Los satélites galileanos
Júpiter tiene 53 lunas con nombre. Otros están esperando nombres oficiales. Combinados, los científicos ahora creen que Júpiter tiene 79 lunas.
Hay muchas lunas interesantes orbitando el planeta, pero las de mayor interés científico son las primeras cuatro lunas descubiertas más allá de la Tierra: los satélites galileanos.
Las lunas galileanas
Las cuatro lunas más grandes del planeta Júpiter se denominan satélites galileanos en honor al astrónomo italiano Galileo Galilei, quien las observó por primera vez en 1610. El astrónomo alemán Simon Marius afirmó haber visto las lunas aproximadamente al mismo tiempo, pero no publicó sus observaciones, por lo que Galileo se le da el crédito por su descubrimiento. Estas grandes lunas, llamadas Io, Europa, Ganímedes y Calisto, son mundos distintivos.
El 7 de enero de 1610, el astrónomo italiano Galileo Galilei estaba mirando a Júpiter a través de su telescopio casero cuando vio lo que pensó que eran tres estrellas pequeñas y brillantes cerca de Júpiter. Pronto, Galileo determinó que había cuatro “estrellas”. En cuestión de días, descubrió que estos puntos de luz eran en realidad lunas que orbitaban alrededor de Júpiter. Estas cuatro lunas fueron los primeros objetos encontrados en orbitar algo que no sea la Tierra o el Sol, lo que proporciona una fuerte evidencia de la idea, conocida como teoría copernicana, de que la mayoría de los objetos celestes no giran alrededor de la Tierra.
El astrónomo alemán Simon Marius pudo haber observado las lunas casi al mismo tiempo que Galileo, pero a Galileo se le atribuye el descubrimiento. Galileo publicó sus hallazgos en marzo de 1610 en un libro titulado “Sidereus Nuncius” o “El mensajero estrellado”.
Galileo originalmente llamó a las lunas de Júpiter los planetas Medicean en honor a sus mecenas, la familia Medici. También se refirió a las lunas numéricamente como I, II, III y IV. Pero son los nombres que Simon Marius propuso para las lunas, nombres que le sugirió su colega astrónomo Johannes Kepler, los que usamos hoy: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Las cuatro lunas colectivamente se conocen como las lunas galileanas. (Júpiter ahora tiene 53 lunas con nombre y otras 26 en espera de nombres oficiales).
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| Los cuatro satélites galileanos. Image credit: NASA/JPL/DLR. |
• Publicación del 8 de mayo de 1.998.
En este "retrato familiar", los cuatro satélites galileanos se muestran a escala. Estas cuatro lunas más grandes de Júpiter que se muestran a mayor distancia de Júpiter son (de izquierda a derecha) Io, Europa, Ganímedes y Calisto.
Estas vistas globales muestran el lado de Io volcánicamente activo, que siempre está alejado de Júpiter, el hielo de Europa, el lado de Ganimedes orientado hacia Júpiter y el de Calisto con mucho cráter. Las apariencias de estos satélites vecinos son asombrosamente diferentes a pesar de que están relativamente cerca de Júpiter (350.000 kilómetros para Io; 1.800.000 kilómetros para Calisto). Estas imágenes fueron adquiridas en varias órbitas en ángulos de "fase" muy bajos (el sol, la nave espacial, el ángulo de la luna) para que el sol ilumine las lunas de Júpiter completamente detrás de la nave espacial, de la misma manera que se ve la luna llena desde la Tierra. Los colores se han mejorado para resaltar las sutiles variaciones de color de las características de la superficie. El norte está en la parte superior de todas las imágenes que fueron tomadas por el sistema de imágenes de estado sólido (SSI) en la nave espacial Galileo de la NASA.
Io
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| Satélite Io. |
Io, el cuerpo más volcánico del sistema solar se ve en la resolución más alta obtenida hasta la fecha por la nave espacial Galileo de la NASA. Las características más pequeñas que se pueden discernir son de 2,5 kilómetros de tamaño. Hay montañas escarpadas de varios kilómetros de altura, materiales estratificados que forman mesetas y muchas depresiones irregulares llamadas calderas volcánicas. Varias de las características oscuras, similares a flujo corresponden a los puntos calientes, y pueden ser flujos de lava activos. No hay accidentes geográficos que se asemejen a los cráteres de impacto, ya que el vulcanismo cubre la superficie con nuevos depósitos mucho más rápidamente que el flujo de cometas y los asteroides pueden crear grandes cráteres de impacto. La imagen está centrada en el lado de Io que siempre está alejado de Júpiter, el norte esta arriba.
Las imágenes en color adquiridas el 7 de septiembre de 1996 se han fusionado con imágenes de mayor resolución adquiridas el 6 de noviembre de 1996 por el sistema de imágenes de estado sólido (CCD) a bordo de la nave espacial Galileo de la NASA. El color está compuesto por datos tomados, en un rango de 487.000 kilómetros, en los filtros de infrarrojo cercano, verde y violeta, y se ha mejorado para enfatizar las extraordinarias variaciones de color y brillo que caracterizan la cara de Io. Las imágenes de alta resolución se obtuvieron en rangos que variaron de 245,719 kilómetros a 403.100 kilómetros.
