Satélites naturales de Neptuno

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Neptuno
Neptuno.jpg
Este recuadro: v. D. · M.

El planeta Neptuno tiene catorce satélites naturales conocidos, que llevan el nombre de las deidades marinas menores de la mitología griega . [n 1] El más grande de ellos es Triton , descubierto por William Lassell el 10 de octubre de 1846, solo 17 días después del descubrimiento de Neptuno. Pasó más de un siglo antes del descubrimiento del segundo satélite natural, Nereid .

Entre las lunas con masa planetaria, Tritón es el único satélite irregular , con una órbita retrógrada con respecto a la rotación de Neptuno e inclinada con respecto al ecuador de la misma, lo que indica que probablemente no se formó con Neptuno pero sí en su lugar capturado gravitacionalmente. El segundo satélite irregular más grande del Sistema Solar , la luna Phoebe de Saturno, tiene solo el 0,03% de la masa de Triton. La captura de Triton, que probablemente ocurrió algún tiempo después de la formación del sistema de satélites, fue un evento catastrófico para los satélites originales de Neptuno, cuyas órbitas fueron perturbadas hasta tal punto que chocaron para formar un disco de escombros. Triton es lo suficientemente masivo como para haber alcanzado el equilibrio hidrostático y poder mantener una atmósfera delgada capaz de formar nubes y nieblas.

Dentro de Triton hay siete pequeños satélites regulares con órbitas directas que se encuentran en planos cercanos al plano ecuatorial de Neptuno; alguien orbita en los anillos de Neptuno . De los siete satélites, el más grande es Proteus . Se formaron a partir del disco de escombros generado después de la captura del Triton y después de que la órbita de este último se volviera circular. Fuera de Triton, hay otros seis satélites irregulares, incluido Nereid , con órbitas de gran inclinación y mucho más alejadas de Neptuno: tres de ellos tienen órbitas directas, mientras que las de los demás son retrógradas. En particular, Nereid tiene una órbita inusualmente estrecha y excéntrica para un satélite irregular; según una hipótesis, había sido un satélite regular que, tras la captura de Tritón, estaba tan perturbado que asumió su posición actual. Los dos satélites irregulares más externos de Neptuno, Psamate y Neso , tienen las órbitas más grandes de todos los satélites naturales descubiertos hasta la fecha en el Sistema Solar.

Descubrimientos

Neptuno (arriba) y Tritón (abajo), tres días después del sobrevuelo de la Voyager 2 de 1989

Triton fue descubierto por William Lassell en 1846, solo diecisiete días después del descubrimiento de Neptuno . [1] La nereida fue descubierta por Gerard P. Kuiper en 1949. [2] La tercera luna, más tarde llamada Larissa, fue observada por Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky y David J. Tholen el 24 de mayo. 1981. Los astrónomos estaban observando la aproximación de una estrella a Neptuno, buscando anillos similares a los descubiertos alrededor de Urano cuatro años antes. [3] En presencia de anillos, el brillo de la estrella debería haber disminuido ligeramente justo antes de la aproximación del planeta. El brillo de la estrella se desvaneció durante varios segundos, lo que significaba que se debía a una luna más que a un anillo.

No se descubrió ninguna otra luna hasta el sobrevuelo de Neptuno por la Voyager 2 en 1989 que, además de la ya descubierta Larissa, descubrió cinco lunas interiores: Náyade , Talassa , Despina , Galatea y Proteus . [4] En 2001, dos estudios que utilizaron grandes telescopios terrestres descubrieron cinco lunas exteriores más, lo que eleva el total a trece. [5] Los cinco satélites, Alimede , Sao , Psamate , Laomedea y Neso , fueron nuevamente observados en 2002 y 2003 por dos equipos. [5] [6] Además, se encontró un sexto candidato, y luego se perdió, en una investigación de 2002: pudo haber sido un centauro en lugar de un satélite, aunque su modesto cambio de Neptuno en un mes sugiere que de hecho era un satélite. . [5] Se estimó que tenía un diámetro de 33 km y una distancia de aproximadamente 25,1 millones de kilómetros (0,168 au) de Neptuno. [5]

