Página Espacial. ** Japeto, las dos caras de una misma luna **

Bienvenido. Estamos en la Web desde el 12 de Julio, 2003. Nos encontramos...!

Japeto, las dos caras de una misma luna
Jesús Salvador Giner

Encontramos a veces en el Sistema Solar algunos cuerpos que sorprenden por lo inusual de sus características. En la familia de Saturno hay ciertos mundos que han llegado a obsesionar a los planetólogos porque nunca se había visto nada igual en otras partes y porque siguen guardando muchas incógnitas que no parecen fáciles de resolver. Japeto es uno de ellos.

orría el año 1671. El astrónomo Gian Doménico Cassini (1625-1712) había llegado a París hacía poco tiempo como reconocido observador, y en ese mismo año de 1671 fue nombrado director del Observatorio de la capital gala. Como Saturno era el centro de atención por los hallazgos de Huygens en relación con anillos de este planeta (había convencido a la comunidad científica con sus ideas sobre un anillo sólido que circunda al planeta y no lo toca en ninguna parte), Cassini también se dedicó a observarlo y a intentar discernir algún detalle del planeta, o tal vez, otros satélites que eventualmente pudieran orbitarle (en 1655 el mismo Huygens había localizado a Titán).

Retrato de Gian Doménico Cassini (1625-1712), el descubridor de Japeto.

En efecto, Cassini fue capaz de observar un tenue punto bastante más alejado de Saturno que Titán. Al comprobar durante unos cuantos días que el punto no estaba estático, sino que parecía circunvalar a Saturno, Cassini se convenció que había descubierto otra luna del planeta. Hay que tener en cuenta que nos encontramos en un año tan lejano como 1671, es decir, poco más de medio siglo después de la invención del telescopio. El nuevo mundo que halló Cassini era poco brillante (magnitud 10,2 en las mejores condiciones), lo que dice mucho acerca de la capacidad visual del astrónomo y de la evolución, lenta pero continua, en materia de óptica.

El nuevo mundo, la segunda luna de Saturno, fue bautizado con el nombre de Japeto, hijo de Urano y Gaia, y cuya mujer, Clymene, le dio cuatro hijos (tres de los cuales, Atlas, Prometeo y Epimeteo darían su nombre a otros tantos satélites menores de Saturno, descubiertos gracias a las imágenes de la sonda Voyager 1).

Un aspecto curioso era que Japeto, según observó Cassini, modificaba su brillo a medida que iba recorriendo su órbita alrededor de Saturno. De hecho, había un momento en que sólo era visible cuando estaba "a un lado" de la órbita, y cuando se situaba en el opuesto apenas era distinguible del fondo del cielo. Esto llevó a pensar a Cassini que Japeto, al igual que los satélites galileanos respecto a Júpiter y la Luna respecto a nuestro planeta, mostraba siempre la misma cara a Saturno. Así es, en efecto, pero al parecer esa diferencia tan marcada de brillo no era sólo consecuencia de la variación orbital de Japeto, sino que podría deberse a que en la superficie del mismo satélite había "algo" que oscurecía un hemisferio. No sabemos a ciencia cierta si Cassini tuvo esta idea de la dicotomía de Japeto (aunque al parecer sí que pensó acerca de ello, creyendo que podría deberse, acertadamente, a una diferencia de la capacidad de la superficie para reflejar la luz solar). En cualquier caso, los avances en el conocimiento de la superficie de la luna deberían esperar hasta 1980, tres siglos después. Hasta entonces, los astrónomos no podían saber mucho más de Japeto, excepto sus características orbitales y algunas otras de carácter físico (tabla 1).

Tabla 1: Principales Datos de Japeto

Descubridor: Giovanni Domenico Cassini
Fecha del descubrimiento: 1671
Masa (kg): 1.88e+21
Masa (Tierra = 1): 3.1459e-04
Radio ecuatorial (km): 730
Radio ecuatorial (Tierra = 1): 1.1446e-01
Densidad media (gm/cm^3): 1.21
Distancia media a Saturno (km): 3,561,300
Periodo de rotación (días): 79.33018
Periodo orbital (días): 79.33018
Velocidad orbital media (km/seg): 3.27
Excentricidad orbital: 0.0283
Inclinación orbital (grados): 14.72
Velocidad de escape (km/seg): 0.586
Temperatura media en superficie: 85 K (-193ºC)
Albedo visual medio: 0.2
Albedo extremo: 0,04-0,5
Magnitud (Visual): 10.2-11.9
Composición superficial: Hielo de H2O, CH4 y NH3

Mirando los datos que tenemos sobre Japeto, hay especialmente seis que destacan. En primer lugar, el radio del satélite no es reducido; de hecho, es poco menos que la mitad del lunar (figura 2). No estamos pues ante un mundo de pequeñas dimensiones. Si en efecto la variación de brillo de Japeto es real, será debido a una característica superficial de tamaño bastante grande.

