EL SISTEMA JOVIANO

Cuando observamos Júpiter a través de un pequeño telescopio, podemos ver ,que a los lados del disco planetario,hay cuatro puntitos luminosos distribuidos a lo largo de su plano ecuatorial,situados aparentemente de una forma aleatoria.Estamos viendo parte de lo que se denomina el sistema joviano. Si aun no has tenido la oportunidad de verlo ,no dudes en contemplarlo cuando tengas oportunidad ,y sentir la emoción, que seguro sintió Galileo cuando los observo por primera vez.

El sistema joviano esta formado por un conjunto de anillos y satélites que rodean a Júpiter, lo forman un total de 67 satélites y dos delgados anillos ,pero esta dominado por cuatro grandes lunas,lo que llamamos satélites galileicos o galileanos,en honor al gran astrónomo italiano Galileo Galilei,quien los descubrió en 1610, cuando apunto con su pequeño telescopio hacia  Júpiter .Originalmente Galileo los bautizo como los “astros Mediceos”,intentando agradecer con este gesto ,el mecenazgo que proporcionaban al astrónomo esta ilustre familia italiana,los Medici.

La autoría del descubrimiento de los satélites de Júpiter en 1610,provoco una agria polémica entre Galileo Galilei y el alemán Simon Marius,que afirmaba haberlos observado antes que el físico italiano.Al final, el carisma que poseía Galileo en su época y su cercanía al poder, inclino la balanza a su favor y la historia lo considera el descubridor oficial.Sin embargo,parece ser que los dos llegaron tarde,puesto que existen registros chinos sobre una observación visual de un satélite de Júpiter en el siglo IV antes de nuestra era.De hecho,Ganimedes y Calisto llegan a separarse de Júpiter más de 5 y 10 minutos de arco,respectivamente,de manera que una persona con vista aguda podría llegar a verlos sin ayuda óptica.

Por orden de distancia al planeta, los satelites galileanos son; Ío,Europa,Ganímedes y Calisto. Sus nombres están sacados,como de costumbre,de la mitología griega y hacen referencia a los cuatro amantes del Dios Zeus(Júpiter en la mitología romana),tres mujeres y un hombre(Ganimedes).Por su tamaño podrían considerarse planetas por derecho propio,solo el hecho de estar ligados gravitatoriamente al majestuoso Júpiter,los convierte en satélites.

El sistema  formado por los cuatro satélites galileanos,se parece mucho a una versión en miniatura del sistema solar,sus coincidencias en cuanto a datos orbitales y estructura son muy grandes:las órbitas de sus lunas presentan muy poca excentricidad(casi circulares) y todas ellas coinciden prácticamente con el plano ecuatorial del cuerpo central,igual que los planetas alrededor del Sol.Ademas los semiejes mayores de sus órbitas, siguen aproximadamente ,una progresión de tipo geométrico,como la prevista para el sistema solar por la ley de Titius-Bode,que relaciona la distancia de un planeta al Sol, con su numero de orden, mediante una regla matemática simple.

Planeta k Distancia ley T-B Distancia real Error %
Mercurio 0 0,4 0,39 2,5%
Venus 1 0,7 0,72 2,78%
Tierra 2 1,0 1,00 0%
Marte 4 1,6 1,52 5,3%
Ceres1 8 2,8 2,77 1,1%
Júpiter 16 5,2 5,20 0%
Saturno 32 10,0 9,54 4.8%
Urano 64 19,6 19,2 2%
Neptuno 128  38.8 30,06 29.08%
Plutón3 256 77.2 39,44 95.75%

Cuando Galileo observo este sistema por primera vez,utilizo estas analogías como argumentos de peso en favor del modelo copernicano del sistema solar,con el cuerpo mayor,el Sol,en el centro y los cuerpos menores girando a su alrededor,fue una prueba contundente que confirmaba este modelo de manera clara.Las analogías del sistema joviano y el sistema solar también le proporcionaron información sobre el proceso de creación del sistema solar.La formación de los planetas alrededor del Sol no pudo haber sido un hecho único ni excepcional,puesto que se ha repetido a escala reducida en torno al gran planeta Júpiter,este hecho se podría tomar como una prueba de la existencia de otros mundos alrededor de las estrellas distantes.

