Cráteres en el sistema Solar: Satélites de Urano y Neptuno.

Angel Ferrer. Coordinador Sección Planetaria.

Los planetas Urano y Neptuno apenas se pueden ver como unos pequeños discos de unos pocos segundos de diámetro. Se necesitan buenos telescopios para poder ver los satélites y por supuesto ningún detalle de los mismos. Desde la Tierra no se puede ver ningún cráter en esos lejanos satélites. Prácticamente toda la información que tenemos se la debemos a una nave espacial: La Voyager 2 que pasó próxima a estos planetas en 1986 y 89 respectivamente. Descubrió nuevos satélites, y las imágenes que proporcionó sorprendió a todos y generó numerosos problemas aun no resueltos. No se tiene previsto ninguna nueva visita.

Las sondas Voyager fueron concebidas para estudiar Júpiter y Saturno. Debido a una poco frecuente alineación de planetas, aprovechó el impulso gravitatorio de estos grandes planetas para alcanzar los lejanos Urano y Neptuno. La Voyager 1 apuntó a Titán y allí acabó su exploración planetaria. La Voyager 2 estaba un poco tocada, sobre todo su sistema de recepción de ordenes desde La Tierra y también la plataforma en la que están instalados todos los instrumentos, pero pudieron ser solucionados. Las observaciones de Urano comenzaron el 4 de Noviembre de 1985, muy pronto, con el fin de determinar con precisión las órbitas de los satélites. El sistema de Urano es muy peculiar en el sentido que el eje del planeta y todos sus satélites están perpendiculares a la eclíptica. La sonda los atravesó "de canto". El primer encuentro lo realizó con Titania, por la que pasó 3 horas antes que Urano. Por Urano pasó a las 19h del 24 de Enero de 1986 a una distancia de 81 000 km. y a una velocidad de 64 800 km./h. El 25 de febrero finalizó las observaciones de este planeta.

Urano fue descubierto por William Herchel el 13 de Marzo de 1781. Es una planeta apenas perceptible a simple vista, situado a una distancia de 2 871 millones de km. de distancia media al sol. Recorre su órbita prácticamente circular en 84 años. Tiene un radio de 25 559 km. y una masa equivalente a 15 veces la terrestre. Esta cubierto por una densa atmósfera que impide ver la superficie. Es de color verde azulada sin apreciar prácticamente ningún detalle. Por supuesto no se ven cráteres en su superficie.

Urano presenta a su alrededor 17 satélites (diez descubiertos por el Voyager) y 11 finos anillos. Todos ellos, junto con el propio planeta giran en un plano a 98 grados de la eclíptica. No se sabe a que se debe este hecho. La hipótesis mas aceptada es la de un inmenso impacto contra un cuerpo mayor que la Tierra cuando el sistema de Urano se estaba formando. Este impacto desvió la nube protoplanetaria hasta dejarla como está en la actualidad. No sabemos realmente como sucedió. Los diez mas próximos fueron descubiertos por el Voyager y tienen un diámetro inferior a 100 km. (excepto Puck que tiene unos 144) y un periodo orbital inferior a 0.7 días. Los nombres de estos satélites están en relación con heroínas de las tragedias de Shakespeare y son: Cordelia, Ofelia, Blanca, Crésida, Desdemona, Julieta, Porcia, Rosalinda, Belinda y Puck. Este último tiene forma bastante esférica pero esta distorsionada por cráteres de impacto. Los tres cráteres con nombre en el pequeño satélite de Puck guardan relación con tres duendes malignos de la tradición escocesa, alemana e inglesa.

Los siguientes satélites fueron observados desde la Tierra y se llaman: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberon. Tiene diámetros entre 500 y 1 600 km. Los tres mas próximos tienen una órbita "casi" resonante, como sucedía con Io. Sabemos que la órbita resonante de Io le ocasiona unas mareas y una fricción de su superficie que genera una importante fuente de calor y todo el satélite esta cubierto de volcanes. Actualmente no están en órbitas resonantes por menos de 0.1%. No se descarta que anteriormente si tuvieran periodos orbitales resonante y contribuyera a calentar la superficie de Miranda y posteriormente de Ariel. Algún proceso externo (mareas, o impactos) ha desplazado las órbitas y no actúa este curioso fenómeno. Veamos cada uno de estos satélites.

