¿Cuál es el número máximo de lunas que puede tener la Tierra?

en estudio reciente Publicado en Astrofísica de la Tierra y los PlanetasUn equipo de investigadores de la Universidad de Texas en Arlington, la Universidad Estatal de Valdosta, el Instituto de Tecnología de Georgia y el Observatorio Nacional de Radioastronomía estimó cuántas lunas teóricamente podrían orbitar la Tierra manteniendo las condiciones actuales, como la estabilidad orbital. Este estudio abre la posibilidad de una mejor comprensión de los procesos de formación de planetas que también se pueden aplicar para identificar exolunas que probablemente también orbiten exoplanetas similares a la Tierra.

«En un trabajo anterior, examiné el empaquetamiento planetario del binario Alpha Centauri», dijo el Dr. Billy Quarles, profesor asistente de astronomía y astrofísica en la Universidad Estatal de Valdosta y coautor del estudio. «En este caso, desarrollé una estimación de la cantidad de planetas que podrían existir dentro de la zona habitable de cada estrella. En este escenario, la zona habitable proporcionó las condiciones para el límite natural, pudiendo usar la misma forma dinámica del problema de las lunas ( usando el sistema Tierra-Sol como binario). Para determinar el límite exterior, uno de los coautores desarrolló un gráfico que podemos usar. Combinando estas ideas, predijimos que >10 Ceres, 6 Plutón y 4 Lunas del tamaño de objetos serían posibles (por ejemplo, la Tabla 2 de nuestro artículo).»

Tierra con múltiples lunas. (Crédito: Dr. Billy Quarles; creado con Universe Sandbox)

mientras que hay Más de 200 lunas en nuestro sistema solar, solo tres planetas terrestres (rocosos) orbitan la Tierra: nuestra luna (Luna) alrededor de la Tierra, y Fobos y Deimos alrededor de Marte. Las 200 lunas restantes orbitan todos los gigantes gaseosos, para incluir a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Como señala el estudio, se espera esta gran diferencia porque «experimentan diferentes mecanismos y procesos de formación de evolución orbital». El estudio analiza cómo el número máximo permitido de lunas que pueden existir alrededor de la Tierra depende de los tamaños asumidos de las propias lunas. En este caso, los investigadores utilizaron objetos del tamaño de Ceres, Plutón y Luna para determinar cuántos objetos podrían orbitar alrededor de la Tierra con éxito. Los resultados muestran que la estabilidad orbital se puede mantener con satélites de hasta 7 ± 1 masas de Ceres, 4 ± 1 masas de Plutón y 3 ± 1 masas de Luna.

«La sorpresa fue que los prototipos de menor masa eran más finitos, lo que atribuimos a la mayor probabilidad de dispersión (debido a la menor inercia)», dijo Quarles. «Las perturbaciones de las lunas vecinas son suficientes para causar una dispersión significativa en unos pocos miles de años. Tuvimos que reducir el número de lunas para explicar esto».

Como vimos con las lunas galileanas de Júpiter, los pequeños satélites que orbitan un cuerpo planetario mucho más grande pueden dar lugar a lo que se conoce como calentamiento de marea, donde la continua expansión y descompresión de experimentos con satélites más pequeños conduce a resultados interesantes, para incluir volcanes en Io y el océano interior en Europa. Pero, ¿podría un sistema multisatélite con la Tierra experimentar los mismos resultados?

“El calentamiento por marea de las propias lunas puede ser posible, pero no está claro qué tan caliente será sin simulaciones detalladas”, dijo el Dr. Quarles. «Es tentador sugerir que la luna más interna podría parecerse a Io, pero su calentamiento por marea se debe en parte a la resonancia del movimiento medio con otras lunas galileanas. En nuestros sistemas, la resonancia del movimiento medio desestabiliza en gran medida el sistema de satélites porque el sol se suma a el extraño crecimiento Las fases de cada luna y eventualmente se dispersó.”

Además de la posibilidad de calentamiento por mareas, este estudio probablemente también amplíe la búsqueda de exolunas que orbiten exoplanetas. Desafortunadamente, mientras que el número de exoplanetas confirmados es de miles, el número de exolunas confirmadas es actualmente menos que roto de este número.

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«Actualmente tenemos 2 exolunas candidatas (Kepler-1625b-i y Kepler-1708b-i), pero el planeta anfitrión de cada una es similar a Júpiter», dijo el Dr. Quarles. «Las lunas candidatas también son más grandes que la Tierra. Puede ser más fácil identificar estos estados más exóticos de una manera similar, ya que los Júpiter calientes eran fáciles de detectar en planetas más pequeños en los primeros días de los exoplanetas. Sin embargo, muchos sistemas planetarios eran descubierto después de un tiempo Una breve historia de la aparición de los primeros exoplanetas. Esperamos algo similar a las exolunas. Cuando tenemos múltiples exolunas candidatas orbitando el mismo planeta, nuestro trabajo será de mayor beneficio. Las restricciones que encontramos son muy optimistas, ya que más Es probable que las condiciones realistas limiten el número de exoplanetas. Lunas. En las mediciones ópticas, los objetos de fondo pueden imitar la señal de tránsito de una exoluna filtrada, y nuestro trabajo proporciona una base física para limitar el número de lunas esperadas al probar diferentes hipótesis».

Debido a que la Tierra puede contener más de una luna, esto «aumenta la probabilidad» de que se detecten exolunas, dijo la Dra. Suman Satial, profesora asistente de física en la Universidad de Texas en Arlington y autora principal del estudio. «Esto debería dar a los observadores de exolunas una idea del límite superior para el número de lunas alrededor de un planeta con la masa de la Tierra que orbita una estrella similar al Sol», dijo.

¿Cuántas lunas exteriores hay en el universo? ¿Existe un exoplaneta similar a la Tierra con múltiples lunas exteriores capaces de albergar vida? ¡Solo el tiempo lo dirá, y por eso somos la ciencia!

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Como siempre, ¡sigue aprendiendo y sigue investigando!

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