De su sistema de lunas conocemos 274, pero solo algunas son visibles por telescopios desde la Tierra. Mimas tiene un cráter tan grande que el impacto habría podido partirla en dos; Tetis tiene una estructura deprimida parecida a un cráter inmenso; Dione presenta una gran cuenca anular sobre terrenos rugosos y una estructura reticular de fracturas; Japeto muestra un hemisferio que es seis veces más claro que el otro.
Y mientras las lunas grandes son esféricas, las demás tienen un aspecto o de patata (Prometeo), de albóndiga (Jano) e incluso de una esponja (Hiperión). Otros tienen una textura parecida a una bola de nieve sucia (Epimeteo) y los hay como Peggy (un nombre no oficial) que puede ser una luna en formación o quizá en desintegración… O ninguna de las dos cosas. Todos estos mundos son diversos y variados. ¿Cómo explicar tanta diferencia entre los miembros de una misma familia?
Mimas: el satélite que casi se partió en dos
De muy baja densidad, Mimas recuerda a la Estrella de la Muerte de Star Wars. Del mismo tamaño que Encélado, podríamos considerarla, salvando las diferencias, hermana de esta estación espacial imperial. Eso sí, y como va siendo costumbre entre las lunas de los planetas gigantes gaseosos, los astrónomos piensan que bajo su superficie puede existir un océano de agua salada. Claro que, al contrario, que Encélado, Mimas no rocía el espacio con cristales de hielo y arena.
También se diferencia de Encélado en que su superficie –cuya extensión es ligeramente inferior a la de España– está profundamente craterizada. La mayoría están por encima de los 40 km, salvo en el polo sur, donde son, como mucho, de 20 km. Esto sugiere la existencia de algún tipo de proceso geológico que rejuvenece la corteza del satélite. ¿Cuál? No lo sabemos.
Pero la característica más distintiva y lo que provoca una especie de déjà vu en los fans de Star Wars es el enorme cráter Herschel, nombrado así en honor al descubridor de Mimas, el astrónomo y compositor William Herschel, en 1789. Tiene un tamaño de 130 kilómetros (ocupa la tercera parte de la superficie de la luna), una profundidad de 10 km, el picacho central llega a los 6 km y la cresta de la barrera formada por el impacto tiene 5 km de alto; seguramente el causante fue un meteorito de 10 km de diámetro que estuvo a punto de partir el satélite en dos.
Lo que dejó como regalo, además del cráter, fueron unas fracturas y grietas que se ven por la superficie, sobre todo en el lado del hemisferio opuesto al Herschel, consecuencia de las ondas de presión generadas por el impacto. Una paradoja que todavía espera explicación es porqué Mimas tiene ese aspecto congelado a pesar de que por su cercanía a Saturno –y su órbita muy excéntrica– debería presentar un calentamiento por las fuerzas de las mareas gravitatorias.
Nadie tiene la respuesta, pero ha permitido formular lo que se llama el test de Mimas: cualquier teoría que quiera explicar lo que sucede en Encélado también debería hacer lo propio con la geología de su hermano Mimas.
Dione: una esfera helada marcada por la gravedad de sus vecinas
Con una densidad de casi una vez y media la del agua, esta luna de Saturno parece estar compuesta en una tercera parte por un núcleo denso, posiblemente de rocas de silicato. Dione se encuentra muy cerca de Encélado, por lo que sobre ella cae una incesante lluvia de hielo y sílice (un polvillo del tamaño de las partículas de humo) proveniente de los géiseres de su vecino y hermano. También se supone que posee un océano salado bajo su superficie, algo que parecer ser una constante en el sistema de satélites de Saturno.
Al igual que la mayoría de las lunas del gigante de los anillos, Dione tiene un movimiento síncrono: siempre presenta la misma cara a su planeta. Esto hace que a lo largo de su órbita un hemisferio siempre vaya por delante del otro. Por eso, era de esperar que ese lado presentara una mayor craterización que el opuesto. Sin embargo, esto no sucede.
