El James Webb detecta por primera vez azufre en Ío, la luna más volcánica del Sistema Solar

Sistema Solar

Un descubrimiento histórico revela la compleja interacción entre la atmósfera de Ío y el entorno magnético de Júpiter

El espectrógrafo infrarrojo cercano del telescopio espacial James Webb (JWST) captó las emisiones de calor, dióxido de azufre y azufre de la luna joviana Ío (que se muestra aquí de izquierda a derecha, con sus respectivas frecuencias micrométricas). Las imágenes del JWST se superponen a un mapa de luz visible de Ío del Servicio Geológico de Estados Unidos, basado en imágenes de las sondas Voyager y Galileo. Crédito: Chris Moeckel e Imke de Pater, UC Berkeley
El espectrógrafo infrarrojo cercano del telescopio espacial James Webb (JWST) captó las emisiones de calor, dióxido de azufre y azufre de la luna joviana Ío (que se muestra aquí de izquierda a derecha, con sus respectivas frecuencias micrométricas). Las imágenes del JWST se superponen a un mapa de luz visible de Ío del Servicio Geológico de Estados Unidos, basado en imágenes de las sondas Voyager y Galileo. Crédito: Chris Moeckel e Imke de Pater, UC Berkeley

La luna Ío, la más activa volcánicamente del Sistema Solar, ha vuelto a sorprender a los astrónomos. Un equipo internacional de investigadores ha detectado por primera vez emisiones de azufre atómico en su atmósfera gracias al Telescopio Espacial James Webb (JWST). El hallazgo, publicado en Journal of Geophysical Research: Planets (de Pater et al., 2025), abre una nueva ventana para comprender la química, la energía y la actividad volcánica de este mundo extremo.

Una luna en eclipse observada por el James Webb

Las observaciones se realizaron en agosto de 2023, cuando Ío se encontraba en eclipse, es decir, dentro de la sombra de Júpiter. Esa situación permitió al James Webb captar la débil luz emitida por los gases volcánicos de Ío. Esto ocurrió sin la interferencia de la intensa luz solar reflejada en su superficie.

En los datos del espectrógrafo NIRSpec, los científicos detectaron dos líneas de emisión inéditas de azufre neutro ([SI]) en longitudes de onda de 1.08 y 1.13 micras, así como emisiones de monóxido de azufre (SO) procedentes de regiones volcánicas activas como Kanehekili Fluctus y Loki Patera.

Esta figura muestra algunas imágenes de Ío tomadas por el JWST. Cada una corresponde a una longitud de onda diferente, indicada en la esquina superior izquierda de cada panel. «La imagen a 1,7 μm se tomó en el centro de la banda de SO (1,705–1,709 μm) y, por lo tanto, contiene tantas emisiones volcánicas térmicas como de SO», escriben los autores. «Esta última es ínfima en comparación con las emisiones térmicas». Crédito: de Pater et al. 2025, Planetas JGR
Esta figura muestra algunas imágenes de Ío tomadas por el JWST. Cada una corresponde a una longitud de onda diferente, indicada en la esquina superior izquierda de cada panel. «La imagen a 1,7 μm se tomó en el centro de la banda de SO (1,705–1,709 μm) y, por lo tanto, contiene tantas emisiones volcánicas térmicas como de SO», escriben los autores. «Esta última es ínfima en comparación con las emisiones térmicas». Crédito: de Pater et al. 2025, Planetas JGR

El azufre brilla por los electrones del plasma de Júpiter

Los investigadores concluyen que el brillo del azufre no proviene directamente de los volcanes, sino de un proceso fascinante. Los electrones del plasma toroidal que rodea a Júpiter chocan con los átomos de azufre en la atmósfera de Ío. Esto los excita y provoca su emisión luminosa.

Este fenómeno ocurre principalmente en el hemisferio norte de la luna, donde las líneas del campo magnético de Júpiter permiten una mayor transferencia de energía. Según el estudio, la atmósfera de Ío alcanza temperaturas de hasta 1.700 Kelvin (más de 1.400 ºC), suficientes para mantener estas emisiones activas.

Un sistema estable durante décadas

El equipo, liderado por Imke de Pater (Universidad de California, Berkeley), comparó las nuevas observaciones con datos obtenidos hace más de veinte años por el Telescopio Espacial Hubble y el observatorio Keck. Sorprendentemente, las emisiones de azufre observadas por el James Webb coinciden en intensidad con las ultravioletas detectadas por el Hubble en el año 2000.

Esto indica que el sistema formado por la atmósfera de Ío y el plasma de Júpiter ha permanecido estable durante décadas, pese a los constantes cambios en la superficie volcánica de la luna.

Un laboratorio natural de energía planetaria

Ío es un mundo dominado por fuerzas extremas. Su intensa actividad volcánica, causada por las mareas gravitatorias de Júpiter, libera enormes cantidades de gas y azufre. Estos forman una atmósfera tenue y un anillo de plasma que rodea al planeta gigante.

El estudio demuestra cómo el James Webb no solo observa galaxias lejanas, sino también los detalles más dinámicos de nuestro propio sistema solar. Gracias a su sensibilidad en el infrarrojo, el telescopio ha permitido rastrear la interacción eléctrica entre una luna volcánica y el campo magnético de su planeta, un fenómeno único en el cosmos.

Referencia científica

de Pater, I. et al. (2025). First Detection of [SI] in Near-IR JWST Observations of Io in Eclipse and Comparison With SO Emissions, Evolving Volcanic Eruptions, and Prior UV HST-STIS [SI] Emissions. Journal of Geophysical Research: Planets, 130. https://doi.org/10.1029/2024JE008850

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