Satélites de Saturno (I). Dione, Epimeteo, Hyperión, Japeto.
Dione
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| La luna Dione de Saturno está capturada en esta vista desde la nave espacial Cassini de la NASA, media sombra y mitad luz. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute. |
Descubrimiento.
Giovanni Cassini descubrió a Dione el 21 de marzo de 1684.
Visión general.
Dione es una luna pequeña de 349 millas (562 km) de radio medio que orbita alrededor de Saturno cada 2,7 días a una distancia de 234,500 millas (377,400 km), que es aproximadamente la misma distancia que la luna orbita alrededor de la Tierra.
La densidad de Dione es 1.48 veces mayor que la del agua líquida, lo que sugiere que aproximadamente un tercio de Dione está formado por un núcleo denso (probablemente roca de silicato) con el resto de su material como hielo. A una temperatura promedio de Dione de -304 grados Fahrenheit (-186 grados Celsius u 87 kelvins), el hielo es muy duro y se comporta como una roca.
El polvo de hielo muy fino (equivalente al humo) del anillo-E de Saturno bombardea constantemente a Dione. El polvo en el anillo E en última instancia proviene de Encelado, que tiene una actividad prominente de géiseres.
Superficie.
Las características de Dione incluyen un terreno muy lleno de cráteres con cráteres tan grandes como de 62 millas (100 km), llanuras moderadamente craterizadas, llanuras ligeramente craterizadas y áreas fracturadas. Las áreas con gran cantidad de cráteres son las más comunes en el hemisferio posterior. Lógicamente, el hemisferio principal de una luna debería ser el más lleno de cráteres, por lo que se ha teorizado que un impacto más reciente hizo girar a Dione. Se ha calculado que cuerpos tan pequeños como los que formaban cráteres de 22 millas (35 km) en Dione podrían haber girado la luna hasta su posición actual. Sin embargo, el hecho de que Dione parece haber girado exactamente 180 grados es un misterio.
Las áreas fracturadas, que se ven en las imágenes del Voyager como líneas finas brillantes y finas, tienen longitudes de decenas a cientos de millas, a menudo cortando llanuras y cráteres. Los sobrevuelos de la Cassini a partir de 2005 mostraron "las volutas" como brillantes paredes de hielo del cañón (algunas de ellas de varios cientos de metros de altura), probablemente causadas por grietas por hundimiento. Las paredes son brillantes porque el material más oscuro se cae de ellas, exponiendo el hielo de agua brillante. Estos acantilados de fracturas sugieren que Dione experimentó actividad tectónica en su pasado. Podrían ser una fase madura de las llamadas rayas de tigre en Encelado.
Al igual que la Luna de la Tierra, Dione está bloqueada en fase con su padre; Un lado siempre mira hacia Saturno. Del mismo modo, Dione ha bloqueado gravitacionalmente dos lunas mucho más pequeñas: Helene orbita a Saturno 60 grados por delante de Dione, y Polydeuces orbita a Saturno a 60 grados por detrás de Dione. (Estas ubicaciones lunares bloqueadas también se conocen como puntos lagrangianos, L4 para el primer lugar y L5 para el siguiente, según los cálculos del astrónomo francés Joseph-Louis Lagrange en 1772).
Dione está en resonancia con dos lunas cercanas, Mimas y Encelado. Es decir, estas lunas se aceleran ligeramente a medida que se acercan unas a otras y disminuyen la velocidad a medida que se alejan, lo que hace que sus órbitas varíen ligeramente en una larga serie de cambios complejos, lo que ayuda a mantenerlas bloqueadas en sus posiciones. Dione mantiene a Encelado bloqueado en un período exactamente igual a la mitad de su propio período orbital.
Cómo Dione consiguió su nombre.
Cassini se refirió a Dione como una de las cuatro Sidera Lodoicea (Estrellas de Louis) después del Rey Luis XIV (los otros tres fueron Iapetus, Tethys y Rhea). Otros astrónomos llamaron a las lunas de Saturno por número en términos de su distancia a Saturno. Así, Dione fue Saturno IV. John Herschel sugirió que las lunas de Saturno estén asociadas con los hermanos y hermanas míticos griegos de Kronus. (Kronus es el equivalente del dios romano Saturno en la mitología griega). Las características geológicas de Dione generalmente obtienen sus nombres de personas y lugares en la "Eneida" de Virgilio. La Unión Astronómica Internacional ahora controla el nombramiento de cuerpos astronómicos.
