sábado, 6 de agosto de 2016

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.


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.

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