Crédito de imagen: NASA
Un equipo de astrónomos franceses y estadounidenses ha descubierto la presencia de sal (NaCl) en la atmósfera de Io. La atmósfera de Io se ha estudiado durante varios años, observada por primera vez por la nave espacial Voyager, pero esta es la primera vez que se encuentra que contiene buena "sal de mesa".
La atmósfera de la luna Io de Júpiter es una de las más peculiares del Sistema Solar. En 1979, la nave espacial Vagerager reveló un volcanismo activo (Figura 1, izquierda) en la superficie del satélite y descubrió una atmósfera local de SO2 tenue. Desde 1990, las observaciones de ondas milimétricas adquiridas en el IRAM (telescopio francés-alemán-español) y las observaciones UV con HST proporcionaron una descripción algo más detallada de esta atmósfera. La presión superficial típica es de aproximadamente 1 nanobar, y, de manera única en el Sistema Solar, la atmósfera exhibe fuertes variaciones horizontales, aparentemente concentrada en una banda ecuatorial. Los principales compuestos atmosféricos son SO2, SO y S2. La atmósfera probablemente se produce, por un lado, por la salida volcánica directa, y por otro lado, por la sublimación de los hielos de SO2 que cubren la superficie de Io.
Sin embargo, se sospecha desde hace mucho tiempo que la atmósfera de Io debe contener otras especies químicas. Ya en 1974, las imágenes visibles y la espectroscopía revelaron una "nube" de sodio atómico (Figura 1, derecha), centrada aproximadamente en la órbita de Io. Los estudios posteriores detallados de esta nube indicaron una estructura compleja, que incluye características notablemente de "sodio rápido", para cuya producción se evidenció el papel de los iones moleculares (NaX +). Estos descubrimientos naturalmente plantearon la cuestión del origen del sodio en el entorno de Io. A partir del brillo de las emisiones ópticas de Na, se puede estimar que aproximadamente 1026-1027 átomos de sodio salen de Io cada segundo.
En 1999, se descubrió cloro en forma atómica e ionizada alrededor de Io, con una abundancia comparable a la del sodio (mientras que la abundancia cosmoquímica de Na es aproximadamente 15 veces mayor que la del Cl). Esto sugiere un origen común, siendo NaCl un padre natural plausible de ambos. Al mismo tiempo, sobre la base de los cálculos de equilibrio termoquímico, se propuso que el NaCl sea un compuesto importante del magma volcánico de Io, con una abudancia relativa al SO2 de hasta varios por ciento.
Sobre la base de estos descubrimientos y predicciones, E. Lellouch, del Observatorio de París, y varios colegas franceses y estadounidenses en el radiotelescopio IRAM de 30 m llevaron a cabo una campaña de observación en enero de 2002. Dos líneas rotativas de NaCl a 143 y 234 GHz fueron inequívocamente detectado (Figura 2.). Debido a que la presión de vapor de esta sal es completamente insignificante, el NaCl no puede estar en equilibrio de sublimación con la superficie de Io y su presencia debe ser el resultado directo de la producción volcánica continua. Parece ser una especie armosférica menor. El modelo físico más plausible describe la atmósfera de NaCl como más localizada que SO2, debido a su muy corta vida útil (unas pocas horas como máximo) y probablemente restringida a los centros volcánicos. La abundancia local de NaCl en este modelo es 0.3-1.3% de SO2, significativamente menor de lo previsto. A partir de las intensidades de línea, se pueden derivar las tasas de emisión volcánica de (2-8) x1028 moléculas de NaCl por segundo. De acuerdo con los modelos fotoquímicos y de escape, solo una pequeña fracción de estas moléculas escapa de Io (aproximadamente 0.1%). Una cantidad algo mayor (1-2%) deja a Io en forma atómica después de ser fotolizado a Na y Cl. La gran mayoría de las moléculas de NaCl emitidas volcánicamente vuelven a la superficie donde se condensan, lo que puede contribuir al color blanco de algunos de los terrenos de Io. En conclusión, parece que el NaCl proporciona una fuente importante de sodio y cloro en el ambiente de Io; sin embargo, la naturaleza química precisa de los iones moleculares NaX + queda por dilucidar.
Fuente original: Comunicado de prensa del Observatorio de París
