Dione (luna)

Dione (), también denominada Saturno IV, es la cuarta luna más grande de Saturno. Su hemisferio posterior está marcado por grandes acantilados de hielo llamados chasmata y también está oscurecido en comparación con el hemisferio anterior. Según su densidad, el interior de Dione es probablemente una combinación de roca de silicato y hielo de agua en partes casi iguales en masa. La luna es descubierta por el astrónomo italiano Giovanni Domenico Cassini en 1684 y lleva el nombre de la Titaness Dione en la mitología griega.

Nombre

Giovanni Domenico Cassini nombró a las cuatro lunas que descubrió (Tethys, Dione, Rhea y Iapetus) Sidera Lodoicea ("las estrellas de Luis") en honor al rey Luis XIV. Cassini encontró a Dione en 1684 usando un gran telescopio aéreo que instaló en los terrenos del Observatorio de París. Los satélites de Saturno no recibieron nombre hasta 1847, cuando el hijo de William Herschel, John Herschel, publicó Resultados de observaciones astronómicas realizadas en el Cabo de Buena Esperanza, sugiriendo que los nombres de los titanes (hermanas y hermanos de Cronos) ser utilizado.

Órbita

Animación de la órbita de Helene relativa a Saturno y Dione
Polydeuces · Helene· Dione· Saturno

Dione orbita Saturno con un semieje mayor aproximadamente un 2 % menos que el de la Luna. Sin embargo, reflejando la mayor masa de Saturno (95 veces la de la Tierra), el período orbital de Dione es una décima parte del de la Luna. Dione se encuentra actualmente en una resonancia orbital de movimiento medio 1:2 con la luna Encelado, completando una órbita de Saturno por cada dos órbitas completadas por Encelado. Esta resonancia mantiene la excentricidad orbital de Encelado (0,0047), proporcionando una fuente de calor para la extensa actividad geológica de Encelado, que se manifiesta de manera más espectacular en sus chorros criovolcánicos similares a géiseres. La resonancia también mantiene una excentricidad más pequeña en la órbita de Dione (0.0022), calentándola también por marea.

Dione tiene dos lunas coorbitales o troyanas, Helene y Polydeuces. Están ubicados dentro de los puntos Lagrangianos L4 y L5 de Dione, 60 grados por delante y por detrás de Dione, respectivamente. Stephen P. Synnott informó en 1982 de una luna coorbital líder doce grados por delante de Helene.

Características físicas e interior

Comparación de tamaño de la Tierra, la Luna y Dione.

Con 1122 km (697 mi) de diámetro, Dione es la decimoquinta luna más grande del Sistema Solar y es más masiva que todas las lunas conocidas más pequeñas que ella combinadas. También es la cuarta luna más grande de Saturno. Según su densidad, el interior de Dione es probablemente una combinación de roca de silicato y hielo de agua en partes casi iguales en masa.

Las observaciones de forma y gravedad recopiladas por Cassini sugieren un núcleo rocoso de aproximadamente 400 km de radio rodeado por una envoltura de aproximadamente 160 km de H₂O, principalmente en forma de agua. hielo, pero con algunos modelos que sugieren que la parte más baja de esta capa podría tener la forma de un océano de agua salada líquida interna (una situación similar a la de su compañero de resonancia orbital, Encelado). La flexión hacia abajo de la superficie asociada con la cresta Janiculum Dorsa de 1,5 km de altura puede explicarse más fácilmente por la presencia de dicho océano. Ninguna luna tiene una forma cercana al equilibrio hidrostático; las desviaciones se mantienen por isostasia. Se cree que la capa de hielo de Dione varía en grosor en menos del 5%, con las áreas más delgadas en los polos, donde el calentamiento de la corteza por mareas es mayor.

Aunque algo más pequeña y densa, Dione es por lo demás muy similar a Rhea. Ambos tienen características de albedo similares y terreno variado, y ambos tienen hemisferios delanteros y traseros diferentes. El hemisferio delantero de Dione está lleno de cráteres y es uniformemente brillante. Su hemisferio posterior, sin embargo, contiene una característica superficial inusual y distintiva: una red de acantilados de hielo brillante.

Los científicos reconocen las características geológicas dioneanas de los siguientes tipos:

• Chasmata (cármos; depresiones largas, profundas y empinadas o cañones)
• Dorsa (ridges)
• Fossae (depresiones estrechas largas)
• Craters
• Catenae (cadenas de trueque)

Acantilados de hielo (anteriormente 'terreno tenue')

Un terreno espléndido en el hemisferio de Dione. Los Eurotas (top) y Palatine Chasmata corren de la derecha superior a la izquierda inferior; el Padua Chasmata se encuentran cerca vertical a la derecha, y el Carthage Fossae horizontal a la izquierda. El cráter Cassandra y su sistema de rayos están a la derecha baja.

Cuando la sonda espacial Voyager fotografió a Dione en 1980, mostró lo que parecían ser rasgos tenues que cubrían su hemisferio posterior. El origen de estas características era misterioso, porque todo lo que se sabía era que el material tiene un alto albedo y es lo suficientemente delgado como para no oscurecer las características de la superficie debajo. Una hipótesis era que poco después de su formación, Dione estaba geológicamente activa, y algún proceso como el criovulcanismo resurgió en gran parte de su superficie, con las rayas formadas por erupciones a lo largo de las grietas en la superficie de Dione que cayeron como nieve o ceniza. Más tarde, después de que cesó la actividad interna y el resurgimiento, la formación de cráteres continuó principalmente en el hemisferio delantero y eliminó los patrones de rayas allí.

