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Tritón (luna)

Tritón es el satélite natural más grande del planeta Neptuno . Es la única luna de Neptuno lo suficientemente masiva como para ser redondeada por su propia gravedad y alberga una atmósfera delgada pero bien estructurada . Tritón orbita a Neptuno en una órbita retrógrada (girando en la dirección opuesta a la rotación del planeta padre), la única luna grande en el Sistema Solar que lo hace. [3] [13] Se cree que Tritón alguna vez fue un planeta enano del cinturón de Kuiper , capturado en la órbita de Neptuno por la gravedad de este último . [14]

Con 2.710 kilómetros (1.680 mi) [6] de diámetro, Tritón es la séptima luna más grande del Sistema Solar, la segunda luna planetaria más grande en relación con su luna primaria (después de la Luna de la Tierra ) y más grande que todos los planetas enanos conocidos . La densidad media es2,061 g/cm 3 , [6] lo que refleja una composición de aproximadamente 30–45% de hielo de agua en masa , [7] : 866  siendo el resto principalmente roca y metal. Tritón se diferencia, con una corteza principalmente de hielo sobre un probable océano subterráneo de agua líquida y un núcleo sólido rocoso-metálico en su centro. Aunque la órbita de Tritón es casi circular con una excentricidad orbital muy baja de0,000016 , [2] El interior de Tritón aún puede experimentar calentamiento por mareas oblicuas.

Tritón es uno de los mundos geológicamente más activos del Sistema Solar, con una edad superficial media estimada de menos de 100 millones de años. Su superficie está cubierta de nitrógeno congelado y es geológicamente joven, con muy pocos cráteres de impacto . Los terrenos criovolcánicos y tectónicos jóvenes e intrincados sugieren una historia geológica compleja. La atmósfera de Tritón está compuesta principalmente de nitrógeno, con componentes menores de metano y monóxido de carbono . La atmósfera de Tritón es relativamente delgada y muy variable, con su presión atmosférica superficial variando hasta en un factor de tres en los últimos 30 años. La atmósfera de Tritón sostiene nubes de cristales de hielo de nitrógeno y una capa de neblina atmosférica orgánica .

Tritón fue la primera luna neptuniana descubierta el 10 de octubre de 1846 por el astrónomo inglés William Lassell . El sobrevuelo de Tritón en 1989 por la sonda espacial Voyager 2 sigue siendo la única visita cercana a la luna a partir de 2024. Como la sonda solo pudo estudiar alrededor del 40% de la superficie de la luna, se han desarrollado múltiples misiones conceptuales para volver a visitar Tritón. Estas incluyen un Trident de clase Discovery y un Triton Ocean Worlds Surveyor y Nautilus de clase New Frontiers . [15] [16]

Descubrimiento y denominación

William Lassell, el descubridor de Tritón

Tritón fue descubierto por el astrónomo británico William Lassell el 10 de octubre de 1846, [17] tan solo 17 días después del descubrimiento de Neptuno . Cuando John Herschel recibió la noticia del descubrimiento de Neptuno, le escribió a Lassell sugiriendo que buscara posibles lunas. Lassell descubrió Tritón ocho días después. [17] [18] Lassell también afirmó durante un período [g] haber descubierto anillos. [19] Aunque más tarde se confirmó que Neptuno tenía anillos , son tan tenues y oscuros que no es plausible que los haya visto. Cervecero de profesión, Lassell avistó Tritón con su telescopio reflector de espejo metálico de 61 cm (24 pulgadas) de apertura (también conocido como reflector de "dos pies") construido por él mismo. [20] Este telescopio fue donado al Observatorio Real de Greenwich en la década de 1880, pero finalmente fue desmantelado. [20]

Tritón recibe su nombre del dios griego del mar Tritón (Τρίτων), hijo de Poseidón (el dios griego correspondiente al romano Neptuno ). El nombre fue propuesto por primera vez por Camille Flammarion en su libro Astronomie Populaire de 1880 , [21] y fue adoptado oficialmente muchas décadas después. [22] Hasta el descubrimiento de la segunda luna Nereida en 1949, Tritón era conocido comúnmente como "el satélite de Neptuno". Lassell no nombró su descubrimiento; más tarde sugirió con éxito el nombre Hyperion , previamente elegido por John Herschel , para la octava luna de Saturno cuando la descubrió. [23]

Órbita y rotación

La órbita de Tritón (roja) es opuesta en dirección y está inclinada -23° en comparación con la órbita de una luna típica (verde) en el plano del ecuador de Neptuno.

