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Dibujo artístico de la superficie de Tritón, con Neptuno al fondo. Tomada de http://espacioprofundo.es/ El satélite rebelde del Sistema Solar Pável Ulianov Martínez Pabello En el Sistema Solar todos los planetas giran alrededor del Sol de izquierda a derecha (como las manecillas del reloj) y todos los satélites naturales de cada uno de ellos giran alrededor de éste en el mismo sentido. ¿Todos? ¡no!, como en toda familia hay ovejas descarriadas, en particular una, el que va a contracorriente, el rebelde, el negrito en el arroz, y éste es el caso de Tritón, satélite de Neptuno que orbita en sentido opuesto, es decir, de derecha a izquierda, ¿por qué? Neptuno y Tritón, padre e hijo En la mitología romana Neptuno tiene un papel importante pues gobierna todos los mares y aguas, es el equivalente a Poseidón en la mitología griega. Originalmente representaba los vientos y las nubes, pero en 399 a.C. su significado cambió debido a la importancia y al culto a los mares que surgió en las costas de las colonias sicilianas. Como fruto de su relación con Anfítrite, Neptuno tuvo a su primer hijo: Tritón, mitad pez, mitad humano, era la contraparte de las sirenas y se decía que vivía en las profundidades del mar. El octavo planeta fue nombrado El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 1 así en 1846 por el francés Urbain Jean Joseph Le Verrier. Después de varias propuestas, ésta fue la más aceptada ya que guardaba relación con los nombres de deidades griegas de los otros cuerpos planetarios ya descubiertos. Además, Neptuno recibió este nombre porque al observarlo con el telescopio se apreciaba el azul intenso que recuerda al rey del mar, la deidad equivalente en la mitología de algunos países del Oriente. Tritón se descubrió en 1846 sólo 17 días después del primer avistamiento de Neptuno, y recibió ese nombre hasta 1949 como si fuera un “hijo” del gran planeta azul. Hasta el encuentro con la sonda Voyager 2 en 1989, se supo que el planeta poseía una atmósfera dinámica. Este acercamiento permitió observar la presencia de la mancha negra-azul en Neptuno, parecida a la gran mancha roja de Júpiter, que hacía que los científicos de la década de 1980 se preguntaran ¿qué tipo de energía podría estar provocando tal movimiento atmosférico? Los vecinos de la otra cuadra En el descubrimiento de Neptuno figuran diversos nombres: Galileo en 1612, quien al utilizar un telescopio diseñado por él mismo, hizo los “primeros dibujos” del planeta; sin embargo no sabía que se trataba del que ahora conocemos como Neptuno. Alexis Bouvard predijo en 1821 la presencia de un cuerpo “extraño” que provocaba las perturbaciones detectadas en la órbita de Urano –recordemos que para ese entonces las Leyes de Kepler estaban más que comprobadas y establecidas–, (ver “Las Leyes de Kepler, una danza celestial”, en Cienciorama). En 1843, el inglés John Couch Adams calculó la órbita de Neptuno utilizando únicamente la ley de la gravitación universal de Isaac Newton, pero no fue hasta 1846 que Urbain Le Verrier hizo formalmente el descubrimiento la noche del 23 de septiembre. Durante décadas hubo dudas de si el mérito lo merecía Le Verrier o Adams, pues ambos estaban haciendo las mismas mediciones de manera independiente. Algunos lo consideran un éxito del inglés, otros del francés, otros –más diplomáticos– incluso dicen El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 2 que es de ambos, sin embargo en los archivos del Observatorio Real de Greenwich hay evidencias de que los primeros avistamientos fueron de Le Verrier y no de Adams, quien había trazado su órbita tres años antes. El 23 de septiembre de 1846 se descubrió oficialmente Neptuno; cuando el inglés William Lassell se enteró descubrió 17 días después, con un telescopio de la época que él mejoró, un “pequeñín” orbitando los alrededores de este planeta, que fue conocido como “la luna de Neptuno”. Fue hasta 1949, cuando se descubrió un segundo satélite llamado Nereida, que lo rebautizaron como Tritón, por ser un pequeño gigante más grande incluso que Plutón. Figura 1. En 1846 William Lassell quien primero avistó a Tritón, afirmó que al observar Neptuno, encontró además de este satélite, la presencia de anillos. No tardó mucho en darse cuenta de que había cometido un error debido a las modificaciones que él mismo había hecho a su nuevo telescopio. La imagen de arriba fue tomada por la sonda espacial Voyager 2 que descubrió un terreno activo en la superficie de Tritón. Irónicamente, también se confirmó la existencia de anillos delgados completos alrededor de Neptuno, los cuales permanecieron invisibles a las observaciones de Lassell. Fotografía de Voyager 2, NASA. Tritón a fondo Pocos son los cuerpos en el Sistema Solar que sabemos que están activos geológicamente hablando. Por ejemplo, en primer lugar está Encelado, un satélite de Saturno que arroja material orgánico a su superficie mediante eyecciones violentas. Io es un satélite de Júpiter que posee tanta actividad El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 3 volcánica como para borrar