El Tamiz

Antes simplista que incomprensible

El Sistema Solar - Las lunas exteriores de Saturno

(Este artículo está disponible también en formatos de vídeo y podcast).

Continuamos nuestro largo, larguísimo viaje por el Sistema Solar, en el que estamos a punto de abandonar ya el subsistema saturniano. Después de visitar Jápeto, la luna mayor más alejada del planeta, hoy nos despediremos de esta región del Sistema Solar explorando en nuestra salida las lunas exteriores de Saturno.

Febe y Saturno
Febe, frente a Saturno (NASA/Cassini).

Por si no conoces El Sistema Solar, en esta serie recorremos cada objeto que orbita nuestro Sol, desde dentro hacia fuera. De paso, intercalando la información con artículos específicos sobre diversos objetos o dentro de los propios artículos, intentamos dar nociones de planetología sin aburrir demasiado. Y, cuando es posible, nos llevamos a la saca alguna foto para babear, claro. Eso no pasará tanto en el artículo de hoy, en unos minutos sabrás por qué: siento volver a una serie tan querida por muchos de vosotros con un artículo más bien corto y sin momentos dramáticos, ¡pero nuestro viaje tiene un orden, y es lo que toca!

Antes de hablar de nuestras protagonistas de hoy me gustaría ponerlas en perspectiva: se trata de lunas minúsculas, cuyo interés estriba principalmente en su origen y características orbitales. Comparadas con Dione, Titán o Jápeto son meros guijarros flotando en el espacio. Para que te hagas una idea, la más grande de la que hablaremos hoy, Febe, tiene una masa del 0,006% de la de Titán (que hace honor a su nombre). ¡Harían falta más de 16 000 Febes para alcanzar la masa de Titán! Y esa es la más grande de todas… como digo, meros guijarros.

Todas estas lunas exteriores, aunque son muchísimas (unas sesenta descubiertas hasta ahora) tienen dos cosas en común y que están relacionadas entre sí.

Por un lado, la irregularidad de sus órbitas. Las lunas “normales”, como sabes si has seguido la serie desde el principio –en cuyo caso, por cierto, sabes más planetología que casi cualquiera que no se dedique a ella–, suelen tener órbitas más o menos redondas, no muy alejadas del planeta, en un plano parecido al ecuador planetario y con un sentido de giro idéntico al del planeta.

Bueno, pues las lunas de hoy no: se trata de satélites con órbitas en general muy elípticas, muy inclinadas sobre el plano ecuatorial de Saturno, con radios orbitales medios muy grandes y que con frecuencia orbitan al revés que Saturno (es decir, muchas son lunas retrógradas).

Órbitas de las lunas irregulares de Saturno
Órbitas de las lunas exteriores de Saturno, con la de Jápeto como referencia (Nrco0e/CC BY-SA 4.0). Versión grande.

Por otro, como puede que hayas deducido ya, por su origen. Esta irregularidad y aparente caos en las órbitas lunares, además de su agrupamiento (del que hablaremos en un momento), hace que estemos muy seguros de que todas ellas son polizones del subsistema saturniano: han sido capturadas por la gravedad del gigante a lo largo de los eones, o son fragmentos de colisiones de satélites capturados.

De ahí el caos: la órbita de cualquiera de ellas dependerá de su trayectoria y velocidad cuando fue atrapada por el pozo gravitatorio de Saturno, y por eso sus movimientos tienen poco que ver con los del planeta ni con el resto de sus compañeras. No provienen ni de fragmentos de Saturno, ni se formaron del disco protoplanetario que originó el gigante de gas.

Sin embargo, aunque haya caos, también hay orden dentro de él: las lunas exteriores forman familias. Hay grupos de ellas con órbitas similares y, cuando eso sucede, las lunas del grupo tienen además propiedades físicas similares, como su color. Por eso pensamos que muchas de ellas no fueron atrapadas tal y como son hoy, sino que han resultado de colisiones ancestrales entre objetos más grandes que, esos sí, fueron atrapados por Saturno.

Desgraciadamente este artículo no tendrá tantas fotos como es habitual: las mayor parte de las lunas exteriores son tan pequeñísimas, y están tan lejos de nosotros, que no tenemos fotos decentes de casi ninguna. Los telescopios más potentes son capaces de detectarlas, pero solo como puntos luminosos, y ni siquiera muy luminosos porque, como veremos, suelen ser muy oscuras.