El 15 de julio de 2013, un equipo de astrónomos dirigido por Mark Showalter del Instituto SETI reveló a la revista Sky & Telescope que habían descubierto una luna 14 en imágenes tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de 2004 a 2009. Se cree que esta luna, inicialmente identificado como S / 2004 N 1 y posteriormente denominado Hippocampus , tiene un diámetro de no más de 16-20 km. [7]

Nombres

Vista simulada de Neptuno en el cielo de Tritón

Triton no recibió un nombre oficial hasta el siglo XX. El nombre "Tritón" fue sugerido por Camille Flammarion en su libro de 1880 Astronomie Populaire , [8] pero sólo se hizo de uso común en la década de 1930, [9] antes de que fuera conocido genéricamente como "el satélite de Neptuno". Siendo Neptuno el dios del mar, las otras lunas de Neptuno tomaron su nombre de divinidades marinas griegas y romanas: [10] de la mitología griega , generalmente hijos de Poseidón , el Neptuno griego (Tritón, Proteo, Despina, Talassa); por grupos de divinidades marinas griegas menores ( Náyades , Nereidas ), o por Nereidas específicas (Alimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedea, Psamate). [10] Dos asteroides comparten los mismos nombres con las lunas de Neptuno: 74 Galatea y 1162 Larissa .

Características

Los satélites de Neptuno

Las lunas de Neptuno se pueden dividir en dos grupos: regulares e irregulares. El primer grupo comprende las siete lunas interiores, que siguen órbitas circulares directas situadas en el plano ecuatorial de Neptuno. El segundo grupo está formado por todas las demás lunas, incluido Tritón. En su mayoría siguen órbitas excéntricas e inclinadas, a menudo retrógradas y alejadas de Neptuno; la única excepción es Triton, que orbita cerca del planeta en una órbita circular, retrógrada e inclinada. [11]

Animación de un modelo tridimensional de Proteus

Lunas regulares

En orden de distancia a Neptuno, las lunas regulares son: Náyade , Talassa , Despina , Galatea , Larissa , Hippocampus y Proteus . Náyade, la luna regular más cercana, es también la segunda más pequeña de las lunas interiores (después del descubrimiento del hipocampo), mientras que Proteus es la luna regular más grande (la segunda más grande de Neptuno). Las lunas interiores están estrechamente asociadas con los anillos de Neptuno . Los dos satélites más internos, Naiade y Talassa, orbitan entre el anillo de Galle y el anillo de Le Verrier . [4] Despina podría ser una luna pastora del anillo Le Verrier, ya que su órbita está dentro de este anillo. [12]

La próxima luna, Galatea, orbita justo dentro del anillo más importante de Neptuno, el anillo de Adams . [12] Este anillo es muy estrecho, no más de 50 km de ancho, [13] y tiene cinco arcos brillantes incorporados. [12] La gravedad de Galatea tiende a confinar las partículas del anillo a una región limitada en la dirección radial, por lo que no permite que el anillo se ensanche. Varias resonancias entre las partículas del anillo y Galatea también podrían desempeñar un papel en el mantenimiento de los arcos. [12]

Solo las dos grandes lunas regulares se han filmado con una resolución tal que permite discernir su forma y características superficiales. [4] Larissa, de unos 200 km de diámetro, es alargada. Proteus no es particularmente alargado, pero tampoco es completamente esférico: [4] se asemeja a un poliedro irregular con varias caras planas o ligeramente cóncavas con un diámetro de 150 a 250 km. [14] Con unos 400 km de diámetro, es más grande que la luna de Saturno Mimas , que es completamente elipsoidal. Esta diferencia podría deberse a experiencias de colisiones pasadas de Proteus, [15] cuya superficie está llena de cráteres, con una serie de características lineales. Su cráter más grande es Pharos, que tiene un diámetro superior a 150 km. [4] [14]

Todas las lunas interiores de Neptuno son objetos oscuros: su albedo geométrico varía del 7 al 10%. [16] Sus espectros indican que consisten en agua helada contaminada con material muy oscuro, probablemente compuestos orgánicos complejos . Desde este punto de vista, las lunas interiores neptunianas son similares a las lunas interiores de Urano . [4]

Lunas irregulares

El diagrama ilustra las órbitas de los satélites irregulares de Neptuno, excluyendo Triton. La excentricidad está representada por los segmentos amarillos que se extienden desde el pericentro hasta el apocentro . El eje Y representa la pendiente. Las lunas por encima del eje X tienen movimiento directo , las de abajo tienen movimiento retrógrado . El eje X está graduado en Gm y como una fracción del radio de la esfera Hill .

