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Esta es una ilustración de algunas de las lunas más importantes de nuestro sistema solar en sus tamaños relativos correctos entre sí y con la Tierra. En la foto aparecen la Luna de la Tierra; Júpiter Calisto, Ganímedes, Io y Europa; Saturno Iapetus, Enceladus, Titan, Rhea, Mimas, Dione y Tethys; Neptuno Tritón; Urano Miranda, Titania y Oberón y Plutos Caronte. Crédito: NASA.

Desde los albores de la humanidad, en todas las culturas, siempre hemos tenido dos musas: el sol y la luna. Hemos cantado epopeyas, hecho arte, incluso realizado sacrificios de sangre, todo en su nombre. Pero al igual que ahora sabemos que el sol no es único, sino uno entre miles de millones de estrellas, nuestra musa lunar en realidad no es tan especial. En todo el sistema solar hay 187 lunas conocidas o 196 si se cuentan las pertenecientes a los planetas enanos.

Teniendo en cuenta todo esto, es posible que te sientas engañado. ¿Todas esas lunas, y solo tenemos una? Bueno, algunos planetas son más afortunados que otros, pero al menos tenemos algo. Los planetas terrestres, Marte, la Tierra, Venus y Mercurio solo tienen tres lunas entre ellos. Venus y Mercurio no tienen ninguno, mientras que la Tierra tiene la Luna y Marte tiene Fobos y Deimos. Sin embargo, son los planetas jovianos los que están repletos de lunas. Según el último recuento, Júpiter tiene 81, Saturno tiene más de 60, Urano tiene 27 y Neptuno tiene 14.

¿Por qué los planetas terrestres están tan escasamente poblados de lunas, en marcado contraste con los planetas jovianos? Hay muchas razones, pero la principal tiene que ver con el tirón gravitacional del sol. Mercurio y Venus, los dos planetas más cercanos al sol en el sistema solar, simplemente tienen una atracción gravitatoria demasiado débil para atrapar un objeto que pasa y mantenerlo en su órbita. Del mismo modo, estos planetas nunca pueden contener suficientes anillos de escombros en órbita para eventualmente fusionarse en un satélite natural. La Tierra y Marte lograron hacerlo, pero son los planetas más exteriores del sistema solar interior. Cuanto más lejos esté del sol, más fácil será capturar o mantener un satélite.

Ahora, echemos un vistazo a algunas de las lunas más notables del sistema solar.

  • 2 lunas del sistema solar exterior
    • 2.1 Las lunas galileanas: Io, Europa, Ganímedes, Calisto
    • 2.2 lunas de Saturno
    • 2.3 lunas de Urano
    • 2.4 lunas de Neptuno
    • 2.5 Plutón y el cinturón de Kuiper
    • 2.6 Bono: la primera luna fuera de nuestro sistema solar
  • Lunas del sistema solar interior

    La luna

    Crédito: Pixabay.

    La luna más cercana a casa y a nuestros corazones es una de las más grandes del sistema solar, con un radio de 1.737 km. Con una densidad de 3,3464 g/cm, también es la segunda luna más densa del sistema solar después de Júpiter Io. La luna solo tiene 0,273 del tamaño de la Tierra y 0,0123 de su masa.

    Se formó a raíz de un impacto gigante entre la proto-Tierra y un cuerpo de tamaño planetario que llamamos Theia. La hipótesis del impacto gigante se puso sobre la mesa por primera vez a mediados de la década de 1970, cuando los astrofísicos propusieron que la luna se formó por una colisión rasante entre la proto-Tierra y un cuerpo del tamaño de Marte llamado Theia. Esto finalmente se convirtió en la principal hipótesis que explicaba cómo se formó nuestro único satélite natural. Pero luego, en 2001, los científicos informaron que las composiciones isotópicas de una variedad de elementos recolectados de rocas terrestres y lunares son casi idénticas.

    Un artículo influyente publicado en 2016 en Nature mostró que las rocas lunares están enriquecidas en alrededor de 0,4 partes por mil en el isótopo más pesado, el potasio-41. El único proceso que conduciría a este tipo de evento, dicen los investigadores, es la condensación incompleta del potasio de la fase de vapor durante la formación de las lunas. En otras palabras, el impacto debe haber vaporizado por completo ambos planetas, y de esa mezcla de escombros, se formó una nueva Tierra y lo que ahora conocemos como la Luna.

