Descubierto el misterio de las lunas de Saturno

Su reciente nacimiento en los anillos puede explicar por qué las lunas no fueron pulverizadas por cometas.

Durante décadas, los investigadores han quedado desconcertados por el origen de las lunas bebé de Saturno. De acuerdo con los modelos convencionales, estas lunas son tan pequeñas que las colisiones con los cometas deberían haberlas hecho pedazos hace tiempo. Ahora, un grupo de investigadores de Francia y Gran Bretaña creen que tienen la respuesta : está en los helados anillos del planeta.

La teoría aceptada dice que los planetas gigantes, y sus lunas, fueron lentamente acretados del ‘disco proroplanetario’ gaseoso alrededor del Sol de hace unos 4500 millones de años. Aunque las lunas bebé de Saturno nunca encajaron bien en esta descripción. Con menos de 50 kilómetros de diámetro, deberían haber sido destruidas  por los cometas en ese periodo. Y con el tiempo, las lunas tenderían a alejarse de los planetas a los que orbitan, como sucede con la Luna, que se aleja de la Tierra. Pero las lunas de Saturno están en una órbita tan cercana que tendrían que haberse formado virtualmente dentro del planeta gigante.

Hace unos seis años, la nave Cassini captó imágenes que apuntaban a un origen alternativo. Navegando a través de los anillos exteriores de Saturno, encontró bloques de hielo de hasta 100 metros de diámetro, diez veces mayores que el resto de partículas heladas de los anillos. Para algunos investigadores, el descubrimiento llevó a otro intrigante hecho: que las lunas y los anillos compartían una composición del hielo más puro del Sistema Solar. “Cuando unes todo esto, tienes el extraño sentimiento de que algo está pasando en el borde exterior de los anillos”, dice Sébastien Charnoz de la Universidad París Diderot, que estuvo implicado en la última investigación.

Charnoz y sus colegas, que tienen su sede en París y la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, creen que las lunas bebé se formaron a partir de bloques de hielo más pequeños que se unieron en las afueras de los anillos principales. Este proceso, según creen, podría haber tenido lugar más recientemente de lo que se piensa – tal vez sólo hace 10 millones de años — después de que las lunas migraran hacia el exterior. Para demostrarlo, no obstante, normalmente se requeriría un modelo numérico que empiece con la formación del Sistema Solar y rastree la órbita de cada luna desde entonces – del billón que hay.

Preocupación por la edad

Sin ordenadores capaces de realizar un cálculo tan enorme, el grupo de Charnoz creó un modelo simplificado de la dinámica lunar y redujo el anillo a una dimensión. Una vez lo comprobaron reproduciendo la formación de nuestra propia Luna, lo aplicaron a Saturno. Su modelo demuestra que el anillo A principal, que está a unos 120 000 kilómetros del centro de Saturno y tiene unos 15 000 kilómetros de anchura, alimenta de material a la región vacía justo fuera. Aquí el material puede acumularse en lunas bebé. Cuanto más grande se hace la luna, más fuerzas gravitatorias de marea de Saturno la empujan hacia fuera (ver video).

El modelo no sólo revela por qué la mayor luna es la más alejada, sino también el posible origen del misterioso anillo F, una polvorienta región fuera del anillo A en la cual residen actualmente las lunas bebé. De acuerdo con el grupo de Charnoz, las lunas habrían generado el polvo del anillo F a través de colisiones entre sí. El estudio del grupo se publica en Nature hoy¹.

Heikki Salo, científico planetario de la Universidad de Oulu en Finlandia, reconoce que la explicación de la formación de lunas por parte del modelo es “muy bonita”. Pero no está seguro de si ayuda a abordar la pregunta más amplia y antigua de la edad de los anillos principales A y B de Saturno. Es posible que se formaran en los pasados 100 millones de años aproximadamente, tal vez procedentes de un gran cometa que impactó con Saturno, pero parece improbable que tal cuerpo pudiese aventurarse tan cerca en el pasado reciente. Una explicación más probable es que se formaron hace miles de millones de años en el disco protoplanetario — pero en ese caso estarían más sucios por los numerosos impactos de meteoroides.

Salo señala que el modelo del grupo de Charnoz no descarta la posibilidad de que los anillos sean más viejos, y que un “reciclado” de materia pueda explicar sus prístinas condiciones. “El origen de los anillos, por tanto, podría trasladarse a un marco temporal más probable, tal como la era del Bombardeo Pesado Tardío hace 4000 millones de años”, comenta.

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Referencias: 1. Charnoz, S., Salmon, J. & Crida, A. Nature 465, 752-754 (2010).

Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 9 de junio de 2010
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Vía: Ciencia Kanija