Iapetus (luna) - Iapetus (moon)

"Japetus" vuelve a dirigir aquí. Para la figura mitológica, ver Jápeto .
"Saturno VIII" vuelve a dirigir aquí. Para el cohete, vea Saturno C-8 .
Jápeto
Jápeto visto por la sonda Cassini - 20071008.jpg
Imagen de mosaico de Cassini de Japeto
Descubrimiento
Descubierto por GD Cassini
Fecha de descubrimiento 25 de octubre de 1671
Designaciones
Designacion
 Saturno VIII
Pronunciación / Aɪ æ p ɪ t ə s /
Lleva el nombre de
 Ἰαπετός Īapetus
Adjetivos Iapetian / aɪ ə p i ʃ ə n /
Características orbitales
3 560 820  km
Excentricidad 0,027 6812 
79,3215  d
Velocidad orbital media
3,26 kilómetros por segundo
Inclinación
Satélite de Saturno
Características físicas
Dimensiones 1,492.0 × 1,492.0 × 1,424 kilometros 
Diámetro medio
 1 469 0,0 ± 5,6 kilometros
Radio medio
 734,5 ± 2,8 kilometros 
6 700 000  km 2
Masa (1,805 635 ± 0,000 375 ) × 10 21  kg 
Densidad media
1.088 ± 0.013 g / cm³ 
0,223 m / s 2 (0,0228  g ) (0,138 lunas )
0,573 km / s
79,3215 d
( síncrono )
cero
Albedo 0,05-0,5
Temperatura 90-130 K
10,2-11,9

Japeto ( / aɪ æ p ɪ t ə s / ) es el tercer mayor satélite natural de Saturno y el más grande de undécimo en el Sistema Solar . Los descubrimientos de la misión Cassini en 2007 revelaron varias características inusuales, como una enorme cresta ecuatorial que recorre las tres cuartas partes del camino alrededor de la luna.

Descubrimiento

Comparación del tamaño de la Tierra , la Luna y Jápeto (abajo a la izquierda).

Jápeto fue descubierto por Giovanni Domenico Cassini , un astrónomo francés nacido en Italia, en octubre de 1671. Lo había descubierto en el lado occidental de Saturno y trató de verlo en el lado oriental algunos meses después, pero no tuvo éxito. Este fue también el caso al año siguiente, cuando nuevamente pudo observarlo en el lado occidental, pero no en el lado oriental. Cassini finalmente observó a Jápeto en el lado este en 1705 con la ayuda de un telescopio mejorado, encontrándolo dos magnitudes más tenues en ese lado.

Cassini supuso correctamente que Jápeto tiene un hemisferio brillante y un hemisferio oscuro, y que está bloqueado por mareas , siempre manteniendo la misma cara hacia Saturno. Esto significa que el hemisferio brillante es visible desde la Tierra cuando Jápeto está en el lado occidental de Saturno, y que el hemisferio oscuro es visible cuando Jápeto está en el lado oriental. El hemisferio oscuro se llamó más tarde Cassini Regio en su honor.

Nombre

Iapetus lleva el nombre del titán Iapetus de la mitología griega . El nombre fue sugerido por John Herschel (hijo de William Herschel , descubridor de Mimas y Encelado ) en su publicación de 1847 Resultados de observaciones astronómicas hechas en el Cabo de Buena Esperanza , en la que abogaba por nombrar las lunas de Saturno en honor a los Titanes, hermanos y hermanas del Titán Cronos (a quien los romanos equiparaban con su dios Saturno ).

El nombre tiene una variante en gran medida obsoletos, Japetus / dʒ æ p ɪ t ə s / , con una forma adjetiva Japetian . Estos ocurren porque no había distinción entre las letras ⟨i⟩ y ⟨j⟩ en latín, y los autores las interpretaron de manera diferente.

Cuando se descubrió por primera vez, Jápeto estaba entre las cuatro lunas de Saturno etiquetadas como Sidera Lodoicea por su descubridor Giovanni Cassini después del rey Luis XIV (las otras tres eran Tetis , Dione y Rea ). Sin embargo, los astrónomos cayeron en el hábito de referirse a ellos usando números romanos, con Japeto siendo Saturno V . Una vez que se descubrieron Mimas y Encelado en 1789, el esquema de numeración se amplió y Jápeto se convirtió en Saturno VII . Y con el descubrimiento de Hyperion en 1848, Jápeto se convirtió en Saturno VIII , que aún hoy se conoce (ver denominación de lunas ).