Para explicarlo algunos astrónomos apuestan por un impacto reciente que hizo girar a Dione. Algunos cálculos muestran que el impacto de cuerpos tan pequeños como los que formaron los cráteres de 35 km que se observan en su superficie podrían haber hecho girar la luna a su posición actual. Pero si esto es así, ¿cómo es posible que parezca haber girado exactamente 180º?
Mirando a su alrededor, Dione está en resonancia con dos lunas cercanas, Mimas y Encélado. Es decir, estas lunas se aceleran ligeramente a medida que se acercan entre sí y disminuyen su velocidad cuando se alejan. De este modo, Dione mantiene a Encélado bloqueado en un período que es exactamente la mitad de su propio período orbital.
Por otro lado, Dione también tiene bloqueadas gravitacionalmente dos lunas mucho más pequeñas: Helena, que orbita Saturno 60 grados por delante del satélite; y Polideuces, también a 60 grados, pero por detrás.
¿Por qué se encuentran en esos sitios tan específicos? A esos lugares se les conoce como puntos lagrangianos, y son los puntos gravitatoriamente más estables de un sistema con varios cuerpos sujetos a su propia gravedad. O dicho de otro modo: son zonas donde la gravedad de todos los cuerpos que están en juego, se compensa con precisión milimétrica.
Rhea: una bola de nieve con anillo propio
Por su tamaño, es el segundo satélite más grande de Saturno y el más similar a Japeto. Además, ofrece menos indicios de actividad geológica que alguno de sus homólogos que tienen menos masa. Las superficies de estos satélites, excepto algunas regiones, están densamente craterizadas, y las dimensiones van desde las pequeñas zonas de impacto a huellas de más de 50 km.
La cuestión es que la densidad de cráteres y su distribución entre grandes y pequeños son diferentes, incluso en las zonas más antiguas de la superficie. Esto ha hecho pensar que el sistema de Saturno ha sufrido dos etapas violentas bastante separadas en el tiempo: la primera se dio cuando el sistema solar se estaba formando, la Era del Gran Bombardeo. La segunda, mucho más tardía, está relacionada con la destrucción de un satélite cercano o con un intenso periodo de actividad cometaria.
La sonda Cassini encontró una ligerísima atmósfera en Rhea, unos cinco billones de veces menos densa que la de la Tierra. Como Dione, posee una alta reflecitividad, lo que hace pensar que la composición de la superficie es esencialmente de hielo. Su densidad, que es 1,233 la del agua líquida, sugiere que en promedio esta luna es tres cuartos de hielo y un cuarto de roca.
No parece que tenga una estructura interior diferenciada, sino que estamos ante una mezcla más o menos homogénea de hielo y roca. Dicho de otro modo, Rhea no es otra cosa que una bola de nieve congelada y sucia. Pero con una peculiaridad: en 2008 la sonda Cassini descubrió que tiene un anillo de materia orbitando a su alrededor.
Hiperión: la esponja cósmica del caos orbital
Es una luna con forma de patata. Aunque su movimiento orbital es preciso y regular, gira sobre sí misma de manera desordenada: mientras los planetas del Sistema Solar lo hacen como una pelota de baloncesto, Hiperión gira como un balón de rugby. Aunque todos los movimientos de planetas y satélites están regidos por las mismas leyes, mientras que en la mayoría de los casos nos encontramos con un mundo determinista, en Hiperión tenemos un caos dinámico.
Este movimiento fue explicado en 1984 por el astrónomo Jack Wisdom y sus colegas Stanto Peale y François Mignard en un artículo titulado La rotación caótica de Hiperión. En él predecían que esta patata cósmica debía girar caóticamente. Pero lo más sorprendente es que no se trata de un caso especial.
Cualquier otro cuerpo que presente una forma irregular atraviesa una época de caos dinámico en su rotación, para volver luego a la regularidad más aburrida. El caso de Hiperión es una coincidencia cósmica: le ha tocado serlo justo cuando el ser humano le ha prestado atención.
