El misterio de los anillos

No, no es una historia de Sherlock Holmes en Middle Earth. Es una nota sobre nuestro planeta favorito, Saturno, por supuesto. Bueno, primero la Tierra, y después Saturno. ¿Por qué? Por qué va a ser: por los anillos.

En algún lugar cerca del ecuador, en esa pálida noche iluminada por los anillos, se zambulló el robot Cassini para finalizar su exploración de la joya del sistema solar. OK, la segunda joya, después de la Tierra. Cassini reveló muchísmos secretos sobre los anillos, acerca de los cuales no sabíamos casi nada cuando yo era chico. A nadie se le hubiera ocurrido que podía haber cosas como ésta, por ejemplo:

Pero los misterios de los anillos no se han agotado. Uno de ellos es particularmente intrigante: ¿cuándo se formaron? Parecen tan frágiles... ¿serán antiguos o recientes? Es algo muy difícil de medir, y de hecho no se ha medido directamente, a pesar de títulos marketineros anunciando que en la época de los dinosaurios Saturno era un gigante sin anillos. No hay nada que requiera que los anillos sean antiguos o recientes, excepto que en los modelos de formación del sistema solar suelen formarse temprano.

La danza final de Cassini con Saturno fue planeada cuidadosamente para pasar peligrosamente cerca de los anillos y observarlos como nunca. Las últimas 22 órbitas llevaron al robot entre el planeta y los anillos, lo cual permitió medir directamente su masa: 1.54±0.49×10¹⁹ kg, que es un 40% de la masa de Mimas, o 3×10^-8 de la masa de Saturno. ¿Es mucho o es poco? La interacción entre los bloques que forman los anillos hace que el borde exterior suba y se pierda, y el borde interior baje y caiga al planeta. La materia que pierden hacia arriba es suficiente para haber formado, fuera de la zona de Roche, todas las lunitas de Saturno que ahora los peinan. A pesar de esta pérdida los anillos son suficientemente masivos como para persistir por su propia gravedad, y los modelos dinámicos predicen que, independientemente de su masa inicial, un sistema de anillos antiguo tiende a una masa compatible con la medida por Cassini en 2 mil millones de años (la franja rosa en el gráfico).

O sea: si los anillos hubieran sido mucho más masivos hoy (más de 2×10¹⁹ kg) no podrían ser antiguos, porque anillos masivos evolucionan rápido y no permanecen masivos por miles de millones de años. Pero, con la masa que tienen, bien podrían ser tan antiguos como el planeta. Por otro lado, nada impide que los anillos sean de formación reciente, con una masa inicial similar a la actual. Su valor coincidente con el valor asintótico de un anillo antiguo sería una pura casualidad. Requeriria algún evento reciente desconocido, capaz de producir un anillo con exactamente la misma masa que hubiera tenido un anillo antiguo más masivo tras 4 mil millones de años de evolución.

Una segunda medición importante realizada por Cassini es la tasa de bombardeo meteórico que sufren los anillos, y que va oscureciéndolos al incorporar silicatos. Cassini midió las dos cosas. Por un lado, la cantidad de silicatos resultó ser de menos de 0.5% en el anillo B (el más masivo) y hasta el 11% en partes del anillo C, el más oscuro. Por otro lado, midió también el flujo de meteorización, y aunque su análisis no está finalizado se han filtrado algunos resultados en congresos. Los dos valores, juntos a los modelos físicos de los mecanismos involucrados, resultan en que los anillos llevan oscureciéndose unos cientos de millones de años. ¡Apa! ¿Son antiguos, o son recientes?

Hay que ser cuidadosos: el tiempo de exposición meteórica puede no ser el mismo que la edad de los anillos. Es decir, los anillos podrían ser antiguos, pero algún otro evento desconocido habría producido una contaminación meteórica en los últimos cientos de millones de años, que no es representativa de toda la vida del sistema solar.

Las dos cosas, como se ve, son difíciles de tragar. Pero una cosa parece cierta: ya sea que los anillos sean antiguos o que sean jóvenes, algo pasó en Saturno hace un par de cientos de millones de años. ¿Pero qué? Nadie lo sabe.

