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Luna de masa planetaria

Lunas de masa planetaria más grandes que Plutón, el planeta enano solar más grande. Una luna de masa planetaria es un objeto de masa planetaria que es un satélite natural de otr...

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Lunas de masa planetaria más grandes que Plutón, el planeta enano solar más grande.

Una luna de masa planetaria es un objeto de masa planetaria que es un satélite natural de otro objeto celeste no estelar . Debido a su masa , estas lunas son grandes y de forma elipsoidal (a veces esférica ) debido al equilibrio hidrostático causado por la fusión parcial interna y la diferenciación y/o por el calentamiento mareal o radiogénico , formando en algunos casos un océano subsuperficial .

Algunos científicos planetarios, como Alan Stern , denominan a las lunas de masa planetaria planetas «planetas satélite» , ya que les preocupa más si un cuerpo celeste posee geología planetaria (es decir, si es un cuerpo planetario) que su órbita solar o no solar ( dinámica planetaria ). [ 1 ] Por lo tanto, consideran que las lunas de masa planetaria son un subconjunto de los planetas . Esta conceptualización de los planetas como tres clases de objetos ( planetas clásicos , planetas enanos y planetas satélite) no ha sido aceptada por la Unión Astronómica Internacional (UAI).

Dos lunas del Sistema Solar , Ganímedes y Titán , son más grandes que el planeta terrestre Mercurio , y una tercera, Calisto , es ligeramente más pequeña, aunque las tres son menos masivas que Mercurio. Además, siete lunas —Ganímedes, Titán, Calisto, Io , Luna ( la Luna de la Tierra ), Europa y Tritón— son más grandes y masivas que los planetas enanos más grandes y masivos , Plutón y Eris .

Historia temprana

La distinción entre un satélite y un planeta clásico no se reconoció hasta después de que se estableció el modelo heliocéntrico del Sistema Solar. Cuando en 1610 Galileo descubrió los primeros satélites de otro planeta (las cuatro lunas galileanas de Júpiter), se refirió a ellos como "cuatro planetas que vuelan alrededor de la estrella de Júpiter en intervalos y períodos desiguales, con asombrosa rapidez". [ 2 ] De manera similar, Christiaan Huygens , al descubrir la luna más grande de Saturno, Titán , en 1655, empleó los términos "planeta" (planeta), "Stella" (estrella), "luna" (luna) y el más moderno "satélite" (acompañante) para describirla. [ 3 ] Giovanni Cassini , al anunciar su descubrimiento de las lunas de Saturno, Jápeto y Rea, en 1671 y 1672, las describió como Nouvelles Planetes autour de Saturne ("Nuevos planetas alrededor de Saturno"). [ 4 ] Sin embargo, cuando el Journal de Scavans informó del descubrimiento de Cassini de dos nuevas lunas de Saturno ( Tetis y Dione ) en 1686, se refirió a ellas estrictamente como "satélites", aunque a veces a Saturno como el "planeta primario". [ 5 ] Cuando William Herschel anunció su descubrimiento de dos objetos en órbita alrededor de Urano ( Titania y Oberón ) en 1787, se refirió a ellos como "satélites" y "planetas secundarios". [ 6 ] Todos los informes posteriores de descubrimiento de satélites naturales utilizaron el término "satélite" exclusivamente, [ 7 ] aunque el libro de 1868 Smith's Illustrated Astronomy se refería a los satélites como "planetas secundarios". [ 8 ]

Concepto moderno

Masas comparativas de las siete lunas más grandes.
  1. Ganímedes 148,2 (23,2%)
  2. Titanio 134,5 (21,0%)
  3. Calisto 107,6 (16,8%)
  4. Io 89,32 (14,0%)
  5. Luna 73,46 (11,5%)
  6. Europa 48 (7,51%)
  7. Tritón 21,39 (3,34%)
  8. [otros] 17 (2,66%)
Los valores son × 10²¹  kg. Las lunas más pequeñas que Tritón apenas serían visibles a esta escala.
Las masas de las lunas de tamaño mediano, en comparación con Tritón.
  1. Tritón 21.39: 54.32 (55.7%)
  2. Titania 3.4: 8.64 (8.85%)
  3. Oberon 3.08: 7.83 (8.02%)
  4. Rhea 2.307: 5.86 (6.00%)
  5. Jápeto 1.806: 4.59 (4.70%)
  6. Caronte 1.586: 4,03 (4,13%)
  7. Umbriel 1.28: 3.25 (3.33%)
  8. Ariel 1.25: 3.18 (3.26%)
  9. Dione 1.095: 2.78 (2.85%)
  10. Tetis 0,617: 1,57 (1,61%)
  11. Disnomia 0,4: 1,02 (1,04%)
  12. Encélado 0,108: 0,27 (0,28%)
  13. Miranda 0,066: 0,17 (0,17%)
  14. Mimas 0,0375: 0,1 (0,10%)
Los valores son × 10²¹  kg. A la disnomia se le asigna un valor en el centro de su rango estimado (0,3–0,5). Vanth e Ilmarë, que no fueron medidos, quedan excluidos. Encélado, Miranda y Mimas son prácticamente invisibles a esta escala.

