El Sistema Solar – Hiperión

Nuestro último destino en El Sistema Solar fue Titán, la mayor luna de Saturno y, además, la más interesante. Tanto lo es que le dedicamos cuatro entradas enteras (estuvimos un mes completo hablando de ella), pero la cosa cambia hoy: visitaremos un satélite mucho más anodino, al que no sólo dedicaremos un solo artículo sino que, además, será corto. Conoceremos la “luna esponja”, Hiperión.

Como puedes ver en la imagen, Hiperión es un satélite que no alcanza el tamaño necesario para tomar forma esférica por su propia gravedad. Sin embargo, es lo suficientemente grande –y está lo suficientemente lejos de Saturno– como para que lo descubriésemos relativamente pronto, aún en el siglo XIX.

Estoy seguro de que recuerdas que, al principio, los satélites de Saturno recibían nombres anodinos, y que fue John Herschel, el hijo de William Herschel, quien sugirió emplear los nombres de titanes y titánides para ellos. Bien, el descubrimiento de Hiperión se produjo poco después de esta sugerencia, de modo que esta luna no recibió un “nombre genérico” que luego fuese sustituido por uno interesante: su bautizo se produjo ya como Hiperión.

Sus descubridores casi simultáneos fueron tres: los estadounidenses William Cranch Bond y su hijo George Phillips Bond por un lado, y el británico William Lassell por otro. Era, por tanto, algo inevitable: los dos descubrimientos independientes se produjeron el 16 y el 18 de septiembre de 1848, con tan sólo dos días de diferencia.

Los dos Bond descubrieron Hiperión primero, ya que vislumbraron un objeto situado entre Titán y Jápeto –aún no hemos hablado de esa luna, porque está más alejada aún– y pronto se convencieron de que no era ningún satélite conocido. Por su parte Lassell estaba intentando ver Jápeto cuando se topó no sólo con esa luna, sino con otro objeto cercano – Hiperión.

Dado que Sir John Herschel ya había sugerido nombres para satélites saturnianos aún sin descubrir, tanto los estadounidenses como el británico lo bautizaron de forma independiente pero con el mismo nombre: Hiperión, uno de los doce titanes hijo de Gaia y Urano, y padre a su vez de Helios, Selene y Eos (el Sol, la Luna y el Amanecer). Aunque los Bond lo vieron primero, Lassell publicó el descubrimiento antes y, francamente, los tres merecen reconocimiento como descubridores en mi opinión.

A pesar de que los telescopios del XIX eran capaces de ver Hiperión, poco más podían hacer: no era tan brillante como otros satélites de Saturno conocidos desde hace más tiempo, probablemente por ser más pequeño o más oscuro o ambas cosas. Lo que sí fue posible determinar relativamente pronto, por supuesto, fueron las características de su órbita.

Hiperión se encuentra a una distancia de Saturno de unos 1,5 millones de kilómetros, es decir, unos trescientos mil kilómetros más alejado que Titán, y tarda unos 21 días en completar una vuelta alrededor del gigante comparados con los 16 de su hermana mayor. En ambas cosas no hay mucha diferencia entre las dos lunas: lógicamente Hiperión (Saturno VII) está más lejos que Titán (Saturno VI), de modo que tarda más en dar una vuelta.

Ambos satélites están lo suficientemente cerca como para que haya una influencia gravitatoria mutua considerable, que por supuesto afecta más a la órbita de Hiperión que a la del gigante Titán. Las dos lunas presentan una resonancia de Laplace de 4:3, es decir, Titán completa una vuelta a Saturno cuatro veces por cada tres vueltas de Hiperión al planeta. No voy a repetir aquí qué es la resonancia de Laplace ni por qué suele aparecer en satélites relativamente cercanos, porque lo he hecho en artículos anteriores de la serie y no tiene sentido hablar de ello otra vez.

[creado con Celestia].

Donde ambas lunas no se parecen tanto, orbitalmente hablando, es en la excentricidad (la magnitud que mide cómo de “alargada” es la elipse de una órbita): la órbita de Titán tiene una excentricidad de 0,03, es decir, es prácticamente circular, mientras que la de su caótica hermana es de 0,12. Como puedes ver en la imagen de arriba, Hiperión tiene una órbita más “loca” que la de Titán, y luego veremos que este caos no sólo aparece en la órbita alrededor del planeta.