Suelen dividirse en tres familias con características similares, aunque una de las tres esta muchísimo más nutrida que las otras dos: de dentro hacia fuera son los satélites inuit, los gálicos y los nórdicos.

El grupo inuit está compuesto solamente por ocho lunas (parece mentira que diga solamente, pero es que ya verás después), todas inspiradas en la mitología inuit: Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq y Tarqeq. Estos satélites tienen radios orbitales medios de unos 200-300 radios de Saturno y tardan más de un año en dar una vuelta al planeta. ¡Tardan más en orbitar alrededor de Saturno que la Tierra en dar una vuelta al Sol!

Tarqeq
Tarqeq, fotografiado por Cassini en 2016 (NASA/Cassini).

Se trata de órbitas muy inclinadas sobre el ecuador saturniano, entre 45 y 50 grados. Sin embargo, en este caso no son lunas retrógradas: todas las del grupo inuit giran alrededor de Saturno en el mismo sentido que el planeta gira alrededor de su eje, es decir, son prógradas. Pero, dado el resto de sus características orbitales, pensamos que esto es casualidad y su origen es extra-saturniano.

Grupo inuit
Órbitas del grupo inuit: Ijiraq en verde, Kiviuq en azul, Paaliaq en amarillo, Siarnaq en rojo y Tarqeq en celeste (Phoenix7777/CC BY-SA 4.0).

Todas estas lunas son de un color rojizo muy similar, y son realmente minúsculas: la más grande de todas, Siarnaq, tiene un diámetro de unos 40 kilómetros, aunque ni siquiera estamos seguros de su forma geométrica. Muy probablemente todas ellas, por su tamaño, no sean redondas sino alargadas como la mayor parte de los asteroides –que es lo que probablemente serían de no haber sido atrapadas por el gigante Cronos–. Tan pequeñas y lejanas a nosotros son que fueron descubiertas todas entre 2000 y 2007.

Paaliaq
Las tres fotos consecutivas de Paaliaq que llevaron a su descubrimiento (ESO/CC BY 4.0).

El grupo gálico lo forman cuatro satélites con nombres derivados de la mitología gala: Albiorix, Bebhionn, Erriapo y Tarvos. Esta familia se solapa en distancia a Saturno con la inuit, pero sus inclinaciones orbitales (35 a 40 grados) y su color –similar al de los inuit pero suficientemente diferente para distinguirlos– hacen que constituyan una familia distinta.

Grupo gálico
Órbitas del grupo gálico: Albiorix en rojo, Bebhionn en verde, Erriapo en celese y Tarvos en amarillo (Phoenix7777/CC BY-SA 4.0).

Son, igual que sus hermanas inuit, meras piedrecillas espaciales. La más grande de las cuatro, Albiorix, tiene un diámetro medio de unos 32 kilómetros, más pequeña incluso que la capitana de las inuit. Pensamos que las cuatro provienen, al igual que las anteriores, de una colisión de algún objeto atrapado gravitacionalmente por Saturno. Sus órbitas son también prógradas, por cierto, y como sus hermanas fueron descubiertas hace muy poco tiempo, en la década del 2000, a partir de imágenes consecutivas en las que se detecta su movimiento.

Tarvos
Secuencia de fotos del descubrimiento de Tarvos en el año 2000 (Brett Gladman/Canadian Astronomy Data Centre/CC BY-SA 4.0).

Finalmente, el grupo nórdico es el principal, ya que contiene unas 46 lunas… hasta ahora, claro, porque como habrás pensado ya, esto cambia todo el tiempo. Esta serie es, inevitablemente, un fogonazo de nuestro conocimiento sobre el Sistema Solar según la escribo, pero lógicamente con los años vamos descubriendo –gracias a Dios– cosas nuevas.

Como comprenderás, no voy a escribir aquí el nombre de todas ellas –no todas lo tienen, algunas son tan recientes que solo se denominan con códigos–, pero como el nombre del grupo indica, están inspiradas todas menos una en la mitología escandinava. Tienen nombres como Fenrir, Surtur, Ymir y cosas así. Excepto una.