Por supuesto, cuando un científico dice que no sabe, no es que no tenga una explicación, sino todo lo contrario. Explicaciones sobran, literalmente, y no sabemos cuál es la correcta. Hace 100 millones de años un choque entre una proto-Rhea y una proto-Dione podría haber formado los anillos, lo cual explicaría cierta peculiaridad orbital de Dione y Tethys. Pero el propio Cassini midió la cantidad de hielo cristalino y amorfo en el interior del cráter Obatala en Rhea (chupate esta mandarina), asegurando que tiene más de 450 millones de años. Entonces, si son antiguos, ¿por qué parecen jóvenes? Algún evento en el cinturón de Kuiper puede haber producido un pico de bombardeo en los últimos 100 millones de años.

¡Hay más! Al pasar debajo de los anillos Cassini observó una lluvia de granos cayendo al planeta. Su composición, con más silicatos que hielo, sugiere que algún mecanismo desconocido limpia los anillos y los hace parecer más jóvenes que lo que son. La medición (600 kg de silicatos cayendo a Saturno por segundo) implica que 100 millones de años ¡son suficientes para limpiar todos los silicatos presentes en el anillo al día de hoy!

Además de silicatos, Cassini encontró abundante material orgánico en esta lluvia anillar. La tasa observada, nuevamente, alcanzaría para limpiar todo el material orgánico de los anillos en apenas un millón de años. Encima de todo esto, partículas de hielo puro del anillo E (alimentado por Encélado), deberían también fluir hacia abajo, contribuyendo a rejuvenecer los anillos. En definitiva: el tiempo de meteorización no puede ponerse fácilmente en equivalencia con el tiempo de formación.

Los descubrimientos de la fase Gran Final son tan ricos y sorprendentes que seguramente queda todavía mucho por analizar y descubrir, aun cuando los átomos de Cassini ya están desparramados por todo Saturno.

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Crida et al. Are Saturn’s rings actually young? Nature Astronomy 3:967-970 (2019). De aquí tomé el gráfico de la evolución de los anillos, y casi todas las ideas.

Una explicación más larga de las mismas ideas está en el libro The ringed Planet, de Colwell (2019). Por ejemplo, se cuenta en detalle las dificultades para medir la masa de los anillos usando el efecto Doppler de la señal de radio de Cassini con una precisión de una parte en mil millones.

Las imágenes de Saturno son de NASA/JPL/Cassini.

Aquí yace Cassini

Hace un año, el 15 de septiembre de 2017, mi robot espacial favorito se precipitó adrede sobre el planeta Saturno, incinerándose en su atmósfera. Según el Photojournal de la NASA fue aquí, en algún lugar del óvalo:

Esta imagen es un mosaico compuesto por algunas de las últimas fotos tomadas por la sonda que, pocas horas después, cayó al planeta. La iluminación es engañosa: se trata del lado nocturno de Saturno, iluminado por el brillo de los anillos, que se ven en silueta abajo a la izquierda. La franja oscura es la zona ecuatorial, directamente debajo de los anillos, que no recibe luz ni reflejada ni dispersada.

Al momento de su final Cassini había acumulado 19 años y 335 días desde su despegue el 15 de octubre de 1997 (¡antes del Mundial de Francia!). Diseñado para durar 4 años, pasó 13 años y 76 días en Saturno explorando sus anillos, su atmósfera y sus lunas, revelando un planeta insospechado. Entre sus descubrimientos más notables se encuentra la naturaleza del pequeño Encélado, cuya superficie glacial esconde un océano global que surge, en forma de géisers, a través de las fracturas que vemos en esta foto.

A pesar de que Cassini ya no está, sus observaciones seguirán siendo fuente de descubrimientos durante mucho tiempo. A principios de este año se publicó un análisis de sus observaciones cuando voló fugazmente a través de estos vapores, detectando no solamente agua y polvo de roca, sino también compuestos orgánicos. El trabajo argumenta que podría tratarse de la primera detección de vida extraterrestre, microbios productores de metano capaces de vivir en las condiciones extremas de su mar subglacial. Fue justamente para preservar las condiciones prístinas de Encélado que Cassini (en lugar de quedar en una órbita fuera de control) fue dirigido con sus últimas gotas de combustible de maniobras a zambullirse e inmolarse en el planeta. Ojalá volvamos a ir a Encélado. Junto con Europa, es el mejor lugar del sistema solar para buscar vida extraterrestre.

