Pastores de hielo

Ángel Gómez Roldán / 28-11-2006

Han pasado más de dos años desde que la sonda espacial Cassini llegara al sistema de Saturno, y todavía nos sorprende con descubrimientos fascinantes.

Por primera vez, la nave de la NASA observó el pasado septiembre cómo el Sol se ocultaba detrás del planeta, lo que permitió que por contraste se distinguieran todos sus anillos con una claridad sin precedentes. Gracias a esto, los investigadores han hallado dos nuevos anillos y han confirmado la existencia sospechada de otros dos. En palabras de Jeff Cuzzi, uno de los científicos de la Cassini, "al igual que en la vieja sentencia que afirma que por el humo se sabe donde está el fuego, en Saturno, donde se ve un nuevo anillo, debe haber una luna asociada".

En efecto, uno de estos nuevos anillos coincide con la órbita de dos lunas muy peculiares: Jano y Epimeteo, cuyos pequeños cuerpos irregulares (de 196 x 192 x 150 km y 144 x 108 x 98 km, respectivamente) se caracterizan por ser co-orbitales, es decir, por prácticamente compartir la misma órbita.

Mientras que Jano gira a 151.472 km de Saturno, Epimeteo lo hace a 151.422, a sólo 50 km de diferencia, menos que el diámetro medio de cualquiera de los dos satélites. Con velocidades orbitales casi idénticas, el que está más cerca al planeta lentamente va sobrepasando al otro al moverse un poco más deprisa. Al aproximarse, se produce un fenómeno curioso debido a su mutua atracción gravitatoria. En vez de colisionar, como sería lógico, el más próximo al planeta se ve impulsado a la órbita superior, mientras que el otro desciende ocupando su espacio, de modo que intercambian sus lugares. Este trenzado de órbitas sucede una vez cada cuatro años, y es único en el Sistema Solar.

Jano era el dios de las puertas, de los cambios y las transiciones, y por ello se representaba siempre con una doble cara mirando en direcciones opuestas. De ahí que se diese su nombre a esta luna tan singular.

Jano y Epimeteo fueron descubiertos casi simultaneamente en 1966 por dos astrónomos diferentes. En un principio, se creyó que se trataba del mismo objeto, pero en 1978 otros investigadores comprendieron que los datos obtenidos se explicaban mejor si existían dos lunas distintas compartiendo órbitas muy similares.

En 1980, las observaciones cercanas de la sonda Voyager 1 confirmaron esta hipótesis. Más recientemente, las imágenes de la Cassini han mostrado ambas superficies cubiertas de cráteres de impacto, y hemos podido ver de cerca cómo estos pequeños mundos intercambiaban sus posiciones en los meses de enero y febrero de 2006. Falta por explicar el origen de un anillo descubierto recientemente en la órbita de estos cuerpos. Quizás en sus periódicos intercambios se produce un levantamiento de su polvo helado superficial por el tirón gravitatorio mutuo, pasando este material a formar parte del nuevo anillo...

No es menos extraña la dinámica de otras dos curiosas lunitas de Saturno: Prometeo y Pandora. De forma alargada e irregular, orbitan a 139.350 y 141.700 km de distancia del planeta, respectivamente, y tienen unas dimensiones de 145 x 85 x 62 kilómetros, la primera, y 114 x 84 x 62 km, la segunda. Ambas fueron descubiertas en unas imágenes obtenidas por las naves Voyager en 1980. Lo más interesante es que se encontraban a uno y otro lado (interior y exterior) de uno de los anillos más externos del planeta: el anillo F. Su influencia gravitatoria confina el material en el anillo situándolo en una región estrecha entre sus órbitas. De este modo, las partículas de hielo del anillo se aglomeran.

A este tipo de lunas se les da el nombre de "satélites pastores", puesto que semejan perros pastores agrupando un rebaño de ovejas. Prometeo es el satélite pastor interior al ser un poco más grande, mientras que Pandora es el exterior. Son uno de los mejores ejemplos conocidos, aunque no el único. Metis y Adrastea, dos diminutas lunas de Júpiter, pastorean también uno de sus anillos interiores; y en Urano los satélites Cordelia y Ofelia hacen lo mismo en su anillo épsilon.

Por sus bajas densidades y brillos superficiales relativamente altos, se piensa que tanto Prometeo y Pandora, como Jano y Epimeteo, deben ser amalgamas porosas de hielos. Todas están cubiertas de cráteres meteoríticos y gruesas capas de polvo, con fracturas que podrían indicar tensiones gravitatorias sufridas anteriormente.

Se ha comprobado que la mayoría de los huecos observados en los anillos de Saturno se producen por la presencia de satélites pastores. La luna Mimas es la responsable de la división de Cassini, el mayor espacio entre anillos. El diminuto Atlas (de unos 30 km de tamaño) es un satélite pastor del anillo A, en cuya división de Encke orbita una lunita de apenas 20 km de diámetro llamada Pan. En las imágenes obtenidas por la Cassini , se ve perfectamente cómo Pan produce ondas de arrastre en los bordes de los anillos a medida que se mueve entre ellos. Lo mismo se observa en la división de Keeler (otro estrecho hueco del anillo A), donde una luna descubierta en 2005, Dafnis (de sólo 7 km de largo), ejerce de pastor manteniendo abiertos sus apenas 40 km de ancho.

Para los astrónomos que estudian la mecánica celeste, las complejas interacciones gravitatorias de estas lunas pastores son todo un reto, pero también una fuente de información valiosa para poder estudiar y comprender mejor los anillos helados del planeta Saturno.

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El autor

Ángel Gómez Roldán es Divulgador científico especializado en astronomía y ciencias del espacio, y director de la revista "AstronomíA".

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