Las características geológicas de Jápeto llevan el nombre de personajes y lugares del poema épico francés La canción de Roland . Ejemplos de nombres utilizados incluyen los cráteres Carlomagno y Baligant , y la región brillante del norte, Roncevaux Terra . La única excepción es Cassini Regio , la región oscura de Japeto, que lleva el nombre del descubridor de la región y la luna, Giovanni Cassini.

Orbita

La órbita de Japeto es algo inusual. Aunque es la tercera luna más grande de Saturno, orbita mucho más lejos de Saturno que la siguiente luna principal más cercana, Titán . También tiene el plano orbital más inclinado de los satélites regulares; sólo los satélites exteriores irregulares como Phoebe tienen órbitas más inclinadas. Debido a esta órbita distante e inclinada, Jápeto es la única luna grande desde la cual los anillos de Saturno serían claramente visibles; desde las otras lunas interiores, los anillos estarían de borde y serían difíciles de ver. Se desconoce la causa de esta órbita tan inclinada de Jápeto; sin embargo, no es probable que haya sido capturado. Una sugerencia para la causa de la inclinación orbital de Jápeto es un encuentro entre Saturno y otro planeta.

Características físicas

Artículo principal: Lista de características geológicas de Jápeto.

La baja densidad de Jápeto indica que está compuesto principalmente de hielo , con solo una pequeña cantidad (~ 20%) de materiales rocosos.

A diferencia de la mayoría de las grandes lunas, su forma general no es esférica ni elipsoide , pero tiene una cintura abultada y polos aplastados. Su cresta ecuatorial única (ver más abajo) es tan alta que distorsiona visiblemente la forma de Jápeto incluso cuando se ve desde la distancia. Estas características suelen llevarlo a caracterizarlo como con forma de nuez .

Jápeto está lleno de cráteres , y las imágenes de Cassini han revelado grandes cuencas de impacto, al menos cinco de las cuales tienen más de 350 km (220 millas) de ancho. El más grande, Turgis , tiene un diámetro de 580 km (360 mi); su borde es extremadamente empinado e incluye una escarpa de unos 15 km (9,3 millas) de altura. Se sabe que Jápeto soporta deslizamientos de tierra de larga duración o sturzstroms , posiblemente apoyados por deslizamientos de hielo.

Mapa de color mejorado (27,6 MB). El hemisferio principal está a la derecha.
Mapas de colores mejorados de los
hemisferios norte y sur
Mapas de colores mejorados de
hemisferios anteriores y posteriores

Coloración de dos tonos

Imagen en color natural de Japeto

En el siglo XVII, Giovanni Cassini observó que podía ver a Jápeto solo en el lado oeste de Saturno y nunca en el este. Dedujo correctamente que Jápeto está bloqueado en rotación sincrónica alrededor de Saturno y que un lado de Jápeto es más oscuro que el otro, conclusiones confirmadas más tarde por telescopios más grandes.

Vista de Cassini Regio. Los grandes cráteres visibles incluyen Falsaron (arriba a la izquierda), Turgis (arriba y a la derecha del centro) y Ganelon (abajo a la derecha)
Las regiones brillantes de Japeto. Roncevaux Terra está en la cima (norte); Zaragoza Terra con su prominente cuenca Engelier, la segunda más grande de Jápeto, está en la parte inferior.

La diferencia de color entre los dos hemisferios japetos es sorprendente. El hemisferio delantero y los lados son oscuros ( albedo 0,03-0,05) con una ligera coloración marrón rojiza , mientras que la mayor parte del hemisferio posterior y los polos son brillantes (albedo 0,5-0,6, casi tan brillante como Europa ). Por lo tanto, la magnitud aparente del hemisferio posterior es de alrededor de 10,2, mientras que la del hemisferio principal es de alrededor de 11,9, más allá de la capacidad de los mejores telescopios del siglo XVII. El patrón de coloración es análogo a un símbolo esférico de yin-yang o las dos secciones de una pelota de tenis. La región oscura se llama Cassini Regio , y la región brillante se divide en Roncevaux Terra al norte del ecuador y Zaragoza Terra al sur. Antes de que las sondas del espacio profundo pudieran realizar observaciones ópticas, las teorías sobre el motivo de esta dicotomía incluían un asteroide que se desprendía de parte de la corteza lunar. Se cree que el material oscuro original proviene del exterior de Jápeto, pero ahora consiste principalmente en un retraso de la sublimación del hielo de las áreas más cálidas de la superficie de Jápeto. Contiene compuestos orgánicos similares a las sustancias que se encuentran en los meteoritos primitivos o en la superficie de los cometas ; Las observaciones realizadas en la Tierra han demostrado que es carbonáceo y probablemente incluye compuestos ciano como los polímeros de cianuro de hidrógeno congelados .

