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Rea (luna)

Rea ( / ˈ r iː . ə / ) es la segunda luna más grande de Saturno y la novena luna más grande del Sistema Solar , con una superficie comparable al área de Australia . Es el cuerpo más pequeño del Sistema Solar para el cual mediciones precisas han confirmado una forma consistente con el equilibrio hidrostático . Rea tiene una órbita casi circular alrededor de Saturno, pero también está bloqueada por mareas , como las otras lunas principales de Saturno; es decir, gira con el mismo período que gira ( órbitas ), por lo que un hemisferio siempre mira hacia el planeta.

La luna en sí tiene una densidad bastante baja, compuesta aproximadamente por tres cuartas partes de hielo y solo una cuarta parte de roca. La superficie de Rea está llena de cráteres, con hemisferios delantero y trasero bien diferenciados. Al igual que la luna Dione , tiene acantilados de hielo de alto albedo que aparecen como rayas brillantes y tenues visibles desde el espacio. La temperatura de la superficie varía entre -174 °C y -220 °C.

Rea fue descubierta en 1672 por Giovanni Domenico Cassini . Desde entonces, ha sido visitada por las dos sondas Voyager y fue objeto de sobrevuelos cercanos de la sonda Cassini en 2005, 2007, 2010, 2011 y una vez más en 2013.

Descubrimiento

Rea fue descubierta por Giovanni Domenico Cassini el 23 de diciembre de 1672, con un telescopio de 10,4 metros (34 pies) fabricado por Giuseppe Campani . [1] [12] Cassini nombró a las cuatro lunas que descubrió (Tetis, Dione, Rea y Jápeto ) Sidera Lodoicea (las estrellas de Luis) en honor al rey Luis XIV . [1] Rea fue la segunda luna de Saturno que Cassini descubrió, y la tercera luna descubierta alrededor de Saturno en general. [1]

Nombre

Rea recibe su nombre de la titánide Rea de la mitología griega , la "madre de los dioses" y esposa de Cronos , la contraparte griega del dios Saturno . También se le designa como Saturno V (siendo la quinta luna principal que se aleja del planeta, después de Mimas , Encélado , Tetis y Dione ). [13] [14]

Los astrónomos adquirieron el hábito de referirse a ellos y a Titán como Saturno I a Saturno V. [ 1] Una vez que se descubrieron Mimas y Encélado, en 1789, el esquema de numeración se extendió a Saturno VII , y luego a Saturno VIII con el descubrimiento de Hiperión en 1848. [14]

Rea no recibió nombre hasta 1847, cuando John Herschel (hijo de William Herschel , descubridor del planeta Urano y otras dos lunas de Saturno, Mimas y Encélado ) sugirió en Resultados de las observaciones astronómicas realizadas en el Cabo de Buena Esperanza que se utilizaran los nombres de los Titanes, hermanas y hermanos de Cronos (Saturno, en la mitología romana). [15] [1]

Órbita

La órbita de Rea tiene una excentricidad muy baja (0,001), lo que significa que es casi circular. Tiene una inclinación baja de menos de un grado, inclinada solo 0,35° con respecto al plano ecuatorial de Saturno. [5]

Rea está bloqueada por las mareas y gira sincrónicamente; es decir, gira a la misma velocidad que gira (órbita), por lo que un hemisferio siempre está mirando hacia Saturno. Esto se llama el polo cercano . Del mismo modo, un hemisferio siempre mira hacia adelante, en relación con la dirección del movimiento; esto se llama el hemisferio delantero ; el otro lado es el hemisferio trasero, que mira hacia atrás en relación con el movimiento de la luna. [16] [17]

Características físicas

Tamaño, masa y estructura interna

Comparación del tamaño de la Tierra (derecha), la Luna (arriba a la izquierda) y Rea (abajo a la izquierda)

Rea es un cuerpo helado con una densidad de aproximadamente 1,236 g/cm 3 . Esta baja densidad indica que está compuesto de ~25% de roca (densidad ~3,25 g/cm 3 ) y ~75% de hielo de agua (densidad ~0,93 g/cm 3 ). Se cree que una capa de Hielo II (una forma de hielo de alta presión y temperatura extra baja), basándose en el perfil de temperatura de la luna, comienza alrededor de 350 a 450 kilómetros (220 a 280 mi) debajo de la superficie. [18] [19] [20] Rea tiene 1.528 kilómetros (949 mi) de diámetro, pero sigue siendo solo un tercio del tamaño de Titán , la luna más grande de Saturno. [21] Aunque Rea es la novena luna más grande, es solo la décima luna más masiva. De hecho, Oberón , la segunda luna más grande de Urano, tiene casi el mismo tamaño, pero es significativamente más densa que Rea (1,63 frente a 1,24) y, por lo tanto, más masiva, aunque Rea es ligeramente más grande en volumen. [d] La superficie de la luna se puede estimar en 7.330.000 kilómetros cuadrados (2.830.000 millas cuadradas), similar a Australia (7.688.287 km 2 ). [22] [b]