Esta hipótesis se demostró errónea por el sobrevuelo de la sonda Cassini del 13 de diciembre de 2004, que produjo imágenes de primer plano. Estos revelaron que los 'wisps' de hecho, no eran depósitos de hielo en absoluto, sino acantilados de hielo brillante creados por fracturas tectónicas (chasmata). Dione se ha revelado como un mundo dividido por enormes fracturas en su hemisferio posterior.

El orbitador Cassini realizó un sobrevuelo más cercano de Dione a 500 km (310 mi) el 11 de octubre de 2005 y capturó imágenes oblicuas de los acantilados, mostrando que algunos de ellos tienen varios cientos de metros de altura..

Características lineales

Dione presenta 'virgae' que tienen hasta cientos de kilómetros de largo pero menos de 5 km de ancho. Estas líneas corren paralelas al ecuador y solo son visibles en latitudes más bajas (a menos de 45° norte o sur); características similares se observan en Rhea. Son más brillantes que todo lo que les rodea y parecen superponerse a otras características, como crestas y cráteres, lo que indica que son relativamente jóvenes. Se ha propuesto que estas líneas son de origen exógeno, como resultado del emplazamiento de material a lo largo de la superficie por impactos de baja velocidad de material proveniente de los anillos de Saturno, lunas coorbitales o cometas que se acercan de cerca.

Cráteres

Fractures bisectando cráteres antiguos en Dione. Los que corren de la derecha superior a la izquierda inferior son la Fossae de Cartago, mientras que Pactolus Catena corre más horizontalmente a la derecha inferior.

La superficie helada de Dione incluye terreno con muchos cráteres, llanuras con cráteres moderados, llanuras con cráteres ligeros y áreas de fracturas tectónicas. El terreno lleno de cráteres tiene numerosos cráteres de más de 100 kilómetros (62 mi) de diámetro. Las áreas de las llanuras tienden a tener cráteres de menos de 30 kilómetros (19 mi) de diámetro. Algunas de las llanuras tienen más cráteres que otras. Gran parte del terreno lleno de cráteres se encuentra en el hemisferio posterior, con las áreas de llanuras con menos cráteres presentes en el hemisferio anterior. Esto es lo contrario de lo que esperaban algunos científicos; Shoemaker y Wolfe propusieron un modelo de formación de cráteres para un satélite bloqueado por mareas con las tasas de formación de cráteres más altas en el hemisferio delantero y las más bajas en el hemisferio trasero. Esto sugiere que durante el período de intenso bombardeo, Dione estuvo bloqueada por mareas con Saturno en la orientación opuesta. Debido a que Dione es relativamente pequeño, un impacto que causó un cráter de 35 kilómetros podría haber hecho girar al satélite. Debido a que hay muchos cráteres de más de 35 kilómetros (22 millas), Dione podría haber girado repetidamente durante su intenso bombardeo inicial. El patrón de formación de cráteres desde entonces y el brillante albedo del lado principal sugiere que Dione ha permanecido en su orientación actual durante varios miles de millones de años.

Al igual que Calisto, los cráteres de Dione carecen de las características de alto relieve que se ven en la Luna y Mercurio; esto probablemente se deba al hundimiento de la débil corteza helada a lo largo del tiempo geológico.

Ambiente

El 7 de abril de 2010, los instrumentos a bordo de la sonda Cassini sin tripulación, que voló cerca de Dione, detectaron una fina capa de iones de oxígeno molecular (O⁺
₂ ) alrededor de Dione, tan delgada que los científicos prefieren llamarla exosfera en lugar de atmósfera tenue. La densidad de los iones de oxígeno molecular determinada a partir de los datos del espectrómetro de plasma Cassini oscila entre 0,01 y 0,09 por cm³.

Los instrumentos de la sonda Cassini no pudieron detectar directamente el agua de la exosfera debido a los altos niveles de fondo, pero parece que las partículas altamente cargadas de los poderosos cinturones de radiación del planeta podrían dividir el agua. en el hielo en hidrógeno y oxígeno.

Exploración

Imagen de Dione frente a Saturno, capturado por el orbitador Cassini

Dione fue fotografiado por primera vez por las sondas espaciales Voyager. También ha sido sondeado cinco veces desde distancias cortas por el orbitador Cassini. Hubo un sobrevuelo cercano, a una distancia de 500 km (310 mi) el 11 de octubre de 2005; se realizó otro sobrevuelo el 7 de abril de 2010 también a una distancia de 500 km. Se realizó un tercer sobrevuelo el 12 de diciembre de 2011 a una distancia de 99 km (62 mi). El siguiente sobrevuelo fue el 16 de junio de 2015 a una distancia de 516 km (321 mi), y el último sobrevuelo de Cassini se realizó el 17 de agosto de 2015 a una distancia de 474 km (295 mi).

En mayo de 2013, se anunció que la nave espacial Cassini de la NASA había proporcionado a los científicos pruebas de que Dione es más activa de lo que se creía anteriormente. Usando datos topográficos, los equipos de la NASA dedujeron que la depresión de la corteza asociada con una cadena montañosa prominente en el hemisferio delantero se explica mejor si hubiera un océano líquido subterráneo global como el de Encelado. La cresta Janiculum Dorsa tiene una altura de 1 a 2 km (0,6 a 1,2 millas); La corteza de Dione parece arrugarse 0,5 km (0,3 millas) debajo de ella, lo que sugiere que la corteza helada estaba caliente cuando se formó la cresta, probablemente debido a la presencia de un océano líquido bajo la superficie, lo que aumenta la flexión de las mareas.