Tritón es único entre todas las grandes lunas del Sistema Solar por su órbita retrógrada alrededor de su planeta (es decir, orbita en una dirección opuesta a la rotación del planeta). La mayoría de las lunas irregulares exteriores de Júpiter y Saturno también tienen órbitas retrógradas, al igual que algunas de las lunas irregulares de Urano y Neptuno. Sin embargo, estas lunas están todas mucho más distantes de sus primarias y son pequeñas en comparación con la más grande de ellas ( Febe ) [h] que tiene solo el 8% del diámetro (y el 0,03% de la masa) de Tritón.

La órbita de Tritón está asociada a dos inclinaciones: la oblicuidad de la rotación de Neptuno respecto de la órbita de Neptuno, 30°, y la inclinación de la órbita de Tritón respecto de la rotación de Neptuno, 157° (una inclinación de más de 90° indica movimiento retrógrado). La órbita de Tritón precesa hacia adelante en relación con la rotación de Neptuno con un período de aproximadamente 678 años terrestres (4,1 años neptunianos), [4] [5] lo que hace que su inclinación relativa a la órbita de Neptuno varíe entre 127° y 173°. Esa inclinación es actualmente de 130°; la órbita de Tritón está ahora cerca de su desviación máxima de la coplanaridad con la de Neptuno.

La rotación de Tritón está sincronizada con su órbita alrededor de Neptuno: mantiene una cara orientada hacia el planeta en todo momento. Su ecuador está casi exactamente alineado con su plano orbital. [24] En la actualidad, el eje de rotación de Tritón está a unos 40° del plano orbital de Neptuno , por lo que, a medida que Neptuno orbita alrededor del Sol, las regiones polares de Tritón se turnan para mirar al Sol, lo que da como resultado cambios estacionales a medida que un polo y luego el otro se mueven hacia la luz solar. Dichos cambios se observaron en 2010. [25]

La revolución de Tritón alrededor de Neptuno se ha convertido en un círculo casi perfecto con una excentricidad de casi cero. No se cree que la amortiguación viscoelástica de las mareas por sí sola sea capaz de circularizar la órbita de Tritón en el tiempo transcurrido desde el origen del sistema, y ​​es probable que el arrastre de gas de un disco de escombros progrado haya jugado un papel sustancial. [4] [5] Las interacciones de las mareas también hacen que la órbita de Tritón, que ya está más cerca de Neptuno que la Luna de la Tierra, se deteriore gradualmente aún más; las predicciones son que dentro de 3.600 millones de años, Tritón pasará dentro del límite de Roche de Neptuno . [26] Esto dará como resultado una colisión con la atmósfera de Neptuno o la ruptura de Tritón, formando un nuevo sistema de anillos similar al que se encuentra alrededor de Saturno . [26]

Captura

Se cree que se originó Tritón en el cinturón de Kuiper (verde), en las afueras del Sistema Solar.

La comprensión actual de las lunas en órbitas retrógradas significa que no pueden formarse en la misma región de la nebulosa solar que los planetas que orbitan. Por lo tanto, Tritón debe haber sido capturado desde otra parte del Sistema Solar. Los astrofísicos creen que podría haberse originado en el cinturón de Kuiper , [14] un anillo de pequeños objetos helados que se extienden desde justo dentro de la órbita de Neptuno hasta aproximadamente 50  UA del Sol. Se piensa que es el punto de origen de la mayoría de los cometas de período corto observados desde la Tierra, el cinturón también alberga varios cuerpos grandes similares a planetas, incluido Plutón , que ahora se reconoce como el más grande de una población de objetos del cinturón de Kuiper (los plutinos ) encerrados en órbitas resonantes con Neptuno. Tritón es solo un poco más grande que Plutón y es casi idéntico en composición, lo que ha llevado a la hipótesis de que los dos comparten un origen común. [27]

Esto ha sido respaldado por un estudio de 2024 sobre la composición química de Plutón y Tritón, que sugiere que se originaron en la misma región del Sistema Solar exterior antes de que este último fuera atraído hacia la órbita de Neptuno. Kathleen Mandt, del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Maryland, y sus colegas plantean la hipótesis de que Tritón y Plutón se formaron cerca uno del otro antes de que el Sistema Solar se asentara. "Probablemente se formaron en la misma región, que no sería donde está ahora el cinturón de Kuiper, sino que habría estado más cerca o más lejos", dice Mandt. [28]