Otra información relevante es la de la densidad. Japeto sólo supera por poco la densidad del agua (1 gr/cm3), lo cual nos viene a decir que esta luna apenas posee rocas en su constitución. Estaría formada prácticamente toda de agua y hielo de agua y en su interior destacaría la inexistencia de un núcleo sólido de importancia. No sabemos cómo serán las capas internas de Japeto, pero está claro que no se parecerán a las de la Tierra, con un formidable núcleo de hierro y un manto que ocupa el 80% de todo el volumen terrestre. Por algo las lunas de Saturno han sido denominadas en conjunto como los "satélites de hielo".

Figura 2: Contorno de Japeto superpuesto al de la Luna para comparar los tamaños respectivos. La Luna tiene un diámetro de 3.476 kilómetros y Japeto de 1.440. En nuestro planeta, Japeto abarcaría desde Valencia hasta París, con centro en Toulouse.

Puede también apreciarse cómo el periodo de rotación de Japeto sobre sí mismo y el de translación alrededor de Saturno son idénticos, confirmando la observación realizada por Cassini en 1671. Un aspecto de la órbita que destaca bastante es la inclinación, de casi 15º. Esto quiere decir que Japeto no tiene la órbita en el plano del ecuador de Saturno, como los otros satélites del planeta anillado (excepto Febe), sino que está ladeada. ¿Cuál puede ser el motivo de esta inclinación? No tenemos aún una idea clara de la razón, pero tal vez esté relacionada con un impacto meteorítico, como veremos más adelante.

Por último nos referiremos al albedo, que no es más que la cantidad de luz solar que, una vez alcanza a la superficie de un cuerpo planetario, es devuelta al espacio. Todos los cuerpos del Sistema Solar poseen albedo, ya que ninguno de ellos emite luz propia (excepto el Sol, por supuesto) y depende de la capacidad de reflejar la del Sol si serán intrínsecamente más o menos brillantes. Cuando el albedo de un asteroide es cercano a 0, queremos decir que su superficie es muy poco reflectante, que sería casi como si estuviera formada por entero de material negro, como el carbón, que absorbe la mayoría de la luz que recibe. Por contra, un mundo con albedo de 1 sería extraordinariamente brillante, como si su superficie fuera hielo puro. En el caso particular de Japeto, su albedo entra dentro de la categoría de variable, pues nos encontramos con un cuerpo que, en uno de sus caras presenta un albedo de 0,04, es decir, negro profundo, y en cambio la parte posterior del satélite (la que nunca muestra a Saturno) es bastante luminosa, con un albedo de 0,5 (la Tierra tiene un albedo medio de 0,37). Veremos más adelante por qué Japeto tiene un albedo tan poco uniforme.

Todos estos datos sobre Japeto fueron confirmados, corregidos o aportados exclusivamente por la llegada al sistema de Saturno de dos sondas gemelas, las Voyager. Lanzadas en 1977, fue la Voyager 1 la que antes alcanzó al planeta anillado, consiguiendo por fin las primeras imágenes del satélite que evidenciaron la diferente luminosidad de sus dos caras (figura 3). Eran tan distintas que costaba creer que pudieran pertenecer a un mismo mundo. Casi parecía que habían cogido dos pedazos de roca interplanetaria antagónicas y las habían unido formando a Japeto, para perplejidad de los científicos planetarios.

Figura 3: Tres fotografías de la sonda estadounidense Voyager 1 de Japeto, tomadas el 14 y el 15 de noviembre de 1980 (ésta última cuando la nave ya se alejaba del satélite). Aunque la resolución es bastante baja, pueden apreciarse dos zonas claramente diferenciadas en brillo, una clara y la otra mucho más oscura. (NASA)

El 19 de junio de 1981 le tocó el turno de sorprender a la Voyager 2. Con las 110 fotografías que envió de Japeto se pudieron elaborar mapas bastante detallados de la superficie del satélite, que destacaban por encima de todo una gigantesca región oscura abarcando el ecuador de Japeto. Un 20% de la luna nos es desconocido aún, pero ya tenemos suficiente material como para estudiar a Japeto (figura 4), al menos en términos básicos.

Figura 4: Fotografía en color de Japeto, tomada por la Voyager 2, el 22 de agosto de 1981. (NASA)

A nivel general, Japeto posee una superficie dicotómica, es decir, está dividida en dos partes. Esto resultó evidente como hemos dicho incluso con las primeras observaciones telescópicas. Pero los datos de las Voyager revelaron que la diferencia entre las dos caras de Japeto es muy considerable. Sólo en relación con el brillo, la parte brillante de la luna es seis veces más brillante que la oscura, algo que debe responder por fuerza a una composición superficial distinta. A grandes rasgos, la superficie de Japeto se halla dividida por estas dos zonas; la brillante corresponde a la región de Roncesvalles, mientras que la cara oscura ha recibido la denominación de Cassini Regio, en honor al descubridor de esta luna. Más adelante comentaremos con mayor detalle las características de la región oscura, por supuesto la más interesante y enigmática de Japeto. Detengámonos ahora un instante para describir los cráteres que presenta esta luna de Saturno, y que prácticamente todos están situados dentro de los límites de Roncesvalles.