El nombre Dione proviene de la diosa griega (o Titán) Dione, quien según algunos relatos era hija de Tethys (que es la hermana de Kronus) y Oceanus, y a quien Homero describió como la madre de Afrodita.
Epimeteo
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| La nave espacial Cassini de la NASA capturó esta vista de la luna de Saturno Epimeteo (116 kilómetros, o 72 millas de ancho) durante un sobrevuelo moderadamente cercano el 6 de diciembre de 2015. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / Instituto de Ciencias del Espacio. |
Descubrimiento.
Audouin Dollfus observó una luna el 15 de diciembre de 1966, por lo que propuso el nombre de "Janus". El 18 de diciembre del mismo año, Richard Walker hizo una observación similar, ahora acreditada como el descubrimiento de Epimeteo. En ese momento, los astrónomos creían que solo había una luna, extraoficialmente conocida como "Janus", en la órbita dada. Doce años más tarde, en octubre de 1978, Stephen M. Larson y John W. Fountain se dieron cuenta de que las observaciones de 1966 se explicaban mejor por dos objetos distintos (Janus y Epimetheus) que compartían órbitas muy similares. El Voyager lo confirmé en 1980, por lo que Larson y Fountain comparten oficialmente el descubrimiento de Epimeteo con Walker.
La nave espacial Cassini ha realizado varios acercamientos y ha proporcionado imágenes detalladas de la luna desde que alcanzó la órbita alrededor de Saturno en 2004.
Visión general.
Epimeteo es una luna en forma de patata con un radio promedio de 36 millas (58 km) y dimensiones de 84 x 65 x 65 millas (135 x 108 x 105 km, respectivamente). Su forma refleja un pronunciado aplanamiento en el polo sur de Epimethean asociado con los restos de un gran cráter. Epimeteo tiene varios cráteres más grandes que 30 kilómetros (19 millas), incluidos Hilairea y Pollux.
Esta luna oblonga orbita a 94,000 millas (151,000 km) de Saturno, demorando 17 horas en rodear el planeta, en la brecha entre los anillos F y G, pero no lo hace solo. En realidad, comparte su órbita con una luna hermana llamada Janus, en lo que se denomina condición co-orbital o resonancia 1: 1.
Una luna orbita a 31 millas (50 km) más lejos del planeta que la otra, y le toma más tiempo completar un giro alrededor de Saturno. Esta pequeña diferencia significa que la luna interior, que se mueve más rápido, comienza a alcanzar a la otra aproximadamente cada cuatro años terrestres. Curiosamente, cuando esto sucede, la interacción de la gravedad entre las lunas hace que cambien de lugar entre estas órbitas internas y externas. Lo más cerca que llegan son unas 6,200 millas (15,000 km). Esta es la única configuración orbital conocida en el sistema solar.
Epimeteo y Jano pueden haberse formado por el rompimiento de una luna. De ser así, habría ocurrido al principio de la vida del sistema Saturn, ya que ambas lunas tienen antiguas superficies de cráteres, muchas de ellas con bordes blandos debido al polvo. También tienen algunos surcos (similares a los de la luna marciana Fobos) que sugieren algunos golpes de otros cuerpos. Juntas, las lunas arrastran suficientes partículas para generar un débil anillo. Sin embargo, a excepción de los telescopios muy potentes, la región de su órbita común aparece como una brecha entre los prominentes anillos F y G de Saturno.
Epimeteo y Jano son la quinta y sexta lunas a una distancia de Saturno. Ambos están en fase bloqueada con sus padres; Un lado siempre mira hacia Saturno. Estando tan cerca, orbitan en menos de 17 horas. Se piensa que ambos están compuestos en gran parte de hielo de agua, pero su densidad de menos de 0.7 es mucho menor que la del agua. Por lo tanto, probablemente sean "pilas de escombros", cada colección de numerosas piezas unidas por gravedad. Cada luna tiene áreas oscuras y suaves, junto con áreas más brillantes del terreno. Una interpretación de esto es que, evidentemente, el material más oscuro se mueve hacia abajo, dejando material más brillante, como hielo de agua, en las paredes de las fracturas. Su temperatura es de aproximadamente -195 grados Celsius (-319 grados Fahrenheit). Su reflectividad (o albedo) de 0.7 a 0.8 en el rango visual sugiere una composición en gran parte de hielo de agua.