Alan Stern considera que los planetas satélite son una de las tres categorías de planetas, junto con los planetas enanos y los planetas clásicos. [ 9 ] El término planemo ("objeto de masa planetaria") abarca las tres poblaciones. [ 10 ] La definición de "planeta" de Stern y de la IAU depende del equilibrio hidrostático , es decir, de que la masa del cuerpo sea suficiente para hacerlo plástico, de modo que se relaje en un elipsoide bajo su propia gravedad. La definición de la IAU especifica que la masa es lo suficientemente grande como para superar las "fuerzas de cuerpo rígido" y no aborda los objetos que pueden estar en equilibrio hidrostático debido a un océano subsuperficial o (en el caso de Io) debido al magma causado por el calentamiento de las mareas. Muchas de las lunas heladas más grandes podrían tener océanos subsuperficiales. [ 11 ]

Las siete lunas más grandes son más masivas que el planeta enano Plutón , que se sabe que está en equilibrio hidrostático (también se sabe que son más masivas que Eris , un planeta enano aún más masivo que Plutón). Estas siete son la Luna de la Tierra , las cuatro lunas galileanas de Júpiter ( Io , Europa , Ganímedes y Calisto ), y las lunas más grandes de Saturno ( Titán ) y de Neptuno ( Tritón ). Ganímedes y Titán son además más grandes que el planeta Mercurio, y Calisto es casi igual de grande. Todas estas lunas son elipsoidales. Dicho esto, las dos lunas más grandes que Mercurio tienen menos de la mitad de su masa, y es la masa, junto con la composición y la temperatura interna, lo que determina si un cuerpo es lo suficientemente plástico como para estar en equilibrio hidrostático. Generalmente se cree que Io, Europa, Ganímedes, Titán y Tritón están en equilibrio hidrostático, pero se sabe que la Luna de la Tierra no lo está, y la situación de Calisto no está clara.

Otra docena de lunas también son elipsoidales, lo que indica que alcanzaron el equilibrio en algún momento de su historia. Sin embargo, se ha demostrado que algunas de estas lunas ya no están en equilibrio, debido a que se volvieron cada vez más rígidas al enfriarse con el tiempo.

Proteo (Neptuno VIII), la segunda luna más grande de Neptuno , ha sido incluida ocasionalmente por autores que discuten o defienden concepciones geofísicas del "planeta". [ 12 ] [ 13 ] Es más grande que Mimas, pero está bastante lejos de ser redonda.

Lunas en equilibrio posibles

Determinar si una luna se encuentra actualmente en equilibrio hidrostático requiere una observación minuciosa, y es más fácil refutarla que demostrarla.

La luna de la Tierra, completamente rocosa, se solidificó fuera de equilibrio hace miles de millones de años, [ 14 ] pero se supone que la mayoría de las otras seis lunas más grandes que Plutón, cuatro de las cuales son predominantemente heladas, todavía están en equilibrio. (El hielo tiene menos resistencia a la tracción que la roca y se deforma a presiones y temperaturas más bajas que la roca). La evidencia es quizás más fuerte para Ganímedes , que tiene un campo magnético que indica el movimiento fluido de material conductor de electricidad en su interior, aunque se desconoce si ese fluido es un núcleo metálico o un océano subterráneo. [ 15 ] Una de las lunas de tamaño mediano de Saturno ( Rea ) también puede estar en equilibrio, [ 16 ] [ 11 ] al igual que un par de las lunas de Urano ( Titania y Oberón ). [ 11 ] Sin embargo, las otras lunas elipsoidales de Saturno ( Mimas , Encélado , Tetis , Dione y Jápeto ) ya no están en equilibrio. [ 16 ] Además de no estar en equilibrio, Mimas y Tetis tienen densidades muy bajas y se ha sugerido que podrían tener una porosidad interna no despreciable, [ 17 ] [ 18 ] en cuyo caso no serían planetas satélite. La situación de las tres lunas elipsoidales más pequeñas de Urano ( Umbriel , Ariel y Miranda ) no está clara, al igual que la de Caronte , la luna de Plutón . [ 14 ]

