

It was a fun puzzle to tackle, and in the end the software did a pretty good job… in simulation. But from what I heard later the actual on-board software used was based on what I wrote, so that was cool, and I know it worked because it got used many times in real observations.

The JUICE NavCam was being tested in a similar way here, but they got to test it on their actual destination in the sky! 1995 me is very jealous of that. Present me is just glad they got the chance to have some fun with their camera before sending it on its billion-kilometer journey. I can't wait to see what lies at the destination!


Those Other Moons of Jupiter

After being periodically surveyed by robotic spacecraft in recent years, did those astronomers that discovered the other moons of Jupiter years before got the accolades that they truly deserve?

I tend to have a rather rigid definition on the difference between space exploration and astronomy because to me, sending space probes to distant celestial bodies – in my point of view – is space exploration. While peering though an astronomical telescope via the eyepiece or via a high-resolution computer grade monitor in front of me is what I define as true astronomy. The Voyager and Galileo spacecraft flybys of Jupiter and the planet’s retinue of satellites may have gathered data previously unknown to late 19th and early 20th Century astronomers. But the astronomers themselves who discovered those excruciatingly tiny non-Galilean satellites decades before those robotic spacecraft flybys seem to have been largely forgotten in this day and age.

Before the Pioneer X and Voyagers I and II flybys, there are only 12 moons of Jupiter that can be seen from Earth using existing astronomical telescope technology prior to the 1960s. Set side-by-side to the relatively large four Galilean satellites: Io at 2,000 miles, Europa at 1,800 miles, Ganymede at 3,120 miles, and Callisto at 2,800 miles, the other moons of Jupiter look like grains of sands in comparison. With diameters that range from as large as 70 miles to as small as 10 to 12 miles, discovering these Jovian moons without resorting to optical interferometry is probably next to impossible.

The first one of these non-Galilean satellites to be discovered was discovered by an American astronomer named Edward Emerson Barnard of Barnard’s Star fame in 1892 and was called / designated as V. This tiny Jovian moon at just 70 miles in diameter in unique in many ways. V orbits just 110,000 miles from Jupiter allowing Jupiter’s strong gravitation to make the tiny moon hurtle through space at 1,000 miles a minute – 26 times faster than the Earth’s moon.

On average, Jupiter is 629 million kilometers from Earth, which makes Barnard’s discovery of V somewhat of a remarkable feat in astronomy back in 1892 because astronomical telescopes having at least a 4-meter diameter mirror is the minimum needed to see V from Earth due to the Rayleigh Criterion limitations. The smallest celestial object that a 4-meter mirrored astronomical reflecting telescope when the Rayleigh Criterion is taken into account is around 103.5 kilometers – a little under 70 miles - in diameter from 629 million kilometers away using the visible spectrum centered around 550 nanometers. And most important of all, use of optical interferometry in astronomy to bypass the inherent Rayleigh Criterion limitations of existing reflecting telescopes in 1892 was still several years away. Probably a few years after 1910 when Albert A. Michelson used an optical interferometer of his own design to accurately measure the diameters of those newly-discovered tiny satellites or moons of Jupiter.

Even the discovery of the next non-Galilean satellite designated as VI (diameter 50 miles) in 1904 and VII (diameter 20 miles) in 1905 by American astronomer Charles Dillon Perrine is also miraculous given that optical interferometry for astronomical use is still years away. Even back in 1908, when English astronomer Philbert Jaques Mellote discovered Jupiter’s moon designated as VIII with a diameter of 10 miles without an aid of optical interferometry is nothing short of a miracle.

In 1914, an American astronomer named Seth Barnes Nicholson discovered one of the last few moons of Jupiter whose diameter averages between 10 to 12 miles designated as IX, probably with the aid of Albert A. Michelson’s newfangled optical interferometer. Not only will Nicholson discover the last of the tiny moons of Jupiter that can be seen from Earth before the Pioneer X and Voyager spacecraft flybys, he also made remarkable theories that almost accurately predicted the actual climate of the planet Venus. Together with fellow astronomer Charles St. John, their hot and dry Venus climate hypothesis that they proposed back in 1922 was proven to be closer to reality. Compare that to the one proposed in 1918 by Swedish chemist Svante August Arrhenius – who also discovered the mechanism behind the greenhouse effect – depicted planet Venus as covered by hot steamy tropical swamps.

In 1938, Nicholson discovered another two of Jupiter’s very tiny non-Galilean satellites. Designated at the time as X and XI, X because Nicholson declined suggesting names for the new Jovian moons that he discovered orbits in a region 7,400,000 miles away from Jupiter while XI orbits in a region almost 15 million miles away from Jupiter. X is part of the other 4 of Jupiter’s outermost satellites that orbit in a retrograde direction. Two of these outer satellites even have “open” orbits that are never repeated from one circuit to the next. Probably due to the Sun’s much stronger gravitational influence in comparison to Jupiter’s at this distance.

