Caronte (astronomía)

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Caronte
(134340 Plutón I)
Nh-charon.jpg
Caronte tomada por la cámara LORRI ( Long Range Reconnaissance Imager ) de la sonda New Horizons (14 de julio de 2015)
de Plutón
Descubrimiento 22 de junio de 1978
Descubridor James Christy
Parámetros orbitales
(en el momento J2000.0 )
Semieje mayor 19 571 ± 4 kilometros
Periodo orbital 6.387230 días
(6d 9h 17 '36 ")
Inclinación
en la eclíptica
112,78 ° ± 0,02 °
Respeto a la inclinación
en equat. de Plutón
0,000 ° ± 0,014 °
Respeto a la inclinación
a la órbita de Plutón
119,59 ° ± 0,02 °
Excentricidad 0,00000 ± 0,00007
Datos físicos
Dimensiones 1207 ± 3 kilometros
Masa
(1,52 ± 0,06) × 10 21 kg
Densidad media (1,65 ± 0,06) × 10 3 kg / m³
Aceleración de gravedad en la superficie 0,278 m / s²
Velocidad de escape 580 m / s
Periodo de rotacion rotación sincrónica
Inclinación axial 0 °
Temperatura
superficial
53 K (promedio)
Presión atm nada
Albedo 0,36-0,39
Datos de observación
Aplicación Magnitude. 16,8
Magnitud abs. 1

Caronte , o (134340) Plutón I , [1] es el más masivo de los cinco satélites naturales del planeta enano Plutón . Tiene un alcance promedio de 606 km y fue descubierto en 1978 en el Observatorio Naval de los Estados Unidos (USNO) en Washington por James Christy , quien analizó placas fotográficas tomadas en el Observatorio Flagstaff (NOFS) en Arizona .

Con la mitad del diámetro y un octavo de la masa de Plutón, Caronte es un satélite natural bastante grande en comparación con el tamaño del cuerpo madre, y su influencia gravitacional es tal que el centro de gravedad del sistema plutoniano se encuentra fuera de Plutón, y por esta razón, algunos astrónomos han definido el sistema Plutón-Caronte como un planeta doble . [2]

El casquete de color marrón rojizo que cubre el polo norte de Caronte está compuesto por tolinas , macromoléculas orgánicas que pueden ser ingredientes esenciales para el desarrollo de la vida. Las tolinas se producen a partir de metano , nitrógeno y otros gases, que son liberados de la atmósfera de Plutón y recolectados por Caronte. [3]

La única nave espacial que visitó el sistema Plutón fue New Horizons en 2015, que se acercó a Caronte hasta 27.000 km de distancia. [4]

Observación

Plutón y Caronte captados por el telescopio espacial Hubble en 1990, antes de que se corrigiera la óptica.
1994 Imagen del Hubble, tras corregir la óptica.

Las primeras imágenes borrosas que muestran a Plutón y Caronte resueltos en discos separados fueron tomadas por primera vez por el Telescopio Espacial Hubble en la década de 1990 , aunque a principios de esa década las imágenes eran de mala calidad debido al defecto óptico del espejo primario. Del Hubble. . Con una primera actualización de la NASA a finales de 1993 sobre la óptica del telescopio espacial, en 1994 la imagen del sistema Plutón-Caronte era mucho más nítida y una foto tomada en 1994 por la Cámara de Objetos Débiles Hubble (FOC) desde una distancia de 4 , 4 mil millones de kilómetros mostraron dos discos distintos y bien definidos. [5] Posteriormente, el desarrollo de la óptica adaptativa hizo posible la resolución de Plutón y Caronte en discos separados incluso utilizando grandes telescopios terrestres. [6]

Misiones espaciales

En junio de 2015, la nave espacial New Horizons capturó una serie de imágenes consecutivas del sistema Plutón-Caronte a medida que se acercaba a ellos, que se editaron en una animación; fue la mejor imagen de Caronte obtenida hasta esa fecha. En julio de 2015, New Horizons hizo su acercamiento más cercano al sistema Plutón, la única nave espacial que alguna vez visitó y estudió a Caronte. El descubridor de la luna plutoniana, James Christy y los hijos de Clyde Tombaugh, fueron invitados del Laboratorio de Física Aplicada durante el acercamiento más cercano de la nave a Caronte.