En orden de distancia al planeta, las lunas irregulares son: Triton , Nereid , Alimede , Sao , Laomedea , Neso y Psamate , grupo que incluye objetos con órbitas tanto directas como retrógradas. [11] Las cinco lunas más externas son similares a las lunas irregulares de los otros planetas gigantes ; se cree que fueron capturados gravitacionalmente por Neptuno, a diferencia de los satélites regulares, que probablemente se formaron in situ . [6]

Triton y Nereid tienen algunas peculiaridades. [6] Primero, son las dos lunas irregulares más grandes del Sistema Solar, siendo Tritón casi un orden de magnitud más grande que todas las demás lunas irregulares conocidas. En segundo lugar, ambos tienen un pequeño eje semi-mayor, Tritón está en un orden de magnitud más pequeño que los de todas las demás lunas irregulares. En tercer lugar, ambos tienen una excentricidad orbital inusual: Nereida tiene una de las órbitas más excéntricas de todas las lunas irregulares, y la órbita de Tritón es un círculo casi perfecto. Finalmente, Nereid tiene la órbita menos inclinada de todos los satélites irregulares. [6]

Tritón

Triton sigue una órbita retrógrada y casi circular. Se cree que es un satélite capturado gravitacionalmente. Es la segunda luna del Sistema Solar que tiene una atmósfera significativa, compuesta principalmente de nitrógeno con pequeñas cantidades de metano y monóxido de carbono . [17] La presión sobre la superficie de Tritón es de aproximadamente 1,4 Pa . [17] En 1989, la nave espacial Voyager 2 observó lo que parecían ser nubes y nieblas en esta delgada atmósfera. [4] Tritón es uno de los cuerpos más fríos del Sistema Solar, con una temperatura superficial de unos 38 K (−235,2 ° C ). [17] Su superficie está cubierta de nitrógeno, metano, dióxido de carbono y hielo de agua [18] con un albedo geométrico alto de más del 70%. [4] El albedo de Bond es aún mayor, alcanzando hasta el 90%. [4] [n 2] Entre las características de la superficie se encuentran el gran casquete polar sur, antiguas llanuras con cráteres cortadas transversalmente por grabens y escarpes , así como características menos antiguas probablemente formadas por procesos endógenos como el criovulcanismo . [4] Las observaciones de la Voyager 2 revelaron una serie de géiseres activos dentro de la capa de hielo polar calentada por el sol, que emitían columnas de hasta 8 km de altura. [4] Triton tiene una densidad relativamente alta de aproximadamente 2 g / cm 3 , lo que indica que aproximadamente dos tercios de su masa están formados por rocas y el tercio restante por sustancias volátiles (principalmente hielo de agua). En lo profundo de Triton puede haber una capa de agua líquida que forma un océano subterráneo. [19]

Nereida

Nereida es la tercera luna más grande de Neptuno. Tiene una órbita directa y muy excéntrica. Se cree que fue un satélite regular, que luego se trasladó a su órbita actual por interacciones gravitacionales durante la captura de Triton. [20] Se han detectado espectroscópicamente rastros de hielo de agua en su superficie. [21]

Otras lunas irregulares

Entre otras lunas irregulares, Sao y Laomedea siguen órbitas directas, mientras que Alimede, Psamate y Neso siguen órbitas retrógradas. Dada la similitud de sus órbitas, se ha propuesto un origen común de la ruptura de una luna más grande para Neso y Psamate. [6] Psamate y Neso tienen las órbitas más grandes de todos los satélites naturales descubiertos en el Sistema Solar hasta la fecha. Se necesitan 25 años para orbitar Neptuno a una distancia promedio de 125 veces la que hay entre la Tierra y la Luna. Neptuno tiene la esfera Hill más grande del sistema solar, gracias en gran parte a su gran distancia del Sol; esto le permite mantener el control de lunas tan distantes. [11]

