Los satélites de Júpiter. Los galileanos

Cuando Galileo Galilei apuntó a Júpiter con su telescopio refractor hecho por el mismo en el año 1610, vio cuatro puntitos cerca del planeta gigante. Él se pensó, en un principio, que se trataba de estrellas. Pero Galileo estuvo observando a Júpiter y a estas «estrellas» durante unos cuantos días y vio que se movían de manera diferente a las demás estrellas, que siempre estaban cerca de Júpiter y que parecía que se movían con él.

Se dio cuenta que no eran estrellas, sino cuerpos que estaban en órbita alrededor de Júpiter. Con este descubrimiento, Galileo validó la teoría heliocéntrica de Copérnico, ya que no todo estaba dando vueltas alrededor de la Tierra, como decía la teoría geocéntrica.

Estos cuerpos que descubrió Galileo son cuatro de la multitud de satélites que tiene Júpiter; hasta la fecha son ya más de 90 lunas conocidas, pero el número podría aumentar. Son los satélites más grandes y más importantes de Júpiter y, en honor a su descubridor, se han denominado satélites galileanos. En orden de más cercano a más lejano a Júpiter son: Io, Europa, Ganímedes y Calisto.

La siguiente imagen, realizada desde Cornellà de Llobregat el día 13 de julio de 2008 con un telescopio reflector Celestron 150/750 y una cámara Philips SPC900, muestra Júpiter y los cuatro satélites descubiertos por Galileo.

Júpiter y los galileanos

Posteriormente a Galileo, y hasta la era espacial (hasta la llegada de las Voyager en 1979), se descubrieron nueve satélites más, incrementando la lista a un total de 13 lunas.

Estos nueve satélites, junto con su descubridor y año de descubrimiento, son:

  • Amaltea, Edward E. Barnard (1892)
  • Himalia, Charles D. Perrine (1904)
  • Elara, Charles D. Perrine (1905)
  • Pasifae, Philibert J. Melotte (1908)
  • Sinope, Seth B. Nicholson (1914)
  • Lisitea, Seth B. Nicholson (1938)
  • Carme, Seth B. Nicholson (1938)
  • Ananke, Seth B. Nicholson (1951)
  • Leda, Charles T. Kowal (1974)

En 1975, Charles T. Kowal descubrió una nueva luna, Temisto, pero se perdió su rastro y no fue de nuevo redescubierta hasta el año 2000, estableciendo entonces su órbita correcta.

Las Voyager descubrieron tres más, elevando el número de satélites a 16:

  • Metis, Voyager 1 (1979)
  • Adrastea, Voyager 2 (1979)
  • Tebe, Voyager 1 (1979)

Desde 1979 hasta 1999 (20 años), no se descubrió ninguna luna joviana más, pero a partir de entonces, mediante detectores de base en tierra, primero, y mediante potentes telescopios y cámaras, después, se han ido descubriendo bastantes más. Hasta la fecha (2024) van 97, pero muy probablemente tenga más.

Como he comentado, los satélites galileanos son los más grandes e importantes del sistema de lunas jovianas, con unos diámetros que van desde los 3100 km de Europa hasta los 5262 de Ganímedes. El resto de las lunas de Júpiter, las no galileanas, son muy pequeñas, con diámetros inferiores a los 200 km y en su mayoría entre 2 y 5 km.

Los satélites de Júpiter se dividen en tres grandes grupos:

  • Satélites interiores. Son los cuatro más cercanos a Júpiter (Metis, Adrastea, Amaltea y Tebe). Llamados así porque sus órbitas se encuentran en la zona de los anillos de Júpiter.
  • Satélites galileanos. Los cuatro descubiertos por Galileo (Io, Europa, Ganímedes y Calisto), que por cercanía a Júpiter serían de la quinta a la octava luna.
  • Satélites exteriores. A partir de Temisto, la novena luna. en adelante.

Como los otros tres planetas gigantes, Júpiter tiene satélites regulares e irregulares; los ocho primeros satélites, esto es, los interiores y los galileanos (desde Metis a Calisto), son satélites regulares, mientras que los exteriores (a partir de Temisto), son irregulares.

En cuanto a los nombres, los que tienen uno oficial proceden de la mitología greco-romana y están relacionados con el dios Zeus o Júpiter.

La siguiente tabla muestra las características principales de estos 16 primeros satélites descubiertos de Júpiter. Están ordenados en orden creciente en distancia a Júpiter (radio orbital).

Los satélites galileanos

Como ya he comentado, los satélites galileanos son los cuatro que descubrió Galileo en 1610 (Io, Europa, Ganímedes y Calisto), los cuales son, además, los más grandes (con diferencia) y más importantes de la multitud de satélites jovianos.