Primer plano de la región del polo norte, con el gran cráter de impacto Falsaron cerca del fondo
La dicotomía de color de Jápeto. El color más rojo del hemisferio anterior se puede ver en áreas brillantes en una imagen de menor contraste (izquierda) y en áreas oscuras en imágenes de mayor contraste (derecha).

El 10 de septiembre de 2007, el orbitador Cassini pasó a 1227 km (762 millas) de Jápeto y devolvió imágenes que muestran que ambos hemisferios están llenos de cráteres. La dicotomía de color de parches dispersos de material claro y oscuro en la zona de transición entre Cassini Regio y las áreas brillantes existe a escalas muy pequeñas, hasta una resolución de imagen de 30 metros (98 pies). Hay material oscuro que se llena en las regiones bajas y material ligero en las laderas de los cráteres que miran hacia los polos, débilmente iluminadas, pero no hay matices de gris. El material oscuro es una capa muy delgada, de solo unas pocas decenas de centímetros (aproximadamente un pie) de espesor al menos en algunas áreas, según las imágenes de radar de Cassini y el hecho de que impactos de meteoritos muy pequeños han perforado el hielo debajo.

Una mejor hipótesis es que el material oscuro está rezagado (residuo) de la sublimación (evaporación) del hielo de agua en la superficie de Jápeto, posiblemente oscurecido aún más por la exposición a la luz solar. Debido a su lenta rotación de 79 días (igual a su revolución y la más larga en el sistema de Saturno), Jápeto habría tenido la temperatura de superficie más cálida durante el día y la temperatura más fría durante la noche en el sistema de Saturno incluso antes del desarrollo del contraste de color; cerca del ecuador, la absorción de calor por el material oscuro da como resultado temperaturas diurnas de 129  K (−144 ° C) en la Cassini Regio oscura en comparación con 113 K (−160 ° C) en las regiones brillantes. La diferencia de temperatura significa que el hielo se sublima preferentemente desde Cassini Regio y se deposita en las áreas brillantes y especialmente en los polos aún más fríos. A lo largo de escalas de tiempo geológico, esto oscurecería aún más la Cassini Regio e iluminaría el resto de Jápeto, creando un proceso de fuga térmica de retroalimentación positiva de un contraste cada vez mayor en el albedo, que terminaría con la pérdida de todo el hielo expuesto de la Cassini Regio. Se estima que durante un período de mil millones de años a las temperaturas actuales, las áreas oscuras de Jápeto perderían unos 20 metros (70 pies) de hielo por sublimación, mientras que las regiones brillantes perderían solo 10 cm (4 pulgadas), sin considerar el hielo transferido de las regiones oscuras. Este modelo explica la distribución de las áreas claras y oscuras, la ausencia de tonos de gris y la delgadez del material oscuro que cubre la Cassini Regio. La redistribución del hielo se ve facilitada por la débil gravedad de Jápeto, lo que significa que a temperatura ambiente una molécula de agua puede migrar de un hemisferio a otro en unos pocos saltos.

Sin embargo, se requeriría un proceso separado de segregación de color para iniciar la retroalimentación térmica. Se cree que el material oscuro inicial fue arrojado por meteoros de pequeñas lunas exteriores en órbitas retrógradas y barrido por el hemisferio principal de Jápeto. El núcleo de este modelo tiene unos 30 años y fue revivido por el sobrevuelo de septiembre de 2007.