de la superficie cualquier rastro de roca antigua. La Tierra y Tritón están en tercer y cuarto lugar. También se especula que hay actividad volcánica en otros cuerpos planetarios como Venus, Marte y Europa –satélite de Júpiter–, sin embargo no se ha podido comprobar del todo. Tritón es un cuerpo bastante estudiado, inclusive desde el siglo XIX se conocía perfectamente su órbita y a partir de los datos obtenidos de la Voyager 2, lanzada en 1977, se amplió su conocimiento aún más. Uno mira al cielo en una noche estrellada y el objeto que más llama la atención a simple vista es la Luna, es una esfera casi perfecta, llena de cráteres y con un ligero tono amarillo cuando se encuentra en el horizonte ¿Los satélites naturales de todos los planetas son iguales? No, además de los redondos, también los hay totalmente amorfos, cacahuates con cáscara que orbitan mundos silenciosos y fríos como Deimos, satélite de Marte. Tritón es el único satélite redondo de los 14 que actualmente se sabe que posee Neptuno. Una esfera gigantesca de 2,706 km de diámetro –más grande que Plutón–, formada en su interior de roca (75%) y con manto de hielo (25%). Se sabe que en la superficie hay diferentes tipos de hielo: de nitrógeno, seco –de CO2–, de monóxido de carbono, de amoniaco y de agua. La superficie de Tritón es un tanto rara pues por las distintas densidades de los diferentes hielos tiene una apariencia de cáscara de melón. Además, revela que tuvo algunos impactos de asteroides y meteoritos con cráteres de hasta 500 km de diámetro, y géiseres sorprendentes. Esto habla de criovulcanismo o de volcanes helados que escupen verticalmente nitrógeno líquido, polvo o metano hasta ocho kilómetros de altura. Según la Encyclopedia of the Solar System (ver bibliografía) el vulcanismo se genera a partir de materiales fundidos en el interior de un cuerpo planetario que salen al exterior. En los cuerpos muy fríos y ricos en hielos –como Tritón– este fenómeno se denomina criovulcanismo, ya que salen expulsados chorros de agua con otros volátiles orgánicos nitrogenados, tanto por efecto de movimientos de los hielos, como por efecto del calor El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 4 solar ¡por muy increíble que parezca! Esta capacidad de la mezcla de ser expulsada se debe a que queda atrapada bajo capas de hielo de 100 mm de grosor, y de compuestos volátiles como amoniaco y metano, que se desplazan como los glaciares en la Tierra causando las fracturas donde finalmente hay expulsiones de líquidos y gases. Este proceso no es único de Tritón, pues también se han observado erupciones en Io, Ganimedes y Europa –satélites de Júpiter–, Ariel –satélite de Urano– y Titán –satélite de Saturno–. Figura 2. Arriba dibujo artístico donde se observan géiseres y criovulcanismo. Tomada de http://espacioprofundo.es/ Abajo Fotografía donde se aprecian manchas negras correspondientes al criovulcanismo. Voyager 2- NASA. Antes de la exploración robótica espacial, los científicos planetarios creían que los planetas gaseosos y más alejados del Sol y la Tierra eran mundos silenciosos, quietos, casi estáticos, ya que la cantidad de energía que éstos reciben del astro rey es muy baja y por ende la actividad planetaria –sea la que sea–, sería prácticamente nula. Cuando la Voyager 2 descubrió la actividad volcánica de Tritón, también pudo determinar la composición de la atmósfera del satélite: 99.9% de nitrógeno; sin embargo, en ella existen pequeñas cantidades de hidrocarburos y metano. Pero esta atmósfera no se parece en nada a la de Neptuno, la cual posee vientos y tormentas de hasta 2000 km/h. Su atmósfera es extremadamente delgada en comparación con la de la Tierra –70 000 veces menor–, sin embargo la Voyager 2 pudo El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 5 observar algunas nubes de nitrógeno en sus helados polos. Algo que en definitiva dejó boquiabiertos a los científicos planetarios, fue la temperatura en la superficie del satélite, -235°C, ¡la más baja registrada en el Sistema Solar!, más frío aún que Plutón. Tritón el rebelde Además de todas estas características extremas, debemos sumar un par más; su órbita es retrógrada, esto quiere decir que la trayectoria que sigue Tritón es de derecha a izquierda (en el sentido contrario a de las manecillas del reloj), y su eje de rotación se encuentra bastante inclinado ya que tiene 157° en relación al eje de Neptuno y 130° respecto a la órbita de Neptuno, exponiendo un polo al Sol y provocando un invierno con una duración de 82 años. Este comportamiento es único en el Sistema Solar y existen diversas teorías que tratan de explicarlo. Figura 3. Esquema de la rotación retrógrada de Tritón y su inclinación con respecto a Neptuno. Tomada de http://red-estelar.webcindario.com/images/016p.jpg Los cuerpos con órbitas retrógradas en el Sistema Solar son pequeños y amorfos, suelen ser asteroides que fueron capturados por la fuerza de gravedad de los planetas y que, en comparación con Tritón, no tienen forma esférica ni el tamaño que éste posee, por ejemplo Febe, un pequeño satélite de Saturno. Estos cuerpos no pudieron