Acoplamiento de marea
Solo has visto la mitad de la Luna en el cielo.
La Luna de la Tierra rota, pero tarda exactamente el mismo tiempo en girar sobre su eje que en completar su órbita mensual alrededor de nuestro planeta. A consecuencia de ello, la Luna nunca nos da la espalda, como una bailarina que da vueltas con su pareja, pero siempre la mira de frente.
Este fenómeno, denominado “acoplamiento de marea” o “rotación sincrónica”, suena como una extraña coincidencia, pero en realidad es bastante común. Todas las lunas grandes del sistema solar están acopladas por marea a sus planetas. Las lunas de mayor tamaño se sincronizan al poco tiempo de formarse, en el transcurso de unos cientos de miles de órbitas. Algunas estrellas binarias están acopladas por marea entre sí, y cada vez se encuentra mayor evidencia de que muchos planetas más allá de nuestro sistema solar están acoplados por marea a sus estrellas.
El acoplamiento de marea es un fenómeno común, pero su dinámica es compleja. En el caso de la Luna, este proceso comenzó en el momento mismo de su formación. Se cree que la Luna de la Tierra se formó cuando un objeto de gran tamaño chocó contra la Tierra en una etapa temprana de su historia, lanzando al espacio parte de la materia de nuestro planeta. El objeto caliente y fundido que se consolidó a partir del material expulsado habría estado girando vertiginosamente, mientras su forma cambiaba a medida que era atraído por la gravedad de la Tierra. Incluso hoy en día, la atracción gravitatoria de la Tierra deforma la Luna dándole una forma ligeramente parecida a la de un balón de fútbol americano; sin embargo, esta deformación habría sido mucho más dramática cuando la Luna se encontraba más cerca de la Tierra y su estructura era menos sólida.
La parte de la Luna que fue atraída hacia la Tierra habría cambiado de posición a medida que la Luna giraba, pero siempre con cierto retraso, dado que tal cantidad de material necesita tiempo para elevarse y caer. Esto significa que el bulto de la Luna nunca estaba perfectamente alineado con la Tierra, aunque la gravedad lo empujaba constantemente para lograr dicha alineación. A medida que la Luna se deformaba y oscilaba bajo esta tensión, se liberaba energía en forma de calor. Al disiparse la energía, la rotación de la Luna se ralentizó hasta que una vuelta completa sobre su eje demoraba la misma cantidad de tiempo que una órbita completa alrededor de la Tierra. En este estado, el bulto de la Luna ya no cambiaba de posición con respecto a la Tierra; por consiguiente, ya no era necesario disipar energía mediante este proceso en particular, y la velocidad de rotación dejó de variar.
Al mismo tiempo que se disipaba energía en el interior de la Luna y se reducía su velocidad de rotación, fuerzas de marea similares añadían energía a su órbita, haciendo que la Luna se alejara lentamente de la Tierra.
Esta historia no termina en el pasado. El mismo proceso continúa ocurriendo hoy en día. La Luna sigue alejándose de la Tierra a una velocidad de aproximadamente cuatro centímetros (1,5 pulgadas) por año, y su deriva pierde velocidad a medida que avanza. La energía que impulsa este alejamiento proviene principalmente de los océanos de la Tierra, los cuales se abultan en respuesta a la gravedad de la Luna y ejercen su propia atracción gravitatoria sobre la Luna. El abultamiento de los océanos de la Tierra no coincide exactamente con la posición de la Luna; siempre existe un ligero desfase ya que el desplazamiento y la acumulación de tal cantidad de agua requiere tiempo. Esta interacción produce dos efectos: genera una fricción que ralentiza la propia rotación de la Tierra y crea fuerzas que modifican la velocidad orbital de la Luna, haciendo que esta se aleje aún más hacia el espacio. Otras fuerzas más débiles —relacionadas con factores como la inclinación de la Luna, su órbita elíptica, el interior profundo de la Tierra y la influencia del Sol, entre otros— también afectan el movimiento de la Luna, pero estos solo ocasionan cambios muy sutiles. Cabe señalar que los tamaños y las distancias no están hechos a escala.
Dentro de unos 50.000 millones de años —si la Luna y la Tierra logran de algún modo evitar la muerte definitiva del Sol—, la Luna estaría tan lejos y su órbita sería tan amplia, que la Tierra también quedaría acoplada por marea a la Luna. Solo los habitantes de una afortunada mitad de nuestro mundo llegarían a ver la Luna.
Es posible que la humanidad nunca llegue a presenciar eso desde la Tierra, pero tal vez nuestros descendientes, ya asentados en otros lugares, contemplen algún día la luna de otro planeta acoplada por marea a este. Así que esta noche, cuando veas la “cara de la Luna” mirándote con afecto, recuerda los procesos que la mantienen allí, y piensa en los demás planetas de nuestro sistema solar, y más allá, donde las caras de diferentes lunas iluminan sin cesar paisajes desconocidos.
Redacción: Tracy Vogel
Diseño gráfico: Vi Nguyen
Asesores científicos: Oded Aharonson (Instituto de Ciencias Planetarias), Wade Henning (Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA), John Keller (Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
