Y fueron seducidos por Zeus
Espero que no hayáis abandonado la nave espacial, este mes seguiremos en ella. Ya sé que no estáis acostumbrados a que repita un mismo tema dos meses seguidos… pero el combustible está muy caro y con tanto vuelo cósmico privado, es muy difícil encontrar una base de lanzamiento para nuestras rutas por el sistema solar sin anticiparse mucho tiempo antes. No nos queda más remedio que aprovechar al máximo los recursos disponibles. Así que preparados para seguir zigzagueando por el espacio joviano.
Haré un poco de memoria. Andábamos a principios de junio orbitando alrededor de Júpiter, ese coloso al que poco le faltó para hacer que el sol fuese un sistema binario y sorprendiéndonos con sus gigantescas dimensiones, esas difícilmente comprensibles para nuestras más que limitadas percepciones de las distancias y de los volúmenes (a ver, si malamente puedo señalar lo que mide un centímetro o un metro, imaginaros el resto).
Vimos que era un planeta conocido desde la antigüedad pero que fue Galileo Galilei el primero en observar a sus cuatro satélites de mayor tamaño que orbitaban alrededor de él (por eso se les llama galileanos) en enero de 1610, publicando sus hallazgos en su obra Sidereus Nuncius. La verdad es que se les conocía desde tiempos lejanos, pero ni se tenían los instrumentos apropiados ni las bases científicas suficientes para calibrar la importancia de lo que estaban observando; los babilonios (excelentes astrónomos) solían decir que el dios Marduk se acompañaba de cuatro cuerpos y en Egipto, que el dios Horus tenía cuatro hijos e incluso fueron citados por el astrónomo chino Gan De alrededor del año 364 a. C.
Pero sigamos en 1610. Ese mismo año astrónomos como Kepler, Harriot y Simon Marius (o Mayer) también observaron a los cuatro satélites. Marius afirmó haberlos visto antes que Galileo (en noviembre de 1609) y así lo publicó en su libro Mundus Jovialis en 1614 pero Galileo pudo demostrar la falsedad de dicho testimonio. Aun así, Marius consiguió su gran momento de gloria (y su punto de venganza) ya que hay libros de astronomía con un cierto prestigio que lo consideran codescubridor y, sobre todo, porque puso nombre a los satélites galileanos, los mismos por los que se les conoce actualmente (Io, Europa, Ganimedes y Calisto, como cuatro amantes de Zeus, tres mujeres y un hombre, Ganimedes). Y la denominación de dichos satélite también tienen su propia historia.
Galileo los llamó, en conjunto, Estrellas Mediceas en honor de Cosme II de Médicis, su mecenas e individualmente sólo por números romanos (I, II, III, IV), la imaginación y la originalidad claramente no eran sus principales virtudes. Diferentes científicos del siglo XVII como Hevelius (Circulatores Jovis o Jovis Comités) y Ozanam (Guards o Satellites) también participaron en sus denominaciones. También fueron llamados con numerología árabe o iniciales y número (J1, J2, J3, J4 y es la usada con los nuevos satélites que actualmente se descubren). El hecho es que los nombres que Marius les dio no comenzaron a popularizarse hasta entrado el siglo XX.
Galileo estableció que sus órbitas eran circulares y con muy poca inclinación, sólo modificadas por los otros satélites, el Sol y también por Saturno. Estudió también sus efemérides y fenómenos, lo mismo que Cassini a mediados de ese mismo siglo, consiguiendo un gran beneficio para la navegación marítima. Roemer, en 1675, observando los eclipses de Io según la distancia a la que se hallaba respecto a Júpiter demostró que la velocidad de la luz era finita y medible, calculándola en 308.000 km./s. Durante muchos años la situación de los satélites y sus fenómenos (eclipses, ocultaciones, tránsitos por delante del satélite y tránsitos de la sombra del satélite) fueron totalmente empíricos, basados en observaciones previas. Las primeras teorías matemáticas sobre las órbitas fueron deducidas por Lagrange en 1766 y posteriormente por Laplace en 1788; posteriormente han sido muchas teorías matemáticas destacando las de Simpson en 1927 y las actuales de Lieske de 1977, que son constantemente modificadas e intervienen hasta 49 parámetros diferentes, consiguiendo una precisión del orden de décimas de segundo de arco.