Al estudiar datos previos sobre los dos cuerpos, el equipo descubrió que ambos tienen una gran cantidad de nitrógeno y trazas de metano y monóxido de carbono, que podrían haberse acumulado en las regiones exteriores de la joven nebulosa. "Por alguna razón, Tritón fue expulsado de esta región y atrapado por Neptuno". "Debieron haberse formado más allá de la línea de hielo de agua", dice Mandt, refiriéndose a la distancia desde el Sol donde el agua se congelaría y se convertiría en hielo o nieve, razón por la cual Tritón y Plutón tienen cantidades similares de ciertos elementos clave. "Una posibilidad es que los planetas gigantes se acercaran al Sol a principios de los primeros 100 millones de años aproximadamente del Sistema Solar, lo que puede haber alterado las órbitas de algunos cuerpos como Tritón", dice Mandt. [28]

La captura propuesta de Tritón puede explicar varias características del sistema neptuniano, incluyendo la órbita extremadamente excéntrica de la luna Nereida de Neptuno y la escasez de lunas en comparación con los otros planetas gigantes . La órbita inicialmente excéntrica de Tritón habría intersectado las órbitas de lunas irregulares y alterado las de lunas regulares más pequeñas, dispersándolas a través de interacciones gravitacionales . [4] [5]

La órbita excéntrica de Tritón después de su captura también habría provocado un calentamiento por mareas de su interior, lo que podría haber mantenido a Tritón fluido durante mil millones de años; esta inferencia está respaldada por evidencia de diferenciación en el interior de Tritón. Esta fuente de calor interno desapareció después del bloqueo por mareas y la circularización de la órbita. [29]

Se han propuesto dos tipos de mecanismos para la captura de Tritón. Para ser capturado gravitacionalmente por un planeta, un cuerpo que pasa debe perder suficiente energía para ser desacelerado a una velocidad menor que la requerida para escapar. [7] Un modelo temprano de cómo Tritón pudo haber sido desacelerado fue por colisión con otro objeto, ya sea uno que pasara por Neptuno (lo cual es poco probable), o una luna o protoluna en órbita alrededor de Neptuno (lo cual es más probable). [7] Una hipótesis más reciente sugiere que, antes de su captura, Tritón era parte de un sistema binario. Cuando este binario se encontró con Neptuno, interactuó de tal manera que el binario se disoció, con una porción del binario expulsada, y la otra, Tritón, quedando unida a Neptuno. Este evento es más probable para compañeros más masivos. [14] Esta hipótesis está respaldada por varias líneas de evidencia, incluyendo que los binarios son muy comunes entre los grandes objetos del cinturón de Kuiper. [30] [31] El evento fue breve pero suave, salvando a Tritón de la disrupción por colisión. Eventos como este pueden haber sido comunes durante la formación de Neptuno, o más tarde cuando migró hacia afuera . [14]

Sin embargo, simulaciones realizadas en 2017 mostraron que después de la captura de Tritón, y antes de que su excentricidad orbital disminuyera, probablemente chocó con al menos otra luna y causó colisiones entre otras lunas. [32] [33]

Características físicas

Tritón es la séptima luna más grande y el decimosexto objeto más grande del Sistema Solar y es modestamente más grande que los planetas enanos Plutón y Eris . También es la luna retrógrada más grande del Sistema Solar. Representa más del 99,5% de toda la masa conocida que orbita Neptuno, incluidos los anillos del planeta y otras trece lunas conocidas, [i] y también es más masivo que todas las lunas conocidas en el Sistema Solar más pequeñas que él juntas. [j] Además, con un diámetro del 5,5% del de Neptuno, es la luna más grande de un gigante gaseoso en relación con su planeta en términos de diámetro, aunque Titán es más grande en relación con Saturno en términos de masa (la relación de la masa de Tritón con la de Neptuno es aproximadamente 1:4788). Tiene un radio, una densidad (2,061 g/cm 3 ), una temperatura y una composición química similares a las de Plutón . [34]