Janus y Epimetheus comparten sus órbitas con un débil anillo de polvo alrededor de Saturno, ahora llamado el anillo de Janus / Epimetheus. Este anillo puede estar hecho de partículas arrancadas de sus superficies por impactos de meteoroides.
Cómo Epimeteo obtuvo su nombre.
John Herschel sugirió que las lunas de Saturno se asocien con los hermanos y hermanas míticos de Kronus, conocidos por los romanos como Saturno. La Unión Astronómica Internacional ahora controla el nombramiento oficial de los cuerpos astronómicos.
El nombre Epimeteo proviene del dios griego (o titán) Epimeteo (o retrospectiva) que era el hermano de Prometeo (previsión). Juntos, representaban a la humanidad. Los cráteres en Epimeteo incluyen a Hilaeira (que era sacerdotisa de Artemisa y Atenea) y a Polux (que era un guerrero en La Ilíada y que se llevó a Hilaeira).
Los astrónomos también se refieren a Epimeteo como Saturno XI y como S / 1980 S3.
• Publicación.
Descubrimiento.
William Lassell descubrió Hyperion en 1848. Ese mismo año, William Cranch Bond, con su hijo George Phillips Bond, descubrió la luna de manera independiente. Los tres hombres son acreditados conjuntamente con el descubrimiento.
Visión general.
Hyperion es la mayor de las lunas irregulares y no esféricas de Saturno. El radio promedio de Hyperion es de 83.9 millas (135 kilómetros), pero dado que Hyperion tiene forma de papa, su forma se puede describir en términos de su diámetro a lo largo de sus tres ejes: 255 x 163 x 137 millas (410 x 260 x 220 kilómetros, respectivamente ). Teniendo en cuenta su forma extraña, Hyperion es probablemente un remanente de una luna más grande que fue destruida por un gran impacto.
La densidad de Hyperion es un poco más de la mitad de la del agua. Esto podría deberse al hielo de agua con huecos (porosidad) de más del 40 por ciento. Además, los materiales más ligeros, como el metano congelado o el dióxido de carbono, podrían formar parte de Hyperion. Esto es consistente con el concepto de Hyperion que se acumula en una cantidad de cuerpos de roca y hielo más pequeños, pero que no tiene la gravedad suficiente para compactarlos. Por lo tanto, Hyperion podría ser similar a una gran pila de escombros.
Hyperion gira caóticamente y se mueve de forma impredecible a través del espacio a medida que orbita a Saturno. Hyperion orbita a una distancia media de 933.000 millas (1.500.000 kilómetros) de Saturno en una órbita excéntrica. Esto contribuye a las variaciones en el giro o rotación de Hyperion. Un efecto más fuerte en la rotación de Hyperion es que está en resonancia con la luna más grande de Saturno, Titán, que orbita a 759.200 millas (1.221.850 kilómetros). Por lo tanto, los dos objetos se aceleran y ralentizan a medida que se pasan unos a otros en un conjunto complejo de variaciones. Debido a que Hyperion es mucho más pequeño que Titán, su rotación y órbita se ven mucho más afectadas que la Luna más grande, y Titán aparentemente mantiene la órbita de Hyperion excéntrica en lugar de volverse más circular con el tiempo.
La gran distancia de Saturno y la resonancia con Titán también han evitado que Hyperion se convierta en un bloqueo de llave frente a Saturno. Hyperion gira aproximadamente cada 13 días durante su órbita de 21 días.