Dentro del sistema de lunas galileanas se dan ciertas regularidades y relaciones curiosas,una de ellas la descubrió el científico francés Pierre Simon de Laplace, se dio cuenta que los tres satélites mas cercanos a Júpiter, se influyen recíprocamente en sus movimientos según un patrón determinado. Observo que si media las posiciones de cada satélite a lo largo de la órbita con un angulo (λ),los tres valores de λ de los tres satélites respetaban siempre la siguiente relación:

λ (I) – 3 λ (E) + 2 λ (G)= 180º

Donde λ(I),λ(E) y λ (G) se refieren a las medidas de los ángulos de los satélites Ío ,Europa y Ganimedes. Desde el punto de vista geométrico ,esta relación impide que los tres satélites queden alineados todos a la vez en el mismo lado de Júpiter. Por otra parte,desde el punto de vista dinámico ,esta relación determina una resonancia orbital,es decir una relación numérica simple entre los tres periodos orbitales:

1/P(I) – 3/P(E) + 2/P(G)=0

Siendo P(I),P(E) yP(G) los periodos orbitales.Esta resonancia impide que las fuerzas de marea vuelvan perfectamente circulares sus órbitas,produciendo, en el caso de Ío,que las mareas provocadas por Júpiter deformen,cada cierto tiempo, todo el satélite,calentándolo y fundiendo parte de su interior,lo cual provoca intensos procesos volcánicos en su superficie.

También hay que señalar ciertos aspectos interesantes que se dan cuando observamos y analizamos los satélites, en relación con su posición respecto a Júpiter.Así tenemos dos tendencias claramente definidas en las características de las lunas.La primera es la disminución gradual,en la superficie de los cuatro cuerpos,de las estructuras generadas por procesos internos,como  el vulcanismo o los desplazamientos tectónicos,al tiempo que se registran un aumento de los cráteres de impacto en los satélites mas alejados.Esto supone una regeneración de la corteza, producida por la actividad interna de los satélites mas cercanos,devida a los movimientos mareales.

La segunda tendencia ,relacionada en parte con la primera,es la reducción de la densidad media,conforme se alejan de Júpiter. Los cuatro satélites están formados, fundamentalmente ,de hielo de agua y roca, el hielo de agua esta mucho mas presente en los satélites exteriores.Puesto que el hielo se evapora rápidamente a temperaturas elevadas, se deduce que los procesos de calentamiento interno, debido a las mareas, disminuye con el aumento de la distancia al planeta.

Pero también es posible que esta diferenciación de densidades sea el resultado de procesos de agregación selectiva ocurridos en la nube de gas y polvo que rodeaba a Júpiter mientras este se estaba formando.Como en aquella fase el planeta emitía gran cantidad de calor,es probable que solo sobrevivieran las partículas de hielo distribuidas en las zonas exteriores de la nebulosa que dio origen a los satélites. También en este caso se trata de un proceso análogo al que determino,en el sistema solar,las diferentes composiciones y densidades de los planetas.

Centrémonos más en detalle en estas fascinantes lunas de Júpiter para conocerlas un poco mejor:

ÍO 

Es el satélite más denso de los cuatro galileanos. A través del estudio de los espectros tomados desde la Tierra se había descubierto que ,por alguna razón,su superficie era distinta a la de las otras tres lunas gigantes  de Júpiter: no había ni rastro de  una superficie cubierta de hielo,pero si de compuestos de azufre.Cuando la sonda Voyager 1 llego a los dominios de Júpiter comenzó a recopilar imágenes,en una toma técnica de Ío,que servia para determinar la posición exacta de la sonda,apareció un penacho volcánico elevándose sobre el limbo del satélite,los científicos encargados de la misión no podían creer lo que veían,habían confirmado por primera vez la existencia de actividad geológica fuera de la Tierra.Como es normal Ío se convirtió desde ese momento en el centro de atención de la Voyager.

Primera imagen de actividad volcánica fuera de la Tierra.

 

Las imágenes que empezaron a llegar a la Tierra mostraban un mundo cubierto de manchas de colores amarillo,blanco y negro sobre un fondo generalmente naranja.Estudiando estas imágenes se descubrió la presencia de calderas y volcanes activos  en gran parte de  la superficie del satélite. Ni siquiera con las imágenes de alta resolución de la sonda Galileo se pueden encontrar cráteres de impacto en el satélite,lo que da una idea de la acción trasformadora de su actividad interna.