Descubrimiento

Las imágenes que llevaron al descubrimiento de Caronte, deducidas de la pequeña protuberancia en la parte superior de Plutón (foto de la izquierda; en la imagen de la derecha ya no es visible).

Charon fue descubierto por el astrónomo estadounidense James Christy el 22 de junio de 1978 . Este último, al examinar cuidadosamente algunas imágenes muy ampliadas de Plutón en placas fotográficas tomadas un par de meses antes, observó un pequeño bulto en los bordes del disco principal del cuerpo que se repite periódicamente. [7] Más tarde, la protuberancia se confirmó en placas que datan de 1965 (un caso anterior ). El nuevo satélite recibió la designación provisional S / 1978 P 1 , según un convenio establecido recientemente.

Christy, siendo el descubridor, tenía derecho a asignar un nombre definitivo al objeto. Su elección recayó en la figura mitológica de Caronte , el psicopompo que, en la mitología griega, transporta a los muertos al Hades , el reino de Plutón . En realidad, la elección de Jim Christy se basó en una combinación original de la denominación mitológica de Charon (en inglés "Charon") y el nombre de su esposa, Charlene, conocida como "Char". [8]

El nombre fue aceptado oficialmente por la Unión Astronómica Internacional a finales de 1985 y anunciado el 3 de enero de 1986 . [9] El descubrimiento de Caronte permitió a los astrónomos calcular con mayor precisión la masa y el tamaño de Plutón.

Parámetros orbitales

Simulación de las órbitas de Plutón y Caronte.

Caronte gira alrededor de Plutón en 6.387 días, un período idéntico a la rotación de ambos objetos. Por lo tanto, ambos están en rotación sincrónica y siempre muestran el mismo hemisferio. Su distancia media es de unos 19.640 km. [10]

Formación

Una de las hipótesis que más comúnmente se avanza para explicar la formación de Caronte tiene su origen en un gran impacto que ocurrió hace unos 4.500 millones de años, de forma similar a lo que se cree que sucedió en el caso de la Luna . Un objeto considerable del cinturón de Edgeworth-Kuiper habría golpeado a Plutón a gran velocidad, desintegrándose mientras lanzaba la corteza y el manto superior del protoplaneta a la órbita; los escombros se volverían a juntar para formar Caronte. [11]

Por tanto, en tiempos recientes se ha pensado que Plutón y Caronte podrían haber sido dos cuerpos que chocaron antes de entrar en órbita entre sí, y la colisión habría sido tan violenta como para evaporar compuestos volátiles como el metano (CH 4 ), pero no violenta. lo suficiente para destruir cualquier cuerpo. La densidad muy similar de Plutón y Caronte implica que los cuerpos originales en el momento del impacto no estaban completamente diferenciados . [12]

Características físicas

Las dimensiones de Caronte comparadas con las de la Tierra y la Luna.

El descubrimiento de Caronte hizo posible calcular con precisión la masa del sistema plutoniano y las ocultaciones recíprocas hicieron posible medir sus dimensiones. Sin embargo, solo el descubrimiento posterior de otros satélites de Plutón en 2005 permitió indicar con precisión sus masas individuales, que anteriormente solo se estimaban. Los detalles de la órbita de los satélites exteriores revelan que la masa de Caronte es aproximadamente el 12% de la de Plutón. [13]

El diámetro de Caronte es de aproximadamente 1212 km , algo más de la mitad que Plutón, con un área de 4580 000 km² , mientras que su densidad, de 1.702 ± 0.06 g / cm³ , [14] es ligeramente menor que la de Plutón, lo que sugiere una composición de 55 ± 5% de roca y 45% de hielo, mientras que Plutón probablemente está compuesto de 70% de roca. Sin embargo, Caronte es lo suficientemente masivo como para colapsar en una forma esferoidal debido a su propia gravedad. [12]

Estructura interna

Las dos hipótesis diferentes sobre la estructura interna de Caronte.

