Las lunas de Neptuno
por Matt Williams , Universo de Hoy
Neptuno, ese gigante gaseoso helado que es el planeta ocho de nuestro Sol, fue descubierto en 1846 por dos astrónomos – Urbain Le Verrier y Johann Galle., De acuerdo con la Convención de nomenclatura planetaria, Neptuno fue nombrado después del dios romano del mar (el equivalente al Griego Poseidón). Y solo diecisiete días después de su descubrimiento, los astrónomos comenzaron a notar que también tenía un sistema de lunas.
inicialmente, solo Tritón – la luna más grande de Neptuno-podía ser observada. Pero a mediados del siglo XX y después, gracias a las mejoras en los telescopios terrestres y el desarrollo de sondas espaciales robóticas, se descubrirían muchas más lunas., Neptuno ahora tiene 14 satélites reconocidos, y en honor de su planeta padre, Todos son nombrados por deidades menores del agua en la mitología griega.
descubrimiento y denominación:
Tritón, siendo la más grande y masiva de las lunas de Neptuno, fue la primera en ser descubierta. Fue observado por William Lassell el 10 de octubre de 1846, solo diecisiete días después de que Neptuno fuera descubierto. Pasaría casi un siglo antes de que se descubrieran otras lunas.
La primera fue Nereida, la segunda luna más grande y masiva de Neptuno, que fue descubierta el 1 de mayo de 1949 por Gerard P., Kuiper (para quien el cinturón de Kuiper es nombrado) usando placas fotográficas del Observatorio McDonald en Fort Davis, Texas. La tercera luna, más tarde llamada Larissa, fue observada por primera vez por Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky y David J. Tholen el 24 de mayo de 1981.
el descubrimiento de esta Luna fue puramente fortuito, Y ocurrió como resultado de la búsqueda en curso de anillos similares a los descubiertos alrededor de Urano cuatro años antes. Si los anillos estuvieran de hecho presentes, la luminosidad de la estrella disminuiría ligeramente justo antes del acercamiento más cercano del planeta., Mientras observaba el acercamiento cercano de una estrella a Neptuno, la luminosidad de la estrella disminuyó, pero solo durante varios segundos. Esto indicaba la presencia de una luna en lugar de un anillo.
No se encontraron más lunas hasta que la Voyager 2 voló por Neptune en 1989. En el curso de su paso por el sistema, La sonda espacial redescubrió Larissa y descubrió cinco lunas interiores adicionales: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea y Proteus.,
en 2001, dos estudios con grandes telescopios terrestres-el Observatorio Interamericano Cerro Tololo y los telescopios Canadá-Francia-Hawai – encontraron cinco lunas exteriores adicionales, con lo que el total asciende a trece. Las encuestas de seguimiento realizadas por dos equipos en 2002 y 2003, respectivamente, volvieron a observar las cinco lunas, que eran Halimede, Sao, Psamathe, laomedeia y Neso.
y luego, el 15 de julio de 2013, un equipo de astrónomos dirigido por Mark R., Showalter del Instituto SETI reveló que habían descubierto una decimocuarta Luna previamente desconocida en imágenes tomadas por el Telescopio Espacial Hubble entre 2004 y 2009. Se cree que la decimocuarta Luna, actualmente identificada como S/2004 N 1, mide no más de 16-20 km de diámetro.
de acuerdo con la Convención astronómica, las lunas de Neptuno están tomadas de la mitología griega y romana., En este caso, todos llevan el nombre de dioses del mar, o de los hijos de Poseidón (que incluyen Tritón, Proteo, Depsina y Thalassa), dietias menores griegas de agua (Naiad y Nereida) o Nereidas, las ninfas de agua en la mitología griega (Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia y Psamathe).
sin embargo, muchas de las lunas no fueron nombradas oficialmente hasta el siglo XX. El nombre Tritón, que fue sugerido originalmente por Camille Flammarion en su libro de 1880 Astronomie Populaire, pero no en uso común hasta al menos la década de 1930.,
lunas internas (regulares):
Las Lunas internas están estrechamente asociadas con el sistema de anillos estrechos de Neptuno. Los dos satélites más internos, Naiad y Thalassa, orbitan entre los anillos Galle y LeVerrier, mientras que Despina Orbita justo dentro del anillo LeVerrier. La siguiente Luna, Galatea, Orbita justo dentro del anillo Adams más prominente y su gravedad ayuda a mantener el anillo al contener sus partículas.