La característica de primer plano más notable de Hyperion es su superficie de cráteres profundos. Hyperion y sus lunas exteriores hermanas, Phoebe y Iapetus, muestran una gran cantidad de cráteres porque son las lunas más distantes de Saturno y han experimentado muy poco calentamiento de marea que podría desdibujar o borrar las características anteriores. Sin embargo, los cráteres de Hyperion son particularmente profundos y no tienen rayos significativos de eyección (aunque parece haber habido desplomes o desprendimientos de tierra dentro de muchos de los cráteres más grandes). El resultado es un aspecto curioso, algo parecido a la superficie de una esponja o un nido de avispas. Los geólogos planetarios han teorizado que la alta porosidad y la baja densidad de Hyperion craterían más por compresión que por excavación.
Muchas de las paredes del cráter en Hyperion son brillantes, lo que sugiere una abundancia de hielo de agua. Los pisos del cráter son en su mayoría las áreas del albedo más bajo (una medida de cuán reflectante es la superficie) y la mayor coloración roja. Esto puede deberse a que la temperatura promedio de aproximadamente -300 grados Fahrenheit (-180 grados Celsius) podría estar lo suficientemente cerca de una temperatura que haría que los volátiles se sublimen, dejando los materiales más oscuros acumulados en los pisos del cráter. Este escenario encaja con algunos de los pisos de cráter más nuevos como el hielo de agua brillante.
Cómo Hyperion obtuvo su nombre.
John Herschel sugirió que las lunas de Saturno estén asociadas con los hermanos y hermanas míticos de Kronus. (Kronus es el equivalente del dios romano Saturno en la mitología griega).
El nombre Hyperion proviene del dios griego (o Titán) Hyperion (el que vigila). Hyperion, el hijo de Urano y Gaia, es hermano de Kronus y esposo de Thea. Los hijos de Hyperion y Thea incluyen Helios (el sol), Eos (el amanecer) y Selene (la Luna).
• Publicación.
Hyperión
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| Esta impresionante vista de falso color de la luna de Saturno, Hyperion, revela detalles nítidos a través de la extraña superficie de la luna. Las diferencias de color podrían representar diferencias en la composición de los materiales de superficie. La vista se obtuvo durante el sobrevuelo cercano de Cassini el 26 de septiembre de 2005. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute. |
Descubrimiento.
William Lassell descubrió Hyperion en 1848. Ese mismo año, William Cranch Bond, con su hijo George Phillips Bond, descubrió la luna de manera independiente. Los tres hombres son acreditados conjuntamente con el descubrimiento.
Visión general.
Hyperion es la mayor de las lunas irregulares y no esféricas de Saturno. El radio promedio de Hyperion es de 83.9 millas (135 kilómetros), pero dado que Hyperion tiene forma de papa, su forma se puede describir en términos de su diámetro a lo largo de sus tres ejes: 255 x 163 x 137 millas (410 x 260 x 220 kilómetros, respectivamente ). Teniendo en cuenta su forma extraña, Hyperion es probablemente un remanente de una luna más grande que fue destruida por un gran impacto.
La densidad de Hyperion es un poco más de la mitad de la del agua. Esto podría deberse al hielo de agua con huecos (porosidad) de más del 40 por ciento. Además, los materiales más ligeros, como el metano congelado o el dióxido de carbono, podrían formar parte de Hyperion. Esto es consistente con el concepto de Hyperion que se acumula en una cantidad de cuerpos de roca y hielo más pequeños, pero que no tiene la gravedad suficiente para compactarlos. Por lo tanto, Hyperion podría ser similar a una gran pila de escombros.
Hyperion gira caóticamente y se mueve de forma impredecible a través del espacio a medida que orbita a Saturno. Hyperion orbita a una distancia media de 933.000 millas (1.500.000 kilómetros) de Saturno en una órbita excéntrica. Esto contribuye a las variaciones en el giro o rotación de Hyperion. Un efecto más fuerte en la rotación de Hyperion es que está en resonancia con la luna más grande de Saturno, Titán, que orbita a 759.200 millas (1.221.850 kilómetros). Por lo tanto, los dos objetos se aceleran y ralentizan a medida que se pasan unos a otros en un conjunto complejo de variaciones. Debido a que Hyperion es mucho más pequeño que Titán, su rotación y órbita se ven mucho más afectadas que la Luna más grande, y Titán aparentemente mantiene la órbita de Hyperion excéntrica en lugar de volverse más circular con el tiempo.
