¿Por Qué Las Lunas No Tienen Sus Propias Lunas?

¿Por Qué Las Lunas No Tienen Sus Propias Lunas?

¿Por Qué Las Lunas No Tienen Sus Propias Lunas?

¿Te has preguntado por qué las lunas no tienen a otras lunas orbitándolas? Esta pregunta es común, pero la respuesta es un poco compleja — especialmente cuando intentas empezar a visualizar la mecánica de dicho sistema.

Técnicamente hablando, todo se encuentra en órbita alrededor de algo más. La Tierra, el Sol, y todos los planetas orbitan alrededor del centro de masa del Sistema Solar. De manera más general, la Tierra orbita al Sol, la Luna orbita a la Tierra; todo nuestro sistema solar orbita alrededor de Sagitarius A* (el agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia), y nuestra galaxia completa una rotación cada 230 millones de años (y además, Sagitarius A* podría tener hasta 10,000 agujeros negros orbitándolo).

En teoría, es posible que la Luna haya tenido alguna vez su propio satélite natural; sin embargo, para que tal objeto permaneciera en órbirta, necesitaría tener características muy especiales sobre su tamaño, masa, velocidad y distancia orbital. Sería bastante complicado que un objeto orbitante cumpliera exactamente con esos parámetros, pero es posible. Por eso, es oportuno preguntarse porqué las lunas no tienen sus propias lunas. Después de todo, hemos observado grandes asteroides que poseen satélites propios. ¿Por qué entonces las lunas no tienen satélites?

¿Por Qué Las Lunas No Tienen Sus Propias Lunas?

Sir Isaac Newton. Crédito de la imagen: The Natural Historian.

Las leyes de gravitación y movimiento circular (orbitante), las cuales fueron establecidas por Sir Isaac Newton, han sido conocidas en el mundo de la ciencia por siglos. Podemos describir, predecir y explicar las órbitas de los planetas – y lunas – usando 3 ecuaciones fundamentales: (1) la fuerza entre dos masas = GMm/r² (el signo menos representa que la fuerza es de atracción); (2) la intensidad del campo gravitacional = -GMm/r²; (3) la fuerza centrípeta = mv²/r. La Luna tiene alrededor de la centésima parte de la masa de la Tierra, así que usando este valor aproximado (y usando los valores promedio de la ditancia orbital y la velocidad de la Luna), la fuerza del campo gravitacional de la Luna es apenas suficiente para mantener algo en órbita a unos 50,000 km/h.

Pero hay algunos problemas con este escenario hipotético. El primer problema tiene que ver con la formación de este hipotético satélite. Los gigantes de gas del Sistema Solar son mucho más grandes que los planetas interiores rocosos; Júpiter y Saturno tienen unas 300 y 100 veces la masa de la Tierra, respectivamente, así que ellos fueron capaces de atrapar proto planetas (y hacerlos sus lunas) al inicio de su historia debido a que son muy masivos. El sistema Tierra-Luna es excepcionalmente inusual cuando consideras la física y lo comparas con sus vecinos. Marte (con una décima parte de la masa de la Tierra) nunca habría sido lo suficientemente grande para formar una gran luna, y por esta razón se cree que sus satélites naturales – Fobos y Deimos – son simplemente asteroides que capturó.

¿Por Qué Las Lunas No Tienen Sus Propias Lunas?

Imagen artística de la colisión que dio origen a la Luna.

En resumen, la Luna es bastante más grande en comparación con su planeta que cualquier otro satélite en el Sistema Solar. Esto es gracias a su peculiar formación, la cual inició hace miles de millones de años. Para aquellos que no están familiarizados con ella, la teoría actual consiste en que al inicio de la historia de la Tierra, ella chocó con una planeta del tamaño de Marte que se encontraba en nuestra propia región orbital. La energía generada en la colisión destruyó y fundió la corteza, arrojando enormes cantidades de materia en forma de un halo alrededor del planeta. Entonces, esa materia se unió para formar la Luna, y esto explica porqué posee tipos de rocas similares a las de la Tierra.

Este tipo de evento es en realidad muy raro, lo cual hizo que ningún otro pequeño planeta rocoso en nuestro sistema solar pudiera albergar un satélite tan grande. Pero muchos de los gigantes gaseosos tienen grandes satélites — algunos de ellos lo suficientemente grandes como para poseer a su vez sus propios satélites. Entonces, ¿por qué ellos no tienen satélites? Como hemos visto, es matemáticamente posible, así que ¿qué otro factor está impidiendo que se formen? Es más, ni siquiera vemos lunas que hayan capturado asteroides. La respuesta reside en las fuerzas de marea entre el satélite y el planeta.

La Luna orbita de manera sincronizada con la Tierra — lo cual significa que siempre muestra la misma cara a la Tierra (su período de rotación alrededor de su eje es el mismo que su período orbital alrededor de la Tierra). El efecto de tener el mismo lado de la Luna hacia nosotros todo el tiempo tiene una influencia sobre las mareas diarias en el océano, pero también tiene efectos más profundos sobre la Luna misma, pues eso crea una protuberancia de unos 20m y así el campo gravitacional no es uniforme, lo cual quere decir que su cento de masa no está en su centro. Esto no es exclusivo de la Tierra, sino que puede ser visto en la mayoría de los sistemas con lunas — pero resulta ser devastador para cualquier cosa atrapada en medio.

Ahora examinemos nuestra luna. Un asteroide podría ser capturado en órbita alrededor de ella, pero las fuerzas de marea tendrían efectos en su órbita, deformándola tanto que eventualmente el asteroide chocaría con la Luna, sería sacado de su órbita, o podría ser detrozado por el campo gravitacional. En ciertos períodos de la historia de la Luna (o de cualquier luna de buen tamaño), ésta podría capturar temporalmente un asteroide en una órbita estable, pero las fuerzas de marea habrían terminado con la vida del sitema planeta-luna-sub satélite rápidamente – aunque aún así podría durar por hasta algunas decenas de miles de años.

Nuestras misiones espaciales enviadas a la Luna también se ven afectadas por esto, pero ellas permanecen ahí por unos pocos años y además podemos ajustar cualquier cambio en la órbita usando los propulsores.

¿Por Qué Las Lunas No Tienen Sus Propias Lunas?

Martes 14 ene 2014
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