Lanzado en octubre de 1989, Galileo entró en órbita alrededor de Júpiter el 7 de diciembre de 1995. La misión de la nave espacial es realizar estudios detallados del planeta gigante, sus lunas más grandes y el entorno magnético joviano. El Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California, administra la misión de la Oficina de Ciencias Espaciales de la NASA, Washington, DC.
Io, que es ligeramente más grande que la luna de la Tierra, es el más colorido de los satélites galileanos. Su superficie está cubierta por depósitos de volcanes en erupción activa, cientos de flujos de lava y respiraderos volcánicos que son visibles como pequeñas manchas oscuras. Varios de estos volcanes son muy calientes; al menos uno alcanzó una temperatura de 2.000 grados Celsius (3.600 grados Fahrenheit) en el verano de 1997. Prometheus, un volcán ubicado ligeramente a la derecha del centro en la imagen de Io, estuvo activo durante los sobrevuelos del Voyager en 1979 y todavía está activo. Esta visión global se obtuvo en septiembre de 1996 cuando Galileo se encontraba a 485.000 kilómetros de Io; los detalles más finos que se pueden discernir son de aproximadamente 10 km de ancho. Se cree que los materiales brillantes, amarillentos y blancos ubicados en las latitudes ecuatoriales están compuestos de azufre y dióxido de azufre. Los casquetes polares son más oscuros y están cubiertos por un material más rojo.
Esta imagen y otras imágenes y datos recibidos de Galileo se publican en la World Wide Web, en la página principal de la misión de Galileo en la URL http://galileo.jpl.nasa.gov. La información básica y el contexto educativo de las imágenes se pueden encontrar en http://www.jpl.nasa.gov/galileo/sepo.
Europa
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| Europa. |
Esta imagen muestra dos vistas del hemisferio posterior del satélite cubierto de hielo de Júpiter, Europa. La imagen de la izquierda muestra la apariencia aproximada de color natural de Europa. La imagen de la derecha es una versión compuesta de colores falsos que combina imágenes violetas, verdes e infrarrojas para mejorar las diferencias de color en la corteza predominantemente helada de Europa.
Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / DLR
Europa tiene una superficie muy diferente de su vecino rocoso, Io. Las imágenes de Galileo insinúan la posibilidad de agua líquida debajo de la corteza helada de esta luna. Las partes blancas y azuladas brillantes de la superficie de Europa están compuestas casi por completo de hielo de agua. Por el contrario, las regiones moteadas de color marrón en el lado derecho de la imagen pueden estar cubiertas por sales (como el sulfato de magnesio hidratado) y un componente rojo desconocido. El terreno moteado amarillento en el lado izquierdo de la imagen es causado por algún otro contaminante desconocido. Esta visión global se obtuvo en junio de 1997 cuando Galileo se encontraba a 1,25 millones de kilómetros de Europa; los detalles más finos que se pueden discernir son de 25 kilómetros de ancho.Ganímedes
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| Ganímedes. |
Vista de color natural de Ganímedes de la nave espacial Galileo durante su primer encuentro con el satélite. El norte está en la parte superior de la imagen y el sol ilumina la superficie desde la derecha. Las áreas oscuras son las regiones más antiguas con más cráteres y las áreas claras son regiones más jóvenes, tectónicamente deformadas.
Crédito de la imagen: NASA / JPL
Ganimedes, más grande que el planeta Mercurio, es el satélite joviano más grande. Su superficie distintiva se caracteriza por parches de terreno oscuro y claro. La helada brillante es visible en los polos norte y sur. El cráter de impacto helado muy brillante, Tros, está cerca del centro de la imagen en una región conocida como Frigia Sulcus. El área oscura al noroeste de Tros es Perrine Regio; el terreno oscuro al sur y sureste es Nicholson Regio. La superficie de Ganímedes se caracteriza por un alto grado de deformación de la corteza. Gran parte de la superficie está cubierta por hielo de agua, con una mayor cantidad de material rocoso en las áreas más oscuras. Esta visión global se tomó en septiembre de 1997 cuando Galileo se encontraba a 1,68 millones de kilómetros de Ganímedes; los detalles más finos que se pueden discernir son de aproximadamente 67 kilómetros de ancho.
Calisto
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| Calisto. Crédito de la imagen: NASA / JPL / DLR. |
Publicado: 22 de agosto de 2001.
Las brillantes cicatrices en una superficie más oscura atestiguan una larga historia de impactos en la luna de Júpiter, Calisto, en esta imagen de Calisto de la nave espacial Galileo de la NASA.
La imagen, tomada en mayo de 2001, es la única imagen global completa en color de Calisto obtenida por Galileo, que ha estado orbitando alrededor de Júpiter desde diciembre de 1995. De las cuatro lunas más grandes de Júpiter, Calisto tiene la orbita más alejada del planeta gigante. La superficie de Calisto está uniformemente con cráteres, pero no es uniforme en color o brillo. Los científicos creen que las áreas más brillantes son principalmente hielo y las áreas más oscuras son altamente erosionadas, material pobre en hielo.
