La luna más grande de Neptuno, Tritón. Click para agrandar
La luna Tritón de Neptuno es única en el Sistema Solar porque es la única luna grande que orbita en la dirección opuesta a la rotación de su planeta. Los investigadores han desarrollado un modelo de computadora que explica cómo Neptuno pudo haber capturado a Tritón de otro planeta durante un acercamiento. Bajo este escenario, Tritón fue originalmente parte de un sistema binario con otro planeta. Se acercaron demasiado a Neptuno y Tritón fue arrancado.
La gran luna de Neptuno, Tritón, puede haber abandonado a un compañero anterior para llegar a su órbita inusual alrededor de Neptuno. Tritón es único entre todas las grandes lunas del sistema solar porque orbita a Neptuno en una dirección opuesta a la rotación del planeta (una órbita "retrógrada"). Es poco probable que se haya formado en esta configuración y probablemente haya sido capturado desde otro lugar.
En la edición del 11 de mayo de la revista Nature, los científicos planetarios Craig Agnor de la Universidad de California, Santa Cruz y Douglas Hamilton de la Universidad de Maryland describen un nuevo modelo para la captura de satélites planetarios que involucra un encuentro gravitatorio de tres cuerpos entre un binario y un planeta. Según este escenario, Tritón fue originalmente miembro de un par de objetos binarios que orbitan alrededor del Sol. Las interacciones gravitacionales durante un acercamiento cercano a Neptuno luego alejaron a Tritón de su compañero binario para convertirse en un satélite de Neptuno.
"Hemos encontrado una solución probable al problema de larga data de cómo Tritón llegó a su órbita peculiar. Además, este mecanismo introduce una nueva vía para la captura de satélites por planetas que pueden ser relevantes para otros objetos en el sistema solar ", dijo Agnor, investigador del Centro para el Origen, Dinámica y Evolución de Planetas de la UCSC.
Con propiedades similares al planeta Plutón y aproximadamente un 40 por ciento más masivo, Tritón tiene una órbita circular inclinada que se encuentra entre un grupo de pequeñas lunas internas con órbitas programadas y un grupo externo de pequeños satélites con órbitas programadas y retrógradas. Hay otras lunas retrógradas en el sistema solar, incluidas las pequeñas lunas exteriores de Júpiter y Saturno, pero todas son pequeñas en comparación con Tritón (menos de unas pocas milésimas de su masa) y tienen órbitas mucho más grandes y excéntricas sobre sus planetas padres.
Tritón puede haber venido de un binario muy similar a Plutón y su luna Caronte, dijo Agnor. Caronte es relativamente masivo, aproximadamente un octavo de la masa de Plutón, explicó.
"No es tanto que Charon orbita a Plutón, sino que ambos se mueven alrededor de su centro de masa mutuo, que se encuentra entre los dos objetos", dijo Agnor.
En un encuentro cercano con un planeta gigante como Neptuno, las fuerzas gravitacionales del planeta pueden separar ese sistema. El movimiento orbital del binario generalmente hace que un miembro se mueva más lentamente que el otro. La interrupción del binario deja a cada objeto con movimientos residuales que pueden resultar en un cambio permanente de compañeros orbitales. Este mecanismo, conocido como reacción de intercambio, podría haber llevado a Tritón a cualquiera de una variedad de órbitas diferentes alrededor de Neptuno, dijo Agnor.
Un escenario anterior propuesto para Tritón es que puede haber chocado con otro satélite cerca de Neptuno. Pero este mecanismo requiere que el objeto involucrado en la colisión sea lo suficientemente grande como para ralentizar a Tritón, pero lo suficientemente pequeño como para no destruirlo. La probabilidad de tal colisión es extremadamente pequeña, dijo Agnor.
Otra sugerencia fue que la resistencia aerodinámica de un disco de gas alrededor de Neptuno desaceleró a Tritón lo suficiente como para ser capturado. Pero este escenario impone restricciones en el momento del evento de captura, que tendría que ocurrir temprano en la historia de Neptuno cuando el planeta estaba rodeado por un disco de gas, pero lo suficientemente tarde como para que el gas se dispersara antes de desacelerar la órbita de Tritón lo suficiente como para enviar la luna. chocando contra el planeta.
En la última década, se han descubierto muchos binarios en el cinturón de Kuiper y en otras partes del sistema solar. Encuestas recientes indican que aproximadamente el 11 por ciento de los objetos del cinturón de Kuiper son binarios, al igual que el 16 por ciento de los asteroides cercanos a la Tierra.
"Estos descubrimientos señalaron el camino a nuestra nueva explicación de la captura de Tritón", dijo Hamilton. "Los binarios parecen ser una característica omnipresente de las poblaciones de cuerpos pequeños".
El binario Plutón y su luna Charon y los otros binarios en el cinturón de Kuiper son especialmente relevantes para Tritón, ya que sus órbitas se encuentran con las de Neptuno, dijo.
"Objetos similares probablemente han existido durante miles de millones de años, y su prevalencia indica que el encuentro con el planeta binario que proponemos para la captura de Tritón no es particularmente restrictivo", dijo Hamilton.
La reacción de intercambio descrita por Agnor y Hamilton puede tener amplias aplicaciones para comprender la evolución del sistema solar, que contiene muchos satélites irregulares. Los investigadores planean explorar las implicaciones de sus hallazgos para otros sistemas satelitales.
Esta investigación fue apoyada por subvenciones de los programas de Geología y Geofísica Planetaria de la NASA, Investigación del Planeta Exterior y Orígenes de los sistemas solares.
Fuente original: UC Santa Cruz