Después del hallazgo de las lunas galileanas no se volvió a descubrir ningún otro satélite de Júpiter hasta 1892 (Amaltea, por E. E. Barnard). Con la llegada del siglo XX y de la fotografía telescópica, también se localizaron Himalia (1904), Elara (1905), Pasifae (1914), Lisitea y Carme en 1938, Ananké en 1951 y Leda en 1974. A partir del paso de las Voyager en 1979, los descubrimientos se han disparado (Themisto, Adrastea, Metis, Tebe, etc.) hasta los 92 satélites que actualmente se conocen y que convierten a Júpiter en el planeta solar con el mayor número de satélites hasta ahora conocidos (superando a Saturno, que tenía el récord hasta hace poco) pero hay muchas misiones activas en estos momentos y posiblemente esas cifras sean superadas en los próximos años (algunos astrónomos creen que podría tener hasta 600). El satélite más grande es Ganimedes (con un diámetro de 5262 km) y el satélite más pequeño S/2003 J 9 (con un diámetro aproximado de 1 km) y sólo unos cincuenta tienen nombre propio; el resto se denomina con una nomenclatura similar a la del más pequeño (S por ser un satélite; el año en que se descubrió, la inicial del planeta al que orbita y el número ordinal del descubrimiento en ese año). Los que tienen nombre es porque ya se conocen algunas de sus características y esto siempre están relacionados con Zeus/Júpiter, tanto amantes, hijas o vinculados de alguna manera con él (no me voy a extender a explicar quién era cada uno de esos personajes, el artículo se extendería entonces hasta el infinito). Exceptuando a Ganimedes, único nombre masculino, todos los demás satélites tienen nombre femenino, en la mayoría de los casos, amantes del dios; los grupos de satélites exteriores (desde Leda hasta Sinope) los nombres que acaban en -a siguen órbitas directas y los que acaban en -e, siguen órbitas retrógradas.
Como pasa en todos los gigantes gaseosos sus satélites se clasifican en regulares (los galileanos -Io, Europa, Ganimedes y Calisto- y los interiores -Metis, Adastrea, Amaltea y Tebe) e irregulares. Todas las lunas regulares son prógradas, es decir, que la órbita se desplaza en el mismo sentido en que rota el planeta. No todas son cuerpos totalmente redondas, algunas son completamente amorfas.
En las irregulares las hay prógradas (son sólo alrededor de unas diez) y retrógradas. Estas últimas suelen ser más pequeñas y están bastante más alejadas que todas las demás, siendo sus trayectorias orbitales bastante excéntricas. Son los objetos más distantes de Júpiter, la mayoría serían asteroides atrapados por la inmensa fuerza gravitatoria del planeta. Normalmente aparecen agrupados en ciertas zonas de la órbita alrededor del planeta y se les suele nombrar según el satélite de mayor tamaño: grupo de Temisto (o Themisto), aunque realmente suele estar bastante aislado, de Himalia, de Ananké, de Carmé o de Pasífae (en este se suelen unificar todos los que no cuadran en el resto de grupos). Merece la pena mencionar a Valetudo, descubierto en 2018, llamado el satélite kamikaze (o suicida) pues su órbita es prógrada en medio de un enjambre de satélites retrógrados; en algún momento será atraído por otro mayor y acabará chocando contra él.