Antes del sobrevuelo de New Horizons , había dos teorías contradictorias sobre la estructura interna de Caronte: algunos científicos pensaban que era un cuerpo diferenciado como Plutón, con un núcleo rocoso y un manto helado, mientras que otros pensaban que era completamente uniforme en su composición interna. [15] La evidencia en apoyo de la primera hipótesis se encontraron en 2007, cuando las observaciones realizadas por los telescopios Gemini en parches de hidratos de amonio y cristales de agua presente en la superficie hypothesize hizo la presencia de crio géiser o actividades criovulcanica . [16] [17] El hecho de que el hielo todavía estuviera en forma cristalina sugirió que se había depositado recientemente, porque de lo contrario la radiación solar lo habría degradado a un estado amorfo en unos treinta mil años. Al observar una serie de eclipses recíprocos entre Plutón y Caronte, los astrónomos pudieron obtener el espectro combinado de ambos. Restando entonces el espectro de Plutón fue posible determinar la composición de la superficie del satélite. [dieciséis]

Superficie

Imagen animada que muestra la superficie de Caronte.

A diferencia de la superficie de Plutón, que está formada por nitrógeno y metano, la superficie de Caronte parece estar dominada por el hielo de agua menos volátil. En 2007, las observaciones del Observatorio Gemini de parches de hidrato de amoníaco y cristales de agua en la superficie de Caronte sugirieron la presencia de crioglícanos y criovolcanes activos. [dieciséis]

Plutón y Caronte capturados por NewHorizons el 11 de julio de 2015

El mapeo fotométrico de la superficie muestra bandas ecuatoriales brillantes y polos más oscuros. La región del polo norte está dominada por un vasto casquete oscuro, llamado "Mordor" por el grupo New Horizons . [18] [19] [20] La explicación más plausible de este fenómeno es que esta región se formó por la condensación de gas disperso de la atmósfera de Plutón . En invierno, la temperatura desciende a -258 ° C y estos gases, que incluyen nitrógeno , monóxido de carbono y metano, se condensan en sus formas sólidas; cuando estos hielos se exponen a la radiación solar, reaccionan químicamente para formar varias tolinas rojizas. Posteriormente, cuando el sol vuelve a calentar el área en el verano de Caronte y la temperatura del polo sube a -213 ° C, los compuestos volátiles se subliman y escapan de la gravedad de Caronte, dejando solo los tolinos como residuos en la superficie. Durante millones de años, los tolinos residuales se han acumulado en capas gruesas, oscureciendo la corteza helada. [21] Además de Mordor , New Horizons ha encontrado evidencia de actividad geológica pasada que sugiere que Caronte es un cuerpo probablemente diferenciado; [19] en particular, el hemisferio sur tiene menos cráteres que el norte, lo que sugiere que ha sido remodelado relativamente recientemente, posiblemente causado por la congelación parcial o total de un océano interno, que ha eliminado o cubierto cráteres anteriores por impacto. [22]

En 2018, la Unión Astronómica Internacional nombró un cráter en Charon Revati , en honor a un personaje de la épica hindú Mahābhārata . [23]

Caronte tiene una serie de vastas grabens o cañones , como Serenity Chasma , que se extienden como un cinturón ecuatorial por al menos 1000 km. Argo Chasma alcanza los 9 km, con escarpados acantilados que rivalizan con las Verona Rupes de Miranda por el título del acantilado más alto del sistema solar. [24]

Kubrick Mons

Kubrick Mons es la depresión con el pico en el centro que se muestra en la imagen ampliada.

Los científicos de la misión quedaron asombrados por una característica de la superficie inusual que se ve en una foto de New Horizons: una montaña que emerge de una depresión, una característica que dejó a los geólogos desconcertados, como dijo Jeff Moore del Centro de Investigación Ames de la NASA. New Horizons tomó la foto desde una distancia de 79,000 km. [25] [26]

El sistema Plutón-Caronte

Las órbitas de Plutón (en rojo) y Caronte (en verde) están alrededor de un centro de masa que no se encuentra en Plutón.
El sistema plutoniano fotografiado por el telescopio espacial Hubble.