haberse formado de la misma manera El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 6 que los planetas, sino que tuvieron que venir de otro lugar, en específico de la región denominada cinturón de Kuiper, un grupo de pequeños cuerpos helados a 55 Unidades Astronómicas (UA) del Sol (una UA es la distancia media entre la Tierra y el Sol) que se encuentran más allá de la órbita de Neptuno. Se cree que ahí se conservan rocas y asteroides de hace 4,500 millones de años, cuando se formó el Sistema Solar (ver “Quoaoar” en Cienciorama) Figura 4. Esquema donde se aprecia la escala de Neptuno y Tritón, haciendo énfasis en el cinturón de Kuiper. Dibujo de Silvia Zenteno. Otra teoría propone que Tritón seguía un curso hacia el Sol y al pasar cerca de Neptuno, chocó con un protosatélite que ya se encontraba en órbita, quedando atrapado en la órbita del planeta. El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 7 Figura 6. Esquema de la teoría donde Tritón proveniente del cinturón de Kuiper, colisiona con un protosatélite preexistente en la órbita de Neptuno y finalmente se queda orbitándolo. Dibujo de Silvia Zenteno. Una de las ideas más aceptadas sobre el origen de Tritón es que proviene de la misma región de donde se cree que viene Plutón, con el que comparte algunas características geológicas, y que fue capturado por la gravedad de Neptuno, sin embargo, para que esto sucediera habría tenido que bajar su velocidad de una manera considerable hasta los 4.4 km/seg de la actual. El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 8 Figura 5. Esquema donde Tritón sale del cinturón de Kuiper, acercándose a Neptuno por su atracción gravitatoria y quedando finalmente atrapado en su órbita. Dibujo de Silvia Zenteno. Los planetas o en este caso satélites grandes y redondos, al igual que las estrellas, pueden formar mini sistemas binarios con otros cuerpos; es decir, girar uno alrededor del otro y viceversa, como en un baile planetario. Estos cuerpos pueden ser muy susceptibles a cualquier perturbación en la fuerza de atracción y finalmente pueden colisionar entre sí. Una teoría sugiere que cuando Tritón pasó con su compañero de baile cerca de Neptuno, colisionó con su contraparte binaria y los restos fueron capturados por la fuerza gravitatoria de Neptuno, quedando un solo cuerpo: Tritón. Incluso se ha propuesto un choque entre Tritón con el mismo Neptuno, algo parecido a lo que se piensa sucedió aquí con la Tierra y la Luna, pero a diferencia de esta última, que frena a la Tierra, se sabe que Tritón acelera El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 9 a Neptuno y finalmente colisionará con éste… ¡pero tranquilos! esto se calcula que suceda en unos 3,600 millones de años. Figura 5. Esquema de la teoría binaria. Dos protosatélites se acercan por efecto gravitatorio a Neptuno y finalmente colisionan, después por acreción se forma Tritón. Esquema de la teoría de colisión y captura. Tritón proveniente del cinturón de Kuiper, colisiona de manera inclinada con Neptuno, los restos planetarios y del satélite forman por acreción al nuevo Tritón. Dibujo de Silvia El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 10 Colofón Nuestro Sistema Solar y el universo en general han sido motivo de pensamientos profundos, de preguntas existenciales, han inspirado a grandes personajes de la historia de la humanidad y marcado el rumbo de grandes civilizaciones. En los últimos 70 años se ha desarrollado la tecnología aeroespacial, en algunos casos y por desgracia, como consecuencia de las guerras, sin embargo estos avances nos han permitido observar mundos que no teníamos idea de cómo eran, solo podíamos imaginarlos. Sin duda las décadas de 1960 y 1970 fueron el inicio de una era de naves que abrieron brecha en la exploración del Sistema Solar, en específico, las Voyager que además de llevar al espacio profundo evidencias de que alguna vez existimos como especie, observaron por primera vez la gran mancha roja de Júpiter, el color azul intenso de Urano, los anillos incompletos de Neptuno y se obtuvieron fotografías del satélite más rebelde y frío de nuestra vecindad: Tritón. Bibliografía especializada http://solarsystem.nasa.gov/planets/triton/indepth http://solarsystem.nasa.gov/planets/neptune/indepth Agnor, C. B. y Hamliton, D. P., “Neptune´s capture of its moon Triton in a binaryplanet gravitational encounter”, Nature 2006. Porco C. C. et al, “Cassini Observes the Active South Pole of Enceladus”, Science2006. Spohn, T., Breuer, D. y Johnson, T. V.,, Encyclopedia of the Solar System, 3a edición, EUA, 2014. William Lassell, “Physical observations on Neptune”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 7 (10): 167-168. (11 de diciembre de 1846). Bibliografía no especializada Mendoza T. M., “Quaoar”, Cienciorama, 2004. Zenil C. H., “Las Leyes de Kepler, una danza celestial”, Cienciorama, 2007. Agradecimientos El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 11 Al Dr. Alberto Carramiñana, investigador del INAOE, por sus pertinentes sugerencias a este artículo. El satélite rebelled del Sistema Solar / CIENCIORAMA 12