Junto con Febe y Japeto, Hiperión compone la tríada que más cráteres de impacto presenta. La razón es simple, son las lunas más alejadas y, por tanto, las que menos han experimentado el calentamiento provocado por las fuerzas de marea de Saturno. Y sin calentamiento interno no se producen movimientos geológicos que borren las pruebas de ese bombardeo.
Curiosamente, los cráteres de Hiperión, a pesar de ser profundos, no presentan los clásicos rayos que suelen acompañarlos. El resultado final de todo esto es que este tubérculo acaba teniendo el aspecto de una esponja cósmica.
Japeto: el mundo de los dos rostros
por qué esta luna posee un hemisferio blanco como la nieve pero otro tan negro como el carbón? Japeto presenta siempre la misma cara a Saturno, por lo que un hemisferio siempre queda hacia adelante mientras orbita alrededor del planeta, y es justamente el más oscuro.
Durante mucho tiempo los astrónomos se han preguntado por qué es así, y han propuesto dos soluciones: quizá sea debido al material que llega de la oscura luna Febe, o a lo mejor es culpa de un criovulcanismo propio, en el que los hidrocarburos expelidos, combinado con las reacciones químicas provocadas por la radiación solar, oscurecen su superficie.
Pero en septiembre de 2007 la sonda Cassini dejó claro que podía haber un tercer mecanismo: la rotación de Japeto es muy lenta, casi de tres meses, lo que permite que el material oscuro absorba el calor del Sol, se caliente y pierda sus compuestos más volátiles, lo que lo oscurece aún más y, de este modo, aumente el contraste con las regiones más brillantes. Eso sí, ¿cuál es el origen de este material oscuro? Eso por ahora sigue siendo un misterio.
Al igual que Rhea, su densidad media revela que la tercera parte del satélite es hielo. Pero lo más fascinante de todo es que, gracias a la distancia a la que se encuentra de Saturno, si algún día el ser humano viajara hasta allá, disfrutaría de la mejor vista de los anillos. En definitiva, un buen lugar para construir un hotel para turistas espaciales.
Febe: la luna centauro que podría venir de otro sistema
Estamos ante una de las lunas más misteriosas de Saturno. Junto con Japeto, orbita apartada del plano ecuatorial del planeta. La órbita de Febe es retrógrada, lo que significa que lo hace al revés que la mayoría del resto de los satélites. Además, es la responsable de uno de los anillos de Saturno mientras que Japeto se mueve a través de él.
Se trata de una luna oscura, solo refleja el 6% de la luz que le llega del distante Sol. ¿Por qué es tan oscura? ¿Quizá porque su origen no está allí, sino fuera del Sistema Solar?
Algunos astrónomos defienden que Febe es, en realidad, un centauro, un grupo de objetos celestes que se encuentran entre el cinturón de asteroides situado entre Marte y Júpiter y el cinturón de Kuiper, una zona de asteroides y cometas que se encuentra entre las órbitas de Neptuno y Plutón.
Si es así estamos ante una luna muy interesante, pues se supone que los centauros se formaron al principio de los tiempos, cuando apareció el Sistema Solar. Y mejor aún, debido a su pequeño tamaño y su situación en el sistema de Saturno, es probable que no haya cambiado su composición química desde entonces. Esto lo convierte en un satélite natural que merecerá la pena explorar en un futuro.
Principalmente porque, si es tan antigua y proviene de un sitio tan distinta, en su interior guarda los primeros materiales con los que se construyó nuestro sistema solar. Un centauro, sin duda, pero uno tan raro, que nos puede llevar a un pasado desconocido.
Tetis: una bola de hielo marcada por heridas antiguas
Este mundo sin atmósfera y repleto de cicatrices presenta una serie de arcos rojizos muy misteriosos a la par que difíciles de observar. De hecho, no se descubrieron hasta que la sonda Cassini dirigió hacia él sus sensores de infrarrojos. No parecen estar asociados a ninguna estructura geológica, como valles o fracturas: suben montañas y bajan a los valles sin que haya una razón aparente para ello, y solo los encontramos en el hemisferio norte. ¿Qué tienen de peculiar para que estén ausentes en la otra mitad de esta luna?