basado en datos observacionales y densidades asumidas, Naiad mide 96 × 60 × 52 km y pesa aproximadamente 1.9 x 1017 kg. Mientras tanto, Thalassa mide 108 x 100 × 52 km y pesa 3.,5 x 1017 kg; Despina mide 180 x 148 x 128 y pesa 21 x 1017 kg; Galatea mide 204 x 184 x 144 y pesa 37.5 x 1017 kg; Larissa mide 216 x 204 x 168 y pesa 49.5 x 1017 kg; S/2004 N1 mide 16-20 km de diámetro y pesa 0.5 ± 0.4 x 1017 kg; y Proteus mide 436 x 416 x 402 y pesa 50,35 x 1017 kg.
solo las dos lunas regulares más grandes han sido fotografiadas con una resolución suficiente para discernir sus formas y características superficiales., Sin embargo, con la excepción de Larisa y Proteus (que son en gran parte redondeadas), se cree que todas las lunas internas de Neptuno tienen forma alargada. Además, todas las lunas interiores oscurecen los objetos, con albedo geométrico que oscila entre el 7 y el 10%.
sus Espectros también indicaron que están hechos de hielo de agua contaminado por algún material muy oscuro, probablemente compuestos orgánicos. En este sentido, las lunas Neptunianas internas son similares a las lunas internas de Urano.
lunas exteriores (irregulares):
Las Lunas irregulares de Neptuno consisten en los satélites restantes del planeta (incluyendo Tritón)., Generalmente siguen órbitas excéntricas inclinadas y a menudo retrógradas lejos de Neptuno; la única excepción es Tritón, que orbita cerca del planeta siguiendo una órbita circular, aunque retrógrada e inclinada.
en orden de su distancia del planeta, las lunas irregulares son Tritón, Nereida, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso y Psamathe, un grupo que incluye objetos tanto progrados como retrógrados. Con la excepción de Tritón y Nereida, las lunas irregulares de Neptuno son similares a las de otros planetas gigantes y se cree que fueron capturadas gravitacionalmente por Neptuno.,
en términos de tamaño y masa, las lunas irregulares son relativamente consistentes, variando de aproximadamente 40 km de diámetro y 4 x 1016 kg de masa (Psamathe) a 62 km y 16 x 1016 kg para Halimede.
Tritón y Nereida:
Tritón y Nereida son satélites irregulares inusuales y, por lo tanto, se tratan por separado de las otras cinco lunas Neptunianas irregulares. Entre estas dos y las otras lunas irregulares, se han observado cuatro diferencias principales.
En primer lugar, son las dos lunas irregulares más grandes conocidas en el Sistema Solar., Tritón en sí es casi un orden de magnitud más grande que todas las otras lunas irregulares conocidas y comprende más del 99,5% de toda la masa conocida en órbita alrededor de Neptuno (incluidos los anillos del planeta y otras trece lunas conocidas).
en segundo lugar, ambos tienen semiejes mayores atípicamente pequeños, con Tritón»s siendo más de un orden de magnitud menor que los de todas las otras lunas irregulares conocidas. En tercer lugar, ambos tienen excentricidades orbitales inusuales: Nereida tiene una de las órbitas más excéntricas de cualquier satélite irregular conocido, y la órbita de Tritón es un círculo casi perfecto., Finalmente, Nereida también tiene la inclinación más baja de cualquier satélite irregular conocido
con un diámetro medio de alrededor de 2700 km y una masa de 214080 ± 520 x 1017 kg, Tritón es la más grande de las lunas de Neptuno, y la única lo suficientemente grande como para lograr el equilibrio hidrostático (es decir, es de forma esférica). A una distancia de 354.759 km de Neptuno, también se encuentra entre las lunas interior y exterior del planeta.
