El campo magnético de Ganímedes

Ganímedes no es solo un satélite de Júpiter, es el más grande de todo el Sistema Solar, superando incluso al planeta Mercurio en diámetro. Su corteza helada, cubierta por enormes sistemas de fracturas, nos recuerda un tanto a otro satélite de Júpiter, Europa, y apunta a un mundo activo relativamente reciente, al menos a nivel interno. Además, en su interior esconde un secreto que no ha dejado indiferentes a los científicos en las últimas décadas: la existencia de un campo magnético propio. De hecho, es el único satélite del Sistema Solar que es capaz de generar uno por sí mismo… ¿Cómo es posible?

Durante mucho tiempo, la mayoría de los científicos se decantaba por que la dínamo interna de Ganímedes –y responsable de la formación del campo magnético– funcionaba igual que la de la Tierra. Suponíamos que, durante la formación del satélite, se habría formado un núcleo metálico a muy alta temperatura, y que desde entonces se habría ido enfriando gradualmente, impulsando las corrientes de convección necesarias para generar un campo magnético.

Sin embargo, un nuevo estudio publicado por Trinh et al. (2026) propone una historia bien diferente para la formación del campo magnético de Ganímedes, pero también sobre la propia luna… ¿y si estamos entendiendo su historia “al revés”? Me explico.

La estructura interna de los planetas y otros cuerpos depende, en muchos casos, de su origen y formación, además de la composición. En el caso de los cuerpos terrestres, como Mercurio, Venus, la Tierra o Marte, hubo al menos dos procesos muy importantes que tuvieron gran parte de la responsabilidad en dar forma a la estructura interna.

En primer lugar, las grandes colisiones que ocurrían durante el proceso de acreción planetaria generaban un inmenso calor en estos cuerpos, suficiente como para fundir los minerales de los que estaban formados. Por otro lado, en los primeros millones de años, la presencia de elementos radioactivos de vida corta, como el aluminio-26, generaban también muchísimo calor, ayudando a mantener las altas temperaturas en el cuerpo.

De hecho, los planetas pasaron probablemente por una etapa de “océano de magma” en la que estaban parcial o completamente fundidos. Este proceso facilita la formación de una estructura en capas como la que observamos, y permitió especialmente la formación de los núcleos planetarios al ayudar en la segregación –y posterior hundimiento– de los elementos metálicos y más densos.

Muy probablemente, este proceso terminó muy pronto, quizás alrededor de los primeros 20 millones de años de nuestro Sistema Solar, ya que la fuerte disminución de la generación de calor por los impactos y la desintegración radioactiva ayudó al paulatino enfriamiento de estos cuerpos.

Sin embargo, cuando viajamos más allá del cinturón de asteroides, en este caso al sistema Joviano, las reglas podrían haber sido algo diferentes. Satélites como Ganímedes, Europa y Calisto se formaron en un lugar mucho más frío, un anillo de gas y polvo alrededor de Júpiter.

Además, estos probablemente se formaron cuando una parte importante del aluminio-26 y otros elementos radioactivos de vida corta ya se habían desintegrado y, por lo tanto, había una menor disponibilidad de estos.

Sin el calor proveniente de la radioactividad ni tampoco un calor excesivo provocado por los impactos, estos satélites, al menos inicialmente, no fueron capaces de fundir los minerales de los que estaban compuestos en esas primeras etapas de su formación, y es posible que muchos de estos satélites no pudieran alcanzar las temperaturas necesarias para desencadenar una fusión generalizada del hielo, así que es probable que empezasen su vida como cuerpos con una mezcla más o menos homogénea de hielo, roca y metales, y no con una “típica” estructura en capas.

Tenemos pruebas de que, al menos, Ganímedes sí se diferenció en capas: los datos de la misión Galileo –que concluyó a principios de la década de los 2000– revelaron que el momento de inercia del cuerpo era muy bajo. Esto es la señal de que la masa del cuerpo está muy concentrada en su interior, y esto demostraría que una gran cantidad de materiales densos migraron hacia el interior de este satélite. Si esto lo combinamos con la detección de un campo magnético propio, las evidencias apuntarían a la existencia de un núcleo metálico.