Otro ejemplo: el mes pasado un artículo reveló que Titán, el satélite gigante, es el tercer mundo conocido con tormentas de polvo. El ciclo del polvo es extremadamente importante en la Tierra, como bien sabe mi amigo y colega Santiago Gassó.

Uno más: hace pocos días se publicaron resultados obtenidos durante las últimas órbitas, explorando el desconocido espacio entre los anillos y el planeta. Cassini descubrió un nuevo cinturón de radiación, corrientes eléctricas y una fina garúa conectando el anillo interior con la atmósfera. ¿Cuánto durarán así los anillos?

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Las imágenes son de NASA/JPL/Cassini.

El legado de Cassini

Ahora que nuestro robot espacial favorito yace en las profundidades de Saturno, podemos hacer un rapidísimo repaso de sus principales descubrimientos en 13 años de exploración.

1. Los anillos. Los anillos son finísimos (apenas 10 metros para una extensión de 70 mil kilómetros), y tienen una estructura dinámica debido a la interacción de las partículas que los forman y a la acción de pequeñas lunas embebidas en ellos. El Sol rasante del equinoccio permitió ver estructuras "enormes", de algunos kilómetros de alto.

Dafnis es una de la lunitas embebidas, que viaja acompañada por onditas gravitatorias por una de las divisiones principales. Lunitas aún más chicas van acompañadas por "hélices" (propellers, por su parecido con dos aspas de los aviones a hélice).

2. El hexágono. En el casquete polar norte de Saturno hay un sistema permanente de tormentas en forma de hexágono. Los lados del hexágono son más grandes que la Tierra, y está delimitado por una fuerte corriente de chorro a 78° de latitud, que se extiende al menos 100 km en profundidad. Decenas de grandes tormentas lo recorren. En el polo exacto hay un vórtice monstruoso. En el polo sur hay sólo un vórtice tipo ojo de huracán. No hay nada parecido al hexágono en ningún otro lugar del sistema solar.

3. Encélado. El desafío de la blancura lo gana este satélite, el más brillante del sistema solar. Su superficie es un glaciar que encierra un mar tibio. Por grietas cerca del polo sur surgen géiseres que acaban formando el difuso anillo E de Saturno. Cassini fotografió, midió, atravesó y olisqueó estos chorros, que resultan ser de agua, minerales y substancias orgánicas, delatando una actividad hidrotermal que podría albergar vida extraterrestre. Posta.

4. Titán. Un satélite más grande que Mercurio envuelto en permanente bruma anaranjada. El penetrante ojo de Cassini reveló algo que no existe en ningún otro mundo aparte de la Tierra: el reflejo del Sol en la superficie del mar. Mares (y lagos) enormes, que en Titán no son de agua sino de metano y etano, hidrocarburos que pasan por un ciclo como el del agua en la Tierra, con nubes, lluvia, ríos, erosión y cuencas de acumulación. Y envuelto en una atmósfera reductora similar a la que imaginamos tuvo la Tierra prebiótica. Todo híper frío.

El robotito Huygens, a caballito de Cassini hasta llegar a Titán, aterrizó en la superficie barrosa de una de estas cuencas, y nos mandó las primeras fotos de "rocas" erosionadas en uno de estos exóticos mundos de hielo.




5. La Tormenta Serpiente. En febrero de 2011 una erupción de gases profundos desencadenó la tormenta más grande jamás observada en Saturno. Los vientos la estiraron en longitud hasta que la cabeza alcanzó la cola, como se ve en esta foto: una Ouróboros saturniana. Nos hemos ocupado de ella en el blog, por supuesto.

Y mucho más, por supuesto: el zoológico de lunas, incluyendo la naturaleza de los dos colores de Japeto, las lunas en forma de raviol por acumulación de material de los anillos y la rotación caótica del esponjoso Hiperión, los cambios atmosféricos y químicos producidos por las largas estaciones del año saturniano... De muchas de ellas nos hemos ocupado en el blog; pueden revisarse bajo la etiqueta Cassini. Seguramente seguirán apareciendo: Cassini ya no está, pero su enorme legado de datos seguirá revelando descubrimientos por muchos años.