Aunque se las considere un grupo, realmente tiene varios subgrupos: hay características orbitales un poco diversas. Se agruparon así porque se parecen mucho más entre sí que las de las otras dos familias. Sus radios orbitales medios están entre 200 y 400 veces el radio de Saturno, y tienen inclinaciones de 135 a 175 grados. ¿Por qué medirlas con ángulos mayores de 90, puedes preguntarte? Porque es el convenio que se usa cuando una luna es retrógrada, y todas las del grupo nórdico lo son. Una inclinación de 175 grados implica un plano orbital casi paralelo al del ecuador planetario (inclinado solo 5 grados), pero “boca abajo” respecto a él, de ahí el 175.

Aunque tengan nombres generalmente de gigantes de la mitología escandinava, estas lunas son todo menos eso: casi todas son más pequeñas aún que las de los dos grupos anteriores. Una vez más, con una excepción, por supuesto, que es la razón de que el nombre de la luna especial del grupo no tenga nada que ver con la mitología nórdica sino la griega. Se trata de Febe.

Esta luna es, comparada con todas las demás de las que hablamos hoy, realmente grande –aunque sea un trozo de gravilla comparada con cualquiera de las lunas interiores, por supuesto–: tiene unos 213 kilómetros de diámetro. Por eso fue descubierta, no en las últimas décadas –hemos descubierto algunas lunas nórdicas en 2019, por ejemplo–, sino a finales del siglo XIX, y por eso su nombre sigue la tradición de la época en la que fue descubierta de nombrar los objetos celestes según la mitología grecorromana clásica.

William Henry Pickering
William Henry Pickering (1958-1938), descubridor de Febe.

Febe tiene el honor de ser el primer satélite descubierto a partir de fotografías, no mediante la observación directa. Entre 1898 y 1899 se tomaron fotos de esa región del firmamento desde el Observatorio de Boyden en Arequipa, Perú, y el estadounidense William Henry Pickering detectó la presencia de una luna en ellas en 1899. El nuevo satélite, el noveno de Saturno descubierto hasta entonces, recibió el nombre de Febe en honor de la titanesa con el mismo nombre de la mitología griega.

Aunque las fotos con las que Pickering descubrió la luna la mostraban muy parecida a las de las fotos anteriores que has visto –es decir, como poco más que un punto de luz–, esta vez sí puedo mostrarte imágenes mucho más bellas. Desgraciadamente cuando las Voyager pasaron cerca Febe no estaba en una posición adecuada para que se acercasen a ella, pero en 2004 la misión Cassini tuvo a Febe como el primer objetivo al llegar a la región de Saturno. Febe fue el primer objeto en ser visitado por la sonda,y por esa razón la conocemos muchísimo mejor que cualquier otra luna irregular de Saturno: Cassini pasó a tan solo 2 000 km de su superficie.

Febe vista por Cassini
Febe, fotografiada por Cassini en 2004 (NASA/Cassini). Versión grande.

Como el resto de sus hermanas nórdicas, Febe tiene una órbita retrógrada. Es, de hecho, el segundo satélite más grande del Sistema Solar con esa propiedad (el primero no lo hemos visitado aún, porque es Tritón, un satélite de Neptuno). Por sus características pensamos que Febe proviene del Cinturón de Kuiper –que aún no hemos estudiado aún tampoco– y fue atrapada hace eones por la gravedad saturniana para tener esta órbita lejana, con un período de alrededor de año y medio.

Febe es prácticamente esférica, con un diámetro de alrededor de 213 kilómetros, un 16% del de nuestra Luna. Esta esfericidad es muy inusual para un objeto tan pequeño. Existen dos posibilidades: una es que se trata de una simple casualidad, y Febe podría haber sido alargada igual que ha resultado ser esférica. Pero la otra, más interesante, tiene que ver con su origen: Febe puede haberse formado unos pocos millones de años después que el propio Sistema Solar, cuando aún había grandes cantidades de elementos radioactivos y la temperatura era muy grande. De ser así, tomó su forma esférica cuando aún era magma, y luego se enfrió para convertirse en la bola de roca y hielo que vemos hoy.

Febe vista por Cassini
Febe en todo su esplendor (NASA/Cassini).

Se trata de una esfera casi completamente negra: su albedo es del 6%, es decir, refleja tan solo el 6% de la luz que recibe. Aunque en las fotos intentamos resaltar lo que hay en la superficie, su color se parece mucho al del hollín. Esto la distingue de otras lunas exteriores que hemos visto antes, como las inuit y las gálicas, que eran rojizas.

