12: Anillos, Lunas y Plutón

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“Nuestra imaginación siempre no llega a anticipar la belleza que encontramos en la naturaleza”. —Geólogo Laurence Soderblom, discutiendo el encuentro de la Voyager de 1989 con las lunas de Neptuno

Los cuatro planetas gigantes van acompañados de lunas que orbitan alrededor de ellos como planetas en un sistema solar en miniatura. Se conocen cerca de 200 lunas en el sistema solar exterior, demasiadas para nombrarlas individualmente o discutirlas en detalle. Los astrónomos anticipan que lunas pequeñas adicionales esperan futuros descubrimientos. También hemos descubierto una fascinante variedad de anillos alrededor de cada uno de los planetas jovianos.

Antes de las misiones Voyager, incluso la más grande de las lunas del planeta exterior eran meros puntos de luz en nuestros telescopios. Entonces, en menos de una década, tuvimos imágenes de primer plano, y estas lunas se convirtieron en mundos individuales para nosotros, cada uno con características y peculiaridades únicas. La misión Galileo sumó mucho a nuestro conocimiento de las lunas de Júpiter, y la misión Cassini ha hecho lo mismo por el sistema Saturno. En 2015, la nave espacial NASA New Horizons completó la exploración inicial de los planetas “clásicos” en el sistema solar con su sobrevuelo de Plutón y sus lunas. Aquí incluimos a Plutón porque de alguna manera se asemeja a algunas de las lunas más grandes del sistema solar exterior. Cada nueva misión de nave espacial ha revelado muchas sorpresas, ya que los objetos en el sistema solar exterior son mucho más variados y geológicamente activos de lo que los científicos habían anticipado.

12.1: Sistemas de Anillo y Luna Introducidos
Los cuatro planetas jovianos van acompañados de impresionantes sistemas de lunas y anillos. Cerca de 200 lunas han sido descubiertas en el sistema solar exterior. De los cuatro sistemas de anillos, el de Saturno es el más grande y está compuesto principalmente por hielo de agua; en contraste, Urano y Neptuno tienen anillos estrechos de material oscuro, y Júpiter tiene un tenue anillo de polvo.
12.2: Las lunas galeas de Júpiter
Las lunas más grandes de Júpiter son Ganímedes y Calisto, ambos objetos de baja densidad que están compuestos por más de la mitad de hielo de agua. Calisto tiene una antigua superficie cráteres, mientras que Ganímedes muestra evidencia de una extensa actividad tectónica y volcánica, persistiendo hasta quizás hace mil millones de años. Io y Europa son más densos y más pequeños, cada uno aproximadamente del tamaño de nuestra Luna. Io es el objeto más activo volcánicamente en el sistema solar.
12.3: Titán y Tritón
La luna de Saturno Titán tiene una atmósfera que es más gruesa que la de la Tierra. Hay lagos y ríos de hidrocarburos líquidos, y evidencia de un ciclo de evaporación, condensación y retorno a la superficie que es similar al ciclo del agua en la Tierra (pero con metano líquido y etano). El módulo de aterrizaje de Cassini-Huygens se posó en Titán y mostró una escena con cantos rodados, hechos de hielo de agua, congelados más duro que la roca. La luna fría de Neptuno Tritón tiene una atmósfera muy delgada y géiseres de gas nitrógeno.
12.4: Plutón y Caronte
Plutón y Caronte han sido revelados por la nave espacial New Horizons como dos de los objetos más fascinantes del sistema solar exterior. Plutón es pequeño (un planeta enano) pero también sorprendentemente activo, con áreas contrastantes de terrenos oscuros con cráteres, cuencas de color claro de hielo de nitrógeno y montañas de agua congelada que pueden estar flotando en el hielo de nitrógeno. Incluso la luna más grande de Plutón, Caronte, muestra evidencia de actividad geológica. Tanto Plutón como Caronte resultan ser mucho más dinámicos.
12.5: Anillos Planetarios
Los anillos están compuestos por un gran número de partículas individuales que orbitan tan cerca de un planeta que sus fuerzas gravitacionales podrían haber roto piezas más grandes o evitar que las pequeñas piezas se reunieran. Los anillos de Saturno son anchos, planos y casi continuos, excepto por un puñado de huecos. Las partículas son en su mayoría hielo de agua, con dimensiones típicas de unos pocos centímetros. Encélado está hoy en erupción géiseres de agua para mantener el tenue Anillo E, el cual está compuesto por cristales de hielo muy pequeños.
12.E: Anillos, Lunas y Plutón (Ejercicios)

Miniatura: Este montaje, ensamblado a partir de imágenes individuales de Galileo y Voyager, muestra un “retrato familiar” de Júpiter (con su mancha roja gigante) y sus cuatro lunas grandes. De arriba a abajo, vemos Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Los colores son exagerados por el procesamiento de imágenes para enfatizar los contrastes. (crédito: modificación de obra por parte de la NASA).