Esta gran extensión (abarca nada menos que 1200 kilómetros en la superficie japetoniana) debe ser muy antigua, ya que hay una gran cantidad de cráteres en su seno. En planetología, una manera indirecta de calcular la edad de una superficie se basa en contar el número de cráteres en una parte de esa superficie. Si hay muchos cráteres, incluso unos encima de otros, y están un poco "borrados", ello es indicio de que esa superficie tiene muchos miles de millones de años, porque es en esa época cuando se produjo un bombardeo incesante de meteoritos y pequeños asteroides que no se habían acumulado para formar el Sol o los planetas y que chocaban sin parar contra estos mundos recién nacidos. Roncesvalles Terra posee muchos cráteres y debería ser, pues, una región no modificada en exceso desde los primeros tiempos del Sistema Solar.

Los mayores cráteres en esta parte de Japeto corresponden a Marsilion, Oliver, Ogier, Carlomagno Geboin y Basan (con 136, 113, 100, 95, 81 y 76 kilómetros, respectivamente). Muchos de ellos, entre los cuales el mismo Basan, Hamon (96 kilómetros), Grandoine y Baligant (ambos de 65 kilómetros de diámetro) están como recubiertos por un material oscuro; muy probablemente han sido rellenados, de alguna manera, por el mismo elemento que recubre la parte oscura de Japeto. Encontrar los cráteres repletos de este material resulta muy importante para dilucidar el origen del mismo, como comentaremos más adelante.

Figura 5: Mapa en proyección Mercator de Japeto. Aunque existen todavía lagunas en la exploración de la superficie del satélite (y que aparecen en negro oscuro en las regiones del hemisferio sur entre 60º y 300º), salta a la vista la distinta fisonomía entre las
dos caras de Japeto. El mapa cubre la región de -70° a 70° de latitud.

La gran mayoría de los grandes depresiones de Japeto poseen pico central, característica habitual en los impactos de dimensiones mayores a la media. Basan, Grandoine y Baligant no lo presentan, debido lógicamente a estar rellenados por el material oscuro.

Carlomagno ostenta una peculiaridad, y es la de estar cruzado desde al sur hasta el noreste por un largo escarpe. De hecho, esa falla o cresta (tal vez sea una elevación debida a compresiones de la corteza de Japeto en épocas primordiales) tiene una longitud de más de un centenar de kilómetros, atravesando el citado Carlomagno y llegando incluso hasta Ogier.

Entre la Roncesvalles Terra y la Cassini Regio se encuentra una zona que no ha sido fotografiada con la suficiente resolución como para que se destaquen todos sus detalles. Aun así, se pueden observar Turpin y Othon, dos cráteres de idénticas dimensiones (86 kilómetros de diámetro). Sin embargo, lo que sin duda más destaca son las dos estructuras gigantescas que se distinguen perfectamente pese a la baja resolución alcanzada (en la figura 5, cerca del centro del mapa). La mayor de las dos, de unos 300 kilómetros de diámetro, posee unos bordes muy definidos y oscuros. De ella parecen radiar tres largas "colas", de tonalidad también oscura, y que parecen morir en otros tantos cráteres de pequeñas dimensiones (aunque no hay seguridad plena de que sean cráteres convencionales).

Figura 6: Mapa estereográfico de la región polar norte de Japeto efectuado en base a imágenes de la sonda estadounidense Voyager 2. Cubre latitudes de 65° a 90°.

Especulando sobre su naturaleza, y siempre en base a los mapas obtenidos por el USGS estadounidense, tal vez la estructura mayor, casi en contacto con Cassini Regio, estuvo rellena del material oscuro (en la actualidad presenta una base exenta del mismo) y posteriormente fue "cediéndolo" a los tres supuestos cráteres y a otras zonas. Pero esto es una especulación fácil y poco consistente, y no explica, por ejemplo, cómo se ha conseguido el "transporte" del material o por qué el fondo de la estructura está hoy desprovisto del oscuro elemento. De todos modos, hasta que no dispongamos de mapas más elaborados no podremos tener seguridad máxima de cuál es la naturaleza auténtica de los tres senderos oscuros, si es que en realidad existen y no son solamente una interpretación en base a las imágenes de la Voyager 2. La estructura menor, de algo más de 200 kilómetros, no ha sido captada con la misma definición, y parece una copia menor de su vecina.

Aunque la zona polar norte entra dentro de Roncesvalles Terra, no hemos hablado de ella hasta ahora porque quedaba fuera del mapa de la figura 5. En el polo norte de Japeto (figura 6) encontramos los cráteres catalogados de mayores dimensiones de Japeto.

Los dos cráteres mayores son Roland y Milon (144 y 120 kilómetros, respectivamente), pero en realidad cuando obtengamos mejores mapas de Japeto se descubrirán otros de mayor tamaño, y con seguridad Roland dejará de ser el protagonista en cuanto a dimensiones.

[Continúa >>]

Los trabajos publicados sólo pueden ser reproducidos
con la expresa autorización de sus autores.
Estamos en contacto: betelyuz@yahoo.com
Por cualquier corrección, sugerencia o comentario.