    La luna tiene una inclinación de 5 con respecto al plano de la órbita de la Tierra alrededor del sol. Como resultado, desde nuestro punto de vista en la Tierra, la luna normalmente pasa por encima o por debajo del sol cada mes en luna nueva. A fines de 2015, dos científicos planetarios, Kaveh Pahlevan y Alessandro Morbidelli, publicaron un artículo en el que explican cómo la luna obtuvo esta inclinación. Según sus simulaciones, los casi accidentes entre el sistema Tierra-Luna y objetos grandes como asteroides empujaron gravitacionalmente a la Luna en una órbita inclinada.

    Otra visión reciente de la geología y la historia de la luna sugiere que su interior contiene mucha agua. Con la ayuda de los datos de la nave espacial Indias Chandrayaan-1 que estuvo en órbita lunar entre 2008 y 2009, en 2017, un equipo de la Universidad de Brown encontró mucha agua encerrada en el manto lunar. Toda esta agua, por supuesto, no es líquida sino que está incrustada en el material rocoso similar al agua atrapada dentro del manto de la Tierra. Este estudio es bastante importante en relación con la hipótesis Theia Impact. Sugiere que parte del agua vaporizada sobrevivió o no toda se desplazó al espacio. Alternativamente, el agua podría haber sido entregada más tarde por asteroides.

    Fobos y Deimos

    Crédito: NASA.

    Estas son las dos lunas de Marte. Phobos, cuyo nombre proviene del griego phobia (miedo), es la mayor de las dos lunas y tiene la órbita más cercana a Marte. Sin embargo, tiene solo 22,7 km de ancho, lo que explica su forma irregular (los cuerpos más grandes se vuelven naturalmente esféricos debido a la presión ejercida por la gravedad). Mientras nuestra luna orbita la Tierra a una distancia de 384.403 km, Fobos se encuentra a solo 9.377 km sobre Marte.

    Deimos, que en la mitología griega es el hermano gemelo de Fobos y personifica el terror, es la segunda luna de Marte. Es mucho más pequeño que Fobos, mide solo 12,6 km de ancho y también orbita su planeta padre mucho más lejos que Fobos. A una distancia de 23.460 km, Deimos tarda 30,35 horas en completar una órbita alrededor de Marte.

    Lunas del sistema solar exterior

    Las lunas galileanas: Io, Europa, Ganímedes, Calisto

    Galileo Galilei descubrió las primeras cuatro lunas jovianas en el siglo XVII, cimentando el modelo de Copérnico de un sistema heliocéntrico. Crédito: captura de YouTube.

    Júpiter tiene más satélites naturales que cualquier otro planeta del sistema solar. Según el último recuento, hay 81 lunas jovianas, las dos últimas reconocidas oficialmente en junio de 2017. Llamadas S/2016 J1 y S/2017 J1, estas dos lunas apenas miden 1-2 km de ancho. ACTUALIZACIÓN 18 de julio de 2018: los astrónomos encontraron 12 nuevas lunas jovianas.

    Con mucho, las lunas jovianas más importantes son las llamadas lunas galileanas, en honor a Galileo Galilei, quien las descubrió en 1610. En ese momento, escribiendo en Sidereus Nuncius, Galilei afirmó que las cuatro observaciones eran cuerpos planetarios. Sin embargo, los hallazgos demostraron ser extremadamente influyentes en una época en la que el sistema copernicano todavía estaba en desuso. Los descubrimientos de Galileo trajeron evidencia importante para apoyar la idea de que no todo giraba alrededor de la Tierra.