El astrónomo alemán Simon Marius, contemporáneo de Galileo, afirmaba que había descubierto estos cuatro satélites antes que Galileo y les puso nombres, propuestos por Johannes Kepler, basados en la mitología griega y amantes de Zeus: Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Esto le llevó a una disputa con Galileo, el cual los denominó como Júpiter I, II, III y IV, según su orden de cercanía con Júpiter. Actualmente se considera que Marius descubrió dichos satélites independientemente de Galileo, pero más tarde que él. De todas maneras, a principios del pasado siglo, dejaron de tener la denominación de Galileo y se recuperaron los nombres que propuso Marius.

En el montaje siguiente, realizado a partir de unas imágenes de la NASA tomadas por las sondas Galileo (Io, Europa, Calisto) y Juno (Ganímedes), menos la de la Luna, que es mía, podemos ver la proporción de tamaños entre los satélites galileanos y la Luna.

Comparación de tamaños entre los satélites galileanos y la Luna. Créditos de los galileanos: NASA

En la fotografía siguiente, hecha desde Cornellà de Llobregat el 30 de julio de 2008, con un telescopio reflector Celestron 150/750 y una cámara Philips SPC900, puede verse Júpiter y los cuatro satélites galileanos.

Júpiter y los satélites galileanos

Los satélites galileanos son fáciles de ver; con un telescopio pequeño o con unos prismáticos algo potentes, puede verse el planeta como un disco grande y blanco y cuatro puntitos que son los galileanos (a veces no se ven los cuatro porque uno o más están por detrás o por delante del planeta). Esta visión es la que muestran las dos fotografías siguientes.

En la fotografía de la izquierda, hecha desde Cornellà de Llobregat el 17 de febrero de 2016, Europa está por debajo de Júpiter y, por encima y en orden están Io, Ganímedes y Calisto. En la fotografía de la derecha, hecha desde Querol el 22 de febrero de 2016, Ganímedes está por debajo de Júpiter y, por encima y en orden están Io, Europa y Calisto. Ambas fotos están realizadas con un telescopio refractor Long Perng ED80 y una cámara Canon EOS 70D.

Io

Io. Créditos: NASA / JPL / University of Arizona, Public domain, via Wikimedia Commons

Io es el satélite galileano más cercano a Júpiter y el quinto de todos los satélites jovianos.

La espectacular imagen de la izquierda se obtuvo, a finales de la década de los 90 del pasado siglo, a partir de unas imágenes captadas por la sonda espacial Galileo.

Es el tercer satélite mayor de Júpiter (y el cuarto del Sistema Solar), siendo su tamaño algo mayor que nuestra Luna y, como pasa con ésta y la Tierra, Io está en rotación sincrónica con Júpiter, por lo que muestra siempre la misma cara al planeta. De hecho, los cuatro satélites galileanos están en rotación sincrónica con Júpiter y le presentan siempre la misma cara.

Pero lo que más llama la atención de Io es su actividad volcánica. Se estima que tiene más de 400 volcanes activos, lo que lo convierte en el cuerpo más activo en vulcanismo de todo el Sistema Solar. Esta actividad volcánica es debida a las fuerzas de marea provocadas, por un lado, por la atracción gravitatoria de Júpiter y, por otro, por la atracción gravitatoria opuesta de las lunas galileanas Europa y Ganímedes. De hecho, Io, Europa y Ganímedes están en resonancia orbital 1:2:4, es decir, que por cada vuelta que da Ganímedes alrededor de Júpiter, Europa completa 2 e Io 4.

Esta atracción en sentidos opuestos genera esta efecto marea, haciendo que la superficie de Io varíe hasta 100 metros, produciendo una gran fricción interna y calor.

De esta manera, el interior de Io está fundido, a unas temperaturas muy elevadas, al igual que la presión. Esto hace que este material fundido sea expulsado al exterior en esta intensa actividad volcánica de Io.

El nombre de Io propuesto por Simon Marius (Galileo lo denominó Júpiter I), es de la mitología griega. Io era la sacerdotisa de la diosa Hera (esposa de Zeus), hija de Ínaco, rey de Argos y amante de Zeus.

Europa

Europa. Créditos: NASA / Laboratorio de Propulsión a Chorro de Caltech / Instituto SETI, Public domain, via Wikimedia Commons

Europa es el segundo satélite galileano más cercano a Júpiter y el sexto de todos los satélites jovianos. Además, es el más pequeño de los cuatro satélites que descubrió Galileo y, por tanto, el cuarto más grande de los satélites de Júpiter. Con un tamaño algo menor que la Luna es, después de ésta, el sexto satélite mayor del Sistema Solar.

La imagen de la derecha se obtuvo, como la de Io, a finales de la década de los 90 del siglo pasado, a partir de unas imágenes captadas por la sonda espacial Galileo.

