Lunas galileanas

Las cuatro lunas galileanas de Júpiter, en una imagen compuesta que compara sus tamaños y el tamaño de Júpiter (Gran Mancha Roja visible). Desde arriba, son Io, Europa, Ganímedes, Calisto.

Las lunas Galileanas son las cuatro lunas de Júpiter descubiertos por Galileo Galilei. Son las lunas más grandes de Júpiter y han sido nombradas Io, Europa, Ganímedes y Calisto. Ganímedes, Europa e Io participan en una resonancia orbital 1:2: 4. Se encuentran entre los objetos más masivos del Sistema Solar fuera del Sol y de los ocho planetas, con radios más grandes que los de los planetas enanos.

Las cuatro lunas fueron descubiertas en algún momento entre 1609 y 1610, cuando Galileo hizo mejoras en su telescopio, lo que le permitió observar cuerpos celestes con mayor claridad de lo que nunca antes había sido posible. El descubrimiento de Galileo demostró la importancia del telescopio como herramienta para los astrónomos al probar que había objetos en el espacio que no se podían ver a simple vista. Más importante aún, el descubrimiento de cuerpos celestes orbitando algo que no fuera la Tierra asestó un duro golpe al entonces aceptado modelo geocéntrico (o sistema mundial ptolemaico), según el cual se pensaba que cada cuerpo celeste orbitaba alrededor de la Tierra.

Galileo inicialmente nombró a su descubrimiento Cosmica Sidera («estrellas de Cosimo»), pero los nombres que finalmente prevalecieron fueron elegidos por Simon Marius. Marius afirmó haber descubierto las lunas al mismo tiempo que Galileo, y les dio sus nombres actuales en su Mundus Jovialis, publicado en 1614.

Puntos destacados históricos

Descubrimiento

Galileo Galilei, descubridor de las cuatro lunas galileanas.

Como resultado de las mejoras que Galileo Galilei hizo al telescopio, con una capacidad de aumento de 30×, fue capaz de ver cuerpos celestes más claramente de lo que nunca fue posible antes. Esto permitió a Galilei descubrir en algún momento entre diciembre de 1609 y enero de 1610 lo que se conoció como las lunas galileanas. Sin embargo, un historiador chino de astronomía, Xi Zezong, afirmó que el astrónomo chino Gan De observó una de las lunas de Júpiter en el año 362 a.C., casi 2 milenios antes que Galileo.

El 7 de enero de 1610, Galileo escribió una carta que contenía la primera mención de las lunas de Júpiter. En ese momento, solo vio tres de ellas, y creía que eran estrellas fijas cerca de Júpiter. Continuó observando estos orbes celestiales desde el 8 de enero hasta el 2 de marzo de 1610. En estas observaciones, descubrió un cuarto cuerpo, y también observó que los cuatro no eran estrellas fijas, sino que orbitaban alrededor de Júpiter.

El descubrimiento de Galileo demostró la importancia del telescopio como herramienta para los astrónomos al mostrar que había objetos en el espacio por descubrir que hasta entonces habían permanecido invisibles a simple vista. Más importante aún, el descubrimiento incontrovertible de cuerpos celestes orbitando algo que no fuera la Tierra asestó un duro golpe al entonces aceptado sistema mundial Ptolemaico, que sostenía que la Tierra estaba en el centro del universo y que todos los demás cuerpos celestes giraban a su alrededor. Que Júpiter tiene cuatro lunas, mientras que la Tierra solo tiene una, socavando aún más la creencia casi universal de que la Tierra era el centro del universo tanto en posición como en importancia. El Sidereus Nuncius (Mensajero Estrellado) de Galileo, que anunciaba observaciones celestiales a través de su telescopio, no menciona explícitamente el heliocentrismo copernicano, una teoría que situaba al Sol en el centro del universo. Sin embargo, Galileo creía en la teoría copernicana. Como resultado de estos descubrimientos, Galileo fue capaz de desarrollar un método para determinar la longitud basado en el tiempo de las órbitas de las lunas galileanas.

Dedicación a los Medici

Características superficiales de los cuatro miembros.

