Amaltea (luna)

Amaltea es una luna de Júpiter. Tiene la tercera órbita más cercana alrededor de Júpiter entre las lunas conocidas y fue la quinta luna de Júpiter descubierta, por lo que también se conoce como Júpiter V. También es la quinta luna más grande de Júpiter, después de las cuatro lunas galileanas. Edward Emerson Barnard descubrió la luna el 9 de septiembre de 1892 y le puso el nombre de Amaltea de la mitología griega. Fue el último satélite natural descubierto por observación visual directa; todas las lunas posteriores fueron descubiertas mediante imágenes fotográficas o digitales.

Amalthea se encuentra en una órbita cercana alrededor de Júpiter y se encuentra dentro del borde exterior del Amalthea Gossamer Ring, que se forma a partir del polvo expulsado de su superficie. Júpiter aparecería a 46,5 grados de diámetro desde su superficie. Amaltea es el mayor de los satélites interiores de Júpiter y tiene una forma irregular y un color rojizo. Se cree que consiste en hielo de agua poroso con cantidades desconocidas de otros materiales. Sus características superficiales incluyen grandes cráteres y crestas.

Las naves espaciales Voyager 1 y 2 tomaron imágenes a corta distancia de Amalthea en 1979, y con más detalle el orbitador Galileo en la década de 1990.

Historia

Descubrimiento

Voyager 1 imagen de color de Amalthea (1979)

Amalthea fue descubierta el 9 de septiembre de 1892 por Edward Emerson Barnard utilizando el telescopio refractor de 36 pulgadas (91 cm) en el Observatorio Lick. Fue el último satélite planetario en ser descubierto por observación visual directa (a diferencia de fotográficamente) y fue el primer nuevo satélite de Júpiter desde el descubrimiento de los satélites galileanos por parte de Galileo Galilei en 1610.

Nombre

Amaltea lleva el nombre de la ninfa Amaltea de la mitología griega, que amamantó al niño Zeus (el equivalente griego de Júpiter) con leche de cabra. Su designación en números romanos es Júpiter V. El nombre "Amaltea" no fue adoptado formalmente por la IAU hasta 1976, aunque había estado en uso informal durante muchas décadas. El nombre fue sugerido inicialmente por Camille Flammarion. Antes de 1976, Amalthea se conocía más comúnmente como Júpiter V.

Órbita

Amalthea en el telescopio espacial James Webb (izquierda) (20 de agosto de 2022)

Amaltea orbita alrededor de Júpiter a una distancia de 181 000 km (2,54 radios de Júpiter). La órbita de Amaltea tiene una excentricidad de 0,003 y una inclinación de 0,37° con respecto al ecuador de Júpiter. Tales valores apreciablemente distintos de cero de inclinación y excentricidad, aunque todavía pequeños, son inusuales para un satélite interior y pueden explicarse por la influencia del satélite galileano más interior, Io: en el pasado, Amalthea ha pasado por varias resonancias de movimiento medio con Io que han excitó su inclinación y excentricidad (en una resonancia de movimiento medio, la relación de los períodos orbitales de dos cuerpos es un número racional como m:n).

La órbita de Amalthea se encuentra cerca del borde exterior del Amalthea Gossamer Ring, que está compuesto por el polvo expulsado por el satélite.

Características físicas

La superficie de Amaltea es muy roja. Este color puede deberse al azufre que se origina en Io o algún otro material que no sea hielo. Aparecen manchas brillantes de un tinte menos rojo en las principales laderas de Amalthea, pero actualmente se desconoce la naturaleza de este color. La superficie de Amaltea es ligeramente más brillante que las superficies de otros satélites interiores de Júpiter. También existe una asimetría sustancial entre los hemisferios anterior y posterior: el hemisferio anterior es 1,3 veces más brillante que el posterior. La asimetría probablemente se deba a la mayor velocidad y frecuencia de los impactos en el hemisferio delantero, que excavan un material brillante, presumiblemente hielo, del interior de la luna.

Galileo imágenes que muestran la forma irregular de Amalthea (1997)

La imagen más detallada existente de Amalthea (2.4 km/pix). El lado anti-jupiter. Ida Facula y Lyctos Facula están en el lado izquierdo (en el terminador). El punto bajo la cara brillante está asociado con el cráter Gaea. Foto por Galileo (2000)

El lado líder de Amalthea. El norte está arriba, y Júpiter está más allá del lado derecho. Crater Pan se ve en el borde superior derecho, y Gaea en la parte inferior. Ida Facula y Lyctos Facula están en el extremo izquierdo (luz superior y inferior respectivamente) (1979)

Amalthea tiene una forma irregular, siendo la mejor aproximación elipsoidal 250 × 146 × 128 km. A partir de esto, el área de superficie de Amalthea es probable entre 88.000 y 170.000 kilómetros cuadrados, o cerca de 130.000. Como todas las demás lunas internas de Júpiter, está bloqueada por mareas con el planeta, el eje largo apunta hacia Júpiter en todo momento. Su superficie está fuertemente marcada por cráteres, algunos de los cuales son extremadamente grandes en relación con el tamaño de la luna: Pan, el cráter más grande, mide 100 km de ancho y tiene al menos 8 km de profundidad. Otro cráter, Gea, mide 80 km de ancho y es probable que tenga el doble de profundidad que Pan. Amalthea tiene varios puntos brillantes prominentes, dos de los cuales tienen nombre. Son Lyctos Facula e Ida Facula, con un ancho que llega hasta los 25 km. Están ubicados en el borde de las crestas.

