La Luna, también conocida como Luna, es el único satélite natural de la Tierra. Fue creado hace 4.600 millones de años, y es ampliamente aceptado que fue creado cuando la Tierra colisionó con un objeto de tamaño planetario llamado Theia. Es la quinta luna más grande de nuestro sistema solar y es el segundo objeto más brillante del cielo (después del Sol).
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Historia de la Luna
Llamada Luna por los romanos, Selene y Artemisa por los griegos, y muchos otros nombres en otras mitologías.
La Luna, por supuesto, ha sido conocida desde tiempos prehistóricos. Es el segundo objeto más brillante del cielo después del Sol. A medida que la Luna orbita alrededor de la Tierra una vez al mes, el ángulo entre la Tierra, la Luna y el Sol cambia; vemos esto como el ciclo de las fases de la Luna. El tiempo entre las sucesivas nuevas lunas es de 29,5 días (709 horas), ligeramente diferente del período orbital de la Luna (medido en relación con las estrellas), ya que la Tierra se mueve una distancia significativa en su órbita alrededor del Sol en ese tiempo.
Exploración
La Luna fue visitada por primera vez por la nave espacial soviética Luna 2 en 1959. Es el único cuerpo extraterrestre que ha sido visitado por los humanos. El primer aterrizaje fue el 20 de julio de 1969 (¿recuerda dónde estuvo?); el último fue en diciembre de 1972. La Luna es también el único cuerpo del que se han devuelto muestras a la Tierra. En el verano de 1994, la Luna fue cartografiada muy extensamente por la pequeña nave espacial Clementine y nuevamente en 1999 por el Prospector Lunar.
Efectos en la Tierra
Las fuerzas gravitacionales entre la Tierra y la Luna causan algunos efectos interesantes. El más obvio es el de las mareas. La atracción gravitatoria de la Luna es más fuerte en el lado de la Tierra más cercano a la Luna y más débil en el lado opuesto. Como la Tierra, y en particular los océanos, no es perfectamente rígida, se extiende a lo largo de la línea hacia la Luna. Desde nuestra perspectiva en la superficie de la Tierra vemos dos pequeños bultos, uno en la dirección de la Luna y otro directamente opuesto. El efecto es mucho más fuerte en el agua del océano que en la corteza sólida, por lo que los abultamientos de agua son más altos. Y debido a que la Tierra gira mucho más rápido que la Luna en su órbita, los abultamientos se mueven alrededor de la Tierra alrededor de una vez al día dando dos mareas altas por día. (Este es un modelo muy simplificado; las mareas reales, especialmente cerca de las costas, son mucho más complicadas).
Pero la Tierra tampoco es completamente fluida. La rotación de la Tierra lleva los abultamientos de la Tierra ligeramente por delante del punto directamente debajo de la Luna. Esto significa que la fuerza entre la Tierra y la Luna no está exactamente a lo largo de la línea entre sus centros produciendo un par en la Tierra y una fuerza de aceleración en la Luna. Esto causa una transferencia neta de energía rotacional de la Tierra a la Luna, disminuyendo la rotación de la Tierra en alrededor de 1,5 milisegundos/siglo y elevando la Luna a una órbita más alta en alrededor de 3,8 centímetros por año. (El efecto opuesto ocurre con los satélites con órbitas inusuales como Fobos y Tritón).
La naturaleza asimétrica de esta interacción gravitatoria es también responsable del hecho de que la Luna gira sincrónicamente, es decir, se bloquea en fase con su órbita de modo que el mismo lado está siempre orientado hacia la Tierra. Así como la rotación de la Tierra está siendo ahora ralentizada por la influencia de la Luna, así en el pasado lejano la rotación de la Luna fue ralentizada por la acción de la Tierra, pero en ese caso el efecto fue mucho más fuerte. Cuando la velocidad de rotación de la Luna fue desacelerada para igualar su período orbital (de tal manera que la protuberancia siempre estaba orientada hacia la Tierra) ya no había un torque descentrado en la Luna y se logró una situación estable. Lo mismo ha ocurrido con la mayoría de los otros satélites del sistema solar. Eventualmente, la rotación de la Tierra se ralentizará para igualar el período de la Luna, también, como es el caso de Plutón y Caronte.
En realidad, la Luna parece tambalearse un poco (debido a su órbita ligeramente no circular) de modo que se pueden ver algunos grados del lado lejano de vez en cuando, pero la mayor parte del lado lejano (izquierda) era completamente desconocida hasta que la nave espacial soviética Luna 3 la fotografió en 1959. (Nota: no hay un «lado oscuro» de la Luna; todas las partes de la Luna reciben luz solar la mitad del tiempo (excepto unos pocos cráteres profundos cerca de los polos). Algunos usos del término «lado oscuro» en el pasado pueden haberse referido al lado lejano como «oscuro» en el sentido de «desconocido» (por ejemplo, «África más oscura») pero incluso ese significado ya no es válido hoy en día).