La superficie de Tritón está cubierta con una capa transparente de nitrógeno congelado recocido . Solo el 40% de la superficie de Tritón ha sido observada y estudiada, pero puede estar completamente cubierta por una capa tan delgada de hielo de nitrógeno. La superficie de Tritón consiste en un 55% de hielo de nitrógeno con otros hielos mezclados. El hielo de agua comprende el 15-35% y el dióxido de carbono congelado ( hielo seco ) el 10-20% restante. Los hielos traza incluyen 0,1% de metano y 0,05% de monóxido de carbono . [7] : 868  También podría haber hielo de amoníaco en la superficie, ya que hay indicios de amoníaco dihidrato en la litosfera . [35] La densidad media de Tritón implica que probablemente consiste en alrededor de un 30-45% de hielo de agua (incluyendo cantidades relativamente pequeñas de hielos volátiles), y el resto es material rocoso. [7] La ​​superficie de Tritón es de 23 millones de km2 , lo que supone el 4,5% de la superficie de la Tierra , o el 15,5% de la superficie terrestre de la Tierra. Tritón tiene un albedo inusualmente alto , que refleja entre el 60 y el 95% de la luz solar que le llega, y ha cambiado solo ligeramente desde las primeras observaciones. En comparación, la Luna refleja solo el 11%. [36] Este alto albedo hace que Tritón refleje gran parte de la poca luz solar que hay en lugar de absorberla, [37] [38] lo que hace que tenga la temperatura más fría registrada en el Sistema Solar a 38 K (−235 °C). [39] [40] Se cree que el color rojizo de Tritón es el resultado del hielo de metano, que se convierte en tolinas bajo la exposición a la radiación ultravioleta . [7] [41]

Debido a que la superficie de Tritón indica una larga historia de fusión, los modelos de su interior postulan que Tritón se diferencia, como la Tierra , en un núcleo sólido , un manto y una corteza . El agua , el volátil más abundante en el Sistema Solar, comprende el manto de Tritón, envolviendo un núcleo de roca y metal. Hay suficiente roca en el interior de Tritón para que la desintegración radiactiva mantenga un océano líquido subterráneo hasta el día de hoy, similar al que se cree que existe debajo de la superficie de Europa y varios otros mundos helados del Sistema Solar exterior. [7] [42] [43] [44] No se cree que esto sea suficiente para impulsar la convección en la corteza helada de Tritón. Sin embargo, se cree que las fuertes mareas oblicuas generan suficiente calor adicional para lograr esto y producir los signos observados de actividad geológica superficial reciente. [44] Se sospecha que el material negro expulsado contiene compuestos orgánicos , [43] y si hay agua líquida presente en Tritón, se ha especulado que esto podría hacerlo habitable para alguna forma de vida. [43] [45] [46]

Atmósfera

Imagen de salida de Tritón, que muestra su atmósfera brumosa iluminada por la luz del sol y "extendiendo" su media luna.

Tritón tiene una atmósfera de nitrógeno tenue pero bien estructurada y global , [47] con trazas de monóxido de carbono y pequeñas cantidades de metano cerca de su superficie. [48] [49] [12] Al igual que la atmósfera de Plutón , se cree que la atmósfera de Tritón es el resultado de la evaporación del nitrógeno de su superficie. [27] Su temperatura superficial es de al menos 35,6 K (−237,6 °C) porque el hielo de nitrógeno de Tritón está en el estado cristalino hexagonal más cálido, y la transición de fase entre el hielo de nitrógeno hexagonal y cúbico ocurre a esa temperatura. [50] Se puede establecer un límite superior en los 40 s (K) bajos a partir del equilibrio de presión de vapor con gas nitrógeno en la atmósfera de Tritón. [51] Esto es más frío que la temperatura de equilibrio promedio de Plutón de 44 K (−229,2 °C). La presión atmosférica superficial de Tritón es de solo alrededor de 1,4–1,9  Pa (0,014–0,019  mbar ). [7]

Nubes observadas sobre el limbo de Tritón por la Voyager 2 .

La turbulencia en la superficie de Tritón crea una troposfera (una "región meteorológica") que se eleva hasta una altitud de 8 km. Las rayas en la superficie de Tritón dejadas por las columnas de géiseres sugieren que la troposfera es impulsada por vientos estacionales capaces de mover material de más de un micrómetro de tamaño. [52] A diferencia de otras atmósferas, la de Tritón carece de una estratosfera y en su lugar tiene una termosfera desde altitudes de 8 a 950 km y una exosfera por encima de esa. [7] La ​​temperatura de la atmósfera superior de Tritón, aLa temperatura de Tritón, de 95 ± 5 K , es más alta que la de su superficie, debido al calor absorbido de la radiación solar y la magnetosfera de Neptuno . [48] [53] Una neblina permea la mayor parte de la troposfera de Tritón, que se cree está compuesta en gran parte de hidrocarburos y nitrilos creados por la acción de la luz solar sobre el metano. La atmósfera de Tritón también tiene nubes de nitrógeno condensado que se encuentran entre 1 y 3 km de su superficie. [7]