The last of Jupiter’s satellites / moons that can be seen by Earth-based telescopes have to await discovery until 1951 when XII – now known as Ananke – was yet again discovered by Seth B. Nicholson. XII or Ananke was a difficult find not only because of the Jovian moon’s small size – 10 miles – but also because it shines no brighter than the light of a burning candle seen from 3,000 miles away at night. This is primarily due to the Jovian moon’s extremely low visual albedo or reflectivity, not to mention the Jovian moon’s relatively small size of 10 miles in diameter. Sadly, these amazing astronomers, especially Seth Barnes Nicholson, are largely forgotten given their amazing feats in the science of astronomy.


Hubble Captures Spectacular Photos of Jupiter and Its Icy Moon Europa

This image of Jupiter was taken by the NASA/ESA Hubble Space Telescope on August 25, 2020, when the planet was 653 million km (406 million miles) from Earth. Image credit: NASA / ESA / A. Simon, NASA’s Goddard Space Flight Center / M.H. Wong, University of California, Berkeley / OPAL Team.

A bright, white, stretched-out storm moving at 560 km per hour (348 mph) appeared at Jupiter’s mid-northern latitudes on August 18, 2020.

While it’s common for storms to pop up in this region, often several at once, this particular disturbance appears to have more structure behind it than observed in previous storms. Trailing behind the plume are small, counterclockwise dark clumps also not witnessed in the past.

“This may be the beginning of a longer-lasting northern hemisphere spot, perhaps to rival the legendary Great Red Spot that dominates the southern hemisphere,” said astronomers from the Outer Planets Atmospheres Legacy (OPAL) program.

Hubble shows that the Great Red Spot, rolling counterclockwise in the planet’s southern hemisphere, is ploughing into the clouds ahead of it, forming a cascade of white and beige ribbons.

The huge storm system is currently an exceptionally rich red color, with its core and outermost band appearing deeper red.

It now measures about 15,800 km (9,818 miles) across, and is still shrinking, as noted in telescopic observations dating back to 1930, but its rate of shrinkage appears to have slowed.

A multiwavelength observation in ultraviolet/visible/near-infrared light of Jupiter obtained by Hubble on August 25, 2020 is giving astronomers an entirely new view of the giant planet. Hubble’s near-infrared imaging, combined with ultraviolet views, provides a unique panchromatic look that offers insights into the altitude and distribution of the planet’s haze and particles. This complements Hubble’s visible-light pictures that show the ever-changing cloud patterns. In this photo, the parts of Jupiter’s atmosphere that are at higher altitude, especially over the poles, look red as a result of atmospheric particles absorbing ultraviolet light. Conversely, the blue-hued areas represent the ultraviolet light being reflected off the planet. A new storm at upper left, which erupted on August 18, 2020, is grabbing the attention of scientists in this multiwavelength view. The ‘clumps’ trailing the white plume appear to be absorbing ultraviolet light, similar to the center of the Great Red Spot, and Red Spot Jr. directly below it. This provides the astronomers with more evidence that this storm may last longer on Jupiter than most storms. Image credit: NASA / ESA / A. Simon, NASA’s Goddard Space Flight Center / M.H. Wong, University of California, Berkeley / OPAL Team.

The astronomers are noticing that another feature has changed: Oval BA, nicknamed as Red Spot Jr., which appears just below the Great Red Spot in the new images.

For the past few years, Oval BA has been fading in color to its original shade of white after appearing red in 2006.

However, now the core of this storm appears to be darkening to a reddish hue. This could hint that Red Spot Jr. is on its way to reverting to a color more similar to that of its cousin.

The images also show that Jupiter is clearing out its higher-altitude white clouds, especially along the planet’s equator, which is enveloped in an orangish hydrocarbon smog.

In one of the two images, the icy moon Europa is visible to the left of Jupiter.

Hubble also captured a new multiwavelength observation in ultraviolet/visible/near-infrared light of Jupiter, which is giving astronomers an entirely new view of the giant planet.

The telescope’s near infrared imaging, combined with ultraviolet views, provides a unique panchromatic look that offers insights into the altitude and distribution of the planet’s haze and particles.

This complements Hubble’s visible-light picture that shows the ever-changing cloud patterns.

This article is based on press-releases provided by the National Aeronautics and Space Administration and the European Space Agency.


Ver el vídeo: Ο Δίας και η συγκλονιστική ανακάλυψη του Γαλιλαίου. Astronio #1 (Octubre 2022).