Formación

La distribución de masa de las lunas de Neptuno es la más desequilibrada entre las de los satélites de los otros gigantes gaseosos del Sistema Solar. Una luna, Tritón, contribuye con casi toda la masa del sistema, mientras que todas las demás lunas juntas contribuyen sólo con alrededor del 0,3 por ciento. Esto puede deberse al hecho de que Triton fue capturado después de la formación del sistema de satélites original de Neptuno, gran parte del cual puede haber sido destruido durante el proceso de captura. [20] [22] [n 3]

Las masas de las lunas de Neptuno

Durante la fase de captura, la órbita altamente excéntrica de Tritón arrojó el caos a las órbitas de los satélites internos originales de Neptuno, provocando que colisionen y se reduzcan a un disco de escombros. [20] Esto significa que los satélites internos actuales de Neptuno probablemente no sean los cuerpos originales que se formaron con él. Solo después de que la órbita de Tritón se hubiera vuelto casi circular, algunos escombros podrían acumularse nuevamente en las lunas regulares de hoy. [15] Esta considerable perturbación podría posiblemente ser la razón por la que el sistema de satélites de Neptuno no sigue la proporción de 10000: 1 de la masa del planeta padre a la masa global de todas sus lunas como se ve en los sistemas de satélites de los otros gigantes gaseosos. . [23] El mecanismo de captura de Triton ha sido objeto de varias teorías a lo largo de los años, una de las cuales especula que Triton fue capturado en un encuentro de tres cuerpos . En este escenario, Triton es el miembro superviviente de un objeto binario del cinturón de Kuiper [# 4] interrumpido por su encuentro con Neptuno. [24]

Lista

Leyenda
‡
Movimiento directo de lunas irregulares		 ♠
Lunas retrógradas irregulares

Las lunas de Neptuno se enumeran aquí por período orbital, de la más corta a la más larga. Las lunas irregulares (capturadas) están marcadas con colores. Tritón, la única luna de Neptuno con una masa tal que su superficie colapsa en un esferoide , está en negrita.

Lunas de neptuno
NORTE.
[n 5]		 Nombre de la IAU
[n 6]		 Nombre común Imagen Diámetro (km)
[n 7]		 Masa
10 16 kg )
[n 8]		 Semieje mayor (km)
[27]		 Período orbital (días) [27] Inclinación orbital
( ° ) [27] [n 9]		 Excentricidad
[27]		 Año
descubrimiento [10]		 Descubridor
[10]
1 03 Neptuno III Náyade
Náyade Voyager.png
 66
( 96 × 60 × 52 )		 ≈ 19 48 227 0,294 4.691 0,0003 1989 Equipo científico Voyager
2 04 Neptuno IV Thalassas
Náyade Voyager.png
 82
( 108 × 100 × 52 )		 ≈ 35 50 074 0.311 0,135 0,0002 1989 Equipo científico Voyager
3 05 Neptuno V Despina
Despina.jpg
 150
( 180 × 148 × 128 )		 ≈ 210 52 526 0.335 0,068 0,0002 1989 Equipo científico Voyager
4 06 Neptuno VI Galatea
Galatea moon.jpg
 176
( 204 × 184 × 144 )		 ≈ 375 61 953 0,429 0,034 0,0001 1989 Equipo científico Voyager
5 07 Neptuno VII Larissa
Larissa 1.jpg
 194
( 216 × 204 × 168 )		 495 73548 0.555 0,205 0,0014 1981 Reitsema y col.
6 14 Neptuno XIV Hipocampo
S-2004 N1 Hubble montage.jpg
 ≈ 16-20 [7] ≈ 0,5 ± 0,4 105 300 ± 50 0.936 [7] 0.000 0,0000 2013 Showalter y col.[28]
7 08 Neptuno VIII Proteo
Proteus Voyager 2 (grande) .jpg
 420
( 436 × 416 × 402 )		 ≈ 5035 117 646 1.122 0,075 0,0005 1989 Equipo científico Voyager
8 El Neptuno 01 Tritón ♠
Triton moon mosaic Voyager 2 (grande) .jpg
 2 706,8 ± 1,8
( 2 709 × 2 706 × 2 705 )		 2140 800 ± 5200 354 759 −5,877 156.865 0,0000 1846 Lassell
9 02 Neptuno II Nereida ‡
Nereida-Voyager2.jpg
 ≈ 340 ± 50 ≈ 2700 5 513 818 360,13 7.090 0,7507 1949 Kuiper
10 09 Neptuno IX Alimede ♠
Halimede.jpg
 ≈ 62 ≈ 16 16 611 000 −1 879,08 112.898 0.2646 2002 Holman y col.
11 11 Neptuno XI Sao ‡ ≈ 44 ≈ 6 22 228 000 2 912 , 72 49.907 0.1365 2002 Holman y col.
12 12 Neptuno XII Laomedea ‡ ≈ 42 ≈ 5 23 567 000 3 171 , 33 34.049 0.3969 2002 Holman y col.
13 10 Neptuno X Psamate ♠
Psamathe arrow.png
 ≈ 40 ≈ 4 48 096 000 −9 074 , 30 137.679 0.3809 2003 Sheppard y col.
14 13 Neptuno XIII Neso ♠ ≈ 60 ≈ 15 49 285 000 −9 740,73 131.265 0.5714 2002

