Júpiter es el mayor planeta del sistema solar y tiene el mayor campo magnético, también el mayor cinturón de radiación; las emisiones de radio de su cinturón fueron detectadas por primera vez por los radioastrónomos en 1955. La magnetosfera de Júpiter fue explorada por las sondas espaciales Pioneer 10 y 11, Voyager 1 y 2, y el Ulysses, y las sonda espacial Galileo ha estado orbitándolo desde finales de 1995.

    El cinturón de radiación de Júpiter es muy intenso y solo una pasada del Pioneer 10 a través de su parte densa en 1973 fue suficiente para causar algún daño por radiación, afortunadamente bastante pequeño.

Diferencias de Escala

    Las magnetosferas de los planetas gigantes se diferencian de la terrestre en, al menos, cuatro modos: Primero son mucho mayores, no solo debido a que los imanes planetarios son más potentes, sino también debido a que el viento solar se debilita cuando se aleja del Sol y se desperdiga. Los dos factores causan que el viento solar se detenga más allá del planeta, que es el caso de la Tierra.

    Sin embargo, la velocidad del viento solar continua igual, unos 400 km/s. Por lo que, necesita mucho más tiempo para atravesar toda la magnetosfera.

    En la magnetosfera terrestre, el viento necesita casi una hora para ir desde el “morro” hasta las regiones distantes de la cola donde el ISEE-3 y el Geotail lo han investigado, unos 200 RE corriente abajo. Durante esa hora, la Tierra gira un ángulo bastante pequeño, 15º, y si las líneas de campo “abiertas” de los lóbulos se conectan al viento solar, esas líneas se torcerán unos 15º.

    Si la magnetosfera de Júpiter tiene las misma proporciones, el viento solar necesitará 2-3 días para recorrer la distancia correspondiente (¡igual a la mitad de la distancia entre el Sol y la Tierra!), durante este tiempo el planeta habrá girado 5-7 veces alrededor de su eje. Por lo que podemos esperar que los lóbulos de la cola magnética de Júpiter (así como Saturno) estén muy retorcidos, y la misión Galileo será la primera oportunidad de examinar este punto. Todas las sondas enviadas a Júpiter usaron ese planeta como un pivote par ganar velocidad extra, de la misma forma en que el "Wind" usó la luna, y las órbitas necesarias para esta maniobra los mantienen fuera de los lóbulos.

Satélites

    Segundo, todos estos planetas poseen satélites y anillos dentro de sus cinturones de radiación (los cuatro tienen anillos, pero solo el de Saturno es lo suficientemente grande para ser visto desde la Tierra). Estos absorben algunos de los iones y electrones atrapados y producen depresiones en los perfiles de los cinturones.

    Pero hacen más que esto. Saturno parece tener un cinturón interior como el terrestre, y los cálculos sugieren que está producido por neutrones de rayos cósmicos expulsados de los anillos del planeta. La magnetosfera de Júpiter está muy cargada con iones de azufre, se cree que originados en los volcanes de azufre de su satélite Io. Esta puede ser la causa de la nube de sodio que rodea el planeta, estudiada por los telescopios desde la Tierra.

            Rotación

    Una tercera diferencia es el papel de la rotación planetaria. La Tierra está rodeada de una nube de plasma frío - esencialmente la continuación hacia arriba de la ionosfera - que se extiende hasta los 5 Radios Terrestres (la distancia varía) y que gira con la Tierra.

    Los planetas con las mayores magnetosferas, Júpiter y Saturno, giran rápidamente (períodos de unas 10 horas), y los datos procedentes de las sondas espaciales sugieren que el plasma que los rodea participa de la rotación en mucho mayor grado que el de la Tierra, quizá hasta el propio “morro”. ¿Cómo se originaron esos intensos cinturones de radiación? Quizá vencieron la rotación fuertes tormentas magnéticas y se inyectaron profundamente en la magnetosfera, o quizá el proceso se diferencia del que ocurre cerca de la Tierra. De nuevo el Galileo nos lo dirá.

Inclinación

    Finalmente, existen diferencias en la inclinación de los ejes magnéticos. La Tierra tiene su eje magnético inclinado 11,2º con respecto al de rotación, el cual también está inclinado 23,5º con respecto a la perpendicular al plano de la órbita terrestre; ese plano también incluye la dirección en la que llega el viento solar. La conclusión es que el eje magnético terrestre está normalmente casi perpendicular al viento solar, con cada polo inclinándose de forma periódica hacia el Sol en un ángulo que es a lo sumo justo en los 35º (11.2 + 23.5).Por lo tanto, nuestra visión media de la magnetosfera y la mayoría de las imágenes en estos archivos dibujan el imán terrestre como perpendicular al viento solar.

    El eje magnético de Júpiter está inclinado con respecto a su eje de rotación la misma cantidad que el terrestre. Su polaridad magnética norte-sur es la contraria a la terrestre - pero merece la pena observar que los registros magnéticos fósiles, en rocas del fondo marino, indican que la polaridad terrestre se invirtió varias veces en el pasado remoto. El eje magnético de Saturno aparece alineado exactamente con su eje de rotación, dentro de los errores de las observaciones, y esto ha causado que algunos teóricos, desde que el teorema de 1931 de Thomas Cowling afirmaba que un campo de dinamo planetario no puede ser axialmente simétrico. Sin embargo, dado que las irregularidades de los campos magnéticos se extinguen con la distancia, puede ser que observaciones más cercanas al planeta encuentren alguna asimetría.

    La verdadera sorpresa vino con Urano, cuyo eje de rotación es casi paralelo a su plano orbital. En el momento del paso del Voyager 2 en 1986, ese eje apuntaba casi exactamente hacia el Sol. Basándose en sus experiencias con la Tierra, Júpiter y Saturno, los científicos preveían que el eje magnético de Urano estaría cerca del eje de rotación, y también que apuntaría, más o menos, hacia el Sol. Por lo tanto, esperaban una magnetosfera completamente diferente, un magnetosfera “frontal” que se encuentre con el viento solar, no con un morro “resistente” de líneas de campo magnético ordenadas (como el terrestre), sino con una región cúspide “suave” (imagen de la izquierda). La Tierra nunca alcanzó esa posición.

    Pero no era así. Cuando el Voyager 2 lo halló, el eje magnético de Urano estaba realmente inclinado hacia su eje de rotación, hasta casi los 60º, causando que gire alrededor como el eje de una peonza que esté casi tumbada. Como consecuencia, la dirección en el espacio del eje magnético varía constantemente y rápidamente, pero nunca apunta hacia el Sol - aunque quizá lo haga brevemente en otras partes de la órbita del planeta. Neptuno es algo similar, con su eje magnético inclinado 47º de su eje de rotación.

    Todo esto sugiere que no solo no es única la magnetosfera terrestre, sino que son posibles diferentes tipos de magnetosferas y se pueden encontrar algunas de ellas en nuestro sistema solar. No solo tenemos en nuestra magnetosfera un laboratorio natural para el estudio de los plasmas cósmicos, sino que son accesibles (aunque no fácilmente) diferentes ejemplos de esos plasmas, para ser estudiados quizá por futuras generaciones. Realmente somos afortunados.

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Author and Curator:   Dr. David P. Stern
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Co-author: Dr. Mauricio Peredo

Spanish translation by J. Méndez

Last updated 24 February 2000,             Traducido el 15 de junio de 2001