En 1997, se realizaron observaciones desde la Tierra del limbo de Tritón cuando pasaba frente a las estrellas . Estas observaciones indicaron la presencia de una atmósfera más densa que la deducida a partir de los datos de la Voyager 2. [54] Otras observaciones han mostrado un aumento de la temperatura del 5% entre 1989 y 1998. [55] Estas observaciones indicaron que Tritón se estaba acercando a una temporada de verano inusualmente cálida en el hemisferio sur que ocurre solo una vez cada pocos cientos de años. Las hipótesis para este calentamiento incluyen un cambio en los patrones de escarcha en la superficie de Tritón y un cambio en el albedo del hielo , lo que permitiría que se absorbiera más calor. [56] Otra hipótesis sostiene que los cambios de temperatura son el resultado de la deposición de material oscuro y rojo de los procesos geológicos. Debido a que el albedo de Bond de Tritón está entre los más altos del Sistema Solar , es sensible a pequeñas variaciones en el albedo espectral. [57] Basándose en el aumento de la presión atmosférica entre 1989 y 1997, se estima que para 2010 la presión atmosférica de Tritón puede haber aumentado hasta 4 Pa. [12] Sin embargo, para 2017, la presión atmosférica superficial de Tritón casi había regresado a los niveles de la Voyager 2 ; la causa del rápido aumento de la presión atmosférica entre 1989 y 2017 sigue sin explicación. [11]

Características de la superficie

Mapa geomorfológico interpretativo de Tritón

Todo el conocimiento detallado de la superficie de Tritón fue adquirido desde una distancia de 40.000 km por la sonda espacial Voyager 2 durante un único encuentro en 1989. [58] El 40% de la superficie de Tritón fotografiada por la Voyager 2 reveló afloramientos en bloques, crestas, depresiones, surcos, huecos, mesetas, llanuras heladas y algunos cráteres. Tritón es relativamente plano; su topografía observada nunca varía más allá de un kilómetro. [7] Los cráteres de impacto observados se concentran casi en su totalidad en el hemisferio principal de Tritón . [59] El análisis de la densidad y distribución de cráteres ha sugerido que, en términos geológicos, la superficie de Tritón es extremadamente joven, con regiones que varían desde una edad estimada de 50 millones de años hasta una edad estimada de solo 6 millones de años. [60] El cincuenta y cinco por ciento de la superficie de Tritón está cubierta de nitrógeno congelado, con hielo de agua que comprende el 15-35% y CO2 congelado que forma el 10-20% restante. [61] La superficie también tiene depósitos de tolinas , una mezcla oscura y alquitranada de varios compuestos químicos orgánicos. [62]

Criovulcanismo

Una de las mayores formaciones criovolcánicas que se encuentran en Tritón es Leviatán Patera , [63] una formación similar a una caldera de aproximadamente 100 km de diámetro que se ve cerca del ecuador. Alrededor de esta caldera hay una enorme llanura criovolcánica, Cipango Planum, que tiene al menos 490.000 km2 de superficie; suponiendo que Leviatán Patera sea el respiradero principal, Leviatán Patera es una de las mayores construcciones volcánicas o criovolcánicas del Sistema Solar. [64] Esta formación también está conectada a dos enormes lagos de criolava que se ven al noroeste de la caldera. Debido a que se cree que la criolava en Tritón es principalmente hielo de agua con algo de amoníaco, estos lagos calificarían como cuerpos estables de agua líquida superficial mientras estaban fundidos. Este es el primer lugar donde se han encontrado tales cuerpos aparte de la Tierra, y Tritón es el único cuerpo helado conocido que presenta lagos de criolava, [ cita requerida ] aunque se pueden ver extrusiones criomagmáticas similares en Ariel , Ganímedes , Caronte y Titán . [65]

Plumas

En 1989, la sonda Voyager 2 observó un puñado de erupciones similares a géiseres de gas nitrógeno o agua y polvo arrastrado desde debajo de la superficie de Tritón en columnas de hasta 8 km de altura. [34] [66] Tritón es, por lo tanto, uno de los pocos cuerpos en el Sistema Solar en el que se han observado erupciones activas de algún tipo. [67] Los ejemplos mejor observados son la columna Hili y la columna Mahilani (llamadas así por un espíritu acuático zulú y un espíritu marino tongano , respectivamente). [68]