En 1605, Galileo había sido empleado como tutor de matemáticas para Cosme II de Médici (1590-1621). En 1609, Cosme se convirtió en Gran Duque Cosme II de Toscana. Galileo, buscando el patrocinio de su ahora rico ex alumno y su poderosa familia, utilizó el descubrimiento de las lunas de Júpiter para obtenerlo. El 13 de febrero de 1610, Galileo escribió al secretario del Gran Duque:

Dios me bendijo con el poder, a través de un signo tan singular, revelar a mi Señor mi devoción y el deseo que tengo de que su glorioso nombre viva igual entre las estrellas, y como me corresponde a mí, el primer descubridor, nombrar estos nuevos planetas, deseo, a imitación de los grandes sabios que colocaron entre las estrellas a los más excelentes héroes de esa época, inscribirlos con el nombre del Serenísimo Gran Duque.

Galileo preguntó si debía nombrar a las lunas Cosmica Sidera («estrellas de Cosme») por solo Cosme, o Medicea Sidera («Estrellas de los Médicos»), que honraría a los cuatro hermanos (Cosme, Francesco, Carlo y Lorenzo) del clan Medici. El secretario respondió que este último nombre sería el mejor.

El 12 de marzo de 1610, Galileo escribió su carta dedicatoria al duque de Toscana, y le envió una copia al día siguiente, con la esperanza de obtener su apoyo lo antes posible. El 19 de marzo, envió el telescopio que había utilizado para ver por primera vez las lunas de Júpiter al Gran Duque, junto con una copia oficial de Sidereus Nuncius (El Mensajero Estrellado) que, siguiendo el consejo del secretario, llamó a las cuatro lunas Medicea Sidera. En su introducción dedicatoria, Galileo escribió:

haz que las gracias inmortales de tu alma comiencen a brillar en la tierra de la manera en que las estrellas brillantes se ofrecen en los cielos, las cuales, como lenguas, hablarán y celebrarán tus más excelentes virtudes para siempre. He aquí, por lo tanto, cuatro estrellas reservadas para su ilustre nombre which que make hacen sus viajes y órbitas a una velocidad maravillosa alrededor de la estrella de Júpiter like como hijos de la misma familia Indeed De hecho, parece que el mismo Creador de las Estrellas, con claros argumentos, me advirtió que llamara a estos nuevos planetas por el ilustre nombre de Su Alteza antes que a todos los demás.

Nombrar las lunas

Galileo recibió varias sugerencias de nombres para las lunas. Ellos incluían:

• Principharus, Victime, Cosmipharus y Ferdinandipharus, para cada uno de los cuatro hermanos Medici – por Giovanni Batista Hodierna, discípulo de Galileo y autor de las primeras efemérides (Efemérides Medicaeorum, 1656);
• Circulatores Jovis, o Comités Jovis – por Johannes Hevelius;
• Gardes, o Satélites (del latín satellites, satellitis, que significa «escoltas»)—por Jacques Ozanam.

Los nombres que finalmente prevalecieron fueron elegidos por Simon Marius, quien afirmó haber descubierto las lunas al mismo tiempo que Galileo. Los nombró en honor a los amantes del dios Zeus (el equivalente griego de Júpiter): Io, Europa, Ganímedes y Calisto, en su Mundus Jovialis, publicado en 1614.

Galileo se negó rotundamente a usar los nombres de Marius e inventó como resultado el esquema de numeración que todavía se usa hoy en día, en paralelo con los nombres de las lunas. Los números van desde Júpiter hacia el exterior: I, II, III y IV correspondientes a io, Europa, Ganímedes y Calisto, respectivamente. Aunque Galileo usó este sistema en sus cuadernos, nunca lo publicó. Los nombres numerados (Júpiter x) se usaron hasta mediados del siglo XX, cuando se descubrieron otras lunas interiores y los nombres de Marius se usaron ampliamente.

Algunos detalles sobre las lunas galileanas

Las lunas galileanas son, en orden creciente de distancia de Júpiter:

Nombre de	Imagen	Diámetro (km)	Masa (kg)	Densidad (g/cm3)	Semi-eje mayor (km)	periodo Orbital(d) (relativa).	Inclinación (°)	la Excentricidad
Io (Júpiter I)		3660.0×3637.4×3630.6	8.93×1022	3.528	421,800	1.769 (1)	0.050	0.0041
Europa (Júpiter II)		3121.6	4.8×1022	3.014	671,100	3.551 (2)	0.471	0.0094
Ganimedes (Júpiter III)		5262.4	1.48×1023	1.942	1,070,400	7.155 (4)	0.204	0.0011
Callisto (Júpiter IV)		4820.6	1.08×1023	1.834	1,882,700	16.69 (9.4)	0.205	0.0074

Io

El interior tres lunas Galileanas giran en un 4:2:1 de resonancia.