De todos los satélites naturales de los objetos principales ( planetas y planetas enanos ) del sistema solar , Caronte es el más grande en comparación con su cuerpo madre (la relación entre las masas es aproximadamente igual a 1: 9, mientras que, a modo de ejemplo, en el caso de la Tierra y la Luna se acerca a 1:81).

El centro de masa del sistema Plutón-Caronte se encuentra fuera de ambos cuerpos. Dado que son menos de 20 000 km , ninguno está estrictamente en órbita alrededor del otro y dado que Caronte tiene una masa del 12% de la de Plutón, se propuso considerarlos como un sistema binario en el momento de las discusiones sobre la definición de planeta. La IAU, sin embargo, clasifica a Caronte simplemente como un satélite natural de Plutón y no lo hace aparecer en la lista de planetas enanos oficialmente aprobados. [27] En un futuro lejano también nuestra Luna, bajo el efecto de la aceleración de las mareas, podría moverse lo suficientemente lejos de la Tierra como para que el centro de masa del sistema ya no cayera sobre la Tierra; en este caso también nuestra Luna podría ser reclasificada como planeta enano. [28]

Los otros satélites de Plutón ( Styx , Night , Cerberus e Hydra ) también están en órbita alrededor del mismo centro de gravedad, pero no son lo suficientemente esféricos y, por lo tanto, se consideran únicamente satélites. [29]

El cielo visto por Caronte

Caronte está con Plutón en rotación sincrónica , por lo que los dos cuerpos giran el mismo hemisferio entre sí. Desde el hemisferio de Caronte frente a Plutón, este último aparecerá fijo en el cielo, y dada la distancia de menos de 20 000 km, este último se impondría en el cielo de Caronte, y tendría las dimensiones de 6,7 grados , es decir. decir 13 veces la Luna llena vista desde la Tierra, mientras que en el cielo de Plutón, Caronte tiene un diámetro angular 7 veces mayor que el de la Luna vista desde nuestro planeta. En el otro hemisferio, por supuesto, Plutón permanece perpetuamente invisible.

El Sol , a pesar de la distancia y las dimensiones de poco más de un minuto de arco en el perihelio y 40 segundos en el afelio, aún iluminaría la superficie de Caronte 450 veces más que la Luna llena en las noches de la Tierra. Además, durante los equinoccios , como el que tuvo lugar entre 1985 y 1990, Plutón y Caronte eclipsan el Sol cada 3,19 días, lo que equivale a la mitad del período de revolución de los dos cuerpos alrededor del centro de masa común. [30]

