¿Por qué nunca vemos la cara oculta de la Luna a pesar de tener rotación?

La Luna, como suele ser frecuente en los satélites naturales, se encuentra en rotación síncrona (o sincrónica) alrededor de la Tierra. Esto significa que emplea el mismo tiempo en una traslación completa alrededor de nuestro planeta que en una rotación en torno a su propio eje, y esa es la razón por la cual la cara que vemos es siempre la misma. En el caso de la Luna, cada uno de estos dos movimientos, traslación y rotación, tiene un periodo de algo menos de cuatro semanas (27.32 días).

Esta rotación sincrónica es efecto de lo que llamamos acoplamiento de marea entre planeta y satélite. Cuando un satélite tiene movimiento de traslación alrededor de otro cuerpo de masa mayor acaba produciéndose un reajuste, tanto en la órbita como en la distribución de masas, de ambos cuerpos. Si uno de ellos es mucho más masivo que el otro y además su órbita es aproximadamente circular, como en el caso de la Tierra y la Luna, es el más pequeño el que sufre un mayor reajuste al movimiento del otro y que da lugar a la sincronía. En el caso de dos cuerpos con masas similares o menor distancia entre ellos, como ocurre entre Plutón y su satélite Caronte, se alcanza rápidamente un acoplamiento de marea recíproco en el que además la rotación dura lo mismo para los dos cuerpos.

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El efecto del acoplamiento de marea en el caso de la Luna ha ocasionado que su forma esférica (consecuencia de su propia gravitación) se achate ligeramente. Esta forma está abultada en las direcciones del eje imaginario entre la Luna y la Tierra y la desvía, de forma casi imperceptible para nosotros, de la forma esférica. Además de esta elongación, se ha producido también una redistribución de materiales que favorece el que una de las caras acumule el material más denso y permanezca orientada por atracción gravitacional hacia el cuerpo más masivo, la Tierra, alrededor del que orbita.

El acoplamiento también tiene efectos sobre nuestro planeta. Su rotación ha ido frenándose desde la formación del sistema Tierra-Luna, pues inicialmente un día terrestre duraba unas cinco horas. Además, como sabemos, se produce el desplazamiento de los océanos en las dos direcciones de este eje imaginario entre la Tierra y la Luna y que da lugar a las mareas oceánicas. En una gran masa de agua apreciamos fácilmente el efecto y algo equivalente ocurre en la parte sólida de ambos cuerpos.

El efecto de acoplamiento continúa hoy en día. La Luna se aleja de la Tierra a una velocidad de unos tres centímetros y medio al año y tiende a un acoplamiento de marea recíproco, como Plutón y Caronte. Cuando eso ocurra, si llega a suceder en un futuro muy lejano, se logrará una órbita geoestacionaria en la que la Luna sólo será visible desde un hemisferio del planeta y un día en la Tierra será tan largo como el tiempo que tarde la Luna en dar una vuelta completa a su alrededor.

Durante la formación del sistema solar se produjeron numerosos fenómenos violentos e incluso colisiones. Gracias a las muestras de material lunar recogidas por las misiones Apolo sabemos que la Luna se formó como consecuencia de uno de esos impactos: el choque de un planetoide del tamaño aproximado de Marte con una Tierra aún en formación. El golpe tuvo tal magnitud que desprendió hasta parte del manto terrestre, fundió el material de las capas externas de ambos cuerpos y generó una enorme cantidad de roca vaporizada. Este material formó un anillo en torno a la Tierra inicial que con el tiempo dio lugar al sistema Tierra-Luna actual. Aquello ocurrió poco después de la formación del sistema solar y de la Tierra inicial, hace unos 4.000 millones de años.

Mientras se formaba el sistema Tierra-Luna se fueron definiendo las dos caras a medida que tanto nuestro planeta como su satélite se iban enfriando y se distribuían los materiales en la Luna. La cara orientada hacia la Tierra contiene los llamados mares lunares (conocidos también como maria que es el plural de la palabra latina mare). Son zonas de lava basáltica, ahora sólida, formada por materiales más densos. La cara oculta, la que no vemos desde la Tierra, contiene materiales más ligeros y está cubierta de cráteres de impacto porque es la que sufre mayor exposición al bombardeo exterior.

Pilar Montañés es doctora en astrofísica e investigadora del Instituto de Astrofísica de Canarias.

Pregunta realizada vía Twitter por @schicafuentes

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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