¿NACIÓ UNA LUNA DE SATURNO DEL HIELO DE TITÁN?
El sistema de Saturno tiene dos rarezas. Jápeto, una de sus grandes lunas, es inusualmente rica en hielo: comparada con los grandes cuerpos helados del Sistema Solar exterior (Quaoar, Plutón, Tritón), contiene mucha más agua que roca. Quaoar es más pequeño que Jápeto y, sin embargo, mucho más denso. Y Titán, la luna gigante de Saturno, sigue una órbita más estirada de lo esperado (una excentricidad de 0,029 en la actualidad).
Titán orbita a unos 1,2 millones de kilómetros de Saturno; Jápeto, a unos 3,6 millones.
¿Un impacto, dos enigmas?
Ignacio Mosqueira, de la Universidad Estatal de San José, pone a prueba una idea que propuso con P. R. Estrada en 2005: una colisión gigante sobre Titán. El impacto habría lanzado hielo del manto exterior de Titán a órbitas lejanas alrededor de Saturno, donde podría haberse reunido para formar Jápeto. El mismo golpe habría estirado la órbita de Titán.
El escenario se inspira en las colisiones de «golpe y fuga» (hit-and-run), ya invocadas para explicar el núcleo de hierro desmesurado de Mercurio: el núcleo rocoso del impactor sigue su camino, mientras que el hielo arrancado de los mantos se queda atrás.
Lo que muestran las simulaciones
El estudio usa simulaciones de impacto en 3D (con el código Spheral del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore), incluida la gravedad de Saturno, y después sigue los escombros durante días, años y hasta 50 años. Ambos cuerpos tienen un núcleo rocoso y un manto helado.
Escenario 1: un impactor procedente de fuera del sistema de Saturno. Un cuerpo con una décima parte de la masa de Titán choca oblicuamente a 10 km/s.
- Unas 3,5 masas de Jápeto de escombros siguen ligadas a Saturno cinco días después, un 83 % de ellas hielo.
- El 95 % de ese hielo procede del manto de Titán.
- Una muestra de hielo sigue una órbita que llega más allá de la distancia de Jápeto.
- El núcleo rocoso del impactor escapa de Saturno para siempre.
- La excentricidad orbital de Titán salta a unos 0,13.
Escenario 2: un compañero que ya orbitaba Saturno. Un cuerpo con una cuarta parte de la masa de Titán choca a 45° y a unos 3,7 km/s.
- Libera 0,60 masas de Jápeto de hielo.
- Su núcleo rocoso rebota y pasa de largo junto a Titán; luego, en una de las simulaciones, vuelve y choca con Titán 6,9 años después. Tras la fusión, la excentricidad de Titán sería de unos 0,10.
Los límites, según el propio autor
Se trata de simulaciones «piloto» de baja resolución: solo unas 27 partículas por masa de Jápeto. No resuelven el tamaño de los fragmentos y no se ha demostrado que converjan; las fechas de regreso son sensibles a los ajustes numéricos.
Sobre todo, Jápeto no se forma en las simulaciones. El hielo acaba en órbitas muy alargadas que siguen cruzando la trayectoria de Titán. Para asentarse en una órbita circular a la distancia de Jápeto, necesitaría entre un 67 y un 86 % más de momento angular, algo que podría aportar gas residual o un disco de escombros al frenar y redondear las órbitas. Ese paso no está modelado. La excentricidad actual de Titán es además menor que los valores simulados, así que también haría falta una amortiguación posterior.
Lo que se sostiene y lo que queda por demostrar
El primer paso del escenario se sostiene: una colisión puede producir una reserva de hielo equivalente a varias masas de Jápeto, arrancada sobre todo de Titán, a la vez que estira la órbita de Titán. El resto (ensamblar Jápeto y circularizar su órbita) queda por demostrar. El autor sugiere también que un disco de gas residual podría explicar otros rasgos del sistema de Saturno, como sus lunas interiores heladas y sus anillos; son ideas, no resultados.