Miranda: Fue descubierto por Kuiper en 1948. Tiene un diámetro de 480 km. Con una órbita de 129 000 km. de radio. Esta inclinada 4 grados con respecto al plano ecuatorial de Urano. El nombre de Miranda corresponde a uno de los personajes de "La Tempestad" de William Shakespeare. El Voyager pasó a solo 30 000 km. de distancia obteniendo imágenes con una resolución de solo 600 m. La superficie es muy irregular, apreciando claramente dos tipos de terreno geológicamente muy diferentes. Unas regiones más claras y con numerosos cráteres y unas regiones mas oscuras, pobres en cráteres. Los terrenos menos craterizados representan tres vastas regiones en forma oval o trapezoidal con gran variedad de accidentes geográficos como colinas, fracturas, fallas, cañones, sistemas de estría paralelas curvas y rectilíneas, y cadenas montañosas. Las regiones más antiguas y por tanto mas craterizadas, son poco profundas quizá por las propiedades mecánicas de la superficie. En estas zonas los cráteres han sido borrados o sepultados por materiales fluidos procedentes del interior. Estudiando las imágenes se aprecia que ha existido actividad tectónica, y la superficie ha sido deformada y estirada.
Para explicar estas características tan peculiares se han postulado dos teorías: la comentada de la resonancia de tres cuerpos y la que la actual Miranda es un cuerpo reacumulado a partir de una serie de grandes fragmentos de un satélite preexistente, destruido por un impacto. El proceso de reacumulación puede haber producido una superficie en mosaico yuxtaponiendo regiones de distintos fragmentos, unos del interior y otros de la superficie del progenitor.
Cráteres con nombre en Miranda solo hay 7, con diámetros comprendidos entre 11 y 25 km. Todos ellos guardan relación con lugares y personajes de las Novelas de Shakespeare.

Ariel.: Fue descubierta por Lassell en 1851 y tiene un diámetro de 1160 km. Tiene un periodo orbital de 2 días y medio. El Voyager 2 se aproximó hasta 127 000 km. La superficie de Ariel parece más joven y mas compleja que el resto de las satélites mayores. Tiene regiones antiguas con numerosos cráteres de tamaño pequeño, no superior a los 75 km. Los cráteres mayores parecen haber sido borrados de la superficie. Estos terrenos están atravesados e interrumpidos por un sistema global de fracturas y fallas. Algunas zonas parecen recubiertas por flujos sucesivos de material fluido pero muy viscoso.
Tienen nombre 17 cráteres de diámetros entre 20 y 75 km. Todos ellos en relación con espíritus de la luz.

Umbriel.: Es casi gemelo a Ariel. Mide 10 km. más de diámetro y fue descubierto también por Lassell en 1851. Visto desde la Tierra alcanza una magnitud de 15.3. (Ariel de 14.4 y Miranda de 16.5). Tiene un periodo orbital de 4 días y destaca por ser mas oscuro que el resto de satélites de Urano. El Voyager se aproximó a 325 000 km. de distancia. Las imágenes de alta resolución indican una superficie fuertemente craterizada, o sea que es muy antigua. Hay un cráter con un anillo interno de 10 km. y otro externo de 40 km. Su superficie tiene pocos cambios de albedo. Es como si hubiera sido recubierto por una capa de polvo de procedencia externa.
Tienen nombre 13 cráteres de diámetros entre 43 y 208 km. Todos ellos están relacionados con espíritus de la noche.

Titania.: Fue descubierto por W. Herschell en 1787, a los pocos años de descubrir el planeta. Alcanza una magnitud de 14.0 con un periodo orbital de 8 días. Es el mayor de todos con un diámetro de 1600 km. El Voyager pasó a 365 200 km. Tiene algunas cuencas de impacto de 100 y 200 km. y numerosos cráteres pequeños. Tiene también zonas llanas con pocos cráteres y una amplia red de fracturas que atraviesa toda su superficie incluidos algunos de las grandes cráteres. También existen cráteres con radios claros que indican juventud. Tiene 15 cráteres con nombre propio, todos ellos son nombres femeninos de novelas de Shakespeare.

