Burbuja del Día Nacional
En términos de tamaño, las lunas tienen que inclinarse ante los planetas. Pero en términos de "personalidad", a menudo son mejores que sus "padres" de apariencia sencilla. El número de lunas con nombre en el sistema solar supera al número de planetas en más de 20 a 1, lo que muestra una diversidad asombrosa. Algunos de ellos son tan complejos como cualquier planeta, como Titán. Otros pueden ser refugios para la vida, como Europa, un mundo acuático cubierto por una corteza helada. Incluso las lunas más pequeñas están rodeadas de misterio, siendo las más obvias los "platillos voladores" que orbitan alrededor de Saturno.
Este año se cumple el 400 aniversario del descubrimiento por Galileo de las cuatro lunas de Júpiter. Desde entonces, el número de satélites conocidos por la humanidad ha crecido exponencialmente.
Infierno de hielo: Io
Cubierta de pozos de azufre, bañada por una intensa radiación y volcanes que sacuden la Tierra, Io es como un purgatorio en el sistema solar.
Aunque Ío es lo suficientemente frío como para formar escarcha de dióxido de azufre, los volcanes más cercanos a la gran luna de Júpiter son los más famosos. Menos de 1/12 de la superficie de la Tierra produce más de 100 veces más lava que todos los volcanes de la Tierra juntos. La superficie de Ío está salpicada de burbujeantes lagos de lava, el mayor de los cuales tiene más de 200 kilómetros de diámetro.
En otros lugares, el magma puede emerger repentinamente del suelo y extenderse por más de 50 kilómetros. En 2007, cuando la sonda New Horizons de la NASA pasó junto a Júpiter en su camino hacia Plutón, detectó el calor liberado por estos océanos de magma.
Algunos volcanes en Ío entran en erupción con tanta violencia que producen columnas de gas y polvo que pueden extenderse hasta 500 kilómetros en el espacio. Esto podría ser causado por flujos de lava que vaporizan el dióxido de azufre solidificado en la superficie de Io o por gases en la lava que se elevan y expulsan el material fuera de la superficie de Io.
[Descripción]: Io y erupciones volcánicas en su superficie. Copyright: NASA/JPL/Universidad de Arizona.
Toda esta turbulenta actividad volcánica es resultado del “remolino” de Ío entre Júpiter y sus dos hermanos Europa y Ganímedes. Los períodos orbitales de Europa y Calisto son exactamente dos y cuatro veces mayores que los de Ío, respectivamente, por lo que las tres lunas suelen alinearse. Con el tiempo, esta convergencia gravitacional periódica empuja gradualmente a Io hacia una órbita elíptica.
Entonces, cuando Io orbita alrededor de Júpiter, la gravedad de Júpiter se volverá más fuerte y más débil, estirando y torciendo las rocas de Io. Estas presiones y tensiones calentarán Io mediante un proceso llamado "calentamiento de marea". Este efecto es enorme en Io, que puede derretir rocas y crear volcanes.
Este tipo de actividad volcánica extrema puede ser común en el universo. Por ejemplo, el planeta COROT-7b, recientemente descubierto, orbita muy cerca de su estrella anfitriona, por lo que también experimenta fuertes efectos gravitacionales. Si su órbita estuviera un poco alejada de un círculo perfecto, el calentamiento de las mareas sería suficiente para darle al planeta un volcán. Por lo tanto, Ío puede permitirnos vislumbrar millones de planetas infernales fuera del sistema solar.
Puede ser que la órbita de Io se esté volviendo gradualmente circular y ella misma parezca estar enfriándose lentamente. Es probable que las órbitas de Ío, Europa y Ganímedes colapsen gradualmente dentro de decenas o cientos de millones de años, lo que colocaría a Ío en una órbita casi circular sin calentamiento de las mareas. Después de eso, los volcanes de Ío finalmente se durmieron.
