Dos lunas heladas de Júpiter, aunque vecinas y de tamaño similar, presentan estructuras internas radicalmente diferentes. Un nuevo estudio sugiere que esta dicotomía se originó desde su formación, cuestionando las teorías actuales.
Calisto y Ganímedes, dos grandes lunas heladas de Júpiter, intrigan a los científicos desde hace décadas. Aunque son vecinas y de tamaño comparable, sus estructuras internas parecen sorprendentemente distintas.
Representación artística de los interiores de Ganímedes y Calisto. Ganímedes presenta una estructura diferenciada en capas, mientras que Calisto tendría un interior poco diferenciado, mezclando rocas y hielos.
Los datos de la misión Galileo revelan que Ganímedes, la luna más grande del Sistema Solar, se habría diferenciado completamente en un núcleo metálico, un manto rocoso y una corteza de hielo. Por el contrario, Calisto habría conservado una estructura interna solo parcialmente diferenciada, compuesta por una mezcla relativamente homogénea de roca y hielo.
Un equipo que incluye investigadores del CNRS Terre & Univers (ver recuadro) propone una hipótesis inédita: esta divergencia habría surgido desde la fase de formación, sin necesidad de invocar eventos posteriores importantes.
Al simular los procesos de acreción en el disco de gas y polvo que rodea a Júpiter, los investigadores desarrollaron un modelo de evolución térmica que considera todas las fuentes de calor: el calentamiento radiogénico asociado a radionúclidos de vida corta, el calor producido por los impactos durante la acreción, así como la radiación térmica del disco circumjoviano.
Los resultados de este estudio sugieren que la dicotomía observada entre Ganímedes y Calisto podría explicarse naturalmente por condiciones de formación similares, asumiendo una composición idéntica y una misma distribución de tamaños de impactadores.
Sus simulaciones muestran que Ganímedes habría alcanzado muy pronto, durante su formación, las temperaturas necesarias para una fusión global, mientras que Calisto, formada en una región más fría del disco, no habría superado el umbral de fusión del hielo de agua, aunque pudo incorporar una cantidad importante de impactadores de gran tamaño.
El estudio destaca que diferencias sutiles, como la temperatura local dentro del disco o la posición orbital respecto a Júpiter, pueden ser suficientes para explicar trayectorias evolutivas radicalmente distintas.
Ganímedes, más masiva y formada más cerca de Júpiter, estuvo expuesta a impactos más energéticos y a un entorno más cálido, condiciones suficientes para desencadenar una fusión global.
Calisto, acrecionada más lejos en una región más fría, conservó así una estructura poco diferenciada.
Estas conclusiones cuestionan la hipótesis dominante de que esta dicotomía resultaría de procesos secundarios, como bombardeos tardíos o efectos de marea ligados a resonancias orbitales. La misión europea JUICE, que llegará al sistema joviano en 2031, jugará un papel clave para probar estas hipótesis gracias a mediciones gravitacionales de alta precisión durante sus sobrevuelos programados de Calisto.
Fuente: CNRS INSU