Triton sigue una órbita retrógrada y casi circular, y se compone en gran parte de nitrógeno, metano, dióxido de carbono y hielo de agua., Con un albedo geométrico de más del 70% y un albedo Bond de hasta el 90%, también es uno de los objetos más brillantes del Sistema Solar. La superficie tiene un tinte rojizo, debido a la interacción de la radiación ultravioleta y el metano, causando tholins.
Tritón es también una de las lunas más frías del Sistema Solar, con una temperatura superficial de aproximadamente 38 K (235.2 °C). Sin embargo, debido a que la luna es geológicamente activa (lo que resulta en criovolcanismo) y las variaciones de temperatura de la superficie que causan la sublimación, Tritón es una de las dos lunas en el sistema Solar que tiene una atmósfera sustancial., Al igual que su superficie, esta atmósfera está compuesta principalmente de nitrógeno con pequeñas cantidades de metano y monóxido de carbono, y con una presión estimada de alrededor de 14 ?Bar.
Tritón tiene una densidad relativamente alta de aproximadamente 2 g / cm3, lo que indica que las rocas constituyen aproximadamente dos tercios de su masa, y los hielos (principalmente hielo de agua) el tercio restante. También puede haber una capa de agua líquida en el interior de Tritón, formando un océano subterráneo., Las características de la superficie incluyen el gran casquete polar Austral, los planos con cráteres más antiguos cortados por graben y scarps, así como las características juveniles causadas por el resurfacing endogénico.
debido a su órbita retrógrada y su relativa proximidad a Neptuno (más cerca de lo que la Luna está de la Tierra), Tritón está agrupado con las lunas irregulares del planeta (ver más abajo). Además, se cree que es un objeto capturado, posiblemente un planeta enano que una vez fue parte del cinturón de Kuiper. Al mismo tiempo, estas características orbitales son la razón por la que Tritón experimenta desaceleración de las mareas., y eventualmente caerá en espiral hacia adentro y chocará con el planeta en aproximadamente 3.6 mil millones de años.
Nereida es la tercera luna más grande de Neptuno. Tiene una órbita prograda pero muy excéntrica y se cree que es un antiguo satélite regular que se dispersó a su órbita actual a través de interacciones gravitacionales durante la captura de Tritón. El hielo de agua ha sido detectado espectroscópicamente en su superficie., Nereida muestra grandes variaciones irregulares en su magnitud visible, que probablemente son causadas por precesión forzada o rotación caótica combinada con una forma alargada y manchas brillantes u oscuras en la superficie.
formación:
dada la distribución desequilibrada de la masa en sus lunas, se cree ampliamente que Tritón fue capturado después de la formación del sistema satelital original de Neptuno, gran parte del cual habría sido destruido en el proceso de captura., Muchas teorías se han ofrecido con respecto a los mecanismos de su captura a lo largo de los años.
El más ampliamente aceptado es que Tritón es un miembro sobreviviente de un objeto binario del cinturón de Kuiper que se interrumpió con un encuentro con Neptuno. En este escenario, Tritón capturado fue el resultado de un encuentro de tres cuerpos, donde cayó en una órbita retrógrada mientras que el otro objeto fue destruido o expulsado en el proceso.,
la órbita de Tritón tras la captura habría sido altamente excéntrica, y habría causado perturbaciones caóticas en las órbitas de los satélites neptunianos interiores originales, causando que chocaran y se redujeran a un disco de escombros. Solo después de que la órbita de Tritón se volviera circular de nuevo, algunos de los escombros podrían reincorporarse a las lunas regulares actuales. Esto significa que es probable que los satélites interiores actuales de Neptuno no sean los cuerpos originales que se formaron con Neptuno.
Las simulaciones numéricas muestran que hay un 0.,41 probabilidad de que la luna Halimede chocó con Nereida en algún momento en el pasado. Aunque no se sabe si se ha producido alguna colisión, ambas lunas parecen tener colores similares («grises»), lo que implica que Halimede podría ser un fragmento de Nereida.
dada su distancia del sol, la única misión en estudiar Neptuno y sus lunas de cerca fue la misión Voyager 2. Y aunque actualmente no se están planificando misiones, se han hecho varias propuestas que verían una sonda robótica enviada al sistema en algún momento a finales de la década de 2020 o principios de la década de 2030.