También nos encontraremos con los llamados troyanos, asteroides que comparten órbita con un planeta en torno a los puntos de Lagrange L4 y L5 (puntos de estabilidad gravitacional en un sistema orbital donde un objeto pequeño puede estar teóricamente estacionario respecto a dos objetos más grandes y siempre son cinco), es decir, situados 60° delante y 60° detrás del planeta en su órbita. Se les llaman griegos a los de delante (L4) y troyanos los de detrás (L5). Se considera que son fósiles de la formación de los planetas, de ahí el interés por su estudio. Júpiter tiene más de cinco mil, según las observaciones de la sonda Lucy; los mayores son el troyano Aquiles (137 km de diámetro) y el griego Héctor (300 km de diámetro). Venus, Marte, Urano y Neptuno también tienen y en la última década se han descubierto dos que acompañan a la Tierra desde hace unos 600 años y posiblemente lo sigan haciendo en los próximos milenios (están situados en el punto de Lagrange L4, o sea, que son más griegos que troyanos).
Las lunas interiores son Metis, Adrastea, Amaltea y Tebe. Se cree que tanto Metis (que orbita alrededor de Júpiter más rápido que la rotación del planeta sobre su eje, y que es sólo de unas diez horas) como Amaltea son asteroides capturados. Esta última es la más grandes de las interiores y no es esférica; se encuentra junto a Tebe en el anillo de Gossamer y posiblemente ambas sean las responsables de generar dicho anillo.
Y ahora nos toca hablar de las galileanas, las de mayor tamaño, las más conocidas e importantes de todas ellas, pues constituyen un sistema solar en miniatura. A pesar de originarse de la misma nube protoplanetaria, son muy diferentes entre ellas y respecto a Júpiter, por eso se les compara a sistemas solares en otras estrellas, con una variedad evolutiva y geológica muy grande. Desde dentro hacia afuera del planeta nos encontraremos con Io, Europa, Ganimedes y Calisto y en ese orden las vamos a detallar. Todas están en sincronía gravitacional con Júpiter (también se le llama anclaje de marea); es decir, le presentan la misma cara al planeta, ya que el período de rotación del satélite en torno a su eje es igual al período de traslación en torno del planeta.
La primera es Io, que suele ser comparada con una pizza por sus colores, pero encuentro que esa semejanza es frívola y periodísticamente sensacionalista, la manera en que usualmente los medios de comunicación suelen tratar a las noticias sobre ciencia, la forma en que desinforman mientras dicen informar sobre ella. Io es un satélite muy diferente al resto, que suelen estar cubiertos de espesas capas de hielo. Está compuesto de silicatos que rodean a un núcleo de hierro fundido (que podría tener unos 900 km de diámetro), siendo la luna más densa del sistema solar. Es sólo un poco mayor que nuestra Luna y por su alta densidad es comparable a los planetas interiores del sistema solar. En su superficie encontramos azufre, partículas de dióxido de azufre y cenizas rocosas debidas a la intensa actividad volcánica que posee el satélite. Es el objeto cósmico geológicamente más activo que existe en el sistema solar. Tiene más de 400 volcanes activos que constantemente están en erupción, expulsando penachos de dióxido de azufre que se elevan sobre la superficie alcanzando hasta 500 km de altitud. También encontramos lagos de lava que cubren amplias llanuras y más de 150 montañas con una altitud media de 6000 metros, pero ninguna de ellas es de origen volcánico; entre todas destaca el Boösaule Montes, con 17000 metros de altura, sólo superado en el sistema solar por el Monte Olimpo de Marte (21900 metros). Los volcanes suelen emitir unas 11000 toneladas de gases por segundo; la mayor parte se condensa, congela y deposita sobre la fría superficie (que tiene una temperatura media de 163 grados bajo cero, a pesar de todas las erupciones volcánicas) y por eso no presenta cráteres de impacto y es de color amarillo. Pero aproximadamente una décima parte de ese dióxido de azufre