La forma irregular y el gran tamaño de Amalthea llevaron en el pasado a la conclusión de que se trata de un cuerpo rígido bastante fuerte, donde se argumentó que un cuerpo compuesto de hielos u otros materiales débiles habría sido arrastrado a un forma más esférica por su propia gravedad. Sin embargo, el 5 de noviembre de 2002, el orbitador Galileo realizó un sobrevuelo dirigido que se acercó a 160 km de Amaltea y la desviación de su órbita se utilizó para calcular la masa de la luna (su volumen se había calculado previamente, con una precisión del 10 %). más o menos, a partir de un análisis cuidadoso de todas las imágenes existentes). Al final, se encontró que la densidad de Amalthea era tan baja como 0,86 g/cm³, por lo que debe ser un lugar relativamente helado cuerpo o "montón de escombros" muy poroso o, más probablemente, algo intermedio. Mediciones recientes de espectros infrarrojos del telescopio Subaru sugieren que la luna contiene minerales hidratados, lo que indica que no se pudo haber formado en su posición actual, ya que el Júpiter primordial caliente la habría derretido. Por lo tanto, es probable que se haya formado más lejos del planeta o que sea un cuerpo capturado del Sistema Solar. No se tomaron imágenes durante este sobrevuelo (Galileo'las cámaras se habían desactivado debido a daños por radiación en enero de 2002), y la resolución de otras imágenes disponibles es generalmente baja.

Amaltea irradia un poco más de calor del que recibe del Sol, lo que probablemente se deba a la influencia del flujo de calor joviano (<9 kelvin), la luz solar reflejada desde el planeta (<5 K) y el bombardeo de partículas cargadas (<2 K). Este es un rasgo compartido con Io, aunque por diferentes razones.

Características geológicas nombradas

Hay cuatro características geológicas con nombre en Amaltea: dos cráteres y dos fáculas (puntos brillantes). Las fáculas están ubicadas en el borde de una cresta en el lado anti-Júpiter de Amaltea.

Los cráteres reciben su nombre de personajes de la mitología griega asociados con Zeus y Amaltea, las fáculas de ubicaciones asociadas con Zeus.

Relación con los anillos de Júpiter

Esquema del sistema de anillos de Júpiter y cuatro lunas internas. Amalthea es la tercera luna más externa interior, orbitando dentro de los anillos de gósamo.

Debido a la fuerza de marea de Júpiter y la baja densidad y la forma irregular de Amaltea, la velocidad de escape en los puntos de su superficie más cercanos y más alejados de Júpiter no supera 1 m/s y el polvo puede escapar fácilmente después, p.ej. impactos de micrometeoritos; este polvo forma el Amalthea Gossamer Ring.

Durante su sobrevuelo de Amaltea, el escáner de estrellas del orbitador Galileo detectó nueve destellos que parecen ser pequeños lunas cerca de la órbita de Amaltea. Debido a que fueron avistados solo desde un lugar, no se pudieron medir sus distancias reales. Estas lunas pueden tener cualquier tamaño, desde grava hasta el tamaño de un estadio. Se desconocen sus orígenes, pero pueden ser capturados gravitacionalmente en la órbita actual o pueden ser eyectados por impactos de meteoritos en Amalthea. En la siguiente y última órbita (solo una hora antes de la destrucción), Galileo detectó una luna más. Sin embargo, esta vez Amalthea estaba al otro lado del planeta, por lo que es probable que las partículas formen un anillo alrededor del planeta cerca de la órbita de Amalthea.

Vistas desde y hacia Amaltea

Vista simulada de Júpiter de Amalthea.

Desde la 'superficie' de Júpiter, o mejor dicho, justo por encima de las nubes, Amaltea aparecería muy brillante, brillando con una magnitud de −4,7, similar a la de Venus desde la Tierra. Con solo 8 minutos de arco de ancho, su disco sería apenas perceptible. El período orbital de Amalthea es solo un poco más largo que el día de su planeta padre (alrededor del 20% en este caso), lo que significa que cruzaría el cielo de Júpiter muy lentamente. El tiempo entre la salida y la puesta de la luna sería de más de 29 horas.

El periodista científico Willy Ley sugirió Amaltea como base para observar a Júpiter, debido a su cercanía al planeta, su órbita casi sincrónica y su pequeño tamaño que facilita el aterrizaje. Desde la superficie de Amaltea, Júpiter se vería enorme: con 46 grados de ancho, parecería aproximadamente 85 veces más ancho que la luna llena desde la Tierra. Debido a que Amaltea está en rotación sincrónica, Júpiter no parecería moverse y no sería visible desde un lado de Amaltea. El Sol desaparecería detrás de la masa de Júpiter durante una hora y media en cada revolución, y el breve período de rotación de Amaltea le otorga poco menos de seis horas de luz diurna. Aunque Júpiter parecería 900 veces más brillante que la luna llena, su luz se extendería sobre un área unas 8500 veces mayor y no parecería tan brillante por unidad de superficie.

Exploración

La impresión del artista Galileo nave espacial que pasa por Amalthea

Durante 1979, las sondas espaciales no tripuladas Voyager 1 y Voyager 2 obtuvieron las primeras imágenes de Amalthea para resolver sus características superficiales. También midieron los espectros visible e infrarrojo y la temperatura superficial. Más tarde, el orbitador Galileo completó la imagen de la superficie de Amalthea. Galileo realizó su último sobrevuelo de satélite a una distancia de aproximadamente 244 km (152 mi) del centro de Amalthea (a una altura de unos 160–170 km) el 5 de noviembre de 2002, lo que permitió determinar con precisión la masa de la luna, mientras cambia la trayectoria de Galileo para que se sumerja en Júpiter en septiembre de 2003 al final de su misión. En 2006, la órbita de Amalthea se refinó con mediciones de New Horizons.

En la ficción

Amaltea es el escenario de varias obras de ciencia ficción, incluidas historias de Arthur C. Clarke, James Blish y Arkady y Boris Strugatsky.