 

Ío seria un témpano de helio sin rastro de actividad volcánica sino fuera por las interacciones que tiene con Europa y Ganimedes. Resulta que Ío,Europa y Ganimedes están en resonancia 4:2:1; es decir,mientras Ío da 4 vueltas a Júpiter , Europa da 2 y Ganimedes 1.Esta relación perturba la órbita de Ío, haciéndola excéntrica, lo que provoca que se generen fuerzas de marea producidas por la interacción gravitatoria de Júpiter y sus cuerpos vecinos,estas fuerzas comprimen y estiran el satélite dando lugar a un intenso calentamiento interno.

EUROPA

Tras el estudio en detalle de las diferentes sondas que han visitado Júpiter, Europa se ha convertido en la estrella indiscutible del sistema joviano. Las imágenes que se han recibido del satélite revelan un mundo cubierto por el hielo,completamente llano,con muy pocos cráteres de impacto y atravesado por formaciones más o menos rectas que parecen fracturar la corteza.

Europa no esta mucho más lejos que Ío y,por lo tanto,las  fuerzas de marea podrían calentar apreciablemente su interior,al igual que en Ío. El interior de Europa,como revela su alta densidad,esta formado por roca sobre la cual descansa su espesa corteza de hielo,muchos científicos creen que la parte de la capa de hielo más en contacto con la roca propria estar fundida y presentarse como un océano global de agua liquida,mantenida en ese estado por el calor generado por las mareas gravitatorias.Los astrobiologos estan más que interesados en echar un vistazo a un océano así.Se están realizando estudios sobre la viabilidad de que existan organismos vivos extremofilos en este océano, incluso hay proyectos para mandar sondas a la superficie de Europa en las próximas décadas,para su exploración directa.

Observaciones espectroscopicas realizadas con el telescopio espacial Hubble descubrieron una tenue atmósfera formada por átomos de oxigeno.La disociación de moléculas de agua del hielo superficial por la interacción con la magnetosfera, es el mecanismo responsable de la liberación del oxigeno.

GANIMEDES

Es el mayor satélite del sistema solar.Su superficie es muy heterogénea,alterando regiones oscuras y viejas con otras más recientes y brillantes que, a veces, se superponen a las antiguas.Su baja densidad implica que entre un 40 y un 50 por ciento de su masa es hielo de agua.

 

 

Las regiones oscuras cubren un 40% de su superficie y son muy viejas,probablemente las más antiguas de todos los satélites galileanos, están cubiertas de cráteres de todos los tamaños.El bajo albedo de estas zonas se debe, probablemente ,a que el hielo este mezclado con roca y polvo.

El otro 60% de su superficie esta formado por terrenos jóvenes, cubiertos por inmensos sistemas de fallas.Estas zonas jóvenes contienen hielo con muy pocas impurezas,lo que aumenta en gran medida su albedo. Ningún otro mundo del sistema solar posee una red de fallas comparable a la que se encuentra en Ganimedes. Su origen aun es incierto, pero se consideran varias hipótesis,la mas aceptada es  que  los movimientos convectivos de un manto liquido o semiliquido rompiera la corteza helada; otra considera la causa de las fracturas el impacto de meteoritos que dividieron la corteza en varias partes,para luego desplazarse generando tensiones ,al estilo de las placas tectonicas terrestres.

Estudios espectroscopicos realizados con el telescopio espacial Hubble han detectado una delgada y tenue atmósfera,en la que hay indicios que se producen auroras,lo que implicaría la existencia de un campo magnético.

CALISTO

Es el mas alejado de los satélites galileanos y el segundo en tamaño.Su albedo es muy bajo (0,2) lo que hace que ,a pesar de su diámetro,brille con magnitud 5,6.

De las observaciones realizadas por la sonda Galileo se desprende que su interior posee una estructura muy poco diferenciada con respecto a los otros tres grandes satélites.El motivo de esta situación se encuentra en la gran distancia a Júpiter.En la historia temprana del sistema joviano,la contracción de Júpiter provoco un calentamiento intenso de los cuerpos más cercanos,lo que los volvió mas fluidos y facilito su diferenciación,Calisto por su distancia sufrió mucho menos estos efectos,generando un interior más homogéneo.