se evapora al espacio arrastrada por la magnetosfera de Júpiter, se ioniza y forma una estructura toroidal llamada el toro de plasma de Io, un gigantesco generador de electricidad (crea una corriente eléctrica de 400.000 voltios y 3 millones de amperios) que amplifica a dicha magnetosfera al doble de distancia que si Io no estuviese tan cerca del planeta. También influye en la temperatura del satélite, pues si bien la superficie tiene una media de –163ºC (como dije antes), conforme la altitud va elevándose, la densidad de la atmósfera disminuye y se transmite calor por el plasma; entonces las temperaturas fácilmente superan los 1500ºC. Sólo me queda hacer un último apunte sobre mi satélite favorito (sí, lo es). Su atmósfera es tenue y está compuesta, principalmente, por dióxido de azufre, con trazas de monóxido de azufre, cloruro de sodio, azufre y oxígeno, pero no es debida a las erupciones volcánicas sino a la sublimación (transformación del estado sólido directamente a gaseoso) de los hielos de su superficie; Io es eclipsado dos veces por el planeta en su traslación alrededor de él y cada lapso dura unas dos horas en las que no recibe directamente la luz del sol. Bueno, pues en ese tiempo la atmósfera se congela, se precipita a la superficie y desaparece. Con todo lo que hemos visto, podemos afirmar que es un mundo infernal y hostil para la vida, pero uno de los más interesantes y llamativos de nuestro sistema solar.
La siguiente es Europa. De tamaño algo menor que nuestra Luna, pero más grande que Plutón (3121, 3474 y 2374 km de diámetro respectivamente), es una luna con toda su superficie cubierta por hielo (en los polos las temperaturas rondan los -220ºC y en el ecuador sobre -160ªC) y eso la convierte en uno de los cuerpos con mayor reflectividad de nuestro sistema solar. Orbita alrededor de Júpiter en unos tres días y medio y dicha órbita es ligeramente excéntrica por las perturbaciones gravitatorias de los otros satélites galileanos; esto hace que Europa sufra contracciones y distensiones (se hace más o menos esférica) a lo largo de su órbita, dependiendo de la distancia a la que se encuentre de Júpiter, así como de Io y Ganimedes (la llamada resonancia de Laplace, en una relación entre las tres lunas de 1:2:4; no os preocupéis, no me voy a entretener en detallarlo, sólo lo señalo como mero dato anecdótico). Su interior es parecido al de los planetas interiores, compuesto por rocas silíceas y quizás un pequeño núcleo de hierro y todas las observaciones parecen confirmar que tiene una capa exterior de unos 100 km de espesor, parte como hielo de la corteza y parte como un océano líquido bajo ella y posiblemente de agua salada. Ese agua permanece líquida debido a la fuente de calor generada en la resonancia orbital con Io y sabemos que existe por las observaciones de la sonda Galileo, que detectó un débil campo magnético (la cuarta parte de el de Ganimedes y similar al de Calisto) que interacciona con el de Júpiter y que sólo puede estar ocasionado si existe un océano salado y líquido (posiblemente con una profundidad media de unos 90 km e incluso podría albergar vida -pasada y hasta presente- en forma de tholins, compuestos orgánicos que se formados por la radiación ultravioleta y que necesitan de nitrógeno, carbono y agua para formarse).
La superficie (ya dije que era lisa, helada y muy brillante) no tiene accidentes geográficas mayores de unos pocos cientos de metros de altitud y su mayor característica son las líneas rojas entrecruzadas que rodean a todo el satélite, y que podrían ser del sulfato de magnesio y ácido sulfúrico que escapan de las fumarolas de su superficie y de los géiseres observados en el polo sur (se activan de manera cíclica).
Tiene una tenue atmósfera compuesta por oxígeno como resultado de la magnetosfera de Júpiter y de los rayos del Sol. Su escaso espesor hace que en la superficie de Europa exista una tremenda radiación, capaz de matar a un ser humano sin la debida protección en menos de un día.
