Las diferencias en el número y velocidad de los impactos cometarios en las grandes lunas de Júpiter, Calisto y Ganímedes hace unos 3800 millones de años, pueden explicar sus superficies y estado interior enormemente distintos, de acuerdo con una investigación realizada por el Instituto de Investigación del Suroeste y que aparece on-line en Nature Geoscience con fecha del 24 de enero de 2010.
Calisto y Ganímedes son similares en tamaño y están hechos de una mezcla similar de hielo y roca, pero los datos procedentes de las sondas Galileo y Voyager demuestran que tienen una superficie e interior diferentes. Una explicación concluyente para estas diferencias entre Ganímedes y Calisto ha esquivado a los científicos desde el encuentro de Júpiter y Voyager hace 30 años.
La Dra. Amy C. Barr y el Dr. Robin M. Canup de la Junta de Ciencias Planetarias del SwRI crearon un modelo de fusión por impactos cometarios y formación de núcleo de roca para demostrar que los caminos evolutivos de Ganímedes y Calisto se distanciaron hace 3800 millones de años durante el Bombardeo Pesado Tardío, la fase en la historia lunar dominada por grandes eventos de impacto.
“Los impactos durante este periodo fundieron a Ganímedes tanto y tan profundamente que el calor no pudo eliminarse rápidamente. Toda la roca de Ganímedes cayó hacia el centro de la misma forma que los trozos de chocolate se hunden en el fondo de un cubo de helado fundido”, dice Barr. “Calisto recibió menos impactos a menores velocidades y evitó una fusión completa”.
En el modelo de Barr y Canup, la fuerte gravedad de Júpiter centra los impactadores cometarios en Ganímedes y Calisto, Cada impacto sobre la superficie de hielo y roca mezclada de Ganímedes y Calisto crea una piscina de agua líquida, permitiendo a la roca de la piscina que caiga al centro de la luna. Ganímedes está más cerca de Júpiter y por lo tanto recibe el doble de impactos que Calisto, y los impactos de Ganímedes tienen una mayor velocidad media. El modelo de Barr y Canup demuestra que la formación del núcleo comenzó durante el Bombardeo Pesado Tardío y se hizo energéticamente autosostenida en Ganímedes, pero no en Calisto.
El estudio arroja nueva luz sobre la “dicotomía Ganímedes-Calisto”, un problema clásico en la planetología comparativa, un campo de estudio que busca explicar por qué algunos objetos del Sistema Solar con características globales similares tienen apariencias radicalmente distintas. En particular, el estudio vincula la evolución de las lunas de Júpiter a la migración orbital de los planetas exteriores y a la historia del bombardeo de la Luna terrestre.
“Similar a Venus y la Tierra, Ganímedes y Calisto son gemelos, y comprender cómo nacieron iguales y crecieron de forma tan distinta es de un gran interés para los científicos planetarios”, explica Barr. “Nuestro estudio demuestra que Ganímedes y Calisto registran las huellas de los inicios de la evolución del Sistema Solar, el cual es apasionante y en absoluto esperado”.
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