La imagen también sirve para mostrar otra cosa: como ves, hay un grupo de lunas principales bastante cercanas entre sí, desde Mimas hasta Rea, pero luego un hueco bastante considerable hasta llegar a la pareja formada por Titán e Hiperión. Veremos en la siguiente entrega de la serie que a continuación hay un hueco aún mayor para alcanzar la siguiente luna principal, Jápeto, y la razón es precisamente la influencia de Titán y las resonancias orbitales.

El caso es que, desde la Tierra, poco más podíamos ver de Hiperión. Hizo falta esperar, como casi siempre, a que las primeras sondas alcanzasen el subsistema saturniano, y ya eres suficientemente ducho en esto como para adivinar quiénes y cuándo: las Voyager a principios de los años 80. Las dos hermanas nos dieron información adicional sobre la luna, que resultó ser algo inusual.

A diferencia de los últimos satélites de los que hemos hablado, todos ellos lo suficientemente grandes como para que su propia gravedad les dé forma esférica, las Voyager nos revelaron un Hiperión en forma de patata, en absoluto esférico. Dado que Voyager 2 se acercó a tan sólo unos cuantos cientos de miles de kilómetros de la luna, pudo tomar fotografías desde distintos ángulos, lo cual dejó clarísimo que Hiperión tenía una forma muy irregular.

Su tamaño es minúsculo comparado con el de Titán, pero bastante grande para ser una luna irregular: unos 200 km x 270 km x 360 km. Como decía antes, algo así como una patata, aunque una patata descomunal, por supuesto. De hecho Hiperión es uno de los objetos no esféricos más grandes de todo el Sistema Solar – sólo un satélite de Neptuno (Proteo, al que llegaremos una década de éstas) es más grande que él.

Pero Voyager 2 descubrió algo realmente inusual en Hiperión, especialmente teniendo en cuenta que orbita un objeto gigantesco: su rotación es caótica. Esto se puso de manifiesto al principio por el hecho de que Hiperión es oscuro por todas partes: tiene un albedo de 0,3, es decir, refleja tan sólo el 30% de la luz que recibe. Dado que casi todos los satélites de estas regiones exteriores del Sistema Solar tienen grandes cantidades de hielo (tanto de H₂O como de CO₂), esto suele suceder simplemente porque se han ensuciado con partículas que se han ido depositando sobre su superficie.

Como ya eres un planetólogo de cierto nivel, seguro que sabes a dónde voy a llegar. La mayor parte de las lunas cercanas a Saturno siempre le muestran la misma cara, con lo que en su órbita hay una parte “frontal” y otra “trasera”, algo que ya hemos visto muchas veces tanto en Júpiter como en Saturno. Esto hace que lo que originalmente era un objeto blanquísimo orbitando el planeta se va ensuciando “por delante”, pero no tanto “por detrás”, lo que le confiere una apariencia diferente en ambos hemisferios.

Incluso cuando un satélite no muestra siempre la misma cara, hay una diferencia de aspecto entre los polos y la región ecuatorial, ya que la segunda va “limpiando” la órbita de polvo y rocas, mientras que los polos se mantienen algo más limpios. Vamos, que sea como sea la órbita de un satélite normal y su rotación, si originalmente era blanco suele haber unas regiones más blancas que otras. Y aquí es donde Hiperión resultó ser raro.

La superficie de Hiperión es de un color homogéneo: toda ella es oscura.

Cuando Voyager 2 se dedicó a seguir con cuidado el movimiento de la superficie de la luna, nos dimos cuenta de la razón: Hiperión no tiene un eje de rotación fijo. El movimiento sobre su centro de gravedad es absolutamente alocado, caótico – no decía en broma al principio que esto era un caos comparado con Titán.

Esto lo hace completamente único en el Sistema Solar por dos razones:

• Es el único satélite regular (es decir, con una órbita relativamente cercana al planeta y con poca excentricidad) que no presenta siempre la misma cara al planeta.
• Es el único satélite del Sistema Solar con una rotación caótica.

Cuando uso la palabra caótico, por cierto, no es una licencia poética: se trata de un sistema caótico. De enviar una misión a Hiperión que tratase de posarse sobre su superficie, necesitaríamos determinar dónde y cómo hacerlo poco tiempo antes de llegar, porque somos incapaces de predecir analíticamente cómo estará colocada la luna dentro de mucho tiempo.