Ahora le toca el turno a Ganimedes, el satélite de mayor tamaño del sistema solar, tanto que es mayor que Mercurio y sólo un poco menor que Marte. Realmente se parece más a la Tierra de lo que se parecen Venus y Marte. Se compone de silicatos y de hielo de agua en cantidades aproximadamente iguales, un núcleo fundido rico en hierro y un océano interno que puede albergar más agua que todos los océanos de la Tierra juntos. Posee un campo magnético, producto de movimientos de convección (transmisión de calor entre capas de diferentes temperaturas) dentro del núcleo; la misma convección sería la que permitiría la existencia del océano líquido y la que generaría su propia magnetosfera. Tarda siete días y tres horas en dar una vuelta a Júpiter. La superficie está formada casi a la mitad por dos tipos de terreno: uno muy viejo y con muchos cráteres y otras zonas más oscuras, sólo un poco más jóvenes, con ranuras y anillos de origen claramente tectónico. También hay flujos de lava solidificados y se cree que existe una tectónica de placas parecida a la terrestre. Las temperaturas son muy frías, entre -113 y -193ºC y se forman casquetes de hielo en los polos. Y lo mismo que Europa, tiene un ligera atmósfera compuesta por oxígeno como resultado de la sublimación del hielo.
Y llegamos al final (por Dios, no logro bajar de las cinco páginas, ¡soy una pesadilla!) con Calisto, el segundo satélite por tamaño de Júpiter y el más lejano de los galileanos; su tamaño es muy similar a Mercurio (59 km menos de diámetro) pero tiene sólo la tercera parte de su masa. Está compuesto prácticamente en la misma proporción de roca (se desconoce su composición) y de hielo, más algún elemento volátil (amoniaco, dióxido de carbono y de azufre, hierro y magnesio con silicatos hidratados). Por su lejanía al planeta no participa en la resonancia orbital de los otros tres satélites, pero sí está en sincronía con el planeta (gira sobre el planeta y sobre sí mismo en algo menos de 17 días) y no tiene ninguna actividad volcánica. Es muy oscuro y su superficie es la más castigada en todo el sistema. Su paisaje sólo tiene cráteres: aislados, en serie, formando anillo, ni una sola montaña o altitud destacable. Las cuencas de varios anillos más grandes son Valhallay Asgard, que en sus regiones centrales tienen una extensión de 600 y 1.600 kilómetros de diámetro respectivamente. Y estas cuencas hacen sospechar que también bajo la superficie se alberga un océano congelado de entre 100 y 150 km de profundidad). Y precisamente por su nulo vulcanismo, la indudable estabilidad, la ausencia de radiación y la posibilidad de la existencia de agua, es el satélite ideal para colonizar en un futuro (lejano por ahora) y establecer una estación de paso para misiones al exterior del sistema solar.
No sé si os pasa lo mismo que a mí, que conforme voy aprendiendo cosas se me generan un número mayor de dudas de las que tenía al principio de la lectura. El sistema solar es uno de mis temas favoritos y tened por seguro que volveré cada cierto tiempo. Mientras tanto, os espero aquí el mes que viene, que nosotros nunca cerramos por vacaciones.
20 minutos, ABC, Antonio Heras, Astrobitácora, Astroilusión, Astromía, Astrosigma, BBVA-OpenMind, CNN, Computer Hoy, Concepto, CosmoNauta-Club De Fans Radio Skylab, Diario Clarín, EcuRed, El Confidencial, El Mundo, El País, El Periódico de Ibiza, Enciclopedia Humanidades, ESA, Eurocommuters, Euronews, From Space with love, Fundación Aquae, Gizmodo, Into Universe, James Webb Space Telescope, Hubble Space Telescope (JWST), José Vicente Díaz, Lidefer, Meteorología en Red, Mundo Deportivo, Muy Computer, Muy Interesante, NASA, National Geographic, OK Diario, Robotitus, Science & Astronomy, Schwarz Welt, SINC, Solar View, Starwalk Space, Universe Lovers, Universidad de Cuyo, Universidad del País Vasco, Univisión, Wikipedia, Xataka,
