¿Puede una luna tener lunas?

En uno de los primeros artículos que escribí para esta sección mencioné que no existe un límite de tamaño inferior en la definición de «satélite natural» y expliqué por qué eso nos impide definir cuál es el planeta de nuestro sistema solar que tiene más lunas. Pues, bien, en el artículo de hoy quería adentrarme un poco más en ese barrizal y responder a la siguiente pregunta: ¿existen lunas que, a su vez, tengan sus propias lunas más pequeñas?

Problema de estabilidad

Los planetas de nuestro sistema solar suman un total de unas 200 lunas. La mayor parte de ellas son diminutas y pertenecen a Júpiter y Saturno, pero, dado el gran número de lunas conocidas y teniendo en cuenta que se han descubierto asteroides aún más pequeños que poseen satélites naturales, da la impresión de que alguna de esas lunas debería tener una luna propia, por pura estadística. Pero, aun así, no hay indicios de que en la actualidad exista ni una de estas «sublunas» en nuestro sistema solar.

La culpa de esta ausencia de sublunas recae en la gravedad: aunque las interacciones gravitatorias que mantienen un satélite en órbita alrededor de un planeta son relativamente sencillas, las cosas se complican bastante en cuanto se añade un tercer cuerpo al sistema. En este escenario, los tirones gravitatorios del planeta tienden a desestabilizar la órbita de cualquier subluna que acompañe a su satélite hasta que, tarde o temprano, acaban expulsándola del sistema o haciendo que se estrelle contra uno de ellos.

Pero, ojo, porque eso no significa que las sublunas no puedan existir. De hecho, un estudio de 2018 estimó que una subluna puede adoptar una órbita estable alrededor de una luna siempre y cuando la masa de ésta última sea muchísimo mayor y esté lo bastante lejos del planeta. Teniendo esto en cuenta, los autores del estudio llegaron a la conclusión de que hay cuatro satélites naturales en nuestro sistema solar que reúnen las características necesarias para que una subluna de una decena de kilómetros de diámetro pueda sobrevivir a largo plazo en sus inmediaciones: Calisto (uno de los satélites principales de Júpiter), Titán y Jápeto (pertenecientes a Saturno)… Y nuestra propia luna.

Resolviendo (matemáticamente) el enigma

Aunque los cálculos llevados a cabo por los autores del estudio sugieren que los satélites que he mencionado podrían tener sublunas, eso no significa que las tengan. Lo único que sugieren es que Calisto, Titán, Jápeto y la Luna podrían haber acabado poseyendo y conservando sus propias lunas diminutas si se hubieran dado las condiciones necesarias. De hecho, llevamos siglos observando la Luna con instrumentos cada vez más sofisticados y nunca se ha encontrado ningún cuerpo de unos cuantos kilómetros de diámetro dando vueltas a su alrededor.

El hecho de que ninguna luna del sistema solar presente indicios de tener una subluna en la actualidad tiene dos posibles explicaciones. Por un lado, puede que los procesos que dan lugar a los planetas y sus satélites no sean compatibles con la formación de sublunas. En este escenario, la razón por la que no observamos sublunas alrededor de Calisto, Titán, Jápeto y la Luna es que nunca tuvieron la posibilidad de formarse. La otra posibilidad es que algunos de estos cuerpos celestes llegaran a poseer sublunas en el pasado, pero que las perdieran después de que su órbita se desestabilizara. Es más, los autores del estudio señalan que hay factores que afectarían negativamente a la órbita de una subluna aparentemente estable y que no tuvieron en cuenta en sus cálculos, como la presencia de irregularidades en la distribución de la masa del satélite, la influencia de la gravedad del sol o las fuerzas de marea inducidas por el planeta.

Pero, aunque parece que la naturaleza se empeña en ponerle trabas a las sublunas, existen indicios de que nuestro sistema solar podría haber llegado a contener al menos una.

¿Una subluna en nuestro sistema solar?

De entre las lunas citadas en el estudio de 2018, Jápeto resulta especialmente llamativo porque este satélite de Saturno de casi 1500 kilómetros de diámetro posee una cordillera montañosa con picos de hasta 20 kilómetros de altura que ocupa 1300 kilómetros de su circunferencia ecuatorial.

Vaya por delante que no existe un consenso sobre cómo se formó esta estructura inmensa, pero una posible explicación es que fue creada por la desintegración de una subluna de Jápeto. En este escenario, las fuerzas de marea ejercidas por Jápeto habrían ido acercando su subluna hacia él hasta que la gravedad del satélite la rompió en mil pedazos. Llegados a este punto, los restos de la subluna desmenuzada habrían formado un anillo de escombros alrededor del ecuador del satélite de Saturno que fueron cayendo poco a poco sobre su superficie, creando la cordillera a medida que se apilaban y se asentaban.

Si entramos en el terreno muchísimo más especulativo, en el estudio de 2018 también se analiza el caso de Kepler-1625b, un exoplaneta gigante gaseoso del que podría tener un satélite natural del tamaño de Neptuno (hablé de este caso en un artículo reciente). Si esta gigantesca luna existiera de verdad y las señales que apuntan a su existencia no fuera un simple error en los datos, su gran tamaño y sus características orbitales le permitirían poseer una subluna de unos 1000 kilómetros de diámetro, tan grande como los asteroides Ceres o Vesta.

Para terminar, el estudio en cuestión termina hablando de las «subsublunas» (las lunas de las sublunas) y menciona que la masa de uno de estos objetos tendría que ser más de 10000 veces menor que la de su correspondiente subluna para que su órbita fuera estable a largo plazo. Por supuesto, si nuestra luna tuviera una subluna que, a su vez, poseyera una subsubluna, este último objeto sería tan pequeño que volveríamos a entrar en el debate de si cumple el tamaño mínimo para que pudiera ser considerado un satélite natural... Así que, de momento, casi es mejor que no se haya encontrado ningún cuerpo con estas características.

QUE NO TE LA CUELEN:

• En ocasiones se menciona el asteroide Cruithne como una «segunda luna» de la Tierra. Lo que ocurre en realidad es que tanto este objeto como nuestro planeta tardan el mismo tiempo en completar una vuelta alrededor del Sol, por lo que Cruinthe parece trazar una órbita en forma de judía desde la perspectiva en movimiento de la Tierra.

REFERENCIAS (MLA):

• Juna A. Kollmeier et al. “Can moons have moons?”, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, volumen 483, 1ª entrega, pp. L80–L84 (2019).
• Tony Fitzpatrick, “How Iapetus, Saturn’s outermost moon, got its ridge”. Washington University in St. Louis (2010).