Vale, pero, ¿cuándo se formó el núcleo? Porque para que se forme una dínamo compatible con el campo magnético, el núcleo debe de poder enfriarse lo suficientemente rápido como para mantener una fuerte convección térmica, pero lo suficientemente despacio como para no enfriarse del todo a lo largo de miles de millones de años, algo que es difícil de encajar si Ganímedes hubiese “nacido” con el núcleo ya fundido desde el principio.

La idea clave de este nuevo estudio es muy sorprendente: quizás Ganímedes no tiene un núcleo formado al principio de su historia y que luego se fue enfriando, como ocurre en otros planetas. Puede que, en realidad, su interior todavía se esté calentando, solo que muy lentamente, como a fuego lento.

Cuando Ganímedes se formó, como dijimos antes, probablemente era un cuerpo con una composición más o menos homogénea. No tenía suficiente calor como para fundir los minerales de los que estaba compuesto y permitir que los metales migrasen hacia el núcleo.

Es cierto que también hemos dicho antes que probablemente ya no habría mucha proporción de elementos radioactivos de vida corta, como el aluminio-26, pero sus minerales rocosos sí que contenían otros elementos radioactivos como el uranio, el torio o el potasio-40, que funcionarían como una especie de radiador interno, liberando el calor durante miles de millones de años.

Según los modelos realizados para este estudio, es probable que en el interior de Ganímedes no pasara nada durante mucho tiempo. Simplemente iba acumulando calor poco a poco y, después de sus primeros dos mil millones de años de existencia, las zonas más profundas del satélite comenzaron a alcanzar una temperatura suficiente para poder fundir los minerales y formar aleaciones de azufre y hierro.

Este metal fundido, al ser muy denso, comenzó a hundirse hacia el centro de la luna. Ahí reside una de las claves: ese metal líquido habría ido formando, poco a poco, el núcleo de Ganímedes. No solamente su formación, sino que este proceso habría sido suficiente como para dar movimiento a estos elementos metálicos y “encender” el campo magnético.

Es decir, el campo magnético que observamos hoy no sería el resto de un antiguo campo magnético que está apagándose en estos momentos, sino la señal de uno que todavía hoy está naciendo lentamente.

Para comprobar si esta idea tenía sentido, los investigadores realizaron alrededor de un millar de simulaciones informáticas, cambiando distintos parámetros sobre la composición y evolución del satélite. En muchos de estos casos, el resultado era compatible con lo que observamos hoy.

Todo esto cambia mucho nuestra forma de imaginar los mundos helados que hay en el Sistema Solar exterior. A menudo solemos pensar en ellos como lugares fríos o geológicamente apagados, pero este estudio demuestra que, bajo una corteza congelada, puede esconderse la historia de un interior activo, aunque los procesos sean mucho más lentos de lo que estamos acostumbrados a ver en planetas como el nuestro.

Pero pone también de manifiesto que no todos los cuerpos evolucionan al mismo ritmo, sino que mientras que unos planetas tuvieron una juventud muy turbulenta, se fundieron pronto y después comenzaron a enfriarse, otros empezaron fríos y empezaron a calentarse más adelante.

Además, hay otro detalle muy importante… ¿Por qué Calisto o Europa no tienen dínamos activas hoy? Pues los autores proponen que Europa probablemente siguió una trayectoria evolutiva muy diferente y más rápida, donde un calor inicial más alto hizo que completase la formación de su núcleo, o la mayor parte de él, hace mucho tiempo y hoy no tenga energía suficiente para mantener una dínamo activa.

En cambio, Calisto habría seguido un camino opuesto, ya que habría tardado más tiempo en formarse y, al tener una proporción de hielo y roca más alta, nunca alcanzó el umbral de temperatura necesario para comenzar la segregación de los metales a partir de sus minerales rocosos, siendo por tanto incapaz de formar una dínamo activa.

Con la llegada de las misiones JUICE de la ESA y Europa Clipper de la NASA en la próxima década podremos conocer muchos detalles de estos satélites y refinar nuestros modelos… ¿serán los satélites jovianos una foto fija de distintas etapas evolutivas de la formación planetaria?

Referencias:

Trinh, K. T., Petricca, F., Hemingway, D. J., & Vance, S. D. (2026) Powering Ganymede’s dynamo with protracted core formation Science Advances doi: 10.1126/sciadv.aed8021

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.