La superficie oscura de Calisto está llena de numerosos cráteres de impacto brillantes. La gran estructura de múltiples anillos de Valhalla (visible cerca del centro de la imagen) tiene un diámetro de aproximadamente 4.000 kilómetros, lo que la convierte en una de las características de impacto más grandes del Sistema Solar. Aunque muchas llantas de cráter exhiben material brillante de "roca firme", una capa oscura compuesta de minerales hidratados y componentes orgánicos (tolinas) se ve dentro de muchos cráteres y en otras áreas bajas. La evidencia de actividad tectónica y volcánica, vista en los otros satélites galileanos, parece estar ausente en Calisto. Esta visión global se obtuvo en noviembre de 1997, cuando Galileo estaba a 684.500 kilómetros de Calisto; los detalles más finos que se pueden discernir son de unos 27 kilómetros de diámetro.
Estas imágenes y otras imágenes y datos recibidos de Galileo se publican en la World Wide Web, en la página principal de la misión de Galileo en la URL http://galileo.jpl.nasa.gov. La información básica y el contexto educativo de las imágenes se pueden encontrar en http://www.jpl.nasa.gov/galileo/sepo.
Estructura
Los interiores de Io, Europa y Ganímedes tienen una estructura en capas (al igual que la Tierra). Io tiene un núcleo y un manto de roca al menos parcialmente fundida, coronado por una corteza de roca sólida cubierta con compuestos de azufre. Europa y Ganímedes tienen ambos un núcleo; una envoltura de roca alrededor del núcleo; una capa de hielo blanda y gruesa; y una fina costra de hielo de agua impura. En el caso de Europa, una capa de agua subterránea global probablemente se encuentra justo debajo de la corteza helada. Las capas en Callisto están menos definidas y parecen ser principalmente una mezcla de hielo y roca.
Órbita y Rotación
Distancia de los satélites galileanos respecto de Júpiter:
Ío: 262 200 millas (422 000 kilómetros)
Europa: 417.000 mi (671.000 kilómetros)
Ganímedes 665.000 millas (1.070.000 kilómetros)
Calisto: 1.170.000 mi (1.883.000 kilómetros)
Io tarda en rotar un día y 18 horas alrededor de Júpiter.
Europa tarada en rotar 3,5 días alrededor de Júpiter.
Ganímedes tarda en rotar casi siete días terrestres (7,155) alrededor de Júpiter.
Calisto tarda en rotar diecisiete (16,689) alrededor de Júpiter.
Ganímedes, Io y Europa están en lo que se llama una resonancia orbital: cada vez que Ganímedes orbita alrededor de Júpiter una vez, Europa orbita dos veces e Io orbita cuatro veces. Este patrón en sus órbitas se llama resonancia orbital. (La otra luna grande de Júpiter, Calisto, no forma parte de la resonancia orbital, aparentemente porque estaba demasiado lejos de Júpiter al principio de la historia de las lunas para que su órbita se atrajera hacia Júpiter). Con el tiempo, las órbitas de la mayoría de las lunas grandes los satélites o los planetas tienden a volverse circulares, pero ese no es el caso de estos tres. Su resonancia obliga a sus órbitas a volverse ligeramente elípticas o excéntricas. Los satélites se alinean entre sí en los mismos puntos de sus órbitas una y otra vez, dándose entre sí un pequeño tirón gravitacional que evita que sus órbitas se vuelvan circulares.
Exploración
Pioneers 10 y 11 (1973 a 1974) y Voyager 1 y Voyager 2 (1979) ofrecieron sorprendentes vistas en color y perspectivas globales desde sus sobrevuelos del sistema de Júpiter. De 1995 a 2003, la nave espacial Galileo realizó observaciones desde órbitas elípticas repetidas alrededor de Júpiter, pasando tan bajo como 261 kilómetros (162 millas) sobre las superficies de las lunas galileanas. Estos acercamientos cercanos dieron como resultado imágenes con detalles sin precedentes de partes seleccionadas de las superficies.
Las imágenes de primer plano tomadas por la nave espacial Galileo de partes de la superficie de Europa muestran lugares donde el hielo se ha roto y separado, y donde el líquido puede haber venido desde abajo y congelado suavemente en la superficie. El bajo número de cráteres en Europa lleva a los científicos a creer que un océano subterráneo ha estado presente en la historia geológica reciente y que aún puede existir en la actualidad. Se cree que el calor necesario para derretir el hielo en un lugar tan alejado del Sol proviene del interior de Europa, como resultado principalmente del mismo tipo de fuerzas de marea que impulsan los volcanes de Io.
La próxima gran misión para explorar las lunas de Júpiter es Europa Clipper de la NASA. Clipper llevará a cabo un reconocimiento detallado de la luna Europa de Júpiter para ver si la luna helada podría albergar condiciones adecuadas para la vida.