    Debo divulgar y publicar al mundo la ocasión de descubrir y observar cuatro Planetas, nunca vistos desde el principio del mundo hasta nuestros días, sus posiciones y las observaciones hechas durante los últimos dos meses sobre sus movimientos y sus cambios de magnitud; y convoco a todos los astrónomos a que se dediquen a examinar y determinar sus tiempos periódicos, lo cual no me ha sido permitido hasta el día de hoy. . . El día 7 de enero del presente año de 1610, en la primera hora de la noche siguiente, cuando estaba observando las constelaciones de los cielos a través de un telescopio, el planeta Júpiter se presentó a mi vista, y como me había preparado para siendo yo un instrumento muy excelente, noté una circunstancia que nunca antes había podido notar, a saber, que tres estrellitas, pequeñas pero muy brillantes, estaban cerca del planeta; y aunque creí que pertenecían a un número de las estrellas fijas, sin embargo me causaron algo de asombro, porque parecían estar dispuestas exactamente en línea recta, paralelas a la eclíptica, y ser más brillantes que las demás estrellas, igual a ellos en magnitud. . Cuando el 8 de enero, llevado por alguna fatalidad, me volví de nuevo para mirar a la misma parte del cielo, encontré un estado de cosas muy diferente, porque había tres estrellitas en todo el oeste de Júpiter, y más juntas que en el lado opuesto. Noche anterior.

    Por tanto, llegué a la conclusión, y decidí sin vacilar, que hay tres estrellas en el cielo moviéndose alrededor de Júpiter, como Venus y Mercurio alrededor del Sol; que finalmente fue establecido tan claro como la luz del día por numerosas otras observaciones posteriores. Estas observaciones también establecieron que no solo hay tres, sino cuatro cuerpos siderales erráticos que realizan sus revoluciones alrededor de Júpiter, escribió Galilei en marzo de 1610 en Sidereus Nuncius.

    Io, Europa, Ganímedes y Calisto son los satélites más grandes cuarto, sexto, primero y tercero del sistema solar, respectivamente. Aunque son solo 4 de los 69 satélites conocidos, en conjunto suman el 99,999 por ciento de la masa total que orbita alrededor de Júpiter, incluido el sistema de anillos.

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    Imagen en color real de la luna Io de Júpiter realizada por la nave espacial Galileo. Crédito: NASA/JPL/Universidad de Arizona

    Io es la luna galileana más interna y la cuarta luna más grande del sistema solar, con 3.642 km de diámetro. Como todas las demás lunas del sistema solar, su nombre proviene de la mitología griega en honor a una sacerdotisa que sirvió a Hera y luego se convirtió en la amante de Zeus.

    La montaña se eleva 8,6 kilómetros, o aproximadamente 5 millas, sobre la llanura volcánica. Io es el hogar de algunas de las montañas más altas del sistema solar, incluidas algunas que se elevan a 10 millas de altura, mucho más altas que cualquier montaña en la Tierra. Crédito: NASA/JPL/Universidad de Arizona

    Lo que es particularmente interesante de Io es que es muy geológicamente activo. El interior de Io se calienta continuamente, lo que lleva a muchos volcanes activos en su superficie, alrededor de 400 volcanes activos según el recuento más reciente. La superficie de la luna también está salpicada por más de 100 montes, algunos más altos que el Monte Everest.

    Europa

    Europa, la luna helada de Júpiter. Crédito: NASA.

    Europa es la segunda luna más interna de Júpiter. Lleva el nombre de la mítica mujer noble fenicia que fue cortejada por Zeus y se convirtió en la reina de Creta. Es la más pequeña de todas las lunas galileanas, con solo 3121,6 kilómetros de diámetro. Sin embargo, no dejes que su tamaño te engañe.

    Muchos científicos creen que Europa es el mejor lugar del sistema solar para buscar vida extraterrestre, que podría permanecer escondida bajo la capa de hielo de la luna.

    La temperatura de la superficie de Europa en el ecuador nunca supera los -160 grados centígrados (-260 grados Fahrenheit). En los polos de la luna, la temperatura nunca supera los -220 C (-370 F). El subsuelo, sin embargo, es una historia completamente diferente. Debajo de las decenas de kilómetros de hielo grueso, los científicos creen que se pueden encontrar océanos líquidos y salados similares a la Tierra.

    El océano de Europa se considera uno de los lugares más prometedores que podrían albergar vida en el sistema solar, dijo Geoff Yoder, administrador asociado interino de la Dirección de Misiones Científicas de la NASA en Washington. Estos penachos, si es que existen, pueden proporcionar otra forma de tomar muestras del subsuelo de Europa.