Su superficie esta cubierta por cráteres de todos los tamaños,lo que indica muy poca actividad geológica.Su baja densidad demuestra que más o menos la mitad de su masa es hielo.El hielo superficial esta contaminado con polvo y rocas,lo que provoca una baja reflectividad.Se cree que el origen del material rocoso de la superficie se debe a movimientos convectivos del hielo, poco después de la formación de Calisto,ademas los efectos de la magnetosfera de Jupiter contribuyen al ennegrecimiento de su superficie, devido al aporte de partículas “contaminantes”.

LOS SATÉLITES MENORES

Los satélites menores se pueden dividir en tres familias diferenciadas;la primera es la formada por los satélites cercanos a Júpiter :En este grupo se encuentran Amaltea,Metis,Adrastea y Tebe,el primero fue descubierto desde la Tierra por E.E. Brarnard en 1892,los demás se descubrieron con la llegada de las sondas Voyager.

Más allá de los satélites Galileanos se encuentra la segunda familia de satélites,situados a una distancia de 11 millones de Km, esta formada por Leda,Himalia,Lisitea y Elara,su aspecto es muy similar al de los asteroides tipo C, lo que sugiere que su origen es la fracmentación de un cuerpo mayor preexistente.

Situada a 21 millones de Km del planeta se encuentra la tercera familia,sus miembros presentan órbitas retrógradas,es decir se mueven en sentido de las agujas del reloj.En el sistema solar el movimiento generalizado es el de sentido contrario a las agujas del reloj.

Debido a su lejanía de Júpiter, están sometidos a intensas perturbaciones causadas por el Sol, lo que tiene como resultado unas órbitas que varían de parámetros rápidamente.Lo mas probable es que se trate de asteroides o cometas capturados.Sus nombres son:Ananque,Carme,Pasifae y Sinope.Hay muchos otros pequeños cuerpos orbitando a Jupiter pero estos son los más característicos.

LOS ANILLOS DE JÚPITER

Fueron descubierto el 4 de Marzo de 1979  por la Voyager 1 cuando realizo una fotografía de larga exposición de Júpiter destinada a detectar pequeños satélites.La Voyager 2 obtuvo imágenes de mucha más calidad a partir de las cuales se pudo estudiar la constitución física de los anillos.

El sistema de anillos de Júpiter es el más reducido del sistema solar,se sitúa a 53.000 Km de la capa de nubes del planeta y tiene una anchura total de unos 6000 Km,aunque la anchura media del anillo principal es de solo 30 Km.Ademas su espesor no supera los 10 o 20 Km lo que los hace sumamente transparentes, de tal forma que no proyectan una sombra apreciable sobre el planeta.

Se componen de micro partículas con un tamaño medio de 10 micrometros.El pequeño tamaño de las partículas hace suponer que el sistema de anillos no es estable.Los efectos de la magnetosfera sobre las micromparticulas hacé que su vida media sea muy corta,por lo que hay que buscar un mecanismo  que inyecte suficientes partículas para que los anillos se sustenten,es posible que Metis y Adrastea,que orbitan justo en los bordes del anillo principal,proporcionen partículas arrancadas por impactos de meteoritos,o tal vez  la propia magnetosfera se encarga de capturar los micrometeoritos que formaran parte del anillo.Ademas de ser posibles fuentes de suministro para los anillos,las lunas Metis y Adrastea también desempeñan el papel de lunas pastoras ,encargadas de mantener,con sus interacciones gravitatorias,la estructura de los anillos.En 1998 la sonda Galileo descubrió un nuevo anillo menos denso que los otros,orbitando en sentido retrogrado.Esta formado por partículas diminutas del orden de 0,6 a 1,4 micrometros y su origen se encuentra en el polvo interplanetario capturado por la intensa magnetosfera del planeta.Con todo,el sistema esta formado por cuatro anillos.

Y hasta aquí el pequeño recorrido por los exteriores del rey del sistema solar, Júpiter .Un planeta descomunal, al que se ha hace referencia a menudo como una estrella fallida,se dice que si en la formación de Júpiter hubiera colapsado una cantidad mayor de materia ,hoy en día tendríamos un sistema estelar doble.Planeta fascinante, no solo por su condición de gigante gaseoso, si no ,como acabamos de ver ,por el particular “sistema planetario” que contiene , el cual nos puede proporcionar en un futuro, muchas respuestas sobre la vida  en el universo.

 

 

 

 

Anuncios

4 Respuestas a “EL SISTEMA JOVIANO

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s