La corteza de este satélite está formada por una capa superficial de hielo (agua helada) de unos pocos kilómetros de espesor y, por debajo de ella, otra capa de varios kilómetros de profundidad (podría llegar hasta los 100 km), de agua líquida.

La superficie de Europa es lisa, casi sin cráteres de impacto ni elevaciones, pero con toda una serie de líneas oscuras que se entrecruzan que no son más que grietas en la superficie helada del satélite.

Como en el caso de Io, Galileo denominó a este satélite con el nombre de Júpiter II, pero hoy día se le conoce con el propuesto por Simon Marius, Europa. Según la mitología griega, Europa era una princesa fenicia que fue raptada por Zeus y llevada a Creta, con quien tuvo tres hijos; uno de ellos el rey Minos de Creta.

Ganímedes

Ganímedes. Créditos: NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill, CC BY 2.0 , via Wikimedia Commons

Ganímedes es el tercer satélite galileano más cercano a Júpiter y el séptimo de todos los satélites jovianos. Además, es el satélite más grande de Júpiter y del Sistema Solar.

La imagen de la izquierda se obtuvo a partir de una serie de fotografías, realizadas en 2021 y a 2500 km de distancia, por la sonda espacial Juno.

Aparte de ser el mayor de los satélites naturales, Europa es el único satélite del Sistema Solar que tiene campo magnético. Esto sugiere que tenga un núcleo de metal (hierro) fundido con una fuerte dinámica.

La superficie del satélite está cubierta de hielo y posee numerosos cráteres de impacto. Se estima que por debajo de dicha corteza exista un enorme océano de agua líquida.

En cuanto al nombre, inicialmente Galileo lo denominó Júpiter III, pero desde hace más de un siglo se le conoce por el nombre basado en la mitología griega y propuesto por Simon Marius, Ganímedes. Según la mitología griega, Ganímedes era uno de los hijos del rey Tros, fundador de Troya. Era un mozo muy bello y Zeus, cautivado por su belleza, lo raptó, lo llevó al Olimpo, lo hizo copero divino y también su amante.

Calisto

Calisto. Créditos: NASA/JPL/DLR(German Aerospace Center), Public domain, via Wikimedia Commons

Calisto es el cuarto satélite galileano en distancia a Júpiter (el cuarto y último) y el octavo de todos los satélites jovianos. Además, es el segundo satélite mayor de Júpiter (después de Ganímedes) y el tercero del Sistema Solar (después de Ganímedes y Titán, el mayor de los satélites de Saturno).

La imagen de la derecha fue obtenida por la sonda espacial Galileo en 2001. Se observa que la superficie de Calisto está repleta de cráteres.

Calisto ya no está en la resonancia orbital de los otros tres galileanos, por lo que no sufre sus fuerzas de marea, y no tiene el calentamiento producido por dichas fuerzas que sí sufren sus compañeros, especialmente Io.

Como se observa en la imagen anterior, y como ya he comentado, la superficie de Calisto está repleta de cráteres; es el satélite de Júpiter con más cráteres de impacto, los cuales han permanecido intactos a lo largo del tiempo.

Al no sufrir las fuerzas de marea, Calisto no ha sufrido procesos volcánicos ni tectónicos, lo que hace que, a diferencia de las otras tres lunas galileanas, que tienen una superficie relativamente joven, la superficie de Calisto sea muy antigua (unos 4000 millones de años).

Esta superficie está formada por roca y hielo y se cree que bajo la misma hay un océano de agua líquida.

Como en los otros tres satélites galileanos, en principio se denominó por el nombre que le puso Galileo, Júpiter IV. Pero al igual que los otros, a inicios del pasado siglo fue renombrado por el nombre de la mitología griega que había dado en su día Simon Marius, Calisto. Según la mitología griega, y como ocurre con Io, Europa y Ganímedes, Calisto era una amante de Zeus. Existen diversas versiones del mito de Calisto, pero en su mayoría concuerdan en que era una hija de Licaón, rey de Arcadia (una zona del Peloponeso central), de la cual Zeus se enamoró.

Para acabar, seis imágenes de Júpiter y algunos de los galileanos, todas ellas hechas desde Cornellà de Llobregat. La primera está realizada con un telescopio reflector Celestron 150/750, una barlow 2X y una cámara Philips SPC900; las tres siguientes con un telescopio Schmidt Cassegrain Celestron 203/2032 y una cámara Philips SPC900; y las dos últimas con un telescopio Schmidt Cassegrain Celestron 203/2032 y una cámara DBK 21AU04; la última, además, con una barlow 2X.

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About José Luis Martínez Martínez

Profesor de matemáticas de ESO y Bachillerato
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