Nota

Notas al texto
  1. ^ Esta es la pauta de la IAU a seguir al nombrar las lunas de Neptuno.
  2. ^ El albedo geométrico de un cuerpo astronómico es la relación entre su brillo efectivo en un ángulo de fase cero (es decir, visto desde la fuente de luz) y el de un disco ideal, plano y completamente reflectante de igual sección transversal (en forma de Lambert ). Albedo Bond, que lleva el nombre del astrónomo estadounidense George Phillips Bond (1825-1865) que lo propuso originalmente, es la fracción de radiación electromagnética incidente que un cuerpo astronómico envía de regreso al espacio. El albedo Bond es un valor que va estrictamente entre 0 y 1, ya que tiene en cuenta toda la posible luz dispersa (pero no la radiación del propio cuerpo). Esto contrasta con otras definiciones de albedo como el albedo geométrico, que puede ser mayor que 1. En general, sin embargo, el albedo de Bond puede ser mayor o menor que el albedo geométrico, dependiendo de las características de la superficie y la atmósfera. del cuerpo en cuestión.
  3. ^ El sistema de satélites de Saturno es el segundo más desequilibrado, con la mayor parte de su masa concentrada en su luna más grande, Titán , Júpiter y Urano tienen sistemas más equilibrados.
  4. ^ Los objetos binarios , objetos con lunas como el sistema Plutón - Caronte , son bastante comunes entre los objetos transneptunianos más grandes (TNO). Aproximadamente el 11% de los TNO podrían ser binarios. [24]
  5. ^ Esta columna se utiliza para clasificar las lunas según su distancia media a Neptuno.
  6. ↑ La numeración romana se ha atribuido a cada luna en orden cronológico de descubrimiento. [10]
  7. ^ Los diámetros con más de un valor, como "60 × 40 × 34", indican que el cuerpo no es esférico y que cada una de sus dimensiones se ha medido con la suficiente precisión para proporcionar una estimación tridimensional. Las dimensiones de las cinco lunas interiores se tomaron de Karkoschka, 2003. [16] las de Proteus, de Stooke (1994). [14] Los de Triton, de Thomas, 2000, [25] mientras que su diámetro fue tomado de Davies et al., 1991. [26] El tamaño de Nereid, de Smith, 1989, [4] los de las lunas exteriores, de Sheppard et al, 2006. [6]
  8. ^ La masa de las lunas de Neptuno, excluyendo Tritón, se calculó asumiendo una densidad de 1,3 g / cm³. Los volúmenes de Larissa y Proteus se tomaron de Stooke (1994). [14] La masa de Triton de Jacobson, 2009.
  9. ^ La inclinación de cada luna se da en relación con su plano de Laplace local. Las inclinaciones superiores a 90 ° indican una órbita retrógrada (en la dirección opuesta a la rotación del planeta).
Fuentes
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