Yin Yang: Ipatos
Puedes detectar la extrañeza de Ipatos, la luna de Saturno, de un vistazo. Tiene una cara "yin-yang", mitad negra y mitad blanca. Su forma también es bastante extraña, con un asta en el hombro y un borde plano. Una montaña cruza la mitad del ecuador y parece una nuez.
Los materiales de la superficie "oscura" de Ipatos son efectivamente oscuros, pero sólo tienen una fina capa, de no más de 1 metro de espesor. Cubren el hemisferio principal de Ipatos, con el lado que mira hacia adelante mientras orbita, lo que sugiere que el material oscuro fue adquirido del espacio circundante mientras Ipatos orbitaba alrededor de Saturno. El material puede provenir de restos de colisiones con lunas pequeñas y oscuras fuera de Saturno.
[Descripción]: Ipatos. Copyright: NASA/JPL/SSI.
Al calentar las zonas negras, el hielo se sublima y la luz del sol hace que las diferencias entre Ipatos sean aún más pronunciadas. Luego, el vapor de agua se moverá alrededor de todo el satélite, y cuando la temperatura sea baja, se solidificará junto con el hemisferio para formar una capa de escarcha.
La forma de Ipatos también es difícil de explicar. Cuando se formó por primera vez, todavía estaba en estado fundido y giraba rápidamente, lo que naturalmente creó su forma actual. Si la capa exterior de Ipatos se hubiera solidificado en ese momento, es posible que se hubieran conservado algunas características de esa época. Pero esta teoría no explica del todo las montañas en el ecuador y sigue siendo un misterio.
La composición de Ipatos también es muy especial. Su baja densidad significa que tiene aproximadamente un 80% de hielo y sólo un 20% de roca, lo que la hace mucho más ligera que otras lunas grandes del sistema solar exterior. Cualquier teoría que intente explicar la formación de lunas en todo el sistema solar debe dar cuenta de esta luna helada única.
Bolas de nieve vivientes: Europa, Encelado y Tritón.
Europa, Encélado y Tritón pueden parecer desolados y fríos en la superficie, pero en realidad son los lugares más activos del sistema solar. Incluso tienen hábitats cálidos aptos para la vida.
Europa, la luna de Júpiter, está cubierta de hielo triturado. Sin embargo, debido a la atracción gravitacional de la órbita elíptica de Júpiter, su núcleo rocoso está experimentando calentamiento por marea (ver "Infierno de hielo: Io"). Esto podría generar suficiente calor para mantener un océano líquido debajo de la superficie helada de Europa.
[Descripción]: Europa en diferentes colores. Izquierda: color natural; derecha: imagen mejorada con rayos UV, verde e infrarrojos. Copyright: NASA/JPL/DLR.
Si este océano pudiera extenderse hasta su núcleo, los respiraderos hidrotermales en el oscuro fondo marino podrían proporcionar nutrientes que podrían sustentar a los microbios e incluso a los depredadores del tamaño de un camarón.
Encelado, la luna de Saturno, está más activa. Una serie de respiraderos en su polo sur arrojarán vapor de agua y cristales de hielo. Una parte volverá a caer a la superficie de Encelado como un brillante abrigo de invierno, convirtiéndolo en el objeto más blanco del sistema solar. El resto del material escapará y formará un anillo brumoso alrededor de Saturno.
Estos respiraderos pueden tener sus raíces en el océano interno debajo de ellos. De ser así, es posible que también se hayan expulsado microorganismos durante la erupción y podrían ser capturados por sondas voladoras. Por lo tanto, la vida en Encelado sería más fácil de detectar que la vida debajo del hielo de Europa.
[Descripción]: Encélado y sus erupciones en el polo sur (recuadro superior izquierdo). Copyright: NASA/JPL/SSI.
Sin embargo, sobrevivir en Encelado no es fácil. Es probable que toda la actividad de Encelado provenga del calentamiento de las mareas. Por otro lado, la órbita de Encelado tiene cambios cíclicos a lo largo de cientos de millones de años, lo que también provoca importantes cambios cíclicos en su clima. Si los océanos de Encelado estuvieran completamente congelados durante el período más frío, sin duda sería un desastre para la vida.