La densidad media de Tetis es la del agua, lo que implica que, esencialmente, estamos ante una bola de hielo a la que se ha colocado alguna roca. Esto explica que su albedo –la capacidad que tiene para reflejar la luz que le llega del Sol– sea muy alto. Además, a ello contribuyen las partículas de hielo que caen sobre su superficie procedentes del anillo E, el que crean los géiseres de Encélado.
Por otro lado, las imágenes tomadas por las Voyager mostraron la presencia de un enorme cráter de impacto, mientras que la Cassini descubrió una gran variedad de colores en su superficie, totalmente distintos a los observados en el resto de las lunas de Saturno. ¿De dónde viene ese material?
El cráter descubierto por las Voyager recibe el nombre de Odiseo y tiene 400 km de diámetro (ocupa las dos quintas partes del satélite). Es una de los dos grandes estructuras que encontramos en Tetis. La otra es Ithaca Chasma (chasma, en la nomenclatura planetaria, es una depresión profunda, alargada y empinada), que corre de polo a polo y constituye uno de los valles más largos del Sistema Solar.
Unos piensan que apareció con el choque del asteroide que creó Odiseo; otros, que se formó cuando el agua líquida que había en el interior de Tetis se congeló al subir a la superficie. Al hacerlo, y como todos sabemos cuando metemos una botella de plástico llena de agua en el congelador, el hielo se expande. Y si en este caso el hielo acaba rompiendo el recipiente, en Tetis abrió ese cañón. Lo único cierto es que Ithaca Chasma está fuertemente craterizada, por lo que, fuera cual fuera su origen, tuvo que suceder hace mucho tiempo.
Prometeo y Pandora: las lunas pastoras del anillo F
Hasta donde llegan nuestras observaciones hemos podido descubrir un total de 82 satélites que orbitan a Saturno, tres más que en Júpiter. Que haya desbancado al rey del Sistema Solar es culpa del telescopio Subaru, en Mauna Kea (Hawái), que en 2019 encontró veinte nuevas lunas. Aún carecen de nombre, son muy pequeñas, de unos 5 km de tamaño, les cuesta más de tres años completar una vuelta alrededor del planeta y todas, salvo tres, tienen órbitas retrógradas.
Las 17 lunas retrógradas parecen conformar un grupo, bautizado Nórdico (al que pertenece Febe), y parece ser producto de una violenta colisión entre una antigua luna exterior de Saturno y un cometa o un asteroide que pasara por las inmediaciones.
Por esa zona nos encontramos con el anillo más externo de Saturno, el F. Esta delicada estructura, que se asemeja a un frágil hilo de hielo y polvo, es vigilado por dos lunas pastoras, Prometeo y Pandora. Reciben este nombre porque su trabajo es impedir que el anillo F se disperse en el espacio o caiga hacia el anillo A, situado un poco más adentro.
Qué hacen allí esas dos lunas y el anillo es un misterio, pero se cree que se formaron debido a colisiones entre antiguos satélites de Saturno, en la época en que el Sistema Solar era aún joven.
Un reciente estudio, publicado en Nature Geosciences y liderado por Ryuki Hyodo, intenta explicar parte del misterio de estas lunas pastoras, cuyo origen comenzó a especularse apenas en 1979. El equipo de Hyodo realizó una simulación sobre la composición de este tipo de satélites y su resistencia a los impactos que podrían producirse en los transitados anillos de Saturno.
De acuerdo con los resultados, si estas lunas estuvieran compuestas completamente por partículas de hielo, se desmoronarían en el caso de una colisión, y los escombros resultantes contribuirán a crear un anillo más poblado.
Sin embargo, si las lunas tienen un núcleo desconocido hasta la fecha y hecho de silicato, estarían equipadas para sobrevivir a una colisión. Esta capacidad para resistir los impactos es lo que les permitiría pastorear los anillos tanto de Saturno como de Urano, Neptuno y Júpiter.
Cortesía de Muy Interesante
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