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Japeto: personalidad bipolar

Posted by msolarte on Aug 10, 2009 - 08:28 AM

Por considerarlo de interés para nuestros lectores, replicamos el artículo “Japeto: personalidad bipolar” publicado el 14 de julio de 2009 en el blog Odisea cósmica autoría de Carlos Perla Hernández.

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Dibujo artístico de la vista de Saturno desde Japetus, en un futuro hipotético.

Crédito: Chesly Bonestell

A diferencia de Encelado y Titán, Japeto esta geológicamente muerto. Sin embargo, es una luna muy interesante debido a su color.

El astrónomo italiano Cassini se sorprendió al ver cómo este satélite de Saturno literalmente desaparecía cada 40 días, durante la mitad de su órbita Japeto disminuía su brillo periódicamente por debajo del umbral de visibilidad de su rudimentario telescopio.

El propio Cassini concluyó que el extraño comportamiento de esta luna tenía que ser debido al hecho de que uno de sus hemisferios era muy brillante mientras que el otro era mucho más oscuro.

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Primeras imágenes de Japeto del Voyager 1. Donde se vislumbra la estructura mencionada en la novela de A. C. Clarke


El 14 de noviembre de 1980 transmitió por primera vez la primera imagen nítida de Jápeto a la Tierra, demostrando que la conclusión de Cassini 300 años atrás era correcta, curiosamente el lado de avance de Jápeto era 10 veces más oscuro que el lado posterior, mientras el primero reflejaba un 4 o 5% de luz (la misma que un trozo de carbón), el segundo tenía el brillo del cielo.

Curiosamente el escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke había descrito a Jápeto en su novela "2001 Una Odisea del Espacio" con una región elíptica blanca con un agujero negro en el centro exactamente lo que revelaban las imagenes del Voyager 1.

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Japeto fotografiada por Voyager 2 en 1981

En agosto de 1981 la sonda de la NASA Voyager 2 fotografío de nuevo la luna a tan sólo 996.000 kilómetros, obteniendo imágenes todavía mejores.

Sin embargo no fue hasta el sobrevuelo de la nave Cassini del 10 de septiembre de 2007 a tan sólo 1600 km de distancia cuando verdaderamente se obtuvieron las primeras imágenes de alta resolución de la luna.

La dicotomía entre ambos hemisferios de Jápeto ha intrigado profundamente a los científicos, preguntándose si esta característica tiende un origen endógeno o exógeno.

La primera explicación propuesta es que el material oscuro surgió del interior de Jápeto mediante una combinación de impactos y criovulcanismo.

La segunda explicación propone que el material oscuro procede de otro satélite de Saturno y fue eyectado a través del impacto de un gran meteorito, los satélites candidatos podrían ser Febe o Hiperión. Los resultados del sobrevuelo de Cassini parecen apoyar esta última teoría.

Ambos hemisferios están acribillados por cráteres de impacto, sin embargo existen accidentes más prominentes que los crateres en la topografía de Jápeto. Uno de los aspectos más extraños descubiertos por las imágenes de Cassini es una larga cadena montañosa situada casi exactamente en el ecuador, como si fuera el abultamiento de una nuez. Algunas de estas montañas ya habían sido fotografiadas en las imágenes de los Voyager, pero nadie esperaba que se extendiesen por la mitad del satélite. Existen lugares en que esta cadena es realmente alta alcanzando 20 km, y midiendo 70 km en la base. Lo que es verdaderamente notable para un mundo de apenas 1400 km de diámetro.

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Hemisferio brillante de Japeto visto por la sonda Cassini

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Hemisferio oscuro de Japeto visto por la sonda Cassini


El análisis de esta cadena montañosa sugiere que es muy antigua, quizá el resultado de disminución de la velocidad de rotación de Jápeto. Pero los impactos posteriores han masacrado esta cadena de tal forma que es difícil de averiguar su forma incial y por tanto su origen. Además la forma abollada del satélite indica que durante la mayor parte de su historia ha permanecido rígido y congelado.

Si Jápeto se ha congelado hace tanto tiempo la teoría de la actividad geológica interna que explicarse la separación entre el terreno claro y oscuro no tiene sentido. Algo debería mantener esta separación tan marcada puesto que los innumerables impactos producidos en su historia habrían expuesto el hielo brillante en las regiones oscuras y habrían distribuido el material oscuro a la región es anteriormente brillantes. Por lo cual los científicos buscan un origen externo a esta marcada diferenciación.

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Cadena montañosa Himalaya en el ecuador de Japeto


El equipo de imagen de Cassini ha descubierto algunas pistas en los patrones de material claro y oscuro. En primer lugar, la historia no es tan sencilla como "el lado de avance es oscuro y el lado posterior es claro". El material oscuro que rodea el ecuador invade el lado posterior, mientras que los polos Norte y Sur son brillantes tanto en el hemisferio de avance como en el hemisferio posterior.

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Contraste abrupto entre las zonas brillantes y oscuras de Japeto


Aunque existe una diferencia de color que se ajusta bastante bien con el límite avance-posterior, el lado de avance que en un tono más rojizo que el lado posterior. Al acumularse este material oscuro y calentarse lo suficiente, se produjo un proceso de "segregación térmica", mediante el cual comenzó a evaporarse hielo de agua del lado oscuro en dirección a las zonas más frías (los polos y otras regiones). Éste proceso se habría continuado produciéndose hasta hoy, oscureciendo las partes ricas en este material. Éste modelo de segregación térmica sea utilizado para explicar el extraño terreno de la luna de Júpiter Calixto.

Cuando el material oscuro aterrizó en el hielo de Japeto, el hielo oscuro se calentó más deprisa, y a temperaturas más altas que el hielo brillante. Cuando el hielo oscuro se expone a la luz del sol el hielo de esta región se vaporiza más deprisa que el hielo de la regiones brillantes. La segregación térmica tiene sentido tiene Jápeto puesto que al situarse en una órbita muy distante gira muy lentamente una vez cada 80 días. Por lo que su temperatura diurna confirmada por instrumento CIRS (unos 140º C en la región oscura) se elevan mucho más que las otras lunas facilitando la vaporización.

El vapor de agua finalmente se congela y vuelve al suelo pero es más probable que se congele en superficies más frías, como las áreas brillantes por las áreas son variadas como los acantilados de los cráteres. Al perder el hielo las regiones oscuras se vuelven más oscuras. Es un proceso en cadena que oscurece rápidamente la regiones oscuras en cuestión de unos millones a unas decenas de millones de años, un período corto geológicamente hablando. Cuando Cassini sobrevoló Japeto durante septiembre de 2007 obtuvo imágenes detalladas de la zona de transición entre las regiones oscuras y las claras. La conclusión es que no había zonas grises, sólo blancas y negras, confirmando el modelo de segregación térmica. La fuente inicial del oscurecimiento del hemisferio de avance es todavía un misterio.

Al parecer Cassini no va a volver a sobrevolar Japeto, ni siquiera en el caso de que se autorice la misión hiperextendida. Otra sonda debería continuar investigando sobre los misterios de este satélite, la misión TSSM que debería lanzarse en la década de 2020 es la encargada de continuar esta exploración.


 

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