Oberon. : Fue descubierto a la vez que Titania. Alcanza una magnitud de 14.2 y tiene un periodo orbital de 13 días. El Voyager se aproximó hasta 660 000 km. Destaca en su superficie una gran montaña de 20 km. que quizá sea el pico de un gran cráter de impacto. La característica más evidente es la presencia de grandes cráteres, a menudo rodeados por halos claros, con un fondo rellenado por un material muy oscuro. Este material aparece solo en los grandes impactos y se supone que procede del interior del satélite (como los mares de la Luna). En Oberon non encontramos cráteres con nombres tan conocidos como Cesar, Lear, Othello, Romeo o MacBeth. Todos ellos en relación con lugares y personajes de las tragedias de Shakespeare.

En 1997 se descubren los dos últimos satélites del sistema solar. La proeza la realizaron Gladman, Micholson, Burns y Kavelaars. Llevan por nombre Caliban y Sycorax, que están sacados de la novela "La Tempestad" que como habréis imaginado es también de Shakespeare.

Neptuno.
Fue descubierto el 23 de septiembre de 1846 por Galle desde el observatorio de Berlin, después que Le Verrier el diera las coordenadas del nuevo planeta. Estaba a solo un grado del lugar previsto. El cálculo se basó en las perturbaciones de la órbita de Urano, después de haber eliminado la influencia de Júpiter y Saturno. A Le Verrier le quedó un "problemita" de 26 ecuaciones con 13 incógnitas que después de 10 000 hojas de cálculo, dio el resultado deseado. Por supuesto lo calculó a mano. El mismo problema lo resolvió John Adams, pero no lo publicó ni lo comprobó.
Poco se conocía del planeta hasta el paso de la sonda Voyager. El 25 de agosto de 1989 la nave sobrevoló el polo norte a solo 4 900 km. de distancia. El planeta tiene un color azulado con una mancha oscura del tamaño de nuestra Tierra y algunas nubes de color blanquecino. Su densa atmósfera compuesta por hidrógeno, helio y un 2% de metano impide ver la superficie. La sonda descubrió 6 nuevos satélites, confirmó la presencia de anillos y envió magnificas imágenes de Tritón.

Tritón.: Lasell lo identificó solamente 2 semanas después de descubrirse Neptuno. Lo bautizó como Tritón que es uno de los hijos de Poseidon ( Dios Griego equivalente al romano Neptuno). Tiene una magnitud de 13.6 y es el único gran satélite que viaja en sentido opuesto al de rotación de su planeta. Tampoco esta en el plano de la eclíptica sino inclinado a 23 grados. Esta situado a 354 800 km. Es un satélite muy grande con un diámetro de 2 700 km. La sonda Voyager pasó a tan solo 38.000 km. de distancia mostrando una geología distinta a todo lo visto hasta entonces..
La superficie es enigmática. El satélite tiene una superficie de hielos de metano y nitrógeno y es tanta la luz que refleja que la temperatura es de solo 37 grados Kelvin (el objeto más frío del sistema solar). El casquete polar presenta unos penachos oscuros a modo de géisers, como si fueran volcanes de hielo o nitrógeno líquido o tal vez metano, quizá con compuestos carbónicos más oscuros. Junto al norte del casquete polar hay una zona con depresiones circulares y crestas con un número de cráteres inferior a las zonas contiguas (por tanto geológicamente mas jóvenes). Tiene también fisuras en forma de X o Y, y lagos helados contorneados por una serie de terrazas, como si el nivel hubiera cambiado, con una base perfectamente lisa.

Dada la inclinación, el sentido de la órbita y el tamaño, muchos piensan que es un objeto de la nube de Kuiper a la que pertenecen Plutón y su satélite Caronte así como otros objetos recientemente descubiertos. En el origen seria un planeta independiente que fue capturado por Neptuno. Al estabilizarse la órbita originó un calentamiento que explicaría la superficie que vemos. Vale la pena ver imágenes buenas de este satélite.
Tiene puesto nombre a 9 cráteres en relación con nombres acuáticos: fuentes, géisers, islas, etc.

Nereida.: Fue el segundo satélite conocido. Lo descubrió G. Kuiper en 1949. Tiene una magnitud de 18.7. Lo bautizaron así para recordar a las ninfas que según la mitología servían al dios del Mar: Neptuno. Tiene la órbita mas excéntrica de todas los satélites conocidos. Se aproxima a 1.4 millones de kilómetros y se aleja hasta 9.7 millones de km. con una inclinación de 30 grados. Las imágenes están tomadas a 4.7 millones de km. y tienen una resolución de 43 km. por pixel. Solo se puede identificar una forma alargada irregular de unos 340 km. de diámetro. Dada la peculiar órbita y que el albedo es el doble que los demás satélites se piensa que es también un satélite capturado.