Incluso las frías Europa y Encelado tienen temperaturas superficiales promedio de alrededor de -170 ℃ y -200 ℃, mientras que la temperatura de Tritón, la luna más grande de Neptuno, ha estado rondando los -230 ℃. En comparación con lo siguiente, este es un clima cálido. paraíso. La superficie de Tritón contiene una variedad de hielos, incluida una mezcla de agua, nitrógeno y metano.
Pero incluso en un lugar tan frío, las actividades geológicas son extremadamente activas. El nitrógeno entra en erupción cuando la luz del sol lo evapora, y la delgada atmósfera de nitrógeno de Tritón también tiene patrones climáticos que cambian con las estaciones.
Al igual que Europa y Encelado, Tritón es plano y rara vez tiene cráteres. Esto sugiere que su superficie es muy joven: quizás tenga menos de mil millones de años, una gota en el cubo de sus 4 mil millones de años de historia. Se cree que la fuente de la juventud de Tritón es un volcán que arroja agua líquida y amoníaco. Después de la solidificación, estos materiales frescos cubrirán la superficie de Tritón, borrando las huellas del tiempo.
[pie de imagen]: Tritón. Derechos de autor: NASA/JPL.
Es posible que Tritón alguna vez orbitara alrededor del Sol independientemente de Neptuno, como el planeta enano Plutón. De hecho, Tritón y Plutón tienen el mismo tamaño y composiciones similares, lo que indica que tienen orígenes similares. Una evidencia más contundente es que gira en la dirección opuesta a la de Neptuno, es decir, en la dirección opuesta a la rotación de Neptuno.
Esto no habría sucedido si Tritón y Neptuno se formaran a partir de la misma nube de gas y polvo. En cambio, sugiere que Tritón pudo haber sido capturado por Neptuno.
Capturar un cuerpo celeste de tan grandes dimensiones no es fácil. Es posible que Tritón haya chocado con una luna existente de Neptuno, lo que provocó que se desacelere rápidamente antes de quedar atrapado por la gravedad de Neptuno. Lo más probable es que haya comenzado como un sistema estelar binario de planetas enanos. Uno de ellos fue expulsado a gran velocidad durante un encuentro gravitacional con Neptuno, mientras que Tritón quedó junto a Neptuno.
Además de ser una luna destacable, Tritón nos proporciona imágenes borrosas de todos los planetas enanos que aún quedan por visitar. Estos planetas enanos incluyen no sólo a Plutón sino también a Eris, Byrd y Pregnant, de los cuales quizás docenas todavía permanecen en los confines del oscuro sistema solar.
Platillos Voladores: Encelado 18 y Encelado 15
La mayoría de las lunas son cuerpos grandes, redondos y lisos, o pequeñas rocas irregulares en el espacio. Las lunas de Saturno, Encelado 18 y Encelado 15, parecen sacadas de películas de ciencia ficción extraterrestres. Un disco central elevado les da un extraño parecido con los platillos voladores. La distancia entre los polos del Panthus es de sólo 18 kilómetros, pero su diámetro de cintura alcanza los 40 kilómetros.
Su extraña forma sigue siendo un misterio. Si bien los rápidos giros de las dos lunas fueron suficientes para aplastarlas, eso no explica sus formas de platillo.
[Descripción de la imagen]: Pandora (izquierda) y Pandora (derecha). Copyright: NASA/JPL/SSI.
Las órbitas de estos dos satélites pueden proporcionar pistas. Ambos están muy cerca de los anillos de Saturno. Quizás el hielo del halo cayó sobre ellos y se acumuló en el ecuador, formando un disco. Esto también es consistente con las observaciones de que estas regiones son muy suaves en relación con las regiones polares, lo que significa que están compuestas de partículas finas de los anillos de Saturno.
