48 Lunas

Aparte de Mercurio y Venus, todos los demás planetas del sistema solar tienen una o más lunas. Muchos poetas se han inspirado en la belleza de nuestra propia Luna, pero imaginemos lo espectacular que sería la escena si hubiera más de cincuenta orbes en nuestros cielos, como tienen, cada uno, Saturno y Júpiter. Las lunas pueden formarse de tres modos: in situ, después de crecer a partir de un disco de gas y escombros alrededor de un planeta; capturando un asteroide que pase cerca; o desbastarse del planeta a causa de un impacto violento con otro cuerpo. Una colisión de ese tipo puede haber sido el origen de nuestra Luna.

Los planetas gigantes exteriores son tan vastos que retienen desechos que orbitan. Júpiter, Urano y Neptuno tienen anillos, pero Saturno es con diferencia el más grande y ha causado asombro desde el siglo XVII, cuando Galileo lo observó con su telescopio. Miles de anillos rodean Saturno, y se extienden hasta casi 300.000 km de distancia del planeta, y todos se encuentran en un delgado plano de tan sólo un kilómetro de grosor. Los anillos están hechos de miles de millones de pequeños trozos de hielo, con un tamaño que va desde un azucarillo al de una casa.

Saturno tiene más de 50 lunas y cada una es única. Titán, la mayor descubierta en 1655 por el astrónomo holandés Christiaan Huygens, alberga una atmósfera gruesa, teñida de naranja, que está compuesta principalmente de nitrógeno. Jápeto es blanca por un lado, y oscura por el otro, puesto que su parte frontal se cubre de hielo cuando se mueve a través del material del anillo; Mimas tiene un cráter enorme de una colisión pasada; y Encelado está activa debajo de su superficie, lanzando columnas de vapor de agua desde su volcán de hielo. Se han detectado decenas de pequeñas lunas, muchas de las cuales han abierto huecos en el sistema de anillos al formarse acreciendo trozos de hielo.

Los planetas interiores son demasiado pequeños para que puedan haberse formado lunas de anillos de escombros, y por tanto las han capturado. Se cree que las lunas de Marte, Deimos y Phobos, son asteroides que el planeta atrapó. En el caso de la Tierra, la creación de la luna fue más violenta. En el sistema solar temprano, cuando muchos cuerpos considerables chocaban unos con otros, mientras los embriones planetarios se formaban, se cree que un asteroide golpeó directamente contra la Tierra. Y la Luna es el resultado de ese impacto.

Hipótesis del impacto gigante La cuestión del origen de la Luna ha sido un tema de interés siempre, pero en la década de los años setenta del siglo XX, volvió a ser el centro de atención gracias al programa Apolo. Los astronautas trajeron a la Tierra rocas e información geológica de la Luna, e instalaron detectores en su superficie para que recogieran señales sísmicas y reflejaran la luz láser para establecer la distancia precisa a la que se encuentra de la Tierra. Descubrieron que la Luna se aleja de la Tierra a un ritmo de 38 mm por año, y que tiene un núcleo pequeño y parcialmente fundido. La composición de la corteza de la Luna es muy similar a las rocas ígneas de la Tierra.

Durante mucho tiempo, los científicos pensaban que la Luna se formó al mismo tiempo que la Tierra, y que una gotita de magma fundido se escapó. Pero el pequeño tamaño del núcleo de la Luna, un 20 por 100 del radio del satélite, comparado con el 50 por 100 de la Tierra, sugirió que se necesitaba una explicación diferente. Si se habían formado al mismo tiempo, su núcleo debería ser mucho mayor. En 1975, William Hartmann y Donald Davis elaboraron una hipótesis alternativa: que en la creación de la Luna habría otro cuerpo involucrado y que aquélla era fruto de un impacto casi catastrófico.

Se supone que un cuerpo del tamaño similar al de Marte, llamado Theia, colisionó con la Tierra unos 50 millones de años después de que el sistema solar se formara, hace unos 4.500 millones de años. El impacto fue tan fuerte que casi destrozó la Tierra humeante y el calor que se generó hizo que las capas exteriores de ambos cuerpos se fundieran. El duro núcleo de hierro de Theia se hundió y se unió al de la Tierra, y el manto y la corteza de la Tierra salieron despedidos al espacio por ser más ligeros. Ese material se unió y se convirtió en la Luna.

