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Los misterios de la luna Japeto de Saturno

13 Junio.- A pesar de que Japeto, la luna de Saturno fue descubierta por primera vez en 1671 por Giovanni Cassini, su comportamiento fue muy extraño. Cassini fue capaz de encontrar regularmente la luna cuando iba al oeste de Saturno, pero cuando se esperaba que girara alrededor de la zona este de Saturno, parecía desaparecer.
Lado oscuro e iluminado de Japeto
No fue hasta 1705 que finalmente Cassini observó Japeto en el lado oriental, pero con un telescopio mejor, porque el lado de Japeto presenta un total de dos magnitudes más oscuro cuando estaba al este. Cassini supuso que esto se debía a un hemisferio iluminado que se presentaba cuando Japeto estaba hacia el oeste, y uno oscuro, visible cuando estaba hacia el este debido al bloqueo de las mareas.

Con los avances en los telescopios, la razón de esta división oscura ha sido objeto de mucha investigación. Las explicaciones por primera vez en la década de 1970 y un reciente documento resume el trabajo hecho hasta ahora en este fascinante satélite, así como la ampliación a un contexto más amplio de algunas de las otras lunas de Saturno.

Steven Soter fue el primero que propuso a la fundación un modelo en la demostración desigual de Japeto, uno de los co-escritores de la serie Cosmos de Carl Sagan. Durante un coloquio de la Unión Astronómica Internacional, Sotelo propone que el bombardeo de
micrometeoritos de otra de las lunas de Saturno, Febe, fuera a la deriva hacia el interior y fuera recogido por Japeto. Como Japeto siempre da la misma cara a Saturno en todo momento, esto igualmente le daría una posición ventajosa para recoger las partículas de polvo. Uno de los grandes éxitos de esta teoría es que el centro de la región oscura, conocida como Cassini Regio, se localiza a lo largo de la trayectoria del movimiento. Además, en 2009, los astrónomos descubrieron un nuevo anillo alrededor de Saturno, a raíz de la órbita retrógrada de Febe, aunque ligeramente dentro de la luna, añadiendo la sospecha de que las partículas de polvo deberían ir a la deriva hacia el interior debido al efecto de Poynting-Robertson.

En 2010, un equipo de astrónomos revisó las imágenes de la misión Cassini, observando que la coloración tenía propiedades que no encajaban con la teoría de Soter. Si la deposición del polvo fuers el final de la historia, se espería que la transición entre la región de oscuridad y la luz fuera muy gradual a medida que el ángulo en que se golpea la superficie, convirtiéndose en forma alargada, extendiendo el polvo entrante. Sin embargo, la misión Cassini reveló que las transiciones fueron inesperadamente abruptas. Además, los polos de Japeto eran brillantes también y si la acumulación de polvo era tan simple como Sotero había sugerido, debería ser cubierta también. Por otra parte, la proyección de la imagen espectral de la Cassini Regio reveló que su espectro era notablemente diferente al de Febe. Otro problema potencial es que la superficie oscura se extendió más allá del lado principal por más de diez grados.

El equipo de la Cassini sugiere que la transición abrupta se debió a un efecto de calentamiento descontrolado. A medida que el polvo oscuro acumulado absorbía más luz se convertía en calor y ayudando más a sublimar el hielo brillante. A su vez, esto podría reducir el brillo general, aumentando la temperatura, y así sucesivamente. Dado que este efecto amplificado en la coloración podría explicar la transición más abrupta en la mayor parte, de la misma manera como el ajuste del contraste de una imagen se agudiza en las transiciones graduales entre los colores. Esta explicación también predijo que el hielo que se sublima podría viajar alrededor de la cara oculta de la luna, excluyendo y aumentando el brillo de los otros lados, así como los polos.

Para explicar las diferencias espectrales, los astrónomos propusieron que Febe no puede ser el único culpable. Dentro del sistema de satélites de Saturno, hay más de tres docenas de satélites irregulares con superficies oscuras que también podría contribuir a esto, alterando la composición química. Pero mientras esto sonaba como una solución tentadora, la confirmación requiere mayor investigación. El nuevo estudio, dirigido por Daniel Tamayo en la Universidad de Cornell, analizó la eficacia con la que varias de las otras lunas podrían producir polvo, así como la probabilidad con la que Japeto podía recogerlo. Curiosamente, sus resultados mostraron que la luna Ymir, apenas 18 kilómetros de diámetro, "debe ser más o menos un contribuyente importante del polvo de Japeto y Febe. Aunque ninguna de las otras lunas, independientemente parecía ser tener importantes fuentes de polvo, la suma del polvo del resto de lunas oscuras irregulares resultaron ser al menos tan importantes como cualquiera de Ymir o Febe. Como tal, esta explicación de la desviación del espectro está bien fundamentada.

La última dificultad, la de esparcir el polvo más allá de la cara principal de la luna, también se explica en el documento de nuevo. El equipo propone que las excentricidades de la órbita del polvo permitan golpear la luna en ángulos extraños, fuera del hemisferio principal. Las excentricidades podrían ser fácilmente producidas por la radiación solar, incluso si la órbita del cuerpo de origen no era excéntrica. El equipo analizó con cuidado tales efectos y produjo modelos capaces de corresponder la distribución de polvo por delante del borde principal.

La combinación de estas revisiones parecen asegurar la teoría básica de Soter. Una prueba adicional consistiría en ver si otros satélites grandes, como Japeto también muestran signos de deposición de polvo, aunque no tan marcadamente divididas como la mayoría de las otras lunas que carecen de órbita sincrónica. De hecho, en la luna Hiperión se encontró regiones más oscuras en la agrupación de sus cráteres cuando pasó la Cassini en el 2007. Estas regiones oscuras también revelaron un espectro similar a la de Cassini Regio. La luna más grande de Saturno, Titán también bloquea las mareas y se espera que barra las partículas en su borde principal, pero debido a su densa atmósfera, el polvo es probable que se extienda en toda la luna. Aunque es difícil de confirmar, algunos estudios han sugerido que ese polvo puede ayudar a contribuir a mostrar un efecto de bruma en la atmósfera de Titán.
Las zonas oscuras e iluminadas de Japeto han sido un misterio durante siglos.
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