Sin embargo, esta teoría está lejos de ser probada, y nuevas observaciones pueden finalmente explicar los dos platillos de Saturno. Pero en cualquier caso hay que descartar la tecnología extraterrestre.
Boomerang: Tritón
Mientras la mayoría de las lunas orbitan lentamente alrededor de sus planetas, Encelado avanza a toda velocidad. Neptuno, un satélite ordinario, tiene baches y es de tamaño mediano, pero tiene la órbita más excéntrica entre los satélites del sistema solar: es como montar en una montaña rusa alrededor de Neptuno, subiendo primero a la distancia más lejana de más de 9 millones de kilómetros. , y luego descendió en picado a una distancia de Neptuno de menos de 654,38 0,4 millones de kilómetros.
[pie de foto]: Tritón (arriba a la izquierda) y Neptuno. Copyright: Celestia (Analógico).
La mayoría de los satélites con órbitas irregulares suelen ser cometas o asteroides que han sido capturados por la gravedad de sus planetas anfitriones, y Encelado puede no ser una excepción. Sin embargo, su composición no es tan vaga como la de los objetos del Cinturón de Kuiper más allá de Neptuno. En cambio, es posible que se haya formado en el disco de material que una vez rodeó a Neptuno. Las lunas formadas de esta manera normalmente giran alrededor del planeta en órbitas circulares, por lo que la órbita de Tritón es verdaderamente un misterio.
La respuesta puede venir del medio hermano de Tritón, Tritón. Tritón retrógrado (ver "Bolas de nieve vivientes: Europa, Encelado y Tritón") puede haber eliminado la mayoría de las lunas "primitivas" del sistema Neptuno, dándole a Tritón una órbita tan especial.
Segunda Tierra: Titán
Probablemente sea la más extraña de todas las lunas porque nos resulta muy familiar. Los nuevos hallazgos revelan que Titán tiene muchas características similares a las de la Tierra: lagos, colinas, depresiones, valles fluviales y llanuras fangosas. Hay niebla, neblina y nubes de lluvia en su espesa atmósfera de nitrógeno. Como dijo un astrónomo cuando Huygens envió las primeras imágenes en 2005, se parece mucho a Inglaterra.
Pero las apariencias engañan. Titán orbita alrededor de Saturno y está 10 veces más lejos del sol que la Tierra. Bajo una luz solar tan débil, la temperatura de su superficie es de sólo -180°C. El agua forma hielo y el hielo forma montañas onduladas.
[Pie de foto]: Titán. Copyright: NASA/JPL/Universidad de Arizona.
La lluvia, los ríos y los lagos que vio Huygens eran en realidad hidrocarburos líquidos, que se convertirían en gases en una tierra cálida. Estimaciones recientes sugieren que el 80% de estos lagos son de etano, además de propano, metano y acetileno. Algunos creen que estas sustancias podrían proporcionar una fuente de alimento para la vida en Titán.
Mejor Original: Luna
No fue hasta que Galileo descubrió los cuatro satélites de Júpiter hace 400 años que el único satélite conocido apareció en el cielo nocturno de la Tierra—— Incluso aquellos que viven en las ciudades brillantemente iluminadas de hoy lo conocen. Desde entonces, una ola de descubrimientos de satélites ha recorrido el sistema solar, pero el compañero de la Tierra sigue destacando.
Una razón es que es un pez grande en un estanque pequeño. En el sistema solar interior hay muy pocos satélites. Venus y Mercurio no tienen satélites, y los dos satélites de Marte no son más que guijarros en comparación con nuestra luna. De hecho, la luna parece haber encontrado un hogar en el sistema solar exterior, con varias lunas masivas rodeando al gigante gaseoso.
[Descripción de la imagen]: La luna fotografiada por la sonda Galileo Júpiter. Diferentes colores representan diferentes áreas, azul: áreas ricas en titanio, naranja y violeta: áreas pobres en titanio y deficientes en hierro. Copyright: NASA/JPL/Galileo.