    Los penachos, que pueden elevarse 200 km sobre la superficie de Europa y a los que se refería Yoder, se observaron por primera vez saliendo de la superficie de la luna en 2013. En abril de 2017, la NASA anunció el descubrimiento de moléculas de hidrógeno en los penachos que arrojaba una de las lunas heladas de Saturno. llamado Encélado. Esto sugiere que hay puntos calientes ocultos debajo del océano que pueden proporcionar suficiente energía para que la vida aparezca y prospere, dado lo comunes que son los respiraderos hidrotermales o los géiseres submarinos en el fondo del océano de la Tierra. Se identificó una columna similar que brotaba de Europa, lo que sugiere que ocurren cosas similares a las de Encelado.

    Si la vida existe o no en Europa podría no ser una cuestión retórica. La NASA planea enviar tres conjuntos de instrumentos diferentes que recolectarán muestras y las analizarán, en busca de formas de vida nativas. No está claro cuándo sucederá esto.

    Además de la Tierra, Europa parece ser el único otro lugar del sistema solar que tiene placas tectónicas.

    Ganímedes

    Ganímedes es la luna más grande de Júpiter y también la luna más grande del sistema solar. Crédito: Wikimedia Commons.

    Esta luna es la luna más grande de todo el Sistema Solar. Con 5262,4 kilómetros de diámetro, en realidad es más grande que el planeta Mercurio, aunque solo tiene la mitad de su masa siendo un mundo helado muy parecido a Europa.

    Otra distinción notable es que Ganímedes tiene una magnetosfera, probablemente creada por convección dentro del núcleo de hierro líquido. Algunos científicos argumentan que la presencia de un campo magnético es indicativo de un océano subterráneo en la luna.

    Ganímedes se caracteriza por una mezcla de regiones suaves y oscuras salpicadas de cráteres, pero también regiones más claras donde se ven surcos profundos.

    También es sorprendente que esta luna tenga una atmósfera de oxígeno que incluye O, O 2 y posiblemente O 3 (ozono) y algo de hidrógeno atómico.

    Calisto

    La Calisto plagada de cráteres. Crédito: Wikimedia Commons.

    Es la cuarta y más lejana luna galileana. Con 4820,6 kilómetros de diámetro, también es la segunda luna más grande de las galileanas y la tercera luna más grande del Sistema Solar.

    La luna lleva el nombre de la hija del rey Arkadian, Lykaon, y compañera de caza de la diosa Artemisa.

    Imagen de la Voyager 1 de Valhalla, una estructura de impacto de múltiples anillos de 3800 km de diámetro. Crédito: Wikimedia Commons.

    Callisto es el satélite más similar a nuestra propia luna, lleno de cráteres y en su mayoría oscuro en apariencia. Dado que está tan lleno de cráteres, esto nos dice que debe ser una de las lunas más antiguas de Galileo. Un cráter, en particular, tiene un diámetro del orden de varios miles de kilómetros, lo que sugiere que ocurrió un impacto masivo en algún momento de la historia de Calistos. De hecho, es muy sorprendente que la luna haya sobrevivido intacta a la prueba. Una vez más, las observaciones sugieren que este satélite podría tener un océano subterráneo.

    lunas de saturno

    Cassini ofrece esta impresionante vista que muestra al pequeño y maltrecho Epimeteo y a Titán envuelto en smog, con los anillos A y F de Saturno extendiéndose por la escena. Crédito: NASA.

    Al igual que Júpiter, la órbita de Saturno está repleta de lunas, unas 150 lunas y pequeñas lunas. La mayoría, sin embargo, son muy pequeños con una fracción alta que va desde menos de 10 km de diámetro hasta entre 10 y 50 km de diámetro. Saturno tiene un par de lunas muy grandes, todas con el nombre de los titanes de la mitología griega.

    La luna más grande e importante es Titán, descubierta por Christiaan Huygens en 1655. Al igual que Ganímedes, Titán es más grande que el planeta Mercurio, con 5150 km de diámetro. También comprende el 96% de la masa en órbita alrededor del planeta.

    Titán es también una de las pocas lunas del sistema solar que sustenta una atmósfera. Es espeso, frío y está compuesto principalmente de nitrógeno con algo de metano bastante similar a lo que llamamos smog aquí en la Tierra.