El mecanismo preciso que se esconde tras las columnas de humo de Tritón es objeto de debate; [69] una hipótesis es que las columnas de humo de Tritón son impulsadas por el calentamiento solar que se encuentra debajo de una capa transparente o translúcida de hielo de nitrógeno, lo que crea una especie de " efecto invernadero sólido ". A medida que la radiación solar calienta el material más oscuro que se encuentra debajo, esto provoca un rápido aumento de la presión a medida que el nitrógeno comienza a sublimar hasta que se acumula suficiente presión para que estalle a través de la capa translúcida. Este modelo está ampliamente respaldado por la observación de que Tritón estaba cerca del pico del verano austral en el momento del paso de la Voyager 2 , lo que garantizaba que su capa polar sur recibiera luz solar prolongada. [7] [52] Si este fuera el caso, se cree que los géiseres de CO2 en Marte estallan desde su capa polar sur cada primavera de la misma manera. [70]

Sin embargo, la importante actividad geológica de Tritón ha dado lugar a propuestas alternativas de que las columnas pueden ser de naturaleza criovolcánica, en lugar de estar impulsadas por la radiación solar. Un origen criovolcánico explica mejor la producción estimada de las columnas de Tritón, que posiblemente supere los 400 kilogramos por segundo (880 lb/s). Esto es similar a lo que se estima para las columnas criovolcánicas de Encélado en 200 kg/s (440 lb/s). Sin embargo, si las columnas de Tritón son impulsadas criovolcánicamente, queda por explicar por qué aparecen predominantemente sobre su casquete polar sur. [69] El alto flujo de calor superficial de Tritón puede derretir o vaporizar directamente el hielo de nitrógeno en la base de sus casquetes polares, creando "puntos calientes" que rompen el hielo o se desplazan a los márgenes de los casquetes polares, antes de entrar en erupción de forma explosiva. [69]

Aunque sólo fue observado de cerca una vez por la nave espacial Voyager 2 , se estima que una erupción en Tritón puede durar hasta un año.

Casquete polar, llanuras y dorsales

El brillante casquete polar sur de Tritón sobre una región de terreno de melón

La región polar sur de Tritón está cubierta por una capa altamente reflectante de nitrógeno y metano congelados salpicada de cráteres de impacto y aberturas de géiseres. Se sabe poco sobre el polo norte porque estaba en el lado nocturno durante el encuentro de la Voyager 2 , pero se cree que Tritón también debe tener una capa de hielo en el polo norte. [50]

Las altas llanuras que se encuentran en el hemisferio oriental de Tritón, como Cipango Planum, cubren y ocultan las características más antiguas, y por lo tanto es casi seguro que sean el resultado de la lava helada que arrasó el paisaje anterior. Las llanuras están salpicadas de fosas, como Leviathan Patera , que probablemente sean los respiraderos de los que surgió esta lava. Se desconoce la composición de la lava, aunque se sospecha que es una mezcla de amoníaco y agua. [7]

En Tritón se han identificado cuatro "llanuras amuralladas" aproximadamente circulares. Son las regiones más planas descubiertas hasta ahora, con una variación en altitud de menos de 200 m. Se cree que se formaron a partir de la erupción de lava helada. [7] Las llanuras cerca del extremo oriental de Tritón están salpicadas de manchas negras, las máculas . Algunas máculas son simples manchas oscuras con límites difusos, y otras comprenden una mancha central oscura rodeada por un halo blanco con límites nítidos. Las máculas suelen tener diámetros de unos 100 km y anchos de los halos de entre 20 y 30 km. [7]

Hay extensas crestas y valles en patrones complejos a lo largo de la superficie de Tritón, probablemente el resultado de ciclos de congelación y descongelación. [71] Muchos también parecen ser tectónicos y pueden resultar de una extensión o falla de deslizamiento . [72] Hay largas crestas dobles de hielo con depresiones centrales que tienen un fuerte parecido con las líneas de Europa (aunque tienen una escala mayor [73] ), y que pueden tener un origen similar, [7] posiblemente calentamiento por cizallamiento del movimiento de deslizamiento a lo largo de fallas causado por tensiones de marea diurnas experimentadas antes de que la órbita de Tritón fuera completamente circularizada. [73] Estas fallas con crestas paralelas expulsadas del interior cruzan un terreno complejo con valles en la región ecuatorial. Se cree que las crestas y surcos, o surcos , como Yasu Sulci, Ho Sulci y Lo Sulci, [74] son ​​de edad intermedia en la historia geológica de Tritón, y en muchos casos se formaron simultáneamente. Suelen agruparse en grupos o "paquetes". [72]

Terreno de melón

Terreno de melón visto desde 130.000 km por la Voyager 2 , con crestas dobles que se entrecruzan como las de Europa . Los surcos de Slidr (verticales) y los surcos de Tano forman la prominente "X".

