El estudio de las muchas lunas del Sistema Solar ha revelado una gran cantidad de información en las últimas décadas. Estas incluyen las lunas de Júpiter - 69 de las cuales han sido identificadas y nombradas - Saturno (que tiene 62) y Urano (27). En los tres casos, los satélites que orbitan estos gigantes gaseosos tienen órbitas programadas de baja inclinación. Sin embargo, dentro del sistema neptuniano, los astrónomos notaron que la situación era bastante diferente.
En comparación con los otros gigantes gaseosos, Neptuno tiene muchos menos satélites, y la mayor parte de la masa del sistema se concentra en un solo satélite que se cree que fue capturado (es decir, Tritón). Según un nuevo estudio realizado por un equipo del Instituto de Ciencia Weizmann en Israel y el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI) en Boulder, Colorado, Neptuno pudo haber tenido una vez más sistemas masivos de satélites, que la llegada de Tritón pudo haber interrumpido.
El estudio, titulado "La evolución de Tritón con un sistema satelital neptuniano primordial", apareció recientemente en El diario astrofísico. El equipo de investigación estaba formado por Raluca Rufu, astrofísico y geofísico del Instituto Weizmann, y Robin M. Canup, vicepresidente asociado de SwRI. Juntos, consideraron modelos de un sistema neptuniano primordial, y cómo pudo haber cambiado gracias a la llegada de Tritón.
Durante muchos años, los astrónomos han opinado que Tritón fue una vez un planeta enano que fue expulsado del Cinturón de Kuiper y capturado por la gravedad de Neptuno. Esto se basa en su órbita retrógrada y muy inclinada (156.885 ° al ecuador de Neptuno), que contradice los modelos actuales de cómo se forman los gigantes gaseosos y sus satélites. Estos modelos sugieren que a medida que los planetas gigantes acumulan gas, sus lunas se forman a partir de un disco de escombros circundante.
De acuerdo con los otros gigantes gaseosos, el mayor de estos satélites tendría órbitas programadas y regulares que no están particularmente inclinadas en relación con el ecuador de su planeta (generalmente menos de 1 °). A este respecto, se cree que Tritón alguna vez formó parte de un binario formado por dos objetos transneptunianos (TNO). Cuando pasaron junto a Neptuno, Tritón habría sido capturado por su gravedad y gradualmente cayó en su órbita actual.
Como afirman el Dr. Rufu y el Dr. Canup en su estudio, la llegada de este satélite masivo probablemente habría causado una gran interrupción en el sistema neptuniano y afectado su evolución. Esto consistió en explorar cómo las interacciones, como la dispersión o las colisiones, entre los satélites anteriores de Tritón y Neptuno habrían modificado la órbita y la masa de Tritón, así como el sistema en general. Como explican:
“Evaluamos si las colisiones entre los satélites primordiales son lo suficientemente disruptivas como para crear un disco de escombros que aceleraría la circularización de Tritón, o si Tritón experimentaría primero un impacto disruptivo. Buscamos encontrar la masa del sistema satelital primordial que produciría la arquitectura actual del sistema neptuniano ”.
Para probar cómo podría haber evolucionado el sistema neptuniano, consideraron diferentes tipos de sistemas satelitales primordiales. Esto incluía uno que era consistente con el sistema actual de Urano, compuesto por satélites programados con una ración de masa similar a las lunas más grandes de Urano: Ariel, Umbriel, Titania y Oberón, así como uno que era más o menos masivo. Luego realizaron simulaciones para determinar cómo la llegada de Tritón habría alterado estos sistemas.
Estas simulaciones se basaron en leyes de escalamiento de interrupción que consideraron cómo los impactos sin golpe y fuga entre Tritón y otros cuerpos habrían llevado a una redistribución de la materia en el sistema. Lo que encontraron, después de 200 simulaciones, fue que un sistema que tenía una relación de masa similar al sistema actual de Urania (o más pequeño) habría sido más probable que produjera el sistema neptuniano actual. Como dicen:
"Encontramos que un sistema satelital anterior con una relación de masa similar al sistema uranio o más pequeño tiene una probabilidad sustancial de reproducir el sistema neptuniano actual, mientras que un sistema más masivo tiene una baja probabilidad de conducir a la configuración actual".
También descubrieron que la interacción de Tritón con un sistema satelital anterior también ofrece una posible explicación de cómo su órbita inicial podría haber disminuido lo suficientemente rápido como para preservar las órbitas de pequeños satélites irregulares. Estos cuerpos similares a Nereidas habrían sido expulsados de sus órbitas, ya que las fuerzas de marea entre Neptuno y Tritón hicieron que Tritón asumiera su órbita actual.
Finalmente, este estudio no solo ofrece una posible explicación de por qué el sistema de satélites de Neptuno difiere del de otros gigantes gaseosos; También indica que la proximidad de Neptuno al Cinturón de Kuiper es la responsable. En un momento, Neptuno pudo haber tenido un sistema de lunas que se parecían mucho a las de Júpiter, Saturno y Urano. Pero dado que está bien situado para recoger objetos enanos del tamaño de un planeta que fueron expulsados del Cinturón de Kuiper, esto cambió.
Mirando hacia el futuro, Rufu y Canup indican que se necesitan estudios adicionales para arrojar luz sobre la evolución temprana de Tritón como satélite neptuniano. Esencialmente, todavía hay preguntas sin respuesta sobre los efectos que el sistema de satélites preexistentes tuvo en Tritón, y cuán estables eran sus satélites programados irregulares.
Estos hallazgos también fueron presentados por el Dr., Rufu y el Dr. Canup durante la 48ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria, que tuvo lugar en The Woodlands, Texas, el pasado marzo.