    La densa neblina que cubre el planeta siempre ha dificultado la observación de Titán y durante mucho tiempo no sabíamos nada sobre el aspecto de su superficie. Las imágenes del Telescopio Espacial Hubble, así como las de la misión del satélite Cassini a Saturno, finalmente permitieron a los astrónomos penetrar en la brumosa atmósfera de Titán, revelando que tiene características superficiales.

    Mapa de radar de Cassini de la superficie de los titanes. Crédito: Cassini Radar Mapper, JPL, ESA, NASA.

    Hemos aprendido, por ejemplo, que Titán es el único lugar del sistema solar además de la Tierra con líquidos en su superficie. Aunque no es agua. En cambio, las imágenes transmitidas por el módulo de aterrizaje Huygens desde principios de 2005 sugieren que Titán está cubierto de ríos y lagos que parecen haber contenido metano-etano líquido.

    Otras lunas de Saturno notables incluyen Iapetus (1671), Rhea (1672), Dione (1684) y Tethys (1684), todas descubiertas por Giovanni Domenico Cassini y Mimas (1789) y Enceladus (1789), descubiertas por William Herschel.

    Encelado muestra evidencia de vulcanismo de hielo activo: Cassini observó fracturas cálidas donde el hielo que se evapora evidentemente escapa y forma una enorme nube de vapor de agua sobre el polo sur, y como se mencionó anteriormente, las altas columnas que brotan de Encelado sugieren que podría haber una posibilidad de encontrar vida. allá.

    Dieciséis de las lunas de Saturno mantienen la misma cara hacia el planeta mientras orbitan. Llamado bloqueo de marea, este es el mismo fenómeno que mantiene a nuestra Luna siempre mirando hacia la Tierra.

    lunas de urano

    Urano y sus cinco lunas principales se representan en este montaje de imágenes adquiridas por la nave espacial Voyager 2. Las lunas, de mayor a menor tal como aparecen aquí, son Ariel, Miranda, Titania, Oberón y Umbriel. Crédito: NASA/JPL

    Urano tiene 27 lunas que los astrónomos conocen. Como todos los demás gigantes gaseosos, Urano tiene muchos satélites pequeños pero también un par de lunas grandes como Miranda, Ariel, Umbriel, Oberón y Titania, en este mismo orden de tamaño. Su rango de tamaño varía desde los 472 km de Miranda hasta los 1578 km de Titania. Ariel es la más brillante, mientras que Umbriel es la más oscura, pero todas las lunas de Urano son oscuras en general. La mayoría están compuestas de roca y hielo con la notable excepción de Miranda, que es principalmente hielo. Sin embargo, no estamos hablando de hielo de agua. Los componentes pueden incluir amoníaco y dióxido de carbono.

    Los científicos creen que todas estas lunas más grandes se formaron a partir del disco de acreción que alguna vez gravitó alrededor del planeta. Alternativamente, el material que se sembró de las lunas podría haber sido escombros luego de un gran impacto temprano en la historia de Urano.

    Lunas de Neptuno

    Una imagen real del peculiar mundo de Tritón tomada el 10 de octubre de 1999 por la Voyager 2. Crédito: NASA.

    Neptuno tiene 14 satélites, todos los cuales llevan el nombre de las deidades griegas y romanas del mar. Según su órbita y proximidad a Neptuno, se pueden dividir en dos grupos principales: las lunas regulares y las irregulares.

    Las lunas regulares de Neptuno son Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, Proteus y S/2004 N 1 (la única luna de Neptuno a la que le falta un nombre propio). Las lunas irregulares de Neptuno consisten en los satélites restantes, incluido Tritón, un satélite extraño y la primera luna de Neptuno descubierta. William Lassell descubrió Tritón el 10 de octubre de 1846 mientras intentaba confirmar su observación, realizada la semana anterior, de que Neptuno tenía un anillo.

    Todas las lunas de Neptuno, con la excepción de Tritón, que orbita cerca del planeta, tienen órbitas retrógradas y excéntricas lejos del planeta. En cualquier caso, no se sabe mucho acerca de los satélites que pertenecen tanto a Urano como a Neptuno. Ninguna nave espacial se ha acercado a ellos desde la Voyager 2, que ahora está cerca de salir del sistema solar.