Los escombros ligeros fuera de la órbita de Jápeto, ya sea liberados de la superficie de una luna por impactos de micrometeoroides o creados en una colisión, entrarían en espiral a medida que su órbita decayera . Se habría oscurecido por la exposición a la luz solar. Una porción de cualquier material de ese tipo que cruzó la órbita de Jápeto habría sido barrida por su hemisferio delantero, recubriéndolo; Una vez que este proceso creara un modesto contraste en el albedo y, por lo tanto, un contraste en la temperatura, la retroalimentación térmica descrita anteriormente habría entrado en juego y exagerado el contraste. En apoyo de la hipótesis, los modelos numéricos simples de la deposición exógena y los procesos de redistribución del agua termal pueden predecir de cerca la apariencia de dos tonos de Jápeto. De hecho, se puede observar una sutil dicotomía de color entre los hemisferios anterior y posterior de Jápeto, siendo el primero más rojizo, en las comparaciones entre las áreas brillantes y oscuras de los dos hemisferios. En contraste con la forma elíptica de Cassini Regio, el contraste de color sigue de cerca los límites del hemisferio; la gradación entre las regiones de diferentes colores es gradual, en una escala de cientos de kilómetros. La siguiente luna hacia adentro desde Jápeto, que gira caóticamente a Hyperion , también tiene un color rojizo inusual.

Primer plano de montañas de 10 kilómetros de altura (6 millas) dentro de la cresta ecuatorial en la región oscura de Jápeto
Impresión artística del anillo de Phoebe , que empequeñece los anillos principales de Saturno

El depósito más grande de material que cae es Phoebe , la mayor de las lunas exteriores. Aunque la composición de Phoebe se parece más a la del hemisferio brillante de Jápeto que al oscuro, el polvo de Phoebe solo sería necesario para establecer un contraste en el albedo, y presumiblemente se habría oscurecido en gran medida por la sublimación posterior. El descubrimiento de un tenue disco de material en el plano y justo dentro de la órbita de Phoebe se anunció el 6 de octubre de 2009, apoyando el modelo. El disco se extiende de 128 a 207 veces el radio de Saturno, mientras que Phoebe orbita a una distancia promedio de 215 radios de Saturno. Fue detectado con el telescopio espacial Spitzer .

Forma general

Las medidas triaxiales actuales de Jápeto le dan dimensiones radiales de 746 km × 746 km × 712 km (464 mi × 464 mi × 442 mi), con un radio medio de 734,5 ± 2,8 km (456,4 ± 1,7 mi). Sin embargo, estas mediciones pueden ser inexactas en la escala de kilómetros, ya que toda la superficie de Jápeto aún no ha sido fotografiada con una resolución lo suficientemente alta. El achatamiento observado sería consistente con el equilibrio hidrostático si Jápeto tuviera un período de rotación de aproximadamente 16 horas, pero no es así; su período de rotación actual es de 79 días. Una posible explicación de esto es que la forma de Jápeto se congeló por la formación de una corteza gruesa poco después de su formación, mientras que su rotación continuó disminuyendo después debido a la disipación de las mareas , hasta que se bloqueó por las mareas .

Cresta ecuatorial

Artículo principal: cresta ecuatorial en Japeto
Primer plano de la cresta ecuatorial

Otro misterio de Jápeto es la cresta ecuatorial que corre a lo largo del centro de Cassini Regio, de unos 1.300 km (810 millas) de largo, 20 km (12 millas) de ancho y 13 km (8,1 millas) de altura. Fue descubierto cuando la nave espacial Cassini tomó imágenes de Jápeto el 31 de diciembre de 2004. Los picos en la cresta se elevan más de 20 km (12 millas) por encima de las llanuras circundantes, lo que las convierte en algunas de las montañas más altas del Sistema Solar . La cresta forma un sistema complejo que incluye picos aislados, segmentos de más de 200 km (120 millas) y secciones con tres crestas casi paralelas. Dentro de las regiones brillantes no hay crestas, pero hay una serie de picos aislados de 10 km (6,2 millas) a lo largo del ecuador. El sistema de crestas está lleno de cráteres, lo que indica que es antiguo. La protuberancia ecuatorial prominente le da a Jápeto una apariencia similar a una nuez .

No está claro cómo se formó la cresta. Una dificultad es explicar por qué sigue el ecuador casi a la perfección. Hay al menos cuatro hipótesis actuales, pero ninguna de ellas explica por qué la cresta está confinada a Cassini Regio.