El hemisferio occidental de Tritón está formado por una extraña serie de fisuras y depresiones conocidas como "terreno de melón" porque se asemeja a la piel de un melón . Aunque tiene pocos cráteres, se cree que es el terreno más antiguo de Tritón. [75] Probablemente cubre gran parte de la mitad occidental de Tritón. [7]

El terreno de melón, que es principalmente hielo de agua sucia, solo se conoce que existe en Tritón. Contiene depresiones de 30 a 40 km de diámetro. [75] Las depresiones ( cavi ) probablemente no sean cráteres de impacto porque todas tienen un tamaño similar y tienen curvas suaves. La hipótesis principal para su formación es el diapirismo , el ascenso de "trozos" de material menos denso a través de un estrato de material más denso. [7] [76] Las hipótesis alternativas incluyen la formación por colapsos o por inundaciones causadas por criovulcanismo . [75]

Cráteres de impacto

Tuonela Planitia (izquierda) y Ruach Planitia (centro) son dos de las "llanuras amuralladas" criovolcánicas de Tritón . La escasez de cráteres es evidencia de una actividad geológica extensa y relativamente reciente.

Debido al borrado y modificación constantes por la actividad geológica en curso, los cráteres de impacto en la superficie de Tritón son relativamente raros. Un censo de los cráteres de Tritón fotografiados por la Voyager 2 encontró solo 179 que eran incontestablemente de origen de impacto, en comparación con los 835 observados en la luna de Urano Miranda , que tiene solo el tres por ciento de la superficie de Tritón . [77] El cráter más grande observado en Tritón que se cree que fue creado por un impacto es una característica de 27 kilómetros de diámetro (17 millas) llamada Mazomba. [77] [78] Aunque se han observado cráteres más grandes, generalmente se piensa que son volcánicos. [77]

Los pocos cráteres de impacto de Tritón están casi todos concentrados en el hemisferio delantero (el que mira en la dirección del movimiento orbital), y la mayoría se concentran alrededor del ecuador entre los 30° y los 70° de longitud [77] , como resultado del material arrastrado desde la órbita alrededor de Neptuno [60] . Debido a que orbita con un lado que mira permanentemente al planeta, los astrónomos esperan que Tritón tenga menos impactos en su hemisferio trasero, debido a que los impactos en el hemisferio delantero son más frecuentes y más violentos [77] . La Voyager 2 fotografió solo el 40% de la superficie de Tritón, por lo que esto sigue siendo incierto. Sin embargo, la asimetría de cráteres observada excede lo que se puede explicar en función de las poblaciones de impactadores e implica una edad de superficie más joven para las regiones sin cráteres (≤ 6 millones de años) que para las regiones con cráteres (≤ 50 millones de años). [59]

Observación y exploración

Ilustración de la NASA que detalla los estudios de la propuesta misión Trident
Neptuno (arriba) y Tritón (abajo) tres días después del paso de la Voyager 2

Las propiedades orbitales de Tritón se determinaron con gran precisión ya en el siglo XIX. Se descubrió que tenía una órbita retrógrada, con un ángulo de inclinación muy elevado respecto del plano de la órbita de Neptuno. Las primeras observaciones detalladas de Tritón no se realizaron hasta 1930. Poco se sabía sobre el satélite hasta que la Voyager 2 pasó por allí en 1989. [7]

Antes del paso de la Voyager 2 , los astrónomos sospechaban que Tritón podría tener mares de nitrógeno líquido y una atmósfera de nitrógeno/metano con una densidad de hasta el 30% de la de la Tierra. Al igual que las famosas sobreestimaciones de la densidad atmosférica de Marte , esto resultó incorrecto. Al igual que en el caso de Marte, se postula que en sus inicios existió una atmósfera más densa. [79]