No entendemos perfectamente la razón de esta locura rotacional, aunque muy probablemente tiene que ver con Titán, que es enorme para ser un satélite y está muchísimo más cerca de Hiperión que Saturno, con lo que su influencia gravitatoria, sin ser comparable al del gigante, es considerable. Otro factor que parece ser determinante es la excentricidad de la órbita de Hiperión, que hace que reciba “tirones” que van modificando la dirección de su eje.

Finalmente, todo esto probablemente no sería posible de ser Hiperión un satélite más masivo, pero al ser muy ligero –en un momento vemos cuánto– no es tan difícil modificar su orientación con tirones gravitatorios repetidos. El caso es que es la luna más díscola de todo el sistema.

Pero esto no es todo: cuando Cassini llegó por fin al subsistema y empezó a tomar imágenes y datos de Hiperión, vimos otra característica inusual más: el aspecto de su superficie, como puedes ver en la imagen del principio del artículo, tomada en 2005:

Hiperión no sólo tiene multitud de cráteres, como es inevitable en lunas sin atmósfera –que, por supuesto, esta patata no tiene–, sino que son muy profundos y dan a la luna una apariencia de esponja. Tanto es así que a algunos, como a mí, mirarla nos produce una sensación muy desagradable y difícil de explicar, pero que seguro que has sentido si sufres tripofobia. Pero ¿por qué estos cráteres tan raros?

Parte de la razón parece ser la minúscula densidad de la luna. Hiperión tiene una masa de unos 5,6·10¹⁸ kg, lo cual puede parecer mucho, pero su densidad resulta ser de alrededor de 500 kg/m³, es decir, la mitad que la del agua. Esto no sólo significa que probablemente apenas hay roca en su interior –en su mayor parte es hielo–, sino que además es una luna muy porosa en la que hay muchos huecos vacíos. La densidad del hielo es sólo ligeramente inferior a la del agua, de modo que Hiperión es mucho menos denso que el propio hielo.

Cuando una luna más densa recibe el impacto de un objeto externo, el objeto frena muy deprisa: choca contra la superficie, se detiene, crea un cráter normal y corriente, etc. Pero en Hiperión el objeto frena más poco a poco, ya que se encuentra con algo extremadamente poroso y tenue. Finalmente se acaba deteniendo, por supuesto, pero es algo menos violento.

Además, en una estructura más cohesionada, el impacto en una zona afecta a la región circundante, pero aquí las conexiones son tan leves que un objeto puede penetrar en la luna sin afectar apenas a la zona que la rodea. De ahí los cráteres relativamente estrechos y profundos.

Al ser un objeto tan poco denso y masivo, la velocidad de escape –la velocidad necesaria para escapar de la atracción gravitatoria– sobre su superficie es muy pequeña: entre 45 y 100 m/s. La diferencia es tan grande, por supuesto, por la forma irregular de la luna, que hace que dependiendo del punto de la superficie de que se trate estemos más o menos lejos del centro de gravedad.

No estamos seguros del origen de Hiperión. La hipótesis más aceptada, dada su pequeña densidad y forma muy irregular, es que se trata de un fragmento de un satélite más grande. Este satélite recibió un impacto tremendo en algún momento del pasado lejano, y se rompió en pedazos. Al estar tan cerca de Titán, pensamos que la gran mayoría de esos pedazos acabaron en órbitas inestables que terminaron cayendo a la gran luna, pero al menos uno de los pedazos tuvo la fortuna de acabar en una órbita resonante estable: Hiperión.

No podría terminar el artículo –porque, si no, Mac me corre a gorrazos– sin mencionar que en Los cantos de Hiperión, de Dan Simmons, el planeta Hiperión de las novelas se llama así porque ha sido colonizado por habitantes de nuestro satélite de hoy: colonos de Hiperión que bautizan el nuevo planeta en honor a su propia luna de origen.

Finalmente, para compensar de un artículo poco espectacular, aquí tienes un par de vídeos formados a partir de imágenes de Cassini en un par de aproximaciones a la luna: vídeo 1 y vídeo 2.

En la próxima entrega, un satélite que causó cierto pánico a algunos: el extraño Jápeto.

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Pedro Gómez-Esteban González. (2009). El Tamiz. Recuperado de: https://eltamiz.com/el-sistema-solar/