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Las imágenes son de NASA/ESA/JPL/Cassini. Varias de ellas las recorté del lindo librito preparado para la ocasión del fin de misión: The Saturn System through the eyes of Cassini. La última es un panorama tomado durante la última órbita, y muestra a Saturno como no volveremos a verlo en mucho tiempo. Vale la pena verla en grande para apreciar la sutileza de las distintas luces y sombras.

Mission accomplished

Cassini, el robot que exploró Saturno durante 13 años (9 más que los previstos), terminó ayer su existencia zambulléndose en la atmósfera del planeta gigante. Sus motores de posición lograron mantener su antena apuntando a la Tierra y transmitiendo datos del magnetómetro durante unos 30 segundos más que los previstos. Finalmente la presión de la atmósfera los abrumó, la nave rotó de manera incontrolada, y aproximadamente un minuto después se desintegró. Sus átomos ahora forman parte de Saturno. Las pastillas de plutonio de su pila nuclear seguramente fueron los últimos fragmentos que se hundieron, íntegros por un rato, en la aplastante atmósfera sin fondo del planeta. La tapa de un espectroscopio, expulsada poco después de la entrada en órbita en 2004, todavía debe estar en órbita, en algún lugar del sistema saturniano.

El cartelito dice NASA, pero vale la pena recordar que 27 naciones y tres agencias espaciales participaron en esta exploración de Saturno. Casi 600 GB de datos, más de 3000 de trabajos científicos publicados, casi 400 mil imágenes a disposición de quien quiera usarlas (y que tantas veces hemos usado en este blog): estas misiones son de toda la humanidad. Los que recordamos la época en que los planetas eran apenas puntitos de luz no dejamos de maravillarnos. Saturno, sus anillos y sus satélites son ahora mundos, son nuestros, son la joya de la corona del sistema solar.

El jueves, mientras caía sobre Saturno, Cassini tomó sus últimas fotos mostrando el sitio del impacto. En ese momento, un día antes del impacto, el lugar estaba del lado nocturno del planeta, si bien al momento de la caída ya había amanecido. La imagen, de todos modos, se ve bastante bien porque está iluminada por los anillos. ¡Nunca es del todo de noche en Saturno! En el sitio de Cassini hay versiones en color de esta foto, y también en infrarrojo mostrando la estructura de las nubes.

¿Por qué hubo que estrellar a Cassini? ¿No podían dejarlo en paz, en órbita de Saturno por toda la eternidad? Sus propios descubrimientos lo condenaron. Cassini descubrió que el pequeño satélite Encélado, que el robot fotografió en su última órbita escondiéndose tras las brumas de Titán, tiene agua líquida debajo de un glaciar global. Agua que surge en forma de géiseres desde fracturas del hielo, y que aparentemente está en contacto con minerales y una fuente de calor. Encélado es un mundo donde puede haber vida extraterrestre, un segundo génesis que Cassini no podía arriesgarse a contaminar con microbios terrestres en una caída incontrolada en el futuro. Lo mejor era incinerar el robot en la atmósfera de Saturno, y aprovechar para hacer una campaña de mediciones en órbitas rasantes de los anillos y la atmósfera. En el próximo año aparecerán resultados novedosos, estoy seguro, y todos los datos y fotos serán escudriñados y exprimidos a fondo en años por venir.

Vienen unos años vacíos de exploración del sistema solar exterior. El sobrevuelo de MU69 por parte de New Horizons dentro de un año y medio será una excepción fugaz. Juno, en órbita de Júpiter, será estrellada en febrero del 2018. La exploración de Europa, el satélite de Júpiter que también tiene un océano de agua líquida donde se sospecha la posibilidad de vida extraterrestre, no comenzará hasta bien entrada la próxima década. La exploración de Urano y Neptuno, de los cuales todavía sabemos muy poco, y el descenso en los mares de Titán o en el propio Encélado, están en pañales. Quien sabe si llegaremos a verlos. Es muy probable que Cassini sea, para siempre, nuestro robot espacial favorito.

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¿No sabés nada de Cassini y Saturno, y te da curiosidad? Bajate el librito que prepararon para celebrar el fin de la misión: The Saturn system through the eyes of Cassini.

Las imágenes son de NASA/JPL/Cassini. La última imagen es una impresión artística de NASA/JPL/Caltech, editada por Jason Major. 