La gran distancia de Saturno y la resonancia con Titán también han evitado que Hyperion se convierta en un bloqueo de llave frente a Saturno. Hyperion gira aproximadamente cada 13 días durante su órbita de 21 días.
La característica de primer plano más notable de Hyperion es su superficie de cráteres profundos. Hyperion y sus lunas exteriores hermanas, Phoebe y Iapetus, muestran una gran cantidad de cráteres porque son las lunas más distantes de Saturno y han experimentado muy poco calentamiento de marea que podría desdibujar o borrar las características anteriores. Sin embargo, los cráteres de Hyperion son particularmente profundos y no tienen rayos significativos de eyección (aunque parece haber habido desplomes o desprendimientos de tierra dentro de muchos de los cráteres más grandes). El resultado es un aspecto curioso, algo parecido a la superficie de una esponja o un nido de avispas. Los geólogos planetarios han teorizado que la alta porosidad y la baja densidad de Hyperion craterían más por compresión que por excavación.
Muchas de las paredes del cráter en Hyperion son brillantes, lo que sugiere una abundancia de hielo de agua. Los pisos del cráter son en su mayoría las áreas del albedo más bajo (una medida de cuán reflectante es la superficie) y la mayor coloración roja. Esto puede deberse a que la temperatura promedio de aproximadamente -300 grados Fahrenheit (-180 grados Celsius) podría estar lo suficientemente cerca de una temperatura que haría que los volátiles se sublimen, dejando los materiales más oscuros acumulados en los pisos del cráter. Este escenario encaja con algunos de los pisos de cráter más nuevos como el hielo de agua brillante.
Cómo Hyperion obtuvo su nombre.
John Herschel sugirió que las lunas de Saturno estén asociadas con los hermanos y hermanas míticos de Kronus. (Kronus es el equivalente del dios romano Saturno en la mitología griega).
El nombre Hyperion proviene del dios griego (o Titán) Hyperion (el que vigila). Hyperion, el hijo de Urano y Gaia, es hermano de Kronus y esposo de Thea. Los hijos de Hyperion y Thea incluyen Helios (el sol), Eos (el amanecer) y Selene (la Luna).
• Publicación.
Japeto
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| Estas dos imágenes globales de Japeto muestran la extrema dicotomía de brillo en la superficie de esta peculiar luna de Saturno. El panel de la izquierda muestra el hemisferio anterior de la luna y el panel de la derecha muestra el lado posterior de la luna. Crédito: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute. |
Descubrimiento.
Giovanni Cassini descubrió Iapetus el 25 de octubre de 1671. Sin embargo, para los astrónomos, Japetus apareció solo como un punto cuyo brillo variaba de más brillante a más débil en el transcurso de una órbita alrededor de Saturno. Los encuentros Voyager I y Voyager II en 1980 y 1981 validaron las observaciones y explicaciones originales de Cassini con imágenes que muestran la diferente reflectividad de los hemisferios de Iapetus.
Visión general.
A Jápeto se le ha llamado el yin y el yang de las lunas de Saturno porque su hemisferio anterior tiene una reflectividad (o albedo) tan oscuro como el carbón (albedo 0.03-0.05 con un ligero tinte rojizo) y su hemisferio posterior es mucho más brillante con 0.5-0.6.
La tercera luna más grande de Saturno, Japeto, tiene un radio promedio de 457 millas (736 kilómetros) y una densidad de solo 1.2 veces la del agua líquida. Se ha sugerido que Iapetus (como Rhea) tiene tres cuartos de hielo y un cuarto de roca.
Jápeto orbita a 2.213.000 millas (3.561.000 kilómetros) de Saturno. La gran distancia de las fuerzas de marea de Saturno y de la mayoría de las otras lunas y partículas del anillo probablemente ha permitido que la superficie de Iapetus no se vea afectada por ningún episodio de fusión que pueda haber causado algún alisado o "resurgimiento" como en algunas de las lunas más cercanas a Saturno .
Sin embargo, a pesar de la gran distancia, Saturno ha bloqueado tidalmente Iapetus. La luna siempre presenta la misma cara hacia Saturno. Con su órbita distante e inclinada, Iapetus es la única luna grande desde la que se puede ver los anillos de Saturno.