Las lunas de TNO Eris I Dysnomia , Orcus I Vanth y posiblemente Varda I Ilmarë tienen al menos el tamaño de Mimas, la luna elipsoidal más pequeña de Saturno. Sin embargo, los objetos transneptunianos parecen convertirse en cuerpos sólidos a un tamaño mayor (alrededor de 900–1000  km de diámetro) que las lunas de Saturno y Urano (alrededor de 400  km de diámetro). Tanto Dysnomia como Vanth son cuerpos oscuros menores de 900–1000  km, y se sabe que Dysnomia tiene baja densidad, lo que sugiere que no puede ser sólida. En consecuencia, estos cuerpos han sido excluidos. [ 19 ]

Lista

Sí– se cree que está en equilibrio
No– se confirmó que no está en equilibrio
Tal vez– evidencia incierta

Methone , Pallene y, con menos certeza, Aegaeon están en equilibrio hidrostático. [ 25 ] Sin embargo, como no son objetos de masa planetaria, no se incluyen como lunas de masa planetaria.

Atmósferas

Titán tiene una atmósfera más densa que la Tierra, con una presión superficial de 1,4 bar, mientras que Tritón tiene una atmósfera relativamente más delgada de 14 μbar; Titán y Tritón son las únicas lunas conocidas que tienen atmósferas lo suficientemente significativas como para impulsar procesos meteorológicos y climáticos. [ 26 ] Io (1,9 nbar ) y Calisto (26 pbar ) tienen atmósferas muy delgadas, pero aún así suficientes para que haya colisiones entre moléculas y, por lo tanto, para que sean gaseosas. Otras lunas de masa planetaria solo tienen exosferas como máximo. [ 27 ] Se han detectado exosferas alrededor de la Luna de la Tierra, Europa, Ganímedes, [ 27 ] Encélado, [ 28 ] Dione, [ 29 ] y Rea. [ 30 ] Una exosfera alrededor de Titania es una posibilidad, aunque no se ha confirmado. [ 31 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ "¿Deberían llamarse 'planetas satélite' a las lunas grandes?" . Discovery News . News.discovery.com. 14 de mayo de 2010. Archivado del original el 25 de octubre de 2014.
  2. ↑ Galileo Galilei (1989). Siderio Nuncius . Albert van Helden. Prensa de la Universidad de Chicago. pag. 26. 
  3. ↑ Christiani Hugenii (Christiaan Huygens) (1659). Systema Saturnium: Sive de Causis Miradorum Saturni Phaenomenon, et comite ejus Planeta Novo . Adriani Vlacq. págs. 1 a 50. 
  4. ↑ Giovanni Cassini (1673). Decouverte de deux Nouvelles Planetes autour de Saturne . Sabastien Mabre-Craniusy. págs. 6 a 14. 
  5. ↑ Cassini, GD (1686–1692). "Un extracto del Journal Des Scavans. El 22 de abril de 1686. Con un informe sobre dos nuevos satélites de Saturno, descubiertos recientemente por el Sr. Cassini en el Real Observatorio de París" . Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 16 ( 179–191 ): 79–85 . Bibcode : 1686RSPT...16...79C . doi : 10.1098/rstl.1686.0013 . JSTOR 101844 . 
  6. ↑ William Herschel (1787). Relato del descubrimiento de dos satélites alrededor del planeta Georgian. Leído en la Royal Society . J. Nichols. págs. 1–4 . 
  7. ↑ Véanse las citas principales en la Cronología del descubrimiento de los planetas del Sistema Solar y sus lunas.
  8. ↑ Smith, Asa (1868). Astronomía ilustrada de Smith . Nichols & Hall. pág. 23. Planeta secundario Herschel. 
  9. ↑ "¿Deberían llamarse 'planetas satélite' a las lunas grandes?" . Discovery News . News.discovery.com. 14 de mayo de 2010. Archivado del original el 20 de julio de 2011. Consultado el 4 de noviembre de 2011 .
  10. ↑ Basri, Gibor; Brown, Michael E. (2006). "Planetesimales a enanas marrones: ¿Qué es un planeta?" (PDF) . Annual Review of Earth and Planetary Sciences . 34 : 193–216 . arXiv : astro-ph/0608417 . Bibcode : 2006AREPS..34..193B . doi : 10.1146/annurev.earth.34.031405.125058 . S2CID 119338327. Archivado del original (PDF) el 31 de julio de 2013. 