En los cielos de Saturno

Hoy empieza el Gran Final. Hoy, 22 de abril, el robot Cassini hará un último sobrevuelo de Titán, pasando a menos de 1000 km del satélite gigante. La gravedad de Titán cambiará por última vez su órbita. La nueva trayectoria lo llevará a pasar entre Saturno y el borde interior de los anillos, una región jamás visitada, no libre de riesgos. Ya no habrá más sobrevuelos cercanos de ninguna luna. Veintidós veces Cassini va a repetir estas vueltas rasando los anillos hasta que, finalmente, el 15 de septiembre, con los últimos gramos de combustible de sus cohetes, se zambullirá en el planeta gigante. Tal vez transmita unos datos postreros de su fugaz paso por las capas superiores de la atmósfera. Y pasará a formar parte del planeta, quemándose como un meteoro en los cielos de Saturno.

Tendemos a asociar estas emocionantes expediciones espaciales con la NASA y los Estados Unidos. Vale la pena recordar que 20 naciones y tres agencias espaciales participaron de Cassini, y casi todas sus observaciones fueron públicas desde el momento en que llegaron a la Tierra. Estas exploraciones son realmente de toda la humanidad.

Ahora agarren la caja de kleenex y vean este video sobre el Gran Final.



La cronología detallada de los eventos del Gran Final puede consultarse aquí. Pueden clickear en estos links para ver las notas del blog sobre Cassini y Saturno. O, si no tienen tiempo, dénle aunque sea un vistazo a estas fotos.

Y para el ingenierito que todos llevamos dentro:

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Las imágenes son de NASA/JPL/Cassini.

Mind the gap

Hace 2500 años Feidípides corrió 250 kilómetros de Atenas a Esparta a pedir ayuda para reprimir una masiva invasión persa. Los espartanos no pudieron acudir de inmediato y Feidípides regresó (corriendo, obvio) probablemente decepcionado. En el camino se encontró con Pan, el dios de la naturaleza. "Qué te pasa, Feidípides." "Nada, que nos invaden los persas, éso pasa, y yo acá corriendo de un lado para otro." "No te preocupes, yo los ayudaré. En cuanto aparezca en el campo de batalla, en Maratón ponele, a los persas les entrará pánico y ustedes ganarán (nikésis)", y se fue tocando la flauta de él. Y los atenienses ganaron (níkesan). Y Feidípides volvió a correr, de Maratón a Atenas, 42 kilómetros fatales para dar la buena noticia: "Ganamos" (nenikékamen).

Pan ya no corretea por los bosques de Grecia. Ahora patina entre los anillos de Saturno. Así lo espió el robot Cassini, que está pasando cada vez raspando más de cerca los campos de hielo antes de despedirse para siempre en una zambullida épica el 15 de septiembre:

Pan mantiene despejada la brecha (gap) de Encke en el Anillo A del gigante. Es una lunita de hielo muy chiquita, de apenas treinta y pico kilómetros de diámetro. Es una de las varias lunas de Saturno con forma de plato volador, como Atlas, de quien ya hablamos. Un sobrevuelo reciente de Cassini el 7 de marzo nos mostró bien de cerca la rara forma de Pan: no es un plato volador, ¡es un raviol! O mejor, un sorrentino, porque es más redondo que cuadrado.

Esta otra foto permite ver desde otro ángulo el "repulgue", que debe ser hielo pegoteado de los anillos, ya que la brecha de Encke no está completamente libre de partículas en órbita, sino que hay un par de anillitos muy tenues y enroscados, mantenidos en su lugar por otras lunas. ¿Será blandito como la nieve, o duro como un glaciar?

Este repulgue es realmente rarísimo, finito y alto. Ciñendo todo el ecuador de la lunita es montaña y cordillera a la vez. Pan es tan chiquito (como el cerro Tronador, más o menos) que la gravedad en su superficie es muy pequeña. Un astronauta probablemente lograría dar saltos de varios kilómetros de altura y tal vez sobrepasar el repulgue sin dificultad. El salto duraría varias horas. Todo en medio del dinámico paisaje de los anillos alrededor, y la esfera cremita de Saturno en el fondo. ¡Qué magnífico! ¿Quién será el primer Feidípides que lo haga?
 