Al igual que con algunas otras lunas de Saturno, Japeto está en resonancia con la luna más grande de Saturno, Titán, que orbita a 759,200 millas (1,221,850 kilómetros). Eso significa que los dos objetos se aceleran y disminuyen a medida que se cruzan en un complejo conjunto de variaciones. Sin embargo, Japeto tiene un diámetro inferior a un tercio del diámetro de Titán, por lo que la rotación y la órbita de Titán se ven mucho menos afectadas que las de Japeto.
Giovanni Cassini observó la diferencia de luz oscura de la superficie de esta luna cuando descubrió a Japeto en 1671. Notó que solo podía ver Japeto en el lado oeste de Saturno. Llegó a la conclusión correcta de que Japeto tenía un lado mucho más oscuro que el otro, y que Japeto estaba tidalmente cerrado con Saturno.
Los científicos se han preguntado por qué un hemisferio de Japeto es tan oscuro en comparación con el otro hemisferio y en comparación con otras superficies en el sistema de Saturno. Japeto puede estar barriendo partículas de la luna oscura más distante, Phoebe. Si ese es el mecanismo de oscurecimiento, debería renovar constantemente la superficie oscura porque se detectan muy pocos cráteres brillantes nuevos en el terreno oscuro. Una teoría alternativa es que podría haber volcanismo en hielo distribuyendo material más oscuro a la superficie. Las erupciones de hidrocarburos de tipo volcánico podrían formar las superficies oscuras, particularmente después de reacciones químicas causadas por la radiación solar.
El sobrevuelo de la Cassini de Iapetus en septiembre de 2007 mostró que un tercer proceso, la segregación térmica, es probablemente el más responsable del hemisferio oscuro de Iapetus. Jápeto tiene una rotación muy lenta, más de 79 días. Una rotación tan lenta significa que el ciclo de temperatura diaria es muy largo, tan largo que el material oscuro puede absorber el calor del sol y calentarse. (El material oscuro absorbe más calor que el material helado brillante). Este calentamiento hará que cualquier especie volátil o helada dentro del material oscuro se sublime, y retroceda a las regiones más frías de Japeto. Esta sublimación de los volátiles hace que el material oscuro se vuelva aún más oscuro, y hace que las regiones vecinas brillantes y frías se vuelvan aún más brillantes. Iapetus puede haber experimentado un influjo (posiblemente pequeño) de material oscuro de una fuente externa, que podría haberse calentado y desencadenado este proceso de segregación térmica.
La segunda característica más notable de Iapetus es su "cresta ecuatorial", una cadena de montañas de 6 millas (10 km) de altura que rodea al ecuador de la luna. En el lado anti-saturniano de Japeto, la cresta parece romperse y se observan distintas montañas parcialmente brillantes. Los encuentros Voyager I y Voyager II proporcionaron el primer conocimiento de estas montañas, y se les conoce informalmente como las Montañas Voyager.
Hay dos teorías sobre cómo se formó la cresta. Algunos científicos creen que la cresta se formó en un momento anterior cuando Iapetus giró mucho más rápido que en la actualidad; otros piensan que la cresta está hecha de material que queda del colapso de un anillo.
Cómo Iapetus obtuvo su nombre.
John Herschel sugirió que las lunas de Saturno estén asociadas con los hermanos y hermanas míticos de Kronus. (Kronus es el equivalente del dios romano Saturno en la mitología griega).
El nombre Jápeto proviene del dios griego (o Titán), Jeto, que es hijo de Urano y Gaia, hermano de Kronus y padre de Atlas y Prometeo. Como padre de Prometeo, los antiguos griegos consideraban a Japeto como el padre de la raza humana.
Cassini se refirió a Iapetus como una de las cuatro Sidera Lodoicea (Estrellas de Louis) después del Rey Louis XIV (los otros tres fueron Tethys, Dione y Rhea). Otros astrónomos llamaron a Japeto por su número en el orden de las lunas descubiertas en ese momento. Jápeto comenzó como Saturno V, y se convirtió en Saturno VIII después de que se descubrieran lunas adicionales. Las características geológicas en Iapetus usualmente obtienen sus nombres del poema épico francés "The Song of Roland".