Simulación por computadora de la aparición de Saturno desde Jápeto cuando se encuentra en el punto "más alto" de su órbita inclinada. Los anillos de Saturno son claramente visibles (desde las otras lunas grandes solo se pueden ver de borde).
  • Un equipo de científicos asociados con la misión Cassini ha argumentado que la cresta podría ser un remanente de la forma achatada del joven Jápeto, cuando giraba más rápidamente que en la actualidad. La altura de la cresta sugiere un período máximo de rotación de 17 horas. Si Jápeto se enfrió lo suficientemente rápido como para preservar la cresta, pero permaneció plástico el tiempo suficiente para que las mareas elevadas por Saturno hayan ralentizado la rotación a su corriente bloqueada por la marea de 79 días, Jápeto debe haber sido calentado por la desintegración radiactiva del aluminio-26 . Este isótopo parece haber sido abundante en la nebulosa solar a partir de la cual se formó Saturno, pero desde entonces ha decaído. Las cantidades de aluminio-26 necesarias para calentar Jápeto a la temperatura requerida dan una fecha tentativa de su formación en relación con el resto del Sistema Solar: Jápeto debe haberse reunido antes de lo esperado, solo dos millones de años después de que los asteroides comenzaran a formarse.
  • La cresta podría ser un material helado que brotó de debajo de la superficie y luego se solidificó. Si se hubiera formado lejos de la posición del ecuador en ese momento, esta hipótesis requiere que el eje de rotación hubiera sido conducido a su posición actual por la cresta.
  • Jápeto podría haber tenido un sistema de anillos durante su formación debido a su gran esfera de Hill de ~ 49 radios japetos, y que la cresta ecuatorial se produjo luego por acreción por colisión de este anillo.
  • La cresta y la protuberancia son el resultado de un antiguo vuelco convectivo. Esta hipótesis establece que la protuberancia se encuentra en el equilibrio isostático típico de las montañas terrestres. Significa que debajo del abultamiento hay material de baja densidad (raíces). El peso del bulto se compensa con las fuerzas de flotación que actúan sobre las raíces. La cresta también está construida con materia menos densa. Su posición a lo largo del ecuador es probablemente el resultado de la fuerza de Coriolis que actúa sobre el interior líquido de Jápeto.
Vista lateral de la órbita de Jápeto (rojo) en comparación con las otras lunas grandes, mostrando su inclinación inusualmente alta
Vista polar de la órbita de Jápeto (rojo) en comparación con las otras grandes lunas de Saturno

Formación

Se piensa típicamente que las lunas de Saturno se formaron a través de la co-acreción , un proceso similar al que se cree que formó los planetas del Sistema Solar. A medida que se formaron los jóvenes gigantes gaseosos, fueron rodeados por discos de material que gradualmente se fusionaron en lunas. Sin embargo, un modelo propuesto sobre la formación de Titán sugiere que Titán se formó en cambio en una serie de impactos gigantes entre lunas preexistentes. Se cree que Jápeto y Rea se formaron a partir de parte de los escombros de estas colisiones. Sin embargo, estudios más recientes sugieren que todas las lunas de Saturno en el interior de Titán no tienen más de 100 millones de años; por lo tanto, es poco probable que Jápeto se haya formado en la misma serie de colisiones que Rea y todas las demás lunas del interior de Titán y, junto con Titán, puede ser un satélite primordial.

Exploración

Jápeto ha sido fotografiado varias veces desde distancias moderadas por el orbitador Cassini . Sin embargo, su gran distancia de Saturno dificulta la observación de cerca. Cassini hizo un sobrevuelo cercano dirigido, a un alcance mínimo de 1.227 km (762 millas), el 10 de septiembre de 2007.

En la cultura popular

El monolito presentado durante el clímax de la novela 2001: Una odisea del espacio de Arthur C. Clarke de 1968 se encuentra en Iapetus.

Un equipo de científicos explora Iapetus en The Saturn Game , una novela de ciencia ficción de Poul Anderson (1981).

Jápeto es también el escenario de la historia de la escritora checa Julie Nováková "La larga noche de Iapetan", publicada en la edición de noviembre de 2020 de la Revista de ciencia ficción de Asimov .

Galería

Un mapa de imágenes compuestas de la superficie de Jápeto.

Ver también

Referencias

enlaces externos

Escuche este artículo ( 19 minutos )
Icono de Wikipedia hablado
Este archivo de audio se creó a partir de una revisión de este artículo con fecha del 22 de agosto de 2013 y no refleja las ediciones posteriores. ( 2013-08-22 )
( Ayuda de audio  · Más artículos hablados )