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Las imágenes son de NASA/JPL/Cassini. La que muestra a Saturno y Pan es una composición de una foto de Cassini y una imagen hecha con Celestia. La hice yo solito.

¿Reconocen una marca deportiva en las palabras griegas relacionadas con la victoria?

Adiós a Dione

Jano y Epimeteo, conté hace poco, comparten la órbita alrededor de Saturno, molestándose un poquito. A veces uno está por delante, a veces el otro. Hay una situación en la que dos cuerpos celestes pueden compartir la órbita molestándose menos aún: si uno de ellos es mucho más chiquito puede estar siempre por delante o por detrás del otro sin acercarse ni alejarse. La situación es la que ya hemos contado en la nota La Guerra de Troya: los asteroides que acompañan a Júpiter en los puntos de Lagrange L₄ (por delante del planeta en su órbita) y L₅ (por detrás). Casi todos los planetas tienen troyanos que los acompañan. Y nada impide que un satélite tenga satélites troyanos. Y como nada lo impide, ocurre...

Dione, satélite de Saturno, tiene lunas troyanas. En el punto L₄ (el "campo griego") está Helene, y por detrás, en L₅ (el "campo troyano") orbita Polydeuces. Pero, ¿Helene es griega o troyana? Bueno, ese fue el problema...

Hice un videíto de un minuto para mostrar sus órbitas. Vemos a Saturno, sus anillos y muchos de sus satélites desde arriba del polo norte. Dejé trabada a Dione para que se vea el efecto: formando dos triángulos equiláteros con Dione y Saturno vemos a los otros dos. Después saco la traba y todo el lunerío gira alrededor del Señor de los Anillos:

El satélite que está por dentro de la órbita de Dione es Tethys, que también tiene troyanos: Telesto y Calypso.

A medida que se acerca el Gran Final (¡menos de un año!), las visitas cercanas de Cassini a los satélites de Saturno empiezan a ser las últimas... Dione fue visitada por última vez por Cassini hace ya un año, cuando el robot le tomó esta notable foto de despedida.

Dione era una titán, los dioses de la mitología griega anteriores a los olímpicos. Su nombre parece ser una versión femenina de Zeus, y seguramente relacionada con la palabra latina deus, dios. En la Ilíada Dione aparece en la guerra de Troya como madre de Afrodita. Helene es Helena de Troya, la mujer más hermosa del mundo, hija de Zeus y Leda y hermana de Castor y Póllux, también conocido como Polideuces, así que son satélites hermanos. Tethys es una titán hermana de Dione, pero no hay que confundirla con la ninfa Thetis, madre de Aquiles. No todo tiene que ver con la guerra de Troya, che. Pero sí es madre de las ninfas Telesto y Calypso, que ahora comparten su órbita en Saturno. Ahora que lo pienso, Calypso es la que secuestró a Odiseo durante años demorando su regreso a Ítaca; así que me desdigo: todo tiene que ver con la guerra de Troya.

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Las fotos de Dione son de NASA/JPL/Cassini. Las otras no.

Jano y Epimeteo

Hace poco, cuando comenté que el satélite Atlas parece sostener sobre sus hombros los anillos de Saturno, dije que había otros dos satélites notables de los que valía la pena hablar: Jano y Epimeteo. En esta encantadora foto están los tres, y además Prometeo:

Es una foto tomada por el robot Cassini que muestra parte de los anillos casi de canto. De izquierda a derecha vemos a Epimeteo (113 km de diámetro), Jano (179 km), Prometeo (86 km) y Atlas (apenas 30 km).

Epimeteo y su más conocido hermano Prometeo, igual que Atlas, son titanes de la mitología griega: dioses anteriores a los olímpicos. Prometeo y Epimeteo lograron mantenerse ajenos a la titanomaquia, la guerra que enfrentó a los viejos titanes con los seguidores de Zeus, y que ya hemos comentado aquí y aquí. Prometeo, de todos modos, se las arregló para enfrentarse con el príncipe de los dioses cuando robó el fuego para dárselo a los mortales. Zeus lo condenó a un destino peor que el de Atlas: encadenado a una cima del Cáucaso un águila le comía el hígado, que se le regeneraba por la noche para que el tormento no tuviera fin. Bueno, hasta que Hércules lo rescató.