Nota

  1. ^ Jennifer Blue, Diccionario geográfico de la nomenclatura planetaria , en planetarynames.wr.usgs.gov , Grupo de trabajo de la IAU para la nomenclatura del sistema planetario (WGPSN), 9 de noviembre de 2009. Consultado el 24 de febrero de 2010 .
  2. ^ Plutón - el "planeta doble" , en spacetelescope.org .
  3. ^ Jonah Engel Bromwich y Nicholas St. Fleur, Why Pluto's Moon Charon Wears a Red Cap , The New York Times , 14 de septiembre de 2016. Consultado el 14 de septiembre de 2016 .
  4. ^ New Horizons Kuiper Belt FlyBy , en nssdc.gsfc.nasa.gov , NASA .
  5. ^ Plutón y Caronte , en spacetelescope.org .
  6. ^ Matt Williams, Caronte: Luna más grande de Plutón , universetoday.com , Universe Today , 14 de julio de 2015.
  7. ^ IAUC 3241: 1978 P 1; 1978 (532) 1; 1977n , en cbat.eps.harvard.edu . Consultado el 5 de julio de 2011 .
  8. ^ Plutón , en Gigantes, asteroides, cometas - El universo - Producción cinematográfica de York bajo licencia de Cinehollywood, 2005 Instituto Geográfico De Agostini, Novara.
  9. IAU Circular No. 4157 , en cbat.eps.harvard.edu , 3 de enero de 1986. Consultado el 5 de julio de 2011 .
  10. ^ Caronte , en solarsystem.nasa.gov .
  11. ^ Canup, Robin M., Un origen de impacto gigante de Plutón-Caronte , en Ciencia , vol. 307, n. 5709, 01/2005, págs. 546-550, Bibcode : 2005Sci ... 307..546C , DOI : 10.1126 / science.1106818 .
  12. ^ a b SA Stern y col. , El sistema Plutón: Resultados iniciales de su exploración por New Horizons ( PDF ), en Science , vol. 350, n. 6258, 16 de octubre de 2015, pág. aad1815, DOI : 10.1126 / science.aad1815 , PMID 26472913 .
  13. ^ Marc W. Buie y col. ,Órbitas y fotometría de los satélites de Plutón: Caronte, S / 2005 P1 y S / 2005 P2 , en Astronomical Journal , vol. 132, n. 1, 5 de junio de 2006, págs. 290–298, DOI : 10.1086 / 504422 .
  14. ^ SA Stern y col. , El sistema de Plutón después de nuevos horizontes ( PDF ), 15 de diciembre de 2017.
  15. ^ Caronte , en planetsedu.com .
  16. a b c Charon: An ice machine in the ultimate deep freeze , Gemini Observatory , 2007. Consultado el 18 de julio de 2007 .
  17. ^ Cook, Steven J. Desch, Ted L. Roush, Chadwick A. Trujillo y TR Geballe, Espectroscopia de infrarrojo cercano de Charon: posible evidencia de criovolcanismo en objetos del cinturón de Kuiper , en The Astrophysical Journal , vol. 663, n. 2, 2007, págs. 1406–1419, Bibcode : 2007ApJ ... 663.1406C , DOI : 10.1086 / 518222 .
  18. El equipo de New Horizons se refiere a una mancha oscura en la luna de Plutón como 'Mordor' , en The Week . Consultado el 15 de julio de 2015 .
  19. ^ a b Las fotos de New Horizons muestran las montañas de hielo de Plutón y el enorme cráter de Caronte , en NBC News . Consultado el 15 de julio de 2015 .
  20. ^ Jonathan Corum, New Horizons Reveals Ice Mountains on Plutón , nytimes.com , New York Times, 15 de julio de 2015.
  21. ^ Carley Howett, New Horizons investiga el misterio del polo rojo de Caronte , en phys.org , 11 de septiembre de 2015.
  22. Kelly Beatty, Charon: Cracked, Cratered, and Colorful , Sky and Telescope , 2 de octubre de 2015.
  23. ^ Cráter en la luna más grande de Plutón, Caronte, llamado 'Revati' , en thenewsminute.com .
  24. ^ Bill Keeter, Un 'Super Gran Cañón' en la Luna Caronte de Plutón , NASA, 23 de junio de 2016.
  25. ^ La gran luna de Plutón Caronte tiene una extraña montaña en un foso (Foto) , en space.com , Space.com .
  26. ^ Montaña misteriosa revelada en el primer primer plano de la luna de Plutón Caronte , universetoday.com , Universe Today .
  27. ^ IAU nombra quinto planeta enano Haumea , Comunicado de prensa de IAU, 17 de septiembre de 2008. Consultado el 17 de septiembre de 2008 .
  28. ^ Robert Roy Britt, la luna de la Tierra podría convertirse en un planeta , edition.cnn.com , CNN Science & Space, 18 de agosto de 2006. Consultado el 25 de noviembre de 2009 .
  29. ^ Alan Stern, Información general sobre nuestros dos satélites recién descubiertos de Plutón , en boulder.swri.edu , Planetary Science Directorate (Boulder Office), 15 de mayo de 2005. Consultado el 30 de agosto de 2006 .
  30. ^ El cielo visto por Plutón y Caronte , en space-time-light-energy.it .

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