Antes de la misión Cassini-Huygens , se suponía que Rea tenía un núcleo rocoso. [23] Sin embargo, las mediciones tomadas durante un sobrevuelo cercano del orbitador Cassini en 2005 pusieron esto en duda. En un artículo publicado en 2007 se afirmó que el coeficiente de momento de inercia adimensional axial era 0,4. [e] [24] Tal valor indicaba que Rea tenía un interior casi homogéneo (con cierta compresión de hielo en el centro) mientras que la existencia de un núcleo rocoso implicaría un momento de inercia de aproximadamente 0,34. [23] En el mismo año, otro artículo afirmó que el momento de inercia era de aproximadamente 0,37. [f] El hecho de que Rea esté parcial o totalmente diferenciada sería coherente con las observaciones de la sonda Cassini . [25] Un año después, otro artículo afirmó que la luna podría no estar en equilibrio hidrostático , lo que significa que el momento de inercia no se puede determinar solo a partir de los datos de gravedad. [26] En 2008, un autor del primer artículo intentó conciliar estos tres resultados dispares. Concluyó que hay un error sistemático en los datos Doppler de radio de Cassini utilizados en el análisis, pero después de restringir el análisis a un subconjunto de datos obtenidos más cerca de la luna, llegó a su antiguo resultado de que Rea estaba en equilibrio hidrostático y tenía un momento de inercia de aproximadamente 0,4, lo que nuevamente implica un interior homogéneo. [9]

La forma triaxial de Rea es consistente con un cuerpo homogéneo en equilibrio hidrostático que gira a la velocidad angular de Rea. [27] Los modelos de 2006 sugirieron que Rea podría ser apenas capaz de sostener un océano interno de agua líquida mediante el calentamiento por desintegración radiactiva ; un océano de este tipo tendría que estar a unos 176 K, la temperatura eutéctica para el sistema agua-amoníaco. [28] Indicaciones más recientes son que Rea tiene un interior homogéneo y, por lo tanto, que este océano no existe. [9]

Características de la superficie

Las características de Rea se asemejan a las de Dione , con hemisferios delantero y trasero distintos y dismilares, lo que sugiere una composición e historias similares. La temperatura en Rea es de 99 K (−174 °C) bajo la luz solar directa y entre 73 K (−200 °C) y 53 K (−220 °C) a la sombra.

Las características de la superficie de Rhea están bien definidas debido a la iluminación.

Rea tiene una superficie bastante típica llena de cráteres , [29] con las excepciones de unas pocas chasmata o fracturas grandes de tipo Dione (antes conocidas como terreno tenue ) en el hemisferio posterior (el lado que mira en dirección opuesta a la del movimiento a lo largo de la órbita de Rea) [30] y una "línea" muy tenue de material en el ecuador de Rea que puede haber sido depositada por material que se desorbita de sus anillos. [31] Rea tiene dos cuencas de impacto muy grandes en su hemisferio que mira en dirección opuesta a Saturno, que tienen unos 400 y 500 km de ancho. [30] La más septentrional y menos degradada de las dos, llamada Tirawa , es aproximadamente comparable en tamaño a la cuenca Odysseus en Tetis . [29] Hay un cráter de impacto de 48 km de diámetro a 112°O que es prominente debido a un sistema extendido de rayos brillantes , que se extienden hasta 400 km (250 mi) de distancia del cráter, a través de la mayor parte de un hemisferio. [30] [32] Este cráter, llamado Inktomi , es apodado "The Splat", y puede ser uno de los cráteres más jóvenes en las lunas interiores de Saturno. Esto fue hipotetizado en un artículo de 2007 publicado por Lunar and Planetary Science . [30] Los cráteres de impacto de Rea están más nítidamente definidos que los cráteres más planos que son omnipresentes en Ganímedes y Calisto ; Se cree que esto se debe a una gravedad superficial mucho menor (0,26 m/s2 , en comparación con los 1,428 m/s2 de Ganímedes y los 1,235 m/ s2 de Calisto ) y a una corteza de hielo más rígida. De manera similar, en Rea no hay mantas de eyección (mantas asimétricas de partículas eyectadas que rodean los cráteres de impacto), lo que podría ser otro resultado de la baja gravedad superficial de la luna. [33]

Primer plano que muestra dos cráteres en la superficie de Rea, tomada en 2013 por la sonda espacial Cassini

Su superficie se puede dividir en dos áreas geológicamente diferentes según la densidad de cráteres ; la primera área contiene cráteres que tienen más de 40 km de diámetro, mientras que la segunda área, en partes de las regiones polares y ecuatoriales, solo tiene cráteres de menos de ese tamaño. Esto sugiere que un importante evento de resurgimiento ocurrió en algún momento durante su formación. El hemisferio delantero está muy craterizado y uniformemente brillante. Al igual que en Calisto , los cráteres carecen de las características de alto relieve que se ven en la Luna y Mercurio . Se ha teorizado que estas llanuras craterizadas tienen hasta cuatro mil millones de años en promedio. [34] En el hemisferio posterior hay una red de franjas brillantes sobre un fondo oscuro y menos cráteres. [35] Se cree, basándose en datos de la sonda Cassini, que se trata de características tectónicas: depresiones ( graben ) y valles, con laderas de acantilados cubiertas de hielo que causan la blancura de las líneas (más técnicamente su albedo ). [36] Se cree que las extensas áreas oscuras son tolinas depositadas , que son una mezcla de compuestos orgánicos complejos generados en el hielo por pirólisis y radiólisis de compuestos simples que contienen carbono, nitrógeno e hidrógeno. [37] El lado posterior de la superficie de Rea está irradiado por la magnetosfera de Saturno , que puede causar cambios a nivel químico en la superficie, incluida la radiólisis (ver § Atmósfera). Las partículas del anillo E de Saturno también son arrojadas al hemisferio delantero de la luna, cubriéndolo. [38]