La hipótesis del impacto gigante explica por qué la Luna es tan grande en relación a la Tierra, a pesar de tener un núcleo de hierro pequeño. La densidad media más baja de la Luna (3,4 g/cm³) comparada con la Tierra (5,5 g/cm³) se debe a que la Luna carece de hierro pesado. La roca de la Luna tiene exactamente las mismas proporciones de isótopos varios de oxígeno que la Tierra, lo que implica que se formó en el mismo entorno. En cambio, las rocas marcianas y los meteoritos que se formaron en otras partes del sistema solar tienen composiciones muy diferentes. Las simulaciones por ordenador de la mecánica del impacto confirman que el escenario es plausible.

Otras pruebas apuntan a que la superficie de la Luna estuvo fundida en otra época. Minerales ligeros han flotado a la superficie de la Luna, como se habría esperado si se hubiera cristalizado en una fase líquida. Las cantidades de varios isótopos radiactivos, cuyos tiempos de desintegración pueden usarse para medir edades minerales, indican que la superficie se enfrió lentamente, y que quizá tardó hasta 100 millones de años en solidificarse. No obstante, esta teoría también tiene algunas inconsistencias: la Luna tiene diferentes proporciones de elementos volátiles, y además carece de hierro, al contrario que la Tierra. Asimismo, tampoco hay ni rastro de la propia Theia, en forma de isótopos inusuales o rocas extrañas remanentes. No hay pistola humeante.

Diferenciación Cuando la Luna se enfrió, los minerales se cristalizaron fuera del océano de magma y se establecieron en profundidades de acuerdo a su peso. El cuerpo se diferenció y formó una ligera corteza, un manto intermedio y un núcleo pesado. La corteza, de sólo 50 km de grosor, es rica en minerales ligeros, entre los que se incluye la plagioclasa (un feldespato que se encuentra en el granito). Se compone de una masa de alrededor del 45 por 100 de oxígeno y un 20 por 100 de sílice, mientras que el resto está formado por metales, incluidos hierro, aluminio, magnesio y calcio. El núcleo es pequeño, pues está limitado a unos 350 km o menos. Es probable que esté en parte fundido y que sea rico en hierro y metales.

En medio, está el manto, que experimenta terremotos lunares cuando las fuerzas de marea la deforman. Aunque se cree que ahora está sólida, a lo largo del tiempo la Luna se fundió y generó volcanismo hasta hace mil millones de años. La superficie de la Luna está marcada por numerosos cráteres, resultantes de impactos, que han esparcido rocas y polvo por su superficie, en una capa conocida como regolito.

Agua La superficie de la Luna está seca, pero los cometas o cuerpos de hielo que ocasionalmente impactaron en su superficie pudieron llevar agua con ellos. Para la exploración lunar, así como para aprender sobre la transferencia de materiales a través del sistema solar, es importante saber si hay agua en la Luna o no. Aunque en la Luna se evaporaría rápidamente con la luz del Sol directa, hay algunas partes de la Luna que están en sombra permanente, especialmente los lados de los cráteres cerca de los polos. Los físicos sospechan que en esos lugares sombríos pueden sobrevivir el hielo.

Numerosos satélites en órbita han recorrido la superficie, con resultados diversos. A finales de los años noventa del siglo pasado, el Clementine y el Lunar Prospector informaron de la presencia de hielo de agua polar, aunque las observaciones por radio desde la Tierra no pudieron confirmarlo. Misiones recientes, como la LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) de la NASA, durante la cual se lanzó un proyectil a la superficie y los instrumentos de a bordo analizaron la luz de la columna de humo resultante, así como la Chandrayaan de India, afirman haber detectado agua en las sombras de los cráteres. Quizás los futuros astronautas encuentren la suficiente para vivir sobre la superficie reseca de la Luna.

La idea en síntesis: un pequeño paso