Características
La Luna no tiene atmósfera. Pero la evidencia de Clementina sugirió que puede haber hielo de agua en algunos cráteres profundos cerca del polo sur de la Luna que están permanentemente sombreados. Esto ha sido reforzado por los datos del Prospector Lunar. Aparentemente también hay hielo en el polo norte.
La corteza de la Luna tiene un promedio de 68 Km. de espesor y varía desde esencialmente 0 bajo el Mare Crisium hasta 107 Km. al norte del cráter Korolev en el lado lejano de la Luna. Debajo de la corteza hay un manto y probablemente un pequeño núcleo (aproximadamente 340 Km de radio y 2% de la masa de la Luna). A diferencia de la Tierra, sin embargo, el interior de la Luna ya no está activo. Curiosamente, el centro de masa de la Luna está desplazado de su centro geométrico por unos 2 Km. en dirección a la Tierra. Además, la corteza es más delgada en el lado cercano.
Hay dos tipos principales de terreno en la Luna: las tierras altas muy viejas y con muchos cráteres y las relativamente suaves y jóvenes marías. Los mares (que comprenden alrededor del 16% de la superficie de la Luna) son enormes cráteres de impacto que más tarde fueron inundados por lava fundida. La mayor parte de la superficie está cubierta de regolito, una mezcla de polvo fino y escombros rocosos producidos por impactos de meteoritos. Por alguna razón desconocida, los mares se concentran en el lado cercano.
La mayoría de los cráteres del lado cercano llevan nombres de figuras famosas de la historia de la ciencia como Tycho, Copérnico y Ptolomeo. Los rasgos del lado lejano tienen referencias más modernas como Apolo, Gagarin y Korolev (con un claro sesgo ruso desde que las primeras imágenes fueron obtenidas por Luna 3). Además de las características familiares del lado cercano, la Luna también tiene los enormes cráteres Polo Sur-Aitken en el lado lejano, que tiene 2250 Km de diámetro y 12 Km de profundidad, lo que la convierte en la mayor cuenca de impacto del sistema solar, y Orientale en el limbo occidental (visto desde la Tierra; en el centro de la imagen a la izquierda), que es un espléndido ejemplo de un cráter de múltiples anillos.
Un total de 382 kg de muestras de roca fueron devueltas a la Tierra por los programas Apolo y Luna. Estos proveen la mayor parte de nuestro conocimiento detallado de la Luna. Son particularmente valiosas en el sentido de que pueden ser fechadas. Incluso hoy, más de 30 años después del último alunizaje, los científicos siguen estudiando estas preciosas muestras.
La mayoría de las rocas de la superficie de la Luna parecen tener entre 4.600 y 3.000 millones de años. Esto es una coincidencia fortuita con las rocas terrestres más antiguas que rara vez tienen más de 3 mil millones de años. Por lo tanto, la Luna proporciona evidencia sobre la historia temprana del Sistema Solar que no está disponible en la Tierra.
Antes del estudio de las muestras de Apolo, no había consenso sobre el origen de la Luna. Había tres teorías principales: la co-creación, que afirmaba que la Luna y la Tierra se formaron al mismo tiempo a partir de la Nebulosa Solar; la fisión, que afirmaba que la Luna se separó de la Tierra; y la captura, que sostenía que la Luna se formó en otro lugar y fue posteriormente capturada por la Tierra. Ninguna de estas cosas funciona muy bien. Pero la nueva y detallada información de las rocas lunares condujo a la teoría del impacto: que la Tierra chocó con un objeto muy grande (tan grande como Marte o más) y que la Luna se formó a partir del material eyectado. Todavía hay detalles por resolver, pero la teoría de los impactos es ahora ampliamente aceptada.
Campo magnético y atmosfera
La Luna no tiene un campo magnético global. Pero algunas de sus rocas de la superficie exhiben un magnetismo remanente que indica que pudo haber habido un campo magnético global al principio de la historia de la Luna.
Sin atmósfera ni campo magnético, la superficie de la Luna está expuesta directamente al viento solar. A lo largo de sus 4.000 millones de años de vida muchos iones del viento solar se han incrustado en el regolito de la Luna. Así, las muestras de regolito devueltas por las misiones Apolo resultaron valiosas en los estudios del viento solar.