¿Tuvo Saturno un sistema de lunas galileanas?

Una de las curiosidades del Sistema Solar exterior son las lunas medianas de Saturno, cuerpos de hielo enanos comparados con el tamaño de Titán, el satélite más grande del señor de los anillos. 

De acuerdo con un nuevo modelo elaborado para explicar el origen de estas lunas, estos cuerpos de tamaño medio se generaron a causa de grandes impactos que sufrieron varios satélites cuando se fusionaron para crear a Titán.

Erik Asphaug, profesor de ciencias terrestres y planetarias de la Universidad de California, Santa Cruz, ha presentado esta nueva hipótesis en la reunión anual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana en Reno, Nevada. Asphaug y su co-autor, Andreas Reufer de la Universidad de Berna, Suiza, también describen su modelo en detalle en un artículo que será publicado en Icarus.

Asphaug y Reufer proponer que el sistema de Saturno comenzó con una familia de satélites principales comparables a las cuatro grandes lunas de Júpiter (conocidas como los satélites galileanos, y descubiertos por Galileo en 1610). La masa de las lunas galileanas suponen el 99,998 por ciento de la masa del sistema de satélites de Júpiter, a pesar de que cuenta con decenas de pequeños satélites. Júpiter no tiene lunas de tamaño medio. El nuevo modelo puede explicar por qué estos dos sistemas son muy diferentes.

Lunas galileanas de Júpiter

"Creemos que los planetas gigantes tienen su tipo de satélites como el Sol tiene sus planetas, creciendo como sistemas solares en miniatura y que terminan con una etapa de colisiones finales", dijo Asphaug. "En nuestro modelo para el sistema de Saturno, proponemos que Titán creció a raíz de impactos gigantes, en los que se combinaban las masas de los cuerpos que chocaban, mientras se expulsaba una pequeña familia de lunas de tamaño medio".

Se cree que la Tierra también sufrió un impacto gigante que originó posteriormente la formación de la Luna. Por ello se piensa que nuestro satélite está formado por un material similar al manto rocoso terrestre. De la misma forma, las lunas medianas de Saturno estarían compuestas por materiales similares al manto de hielo de Titán.

"Nuestro modelo explica la diversidad de estas lunas ricas en hielo y la evidencia de su geología activa y dinámica", dijo Asphaug. "También explica un hecho sorprendente acerca de Titán: un impacto gigante explicaría su alta excentricidad".

Asphaug y Reufer han utilizado simulaciones informáticas para estudiar la hipótesis del impacto gigante, y han encontraron que la posible existencia pasada de lunas de tamaño galileano en Saturno, pudieron liberar la suficiente cantidad de hielo en los impactos para dar lugar a las lunas medianas del sistema.

"Estas colisiones entre satélites no se entienden bien, por lo que habrá que modelar nuevas teorías de la formación planetaria para comprenderlas.", dijo Reufer.

Las fusiones de satélites podrían ser el acto final de la evolución de los mismos. Alternativamente, Saturno podría haber tenido un sistema de satélites galileanos con órbitas estables, pero tras la migración planetaria propuesta por el Modelo de Niza, se desestabilizaron gravitatoriamente para acabar colisionando entre sí.

"Lo que hace que el sistema de Saturno sea tan hermoso y único es su posible juventud", dijo Asphaug. "Si bien no tenemos un marco de tiempo definido para estas colisiones, podrían haber ocurrido hace relativamente poco, si fue "algo" lo que desestabilizó las órbitas de las lunas que dieron lugar posteriormente, mediante su fusión, a Titán. Este "algo" podría haber sido el Modelo de Niza".

Algunas lunas de Saturno

Este nuevo modelo plantea un par de cuestiones dinámicas. Los desecho generados en las colisiones de las lunas galileanas podrían haber sido arrastrados por la gravedad de Titán, en vez de acabar como lunas medianas independientes. Por ello se requieren simulaciones adicionales para validar este modelo. Asphaug cree que la misión Cassini proporcionará los datos finales para dar validez a esta teoría.

"Nuestro modelo hace predicciones firmes sobre cómo se formó Titán, de qué están formadas las lunas medianas, y cómo comenzaron a girar rápidamente. Así que el estudio de estas lunas nos podría proporcionar las claves que nos revelen lo qué ocurrió y cuándo".