  11. 1 2 3 4 5 Hussmann, Hauke; Sohl, Frank; Spohn, Tilman (noviembre de 2006). "Océanos subsuperficiales e interiores profundos de satélites de planetas exteriores de tamaño mediano y grandes objetos transneptunianos" . Icarus . 185 (1): 258– 273. Bibcode : 2006Icar..185..258H . doi : 10.1016/j.icarus.2006.06.005 .
  12. ↑ Emily Lakdawalla et al., ¿Qué es un planeta? Archivado el 22 de enero de 2022 en Wayback Machine. The Planetary Society, 21 de abril de 2020.
  13. ↑ Williams, Matt. "Una definición de planeta geofísico" . Phys.org . Consultado el 25 de mayo de 2022 .
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  15. ↑ Documento técnico de la comunidad del Estudio Decenal de Ciencias Planetarias: Preguntas científicas sobre Ganímedes y exploración futura. Archivado el 21/01/2022 en Wayback Machine.
  16. 1 2 3 4 5 6 7 8 P.C. Thomas (2010) 'Tamaños, formas y propiedades derivadas de los satélites de Saturno después de la misión nominal de Cassini' Archivado el 23-12-2018 en Wayback Machine , Icarus 208: 395–401
  17. ↑ Leliwa-Kopystyński, J.; Kossacki, KJ (2000). "Evolución de la porosidad en pequeños cuerpos helados". Planetary and Space Science . 48 ( 7– 8): 727– 745. Bibcode : 2000P & SS...48..727L . doi : 10.1016/S0032-0633(00)00038-6 .
  18. ↑ Schenk, Paul; Buratti, Bonnie; Clark, Roger; Byrne, Paul; McKinnon, William; Matsuyama, Isamu; Nimmo, Francis; Scipioni, Francesca (2022). "Rayas rojas en Tetis: evidencia de actividad reciente" . Congreso Europeo de Ciencias Planetarias . Congreso de Ciencias Europlanetarias 2022. Bibcode : 2022EPSC...16..732S . doi : 10.5194/epsc2022-732 . Consultado el 20 de noviembre de 2022 .
  19. ↑ Grundy, WM; Noll, KS; Buie, MW; Benecchi, SD; Ragozzine, D.; Roe, HG (2019). " La órbita mutua, la masa y la densidad del sistema binario transneptuniano Gǃkúnǁʼhòmdímà ( (229762) 2007 UK 126 )" . Icarus . 334 : 30–38 . Bibcode : 2019Icar..334...30G . doi : 10.1016/j.icarus.2018.12.037 . S2CID 126574999. Archivado (PDF) del original el 7 de abril de 2019. 
  20. ↑ La mayoría de las cifras provienen de la lista de parámetros físicos de satélites planetarios de la NASA/JPL archivada el 4 de enero de 2019 en Wayback Machine , a excepción de las masas de las lunas de Urano, que provienen de Jacobson (2014).
  21. ↑ Durante, Daniele; Hemingway, DJ; Racioppa, P.; Iess, L.; Stevenson, DJ (2019). "Campo gravitatorio y estructura interior de Titán después de Cassini" (PDF) . Icarus . 326 : 123–132 . Bibcode : 2019Icar..326..123D . doi : 10.1016/j.icarus.2019.03.003 . hdl : 11573/1281269 . S2CID 127984873. Recuperado el 3 de abril de 2022 . 
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  31. ^ Widemann, T.; Sicardy, B.; Dusser, R.; Martínez, C.; Beisker, W.; Bredner, E.; Dunham, D.; Maley, P.; Lellouch, E.; Arlot, J.-E.; Berthier, J.; Colas, F.; Hubbard, WB; colina, R.; Lecacheux, J.; Lecampión, J.-F.; Pau, S.; Rapaport, M.; Roques, F.; Thuillot, W.; Colinas, CR; Elliott, AJ; Millas, R.; Platt, T.; Cremaschini, C.; Dubreuil, P.; Cavadore, C.; Demeautis, C.; Henriquet, P.; et al. (febrero de 2009). «Radio de Titania y un límite superior para su atmósfera a partir de la ocultación estelar del 8 de septiembre de 2001» (PDF) . Icarus . 199 (2): 458–476 . Bibcode : 2009Icar..199..458W . doi : 10.1016/j.icarus.2008.09.011 . Archivado del original (PDF) el 25 de febrero de 2014. 

Lecturas adicionales

  • Las lunas son planetas: utilidad científica frente a teleología cultural en la taxonomía de la ciencia planetaria , Philip T. Metzger , William M. Grundy, Mark Sykes, S. Alan Stern, James F. Bell III, Charlene E. Detelich, Kirby D. Runyon, Michael Summers, 22 de octubre de 2021