Se llaman satélites galileanos los cuatro satélites de Júpiter descubiertos en 1610 por Galileo Galilei: Ío, Europa, Ganimedes y Calisto. Son los más grandes de los satélites de Júpiter, siendo visibles incluso con telescopios de baja potencia. Fueron avistados por Galileo el 7 de enero de 1610; los observó durante varios días y describió que estaban orbitando Júpiter. Este descubrimiento reforzó la teoría heliocéntrica de Copérnico. Inicialmente, Galileo los denominó Júpiter I, II, III y IV, en orden a su cercanía al planeta, pero sus nombres actuales se lo acabó dando el astrónomo Simon Marius en su obra Mundus Iovialis, unos años más tarde.
Un dato curioso notado por S. Laplace es que Ío, Europa y Ganímedes se encuentran en una configuración dinámica llamada resonancia de Laplace: por cada vuelta que Ganímedes da alrededor de Júpiter, Europa da dos; y por cada vuelta de esta última, Ío da otras dos (o sea, una triple resonancia de tipo 1:2:4). Se desconoce hasta el momento si esta es una configuración primordial.
Es el satélite galileano más cercano a Júpiter. Las fuerzas de marea provocadas por la fuerte atracción gravitatoria de Júpiter son tan marcadas que provocan un vulcanismo muy activo, cuya consecuencia es la ausencia total de cráteres de impacto. Su superficie está cubierta de azufre.
Es el más pequeño de los satélites galileanos, sin embargo quizás sea el más interesante. Está cubierto por una capa de hielo y tiene muy pocos cráteres, lo que indica una superficie relativamente joven. Se piensa (y existen bastantes evidencias a favor) que debajo de la "cáscara" de hielo sólido de su superficie debe existir un océano de agua líquida. Las estimaciones del grosor de la cáscara de hielo van desde 10 a 100 km. Además, se cree que en esta luna hay existencia de oxígeno.
No solo es el satélite más grande de Júpiter, sino también el más grande del sistema solar. Ganímedes está compuesto de silicato y hielo, con una corteza de hielo que flota encima de un fangoso manto. En marzo de 2015 se confirmó que Ganímedes tiene un océano escondido debajo de su superficie, cubierto por una capa de 150 km de hielo. Este océano tiene una profundidad de unos 100 kilómetros, 10 veces más que los mares de la Tierra.
Es el satélite galileano más lejano de Júpiter y es también el que tiene la superficie más vieja, ya que está saturada de cráteres.
De acuerdo con las simulaciones por ordenador, es posible que Júpiter en sus primeros tiempos hubiera tenido varias generaciones de satélites, los cuales tras formarse habrían caído en espiral hacia Júpiter hasta su destrucción debido al rozamiento con el disco protoplanetario que rodeaba al planeta, formándose una cantidad de nuevos satélites a partir de los restos sobrantes. Los cuatro grandes satélites actuales son la última generación formada —y por tanto, los supervivientes del proceso—, debido a que cuando se formaron el disco protoplanetario había perdido gran parte de su masa y no interfería con sus órbitas
Los satélites galileanos son, por orden de cercanía a Júpiter:
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