De su hermano Epimeteo no sé gran cosa, salvo que era menos listo que Prometeo. Y de Jano sé que no es un dios de tradición griega sino romana: un dios bifronte. No con dos cabezas, como el Pokémon Doduo, sino con dos caras. Una por delante, para ver el futuro, y una en la nuca, para ver el pasado. En algún sentido condensa en un solo personaje a los hermanos Prometeo (cuyo nombre significa "previsión") y Epimeteo (la "retrospección"). El mes de enero probablemente debe su nombre a este dios amigo de la Saturnalia.

La cuestión es que Jano y Epimeteo son lunas moooy peculiares: ¡están casi en la misma órbita! Según mediciones de Cassini la diferencia es de 50 km, que es menos que el radio de cualquiera de ellos. ¡Cómo puede ser! ¿No se chocan?

No, no se chocan. Pasa una cosa rarísima. Supongamos que Jano tiene la órbita de arriba y Epimeteo la de abajo, y que está un poco por detrás. De acuerdo a las leyes que descubrió Kepler, Epimeteo se mueve más rápido. No mucho, pero completa una órbita en 30 segundos menos que Jano. Día tras día Jano lo ve acercarse con su cara de atrás.

Cuando están muy cerquita empiezan a sentir cada uno la atracción gravitatoria del otro. Epimeteo, que viene por atrás, se siente atraído hacia adelante y se acelera un poquito. Jano siente que lo tiran de atrás y se frena un poquito. Pero entonces, al cambiar de velocidad, ¡sus órbitas cambian! Epimeteo, al acelerarse, sube de órbita como si hubiera prendido un cohete; y Jano, al frenarse, baja. ¡Intercambian sus órbitas! Ahora, con Epimeteo arriba y Jano abajo, es Jano el que recorre su órbita en 30 segundos menos que Epimeteo, quien empieza a quedar rezagado. Muy poquito cada día, pero terminará dando toda la vuelta al planeta y acercándose a Jano por la cara del frente. Cuando se acerquen mucho se repetirá el mecanismo: Jano subirá 50 km, Epimeteo los bajará, intercambiarán sus órbitas, y Epimeteo empezará a alejarse para dar su propia vuelta al planeta en solitario... Iba a hacer un dibujo, pero ya está en la Wikipedia, por supuesto. Miren las posiciones según la secuencia de colores que es cronológica:

Esas órbitas se llaman en herradura, por razones que quedan claras en el dibujo. Ojo, no hay que confundirse: en ningún momento los satélites se mueven "hacia atrás" en su órbita alrededor del planeta, como parece sugerir el dibujo de la herradura. Sólo se mueven más rápido o más lento que el otro, y se alejan o se acercan entre sí. La herradura aparece cuando uno dibuja las órbitas en un sistema de referencia que gira alrededor de Saturno (esos 21.6 grados por hora que se ven en la figura).

El movimiento de los planetas alrededor del Sol, o de las lunas más ordinarias alrededor de sus planetas, sigue órbitas más sencillas por tratarse de la interacción gravitacional de dos cuerpos: todos los demás están tan lejos que pueden ignorarse. El movimiento peculiar de Jano y Epimeteo, tan distinto, se debe a que es una interacción de tres cuerpos, debida a que las lunitas tienen órbitas tan parecidas y pueden acercarse lo suficiente como para atraerse una a la otra. Es una situación parecida a otra de tres cuerpos que ya hemos comentado: la de los asteroides troyanos. Una nota buenísima, vayan a leerla si no lo hicieron. Hay otra órbita en herradura fascinante en el sistema solar, pero quedará para otra ocasión.

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Las fotos de los satélites son de NASA/JPL/Cassini. (No se pierdan, este año, el Gran Final de la exploración de Cassini en Saturno.) La figura de las órbitas en herradura es del usuario Jrknti (CC BY-SA). La de la moneda de Jano, vaya uno a saber.

Cuando yo era un niño había figuritas que ilustraban escenas mitológicas, y recuerdo especialmente las de la guerra de los titanes. Había también de futbolistas, cuyos nombres jamás aprendí.