    Plutón y el cinturón de Kuiper

    Plutón y sus cinco lunas desde una perspectiva que mira lejos del sol. Acercándose al sistema, la luna más externa es Hydra, vista en la esquina inferior izquierda. Las otras lunas están escaladas al tamaño que tendrían desde esta perspectiva. Crédito: NASA/M. Showalter.

    Plutón es, con mucho, el más difícil de estudiar de los nueve planetas históricos. Digo histórico porque Plutón ha sido degradado a un estado de planeta enano en agosto de 2006 por la Unión Astronómica Internacional (IAU). Pero en julio de 2015, las misiones New Horizons de la NASA realizaron el primer sobrevuelo de una nave espacial a Plutón, revelando mucho sobre él y las lunas circundantes.

    Plutón tiene cinco lunas que sepamos, cuatro de las cuales se han descubierto solo en la última década. Estos son Charon, Hydra, Nix, Styx y Kerberos que llevan el nombre de criaturas y lugares del inframundo de Plutón.

    El sistema de lunas de Plutón es bastante peculiar en muchos sentidos. Plutón, cuatro pequeñas lunas Styx, Nix, Kerberos e Hydra siguen órbitas casi circulares y casi ecuatoriales alrededor del planeta binario central que comprende Plutón y su gran luna, Caronte. Esto ha llevado a algunos astrónomos a llamar a Plutón y Caronte un sistema binario enano.

    Esta imagen compuesta del telescopio espacial Hubble muestra a Plutón y su luna más grande, Caronte, en el centro. Plutón, cuatro lunas más pequeñas, orbitan este planeta binario y se pueden ver a derecha e izquierda. Las lunas más pequeñas deben fotografiarse con tiempos de exposición 1000 veces más largos porque son mucho más tenues que Plutón y Caronte. Crédito: NASA/M. Showalter.

    Además, Charon y Pluton están bloqueados por mareas entre sí, lo que significa que los dos siempre presentan la misma cara entre sí, como la Tierra y la Luna. Desde cualquier posición en cualquiera de los dos cuerpos, el otro está siempre en la misma posición en el cielo o siempre oscurecido. Matemáticamente, esto implica que el período de rotación de cada cuerpo es igual al tiempo que tarda todo el sistema binario enano en girar alrededor de su centro de gravedad común.

    Styx, Nix e Hydra están unidos por una resonancia de tres cuerpos, por lo que cualquier movimiento caótico exhibido por uno de ellos extenderá el caos a los demás.

    No es solo un poco caótico, dijo Mark Showalter del equipo de New Horizons. Nix puede voltear todo su polo. De hecho, podría ser posible pasar un día en Nix en el que el sol sale por el este y se pone por el norte. Tiene un aspecto casi aleatorio en la forma en que gira.

    Hay otros cuatro planetas enanos en el sistema solar que conocemos además de Plutón. Estos son Eris, Makemake, Haumea y Ceres, que se pueden encontrar mucho más allá de Neptuno en los límites exteriores del sistema solar. Cada uno tiene una o un par de lunas. Haumea tiene dos lunas, Hiiaka y Namaka. Eris tiene una luna llamada Dysnomia, que lleva el nombre de la hija de Eris en la mitología griega. Finalmente, el año pasado en 2016, los astrónomos confirmaron que Makemake tiene al menos una luna, por ahora, designada S/2015 (136472).

    Bono: la primera luna fuera de nuestro sistema solar

    Justo a principios de esta semana, un equipo dirigido por David Kipping de la Universidad de Columbia anunció datos interesantes que sugieren que han encontrado la primera exoluna. La confianza estadística de que la señal observada es real y no el resultado de alguna aberración aleatoria fue del 99,999%. Así que eso es lo más seguro posible, pero en la ciencia, las cosas casi nunca son seguras. Los investigadores tendrán la oportunidad de averiguarlo con seguridad una vez que el telescopio espacial Hubble dirija su lente a la estrella en cuestión, ubicada a unos 4.000 años luz de la Tierra. Si esto se confirma, será la primera luna que veamos fuera de nuestro sistema solar.

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