Dos satélites de Saturno — su más grande y uno de los más extraños — podrían deber sus formas y órbitas actuales a una colisión entre dos lunas hace unos 400 millones de años.

Un choque entre una luna condenada y la enorme luna Titán podría haber dado origen a Hiperión, de aspecto esponjoso, sugiere un estudio enviado el 9 de febrero a arXiv.org. El caos resultante en el sistema de Saturno podría haber llevado luego a la formación de sus anillos.

La idea se basa en una propuesta de 2022 hecha por otro equipo, que sugería la existencia de una antigua luna para resolver algunos misterios persistentes sobre el sistema de Saturno, incluyendo su inclinación relativamente alta, sus anillos jóvenes y las relaciones orbitales de algunas de sus lunas.

Las primeras pistas vinieron de la relación de Saturno con Neptuno. Durante décadas, los científicos planetarios asumieron que Saturno y Neptuno tenían lo que se llama una resonancia giro-orbital: tanto el eje de rotación de Saturno como la órbita de Neptuno alrededor del sol parecían oscilar a casi la misma velocidad. Pero datos de la misión Cassini de la NASA, que orbitó Saturno entre 2004 y 2017, mostraron que Saturno está ligeramente fuera de sincronización con Neptuno. Aun así, las tasas de oscilación son lo suficientemente cercanas como para sugerir que los planetas anularon su relación de resonancia relativamente hace poco en términos cósmicos — tal vez hace unos pocos cientos de millones de años.

“Eso nos dice que hubo alguna perturbación en el sistema exterior de Saturno,” dice el científico planetario Matija Ćuk del Instituto SETI en Mountain View, California.

Ćuk y sus colegas sugieren que esta perturbación se dio en dos partes. Primero, una luna condenada colisionó con Titán, alterando la influencia gravitatoria de Titán sobre el eje de rotación de Saturno lo suficiente para romper la resonancia con Neptuno y produciendo escombros que luego pudieron haberse agrupado para formar a Hiperión. Esa colisión también podría haber dejado a Titán en una órbita más extrema — una que continuó expandiéndose lentamente durante los siguientes cientos de millones de años. La evolución orbital de Titán eventualmente pudo haber desencadenado gravitacionalmente un accidente en cámara lenta que llevó a las lunas interiores de Saturno a colisionar y pulverizarse mutuamente, dando origen finalmente tanto a los anillos como a una nueva generación de lunas interiores jóvenes.

Anteriormente, el científico planetario del MIT Jack Wisdom y sus colegas sugirieron que la ruptura en la relación Saturno-Neptuno coincidió con la formación de los famosos anillos de Saturno, que algunos científicos planetarios consideran que tienen apenas 150 millones de años. El equipo de Wisdom propuso que una luna extra, llamada Crisálida, pudo haber influido en el eje de rotación de Saturno, rompiendo la resonancia con Neptuno, antes de acercarse peligrosamente al planeta y ser destrozada en los anillos.

“Jack quería relacionar esos dos eventos,” dice Ćuk. “Pero yo pensé que la formación de Hiperión es una pista más directa.” Basándose en trabajos anteriores, Ćuk calculó que Hiperión debió establecerse en su configuración orbital actual en los últimos 400 millones de años, un marco temporal comparable al supuesto fin de la resonancia entre Saturno y Neptuno.

En el nuevo trabajo, Ćuk y sus colegas sugieren que Saturno tuvo una luna extra, que denominaron proto-Hiperión, unas cuatro veces más masiva que Crisálida. A través de simulaciones por computadora de una colisión entre proto-Hiperión y Titán, el equipo encontró que Titán sobrevivió, mientras que algunos de los escombros de la colisión se agruparon para formar el actual Hiperión, un cuerpo poroso con forma de huevo que gira caóticamente en el espacio.

Pero sin Crisálida, los anillos deben tener un origen diferente, dice Ćuk. Su equipo sugiere que Titán y Hiperión podrían explicar esto también — si hubo más lunas desaparecidas. Plantean que Saturno pudo haber tenido originalmente varias lunas interiores más masivas que las presentes. La órbita alterada de Titán tras la colisión podría, durante cientos de millones de años, ponerla en resonancia con una de esas lunas interiores, modificando la órbita de esa luna hasta que chocara con otra.

Wisdom no cree que el escenario de Ćuk funcione completamente. Por un lado, requeriría que todas las lunas interiores fueran más jóvenes que unos pocos cientos de millones de años. Pero Mimas, una de esas lunas, tiene suficientes cráteres como para sugerir que es mucho más antigua.

“Sus argumentos no invalidan nuestro escenario,” dice, añadiendo que la nueva propuesta es "un escenario muy diferente, más complicado."

Ćuk piensa que Mimas podría aún ser joven — sus cráteres podrían haberse formado relativamente rápido en el caótico sistema interior de Saturno. Ambos científicos planetarios coinciden en que se necesitan simulaciones más detalladas del sistema de Saturno para mostrar cuál imagen es más plausible.

“Podría haber una tercera variante de inestabilidad que combine la mía y la de Jack,” dice Ćuk — o algo nuevo.

Por Lisa Grossman​

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