Este color negro, muy parecido al de los asteroides carbonáceos de tipo C de los que hablamos al estudiar el Cinturón de Asteroides, nos hizo pensar al principio que se trataba de un asteroide del cinturón interior, atrapado por Saturno. Sin embargo, los ojos de Cassini descubrieron detalles que hacen de esto algo muy poco probable. El color de Febe no parece ser simplemente el de la roca, sino el de la suciedad procedente de los impactos durante su trayecto alrededor de Saturno, y en algunos pequeños lugares puede verse que no es más que una capa que cubre zonas más claras, algunas incluso de hielo de agua y de hielo de CO2.

Hielo en Febe
Hielo bajo la superficie negra, revelado por el derrumbamiento de paredes de cráteres en Febe (NASA/Cassini).

La superficie de Febe está, como era de esperar, completamente cubierta de cráteres grandes y pequeños, resultado de estos impactos con objetos cercanos. Todos esos cráteres, localizados gracias a Cassini, que nos proporcionó un mapa bastante bueno de la superficie, tienen nombres de personajes de la leyenda de Jasón y los Argonautas: Eufemo, Jasón, Acasto, Telamón, etc. Toda la superficie de la luna está llena de cicatrices de sus encuentros con otros objetos prisioneros de Saturno.

Febe y su cráter Eufemo
Febe a su mínima distancia de Cassini, con el cráter Eufemo arriba (NASA/Cassini).

Tantos han sido estos encuentros, y tantos los impactos, que existe un anillo extremadamente tenue y disperso (con más de cuarenta radios planetarios de grosor, pero una densidad minúscula) que orbita Saturno justo en el interior de la órbita de Febe. No tiene mucho sentido hablar de él como parte del sistema de anillos de Saturno, y la mayor parte de los satélites muy alejados de sus planetas y sometidos a impactos constantes probablemente tienen uno, pero existe un anillo de Febe, aunque sea imposible de ver desde la Tierra. Fue descubierto por el telescopio espacial Spitzer en 2009.

Anillo de Febe
Visión artística del enorme anillo de Febe (NASA/JPL-Caltech/Keck). Versión grande.

Nos alejamos ya, abandonando Febe, del subsistema saturniano, y en la próxima entrega de la serie nos alejaremos hasta una distancia de tres mil millones de kilómetros, más de dos horas luz, para alcanzar el primero de los gigantes de hielo: Urano.

Para saber más (esp/ing cuando es posible):

Astronomía, Ciencia, El Sistema Solar

9 comentarios

De: Néstor
2022-11-07 22:50

Acabo de ver una entrada apuntando al tamiz en meneame y creía que era un artículo antiguo.

¡Qué alegría ver qué Pedro ha retomado su blog!

De: J
2022-11-09 19:51

Uau. Las fotos efectivamente parecen poca cosa, pero cuando te pones en el momento histórico, tuvo que ser grandioso.

De: JuanCa
2022-11-10 18:31

Interesante artículo, Pedro.

Por cierto, falta éste en la pagina principal: http://www.eltamiz.com/el-sistema-solar/

De: Pedro
2022-11-10 19:15

Gracias, JC, añadido.

De: Javier
2022-11-12 06:56

Ya te he dicho en otro artículo lo contento que estoy de que vuelvas a la carga, pero ahora que leo esto... Se me saltan las lágrimas al pensar que voy a conocer el resto del sistema solar de mano tuya. Desde luego hay miles de páginas en la web que tienen esa información, pero, por desgracia, el don de hacer la ciencia interesante es escaso. Cuento los minutos hasta la Nube de Oort!

De: Venger
2022-11-17 10:56

Un enorme placer volver a leerte Pedro. Después de casi 12 años. Enhorabuena por tu regreso. Y gracias

De: Teorema de Liouville
2022-11-18 20:09

Wow!!! Qué alegría que retomó Pedro el tamiz. Años siendo fan y seguidor. Cómo ha cambiado el mundo y qué alegría de verdad. Espero todo bien, al 100% con Pedro

De: Apolonio
2022-11-20 16:42

Como lo cuentas, es como estar allí. Muchas gracias por volver!!

De: German
2022-11-21 14:03

Pseudoparafraseando a Carol Anne en Poltergeist... Ya estamos aquí!!!! Bien!. Jugoso artículo muy instructivo. Felicidades!

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