Io es la más interna de las cuatro lunas galileanas de Júpiter y, con un diámetro de 3.642 kilómetros, la cuarta luna más grande del Sistema Solar. Lleva el nombre de Io, una sacerdotisa de Hera que se convirtió en una de las amantes de Zeus. Sin embargo, se le conocía simplemente como «Júpiter I», o «El primer satélite de Júpiter», hasta mediados del siglo XX.

Con más de 400 volcanes activos, Io es el objeto geológicamente más activo del Sistema Solar. Su superficie está salpicada de más de 100 montañas, algunas de las cuales son más altas que el Monte Everest de la Tierra. A diferencia de la mayoría de los satélites en el Sistema Solar exterior (que tienen una capa gruesa de hielo), Io está compuesto principalmente de roca de silicato que rodea un núcleo de hierro fundido o sulfuro de hierro.

Aunque no está probado, los datos recientes del orbitador Galileo indican que Io podría tener su propio campo magnético. Io tiene una atmósfera extremadamente delgada compuesta principalmente de dióxido de azufre (SO2). Si una nave de recolección de datos de superficie aterrizara en Io en el futuro, tendría que ser extremadamente resistente (similar a los cuerpos en forma de tanque de los aterrizadores Venera soviéticos) para sobrevivir a la radiación y los campos magnéticos que se originan en Júpiter.

Europa

Las masas relativas de las lunas Galileanas. Io y Calisto juntos son el 50%, al igual que Europa y Ganímedes. Los galileos dominan tanto el sistema que todas las demás lunas jovianas juntas no son visibles a esta escala.

Europa, la segunda de las cuatro lunas galileanas, es la segunda más cercana a Júpiter y la más pequeña con 3121,6 kilómetros de diámetro, que es ligeramente más pequeña que la Luna de la Tierra. El nombre, Europa, se debe a una mujer noble fenicia mítica, Europa, que fue cortejada por Zeus y se convirtió en la reina de Creta, pero no se usó ampliamente hasta mediados del siglo XX.

Es uno de los objetos más suaves del sistema solar, con una capa de agua que rodea el manto del planeta, que se cree que tiene 100 kilómetros de espesor. La superficie lisa incluye una capa de hielo, mientras que se teoriza que el fondo del hielo es agua líquida. La aparente juventud y suavidad de la superficie han llevado a la hipótesis de que existe un océano de agua debajo de ella, que posiblemente podría servir como morada para la vida extraterrestre. La energía térmica de la flexión de las mareas asegura que el océano permanezca líquido e impulsa la actividad geológica. La vida puede existir en el océano bajo hielo de Europa, tal vez subsistiendo en un entorno similar a los respiraderos hidrotermales de las profundidades oceánicas de la Tierra o al Lago Antártico Vostok. La vida en tal océano podría ser similar a la vida microbiana en la Tierra en el océano profundo. Hasta ahora, no hay evidencia de que exista vida en Europa, pero la probable presencia de agua líquida ha estimulado las llamadas para enviar una sonda allí.

Las marcas prominentes que cruzan la luna parecen ser principalmente características de albedo, que enfatizan la topografía baja. Hay pocos cráteres en Europa porque su superficie es tectónicamente activa y joven. Algunas teorías sugieren que la gravedad de Júpiter está causando estas marcas, ya que un lado de Europa está constantemente orientado hacia Júpiter. Además, las erupciones volcánicas de agua que dividen la superficie de Europa, e incluso los géiseres, se han considerado como una causa. Se teoriza que el color de las marcas, marrón rojizo, es causado por azufre, pero los científicos no pueden confirmarlo, porque no se han enviado dispositivos de recolección de datos a Europa. Europa está hecha principalmente de roca de silicato y probablemente tiene un núcleo de hierro. Tiene una atmósfera tenue compuesta principalmente de oxígeno.

Ganímedes

Ganímedes, el tercer galileo, recibe el nombre de Ganímedes mitológico, copero de los dioses griegos y amado de Zeus. Ganímedes es el satélite natural más grande del Sistema Solar con 5262,4 kilómetros de diámetro, lo que lo hace más grande que el planeta Mercurio, aunque solo tiene aproximadamente la mitad de su masa. Es el único satélite del Sistema Solar que posee una magnetosfera, probablemente creada a través de la convección dentro del núcleo de hierro líquido.