El primer intento de medir el diámetro de Tritón lo realizó Gerard Kuiper en 1954, obteniendo un valor de 3.800 km. Los intentos de medición posteriores llegaron a valores que iban desde los 2.500 a los 6.000 km, o desde un diámetro ligeramente menor que el de la Luna (3.474,2 km) hasta casi la mitad del de la Tierra. [80] Los datos del acercamiento de la Voyager 2 a Neptuno el 25 de agosto de 1989 permitieron obtener una estimación más precisa del diámetro de Tritón (2.706 km). [81]

En la década de 1990, se realizaron varias observaciones desde la Tierra del limbo de Tritón utilizando la ocultación de estrellas cercanas, lo que indicó la presencia de una atmósfera y una superficie exótica. Las observaciones realizadas a finales de 1997 sugieren que Tritón se está calentando y que la atmósfera se ha vuelto significativamente más densa desde que la Voyager 2 pasó por allí en 1989. [54]

Los científicos de la NASA propusieron en numerosas ocasiones durante las últimas décadas nuevos conceptos para misiones al sistema de Neptuno que se realizarán en la década de 2010. Todos ellos identificaron a Tritón como un objetivo principal y con frecuencia se incluyó en esos planes un módulo de aterrizaje Tritón separado comparable a la sonda Huygens para Titán . Ningún esfuerzo dirigido a Neptuno y Tritón fue más allá de la fase de propuesta y la financiación de la NASA para misiones al Sistema Solar exterior se centra actualmente en los sistemas de Júpiter y Saturno. [82] Una misión de aterrizaje propuesta a Tritón, llamada Triton Hopper , extraería hielo de nitrógeno de la superficie de Tritón y lo procesaría para usarlo como propulsor para un pequeño cohete, lo que le permitiría volar o "saltar" sobre la superficie. [83] [84] Otro concepto, que involucra un sobrevuelo, se propuso formalmente en 2019 como parte del Programa Discovery de la NASA bajo el nombre de Trident . [85] Neptune Odyssey es un concepto de misión para un orbitador Neptuno con un enfoque en Tritón que se está estudiando a partir de abril de 2021 como una posible gran misión científica estratégica de la NASA que se lanzaría en 2033 y llegaría al sistema Neptuno en 2049. [86] Posteriormente se desarrollaron dos conceptos de misión de menor costo para el programa New Frontiers : el primero en junio siguiente y el segundo en 2023. El primero es Triton Ocean World Surveyor , que se lanzaría en 2031 y llegaría en 2047, [87] y el segundo es Nautilus , que se lanzaría en agosto de 2042 y llegaría en abril de 2057. [88] [16]

Mapas

Véase también

Notas

  1. ^ Calculado sobre la base de otros parámetros.
  2. ^ Área de superficie derivada del radio r : .
  3. ^ Volumen v derivado del radio r : .
  4. ^ Gravedad superficial derivada de la masa m , la constante gravitacional G y el radio r : .
  5. ^ Velocidad de escape derivada de la masa m , la constante gravitacional G y el radio r : .
  6. ^ Con respecto a la órbita de Tritón alrededor de Neptuno.
  7. ^ Lassell rechazó su afirmación anterior de descubrimiento cuando descubrió que la orientación de los supuestos anillos cambiaba cuando giraba el tubo de su telescopio; véase la pág. 9 de Smith & Baum, 1984. [19]
  8. ^ Las lunas irregulares más grandes : Febe de Saturno (210 km), Sycorax de Urano (160 km) y Himalia de Júpiter (140 km)
  9. ^ Masa de Tritón: 2,14 × 1022  kg. Masa combinada de las otras 12 lunas conocidas de Neptuno: 7,53 × 1019  kg, o 0,35%. La masa de los anillos es despreciable.
  10. ^ Las masas de otras lunas esféricas son: Titania —3,5 × 1021 , Oberón —3,1 × 1021 , Rea —2,3 × 1021 , Jápeto —1,8 × 1021 , Caronte —1,6 × 1021 , Ariel —1,2 × 1021 , Umbriel —1,3 × 1021 , Dione —1,1 × 1021 , Tetis —0,6 × 1021 , Encélado —0,11 × 1021 , Miranda —0,06 × 1021 , Mimas —0,04 × 1021 . La masa total de las lunas restantes es de aproximadamente 0,12 × 1021 . Por lo tanto, la masa total de todas las lunas más pequeñas que Tritón es de aproximadamente 1,68 × 1022 . (Ver Lista de objetos del Sistema Solar por tamaño )

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