¿Cuál es el número máximo de lunas que podría tener la Tierra?

En un estudio reciente Publicado en Astrofísica terrestre y planetaria, un equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Arlington, la Universidad Estatal de Valdosta, el Instituto de Tecnología de Georgia y el Observatorio Nacional de Radioastronomía estimó cuántas lunas teóricamente podrían orbitar alrededor de la Tierra manteniendo las condiciones actuales, como la estabilidad orbital. Este estudio abre la posibilidad de comprender mejor los procesos de formación planetaria que también podrían aplicarse a la identificación de exolunas que orbitan exoplanetas similares a la Tierra.

«En un trabajo anterior, examiné el empaquetamiento planetario del binario Alpha Centauri», dijo el Dr. Billy Quarles, profesor asistente de astronomía y astrofísica en la Universidad Estatal de Valdosta y coautor del estudio. “En este caso, desarrollé una estimación de la cantidad de planetas que podrían existir dentro de la zona habitable de cada estrella. En este escenario, la zona habitable proporcionó condiciones de contorno naturales, donde pude usar el mismo formalismo dinámico para el problema de las lunas (usando el sistema Tierra-Sol como binario). Para definir el límite exterior, uno de mis coautores desarrolló un diagrama que podríamos usar. Combinando estas ideas, esperábamos que fueran posibles >10 objetos del tamaño de Ceres, 6 del tamaño de Plutón y 4 del tamaño de la Luna (es decir, la Tabla 2 de nuestro artículo).

Tierra con múltiples lunas. (Crédito: Dr. Billy Quarles; creado usando Universe Sandbox)

mientras haya más de 200 lunas en nuestro sistema solar, solo orbitan tres planetas terrestres (rocosos): nuestra Luna (Luna) alrededor de la Tierra, y Fobos y Deimos alrededor de Marte. Las más de 200 lunas restantes orbitan todos los gigantes gaseosos, incluidos Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Como señala el estudio, se espera esta gran diferencia porque «experimentan diferentes mecanismos de formación y procesos de evolución orbital». El estudio explica cómo el número máximo permitido de lunas que podrían existir alrededor de la Tierra depende de los tamaños asumidos de las propias lunas. En este caso, los investigadores utilizaron objetos del tamaño de Ceres, Plutón y Luna para determinar cuántos de cada uno podrían orbitar la Tierra con éxito. Los resultados mostraron que la estabilidad orbital podría mantenerse con satélites de hasta 7 ± 1 masa de Ceres, 4 ± 1 masa de Plutón y lunas de 3 ± 1 masa lunar.

«La sorpresa fue que los prototipos de menor masa estaban más restringidos, lo que atribuimos a su mayor probabilidad de dispersión (debido a una menor inercia)», dijo Quarles. “Las perturbaciones de las lunas cercanas son suficientes para causar una dispersión sustancial en unos pocos miles de años. Tuvimos que reducir el número de lunas para dar cuenta de esto.

a

Como se ve con las lunas galileanas de Júpiter, los pequeños satélites que orbitan un cuerpo planetario mucho más grande pueden resultar en lo que se conoce como calentamiento de marea, donde el constante estiramiento y compresión de experimentos con satélites mucho más pequeños conduce a algunos resultados interesantes, incluido el vulcanismo en Io y un océano interior en Europa. Pero, ¿podría un sistema de varias lunas con la Tierra experimentar también estos mismos resultados?

«El calentamiento de las mareas de las propias lunas puede ser posible, pero la medida en que ocurrirá el calentamiento no está clara sin realizar simulaciones detalladas», dijo el Dr. Quarles. «Es tentador sugerir que la luna más interna podría parecerse a Io, pero el calentamiento de las mareas se debe en parte a las resonancias de movimiento medio con las otras lunas galileanas. En nuestros sistemas, las resonancias de movimiento medio desestabilizan en gran medida el sistema de satélites porque el Sol se suma a la crecimiento de la excentricidad y eventual dispersión de cada luna.

Además del potencial de calentamiento de las mareas, este estudio también amplía potencialmente la búsqueda de exolunas que orbitan exoplanetas. Desafortunadamente, mientras que el número de exoplanetas confirmados es de miles, el número de exolunas confirmadas es actualmente menos de una fracción de este numero

READ  La paradoja del agujero negro de Stephen Hawking finalmente podría resolverse

«Actualmente tenemos 2 exolunas candidatas (Kepler-1625b-i y Kepler-1708b-i), pero sus respectivos planetas anfitriones son similares a Júpiter», dijo el Dr. Quarles. “Las lunas candidatas también son más grandes que la Tierra. Estos casos más exóticos pueden ser más fáciles de identificar de la misma manera. Los Júpiter calientes eran más fáciles de detectar en planetas más pequeños en los primeros días de los exoplanetas. Sin embargo, se descubrieron varios sistemas planetarios poco después de los primeros exoplanetas con huesos verdaderos. Esperamos algo similar para las exolunas. Cuando tengamos varias exolunas candidatas orbitando el mismo planeta, entonces nuestro trabajo será más útil. Las restricciones que encontramos son bastante optimistas, donde las condiciones más realistas probablemente limitarán aún más la cantidad de lunas. En las mediciones fotométricas, los objetos de fondo podrían imitar la señal de tránsito de una exoluna candidata, y nuestro trabajo proporciona una base física para limitar el número de lunas esperadas al probar diferentes hipótesis.

La Dra. Suman Satyal, profesora asistente adjunta de física en la Universidad de Texas en Arlington y autora principal del estudio, dijo que dado que la Tierra puede tener más de una luna, «aumenta la probabilidad» de detectar exolunas. «Esto debería dar a los observadores de exolunas una idea del límite superior en el número de lunas alrededor de un planeta con la masa de la Tierra que orbita una estrella similar al Sol», dijo.

¿Cuántas exolunas hay en el cosmos? ¿Hay un exoplaneta similar a la Tierra con múltiples exolunas capaces de albergar vida? ¡Solo el tiempo lo dirá, y por eso hacemos ciencia!

READ  Los investigadores demuestran que el agua tiene varios estados líquidos

Como siempre, ¡sigan haciendo ciencia y sigan mirando hacia arriba!

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.