Rea tiene cierta evidencia de actividad endógena, es decir, actividad que se origina dentro de la luna, como calentamiento y actividad criovolcánica : hay sistemas de fallas y cráteres con bases elevadas (los llamados cráteres "relajados"), aunque este último aparentemente solo está presente en cráteres grandes de más de 100 km (62 mi) de diámetro. [39] [40] [38]

Formación

Se cree que las lunas de Saturno se formaron por coacreción , un proceso similar al que se cree que formó los planetas del Sistema Solar. A medida que se formaban los jóvenes planetas gigantes, estaban rodeados de discos de material que gradualmente se fusionaron para formar lunas. Sin embargo, un modelo propuesto por Erik Asphaug y Andreas Reufer para la formación de Titán también puede arrojar nueva luz sobre el origen de Rea y Jápeto . En este modelo, Titán se formó en una serie de impactos gigantes entre lunas preexistentes, y se cree que Rea y Jápeto se formaron a partir de parte de los restos de estas colisiones. [41]

Atmósfera

El 27 de noviembre de 2010, la NASA anunció el descubrimiento de una atmósfera extremadamente tenue: la exosfera . Está compuesta de oxígeno y dióxido de carbono en una proporción de aproximadamente 5 a 2. La densidad superficial de la exosfera es de entre 10 5 y 10 6 moléculas por centímetro cúbico, dependiendo de la temperatura local. La principal fuente de oxígeno es la radiólisis del hielo de agua en la superficie a través de la irradiación de la magnetosfera de Saturno . La fuente del dióxido de carbono es menos clara, pero puede estar relacionada con la oxidación de los compuestos orgánicos presentes en el hielo o con la desgasificación del interior de la luna. [38] [42] [43]

Posible sistema de anillos

El 6 de marzo de 2008, la NASA anunció que Rea podría tener un sistema de anillos débil. Esto marcaría el primer descubrimiento de anillos alrededor de una luna. La existencia de los anillos se dedujo por los cambios observados en el flujo de electrones atrapados por el campo magnético de Saturno cuando Cassini pasó por Rea. [44] [45] [46] El polvo y los escombros podrían extenderse hasta la esfera de Hill de Rea , pero se pensaba que eran más densos cerca de la luna, con tres anillos estrechos de mayor densidad. La hipótesis de un anillo se vio reforzada por el hallazgo posterior de la presencia de un conjunto de pequeños puntos brillantes ultravioleta distribuidos a lo largo del ecuador de Rea (interpretados como los puntos de impacto del material del anillo que se desorbita). [47] Sin embargo, cuando Cassini hizo observaciones específicas del supuesto plano del anillo desde varios ángulos, no se encontró evidencia de material del anillo, lo que sugiere que se necesita otra explicación para las observaciones anteriores. [48] [49]

Exploración

Las primeras imágenes de Rea fueron obtenidas por las naves espaciales Voyager 1 y 2 en 1980-1981.

La sonda Cassini , que formaba parte de la misión Cassini-Huygens , que constaba de dos orbitadores y módulo de aterrizaje, realizó cinco sobrevuelos cercanos al sistema de Saturno. Lanzada en 1997, la sonda Cassini-Huygens tenía como objetivo el sistema de Saturno; en total tomó más de 450.000 imágenes. [50] Cassini pasó a una distancia de 500 km el 26 de noviembre de 2005; a una distancia de 5.750 km el 30 de agosto de 2007; a una distancia de 100 km el 2 de marzo de 2010; a una distancia de 69 km el 11 de enero de 2011; [51] y un último sobrevuelo a 992 km el 9 de marzo de 2013. [52]

Véase también

Notas

  1. ^ Calculado sobre la base de otros parámetros.
  2. ^ ab El área de la superficie se puede estimar, dado el radio, con la fórmula 4 πr 2
  3. ^ Área de superficie derivada del radio ( r ): 4\pi r^2 .
  4. ^ Las lunas más masivas que Rea son: la Luna , las cuatro lunas galileanas , Titán, Tritón, Titania y Oberón. Oberón, la segunda luna más grande de Urano, tiene un radio que es aproximadamente un 0,4 % menor que el de Rea, pero una densidad que es aproximadamente un 26 % mayor. Véase JPLSSD.
  5. ^ Más precisamente, 0,3911. [24]
  6. ^ Más precisamente, 0,3721. [25]

Referencias

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