El Voyager descubrió 6 nuevos satélites y por lo que hemos visto son los auténticos satélites de Neptuno. Todos ellos interiores a Tritón. Los cuatro más internos están en relación con sus anillos. El más próximo es Náyade con un diámetro de 60 km, le siguen Thalassa de 80 km., Despina de 180 y Galatea de 150 km. Estos satélites se supone que debieron formarse fuera de la región donde se encuentran, probablemente son fragmentos de un par de satélites que chocaron con un asteroide o un cometa. Fuera de los anillos nos encontramos con Larisa de 190 km. y de forma irregular.

El último satélite es Proteo. Es el mas grande de los descubierto por la sonda espacial y mide 415 km. de diámetro. Es más grande que Nereida pero dada la proximidad al planeta no puede observarse desde la Tierra. Situado a 117 640 km. tiene un periodo orbital de poco más de 1 día. Tiene una forma aproximadamente esférica. Llama la atención su inmenso cráter llamado Pharos, que alcanza los 255 km. Tiene una depresión redondeada central sin pico, con unas paredes rocosas de10 km. de alto y una anchura de 22 km. Si lo comparamos con el diámetro del satélite es el mas grande conocido. Según los cálculos teóricos un cráter superior a un tercio o un medio del diámetro del objeto diana, originaría su destrucción. Menos en Proteo. Se podría explicar por tener un material muy poroso o bien que se produjo casi la destrucción del mismo con salida de múltiples fragmentos.

Del último planeta, Plutón, no tenemos imágenes de su superficie así como de su satélite Caronte. Esta previsto una sonda espacial llamada Pluto/Kuiper Express pero no antes de 2 003. Ya veremos.

Después de haber visto la teoría de los cráteres de impacto, su evolución y los cráteres en los distintos planetas y satélites del sistema solar, solo quiero comentar quienes son los astrónomos que ponen tan curiosos nombres.

La Unión Internacional Astronómica ha sido el árbitro de la nomenclatura desde que se fundó en 1919 en Bruselas. El primer trabajo realizado fue sobre la nomenclatura de la Luna en 1935 por Blaga y Muller. Posteriormente aparecieron "El sistema de cráteres lunares. Cuadrantes I, II, III, IV." Publicado por D. Artur, bajo la dirección de Gerard Kuiper. Aparecieron desde 1963 a 1966. La nomenclatura marciana fue clarificada por A. Dolfus en 1958, reduciendo a solo 128 nombres, en función de puntos luminosos, oscuros o coloreados.

Con la llegada de la era espacial se multiplicó el trabajo y se creó en 1973, en Sydney, el Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN). El primer presidente fue el canadiense Peter Millman. Posteriormente se crearon comités de trabajo para la nomenclatura de la Luna, Mercurio, Venus, Marte, otros cuerpos del sistema solar y Asteroides. Estos comités están presididos por el noruego Kaare Akshes, y en ellos hay representación de varios países: americanos, rusos, ingleses, algún francés e italiano. No hay ningún español.

Tanto la IUA y el WGPSN ha aprobado una serie de normativa sobre los nombres de los accidentes geográficos en los distintos cuerpos del sistema solar. Deben ser nombres fáciles de pronunciar, a ser posible cortos, se conserva la fonética del país original, no debe haber duplicidades, etc. No hay nombres de políticos, militares o de significación religiosa. Los personajes deben haber fallecido como mínimo 3 años antes de asignarles un accidente geográfico a excepción de astronautas o cosmonautas.

Si queréis ampliar conocimientos, en el mes de Marzo ha salido un monográfico en Investigación y Ciencia dedicado al sistema Solar. También encontraréis mucha información en las enciclopedias de "El Universo" de la editorial Sarpe, así como en el coleccionable "Astronomía, el universo en tus manos" de la editorial Orbis-Fabri. Y si os gusta navegar por Internet hay mucha información disponible fácilmente.

¡ Por fin se acabaron los cráteres! En el número siguiente comentaremos la observación telescópica de Júpiter y sus satélites.