Atlas

¿Quién está ahí al fondo, frente a la entrada de la catedral de San Patricio en Nueva York, del otro lado de la Quinta Avenida? ¿Un gigante semidesnudo y con el logo de la IAEA en los hombros, desafiando a feligreses y turistas? ¿Está tratando de meterse en el atrio un personaje mitológico y pagano? ¿Es un colaborador de las Naciones Unidas en una promoción de los "átomos para la paz"?

Es Atlas, una de las magníficas esculturas art déco del Rockefeller Center. Atlas, sosteniendo sobre sus hombros la esfera celeste. Atlas, un titán, protagoniza un par de historias fascinantes en la mitología clásica. Ya hemos relatado uno de los mejores episodios de la titanomaquia (la tremenda guerra entre los dioses olímpicos y los titanes) en relación con la figura de Piscis (no se lo pierdan). Bueno, al terminar la guerra con la victoria de los olímpicos, Zeus desterró a muchos de los titanes. A Atlas lo condenó a sostener el Cielo, Ouranos, sobre sus hombros, manteniéndolo separado de la Tierra, Gaia, de cuya unión habían nacido los titanes. Marchó Atlas al confín de África, a orillas del océano epónimo y encaramado sobre la cordillera que también lleva su nombre, a sostener el Cielo con proverbial esfuerzo.

Ésa es una de las historias, pero la segunda es mejor. O, al menos, más divertida. Fue durante los Doce Trabajos de Hércules. Al semidiós le encargaron (décimoprimer trabajo) traer unas manzanas de oro que crecían en un jardín en Occidente, al cuidado de las Hespérides, hijas del titán. Hércules fue a Marruecos y le ofreció a Atlas un descansito, sosteniéndole un rato el Cielo a cambio de que le consiguiera las manzanas doradas. Atlas aceptó, fue y volvió con las manzanas, y en el momento de entregarlas vio la oportunidad de su liberación: ¡no tenía por qué volver a tomar su carga! No era un titán muy brillante, porque en lugar de escapar bailando en una pata intentó convencer a Hércules de que el que cargaba el Cielo tenía que cargarlo para siempre. Hércules, algo más listo, le dijo bueno, pero tenémelo un cachito mientras me acomodo la piel del león de Nemea sobre los hombros, porque el Cielo está muy pesado y se me está clavando acá. Atlas volvió a agarrar el Cielo, y Hércules pelito para la vieja regresó a Grecia muerto de risa. 

Atlas, dios de la astronomía, hijo de Japeto, padre de las Híades y de las Pléyades, vive hoy en órbita de su tío Saturno: es una rara lunita con forma de plato volador, que en esta foto de Cassini parece querer salir escapando como debió haber hecho cuando Hércules alivió su carga. 

La parte inferior de la foto muestra unos anillos. Es el borde del anillo A, el menos brillante y más exterior de los que vemos desde la Tierra. Atlas, el satélite, fue descubierto en la década de 1980 en fotos tomadas por Voyager 1, tan cerca del borde del anillo que se conjeturó que su gravedad ayudaba a mantener confinadas la infinidad de partículas que lo integran. Parecía sostener sobre sus hombros los anillos, y se ganó el nombre titánico. Hoy sabemos que no es así: el nítido borde del anillo A está definido por otros dos personajes que merecen aparecer en el blog, Jano y Epimeteo. Pero vean qué cerquita está Atlas. El anillo delgado por fuera es el F, mientras que la franja oscura gruesita dentro del anillo A es la división de Encke, a veces visible en telescopios de aficionados.

Atlas no es la única luna de Saturno con forma de plato volador. En esta foto las dos de la izquierda son de Atlas, y las dos de la derecha son de Pan, la luna que mantiene abierta la división de Encke. Es una mugre estar en órbita de Saturno, parece.

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Las imágenes de los satélites de Saturno son de NASA/JPL/Cassini. (No se pierdan, este año, el Gran Final de la exploración de Cassini en Saturno.) Las de New York son mías.

En Cazador cazado conté que las Pléyades eran hijas de Enopión, no de Atlas. Pero ya se sabe cómo es la mitología.

Se dice que el origen del mito de las manzanas de oro, que también aparecen en el Juicio de Paris, son las naranjas de Andalucía, que en Grecia serían una rareza. Puede ser, pero esa es otra historia.