Ganímedes se compone principalmente de roca de silicato y hielo de agua, y se cree que un océano de agua salada existe a casi 200 km por debajo de la superficie de Ganímedes, intercalado entre capas de hielo. El núcleo metálico de Ganímedes sugiere un calor mayor en algún momento de su pasado que el que se había propuesto anteriormente. La superficie es una mezcla de dos tipos de terreno: regiones oscuras con muchos cráteres y regiones más jóvenes, pero aún antiguas, con una gran variedad de surcos y crestas. Ganímedes tiene un gran número de cráteres, pero muchos han desaparecido o apenas son visibles debido a su corteza helada que se forma sobre ellos. El satélite tiene una atmósfera delgada de oxígeno que incluye O, O2 y posiblemente O3 (ozono), y algo de hidrógeno atómico.

Calisto

Calisto es la cuarta y última luna de Galilea, y es la segunda más grande de las cuatro, y con 4820,6 kilómetros de diámetro, es la tercera luna más grande del Sistema Solar. No forma parte de la resonancia orbital que afecta a tres satélites galileanos interiores y, por lo tanto, no experimenta un calentamiento de marea apreciable. Calisto se compone de cantidades aproximadamente iguales de roca y hielo, lo que la convierte en la menos densa de las lunas galileanas. Es uno de los satélites con más cráteres en el sistema solar, y una característica importante es una cuenca de alrededor de 3000 km de ancho llamada Valhalla.

Callisto está rodeado por una atmósfera extremadamente delgada compuesta de dióxido de carbono y probablemente oxígeno molecular. La investigación reveló que Calisto podría tener un océano subsuperficial de agua líquida a profundidades superiores a 100 kilómetros. La probable presencia de un océano dentro de Calisto indica que puede o podría albergar vida. Sin embargo, esto es menos probable que en la cercana Europa. Calisto ha sido considerado durante mucho tiempo el lugar más adecuado para una base humana para la exploración futura del sistema de Júpiter.

Visibilidad

Las lunas Galileanas visto con un telescopio de aficionado.

Las cuatro lunas galileanas son lo suficientemente brillantes como para que pudieran, si estuvieran más lejos de Júpiter, ser avistadas desde la Tierra sin un telescopio. Tienen magnitudes aparentes entre 4,6 y 5,6 cuando Júpiter está en oposición con el Sol, y son aproximadamente una unidad de atenuación de magnitud cuando Júpiter está en conjunción. La principal dificultad para observar las lunas desde la Tierra es su proximidad a Júpiter, ya que están oscurecidas por su brillo. Las separaciones angulares máximas de las lunas están entre 2 y 10 minutos de arco de Júpiter, cerca del límite de la agudeza visual humana. Ganímedes y Calisto, en su máxima separación, son los objetivos más probables para la observación potencial a simple vista. La forma más fácil de observarlos es cubrir a Júpiter con un objeto, por ejemplo, una rama de árbol o una línea eléctrica perpendicular al plano de las órbitas de las lunas.

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Véase también objetos astronómicos, la lista de objetos del Sistema Solar, ordenados por radio o masa, y el Portal del Sistema Solar

Véase también

• Copérnico
• Galileo Galilei
• Júpiter
• Satélite natural
• Ptolomeo
• Sistema Solar
• Telescopio

Notas

Enlaces de Referenciasisbn apoyan a NWE a través de tarifas de referencia

• Galilei, Galileo, Albert Van Helden (trans.). 1989. Sidereus Nuncius. Chicago, IL: University of Chicago Press. ISBN 9780226279039.
• Leutwyler, Kristin y John R. Casani. 2003. Las Lunas de Júpiter. Nueva York, NY: W. W. Norton. ISBN 0393050602.
• Schenk, P. M., C. R. Chapman, K. Zahnle, and J. M. Moore. «Chapter 18: Ages and Interiors: the Cratering Record of the Galilean Satellites.»In Bagenal, Fran, Timothy E. Dowling, William B. McKinnon (eds.), 2004. Júpiter: El Planeta, los Satélites y la Magnetosfera. New York, NY: Cambridge University Press. ISBN 9780521818087.

Todos los enlaces recuperados el 18 de mayo de 2017.

• Animación de la observación de Galileo, marzo de 1613.