Más allá del único satélite de la Tierra (la Luna), el Sistema Solar está lleno de lunas. De hecho, Júpiter solo tiene 79 satélites naturales conocidos, mientras que Saturno tiene las lunas más conocidas de cualquier cuerpo astronómico: 82 robustas. Durante mucho tiempo, los astrónomos han teorizado que las lunas se forman a partir de discos circumplanetarios alrededor de un planeta padre y que las lunas y el planeta formarse uno al lado del otro.
Sin embargo, los científicos han realizado múltiples simulaciones numéricas que han demostrado que esta teoría es defectuosa. Además, los resultados de estas simulaciones son inconsistentes con lo que vemos en todo el Sistema Solar. Afortunadamente, un equipo de investigadores japoneses realizó recientemente una serie de simulaciones que arrojaron un mejor modelo de cómo los discos de gas y polvo pueden formar los tipos de sistemas lunares que vemos hoy.
Alrededor de planetas como Saturno, grandes lunas como Titán se combinan con varias lunas más pequeñas y cientos de pequeñas. La situación es la misma con Júpiter y Urano, que tienen un puñado de satélites grandes que representan la mayoría de la masa en el sistema, mientras que el resto son pequeños o incluso pequeños en comparación. Ninguno de estos ejemplos es consistente con lo que han mostrado los modelos anteriores de formación de la luna.
Al abordar esta disparidad, los profesores asistentes Yuri Fujii y Masahiro Ogihara, de la Universidad de Nagoya y el Observatorio Astronómico Nacional de Japón (NAOJ), respectivamente, ejecutaron un nuevo modelo de formación de la luna que incorporaba una distribución de temperatura más realista basada en diversos grados de polvo y polvo. hielo en el disco protoplanetario.
Luego realizaron una serie de simulaciones con este modelo que tuvieron en cuenta la presión del gas del disco y la influencia que tendría la fuerza gravitacional de otros satélites. Según sus simulaciones, el modelo desarrollado por Fujii y Ogihara permite el desarrollo de un sistema de satélites dominados por una sola luna grande, como vemos con Titán y Saturno.
Además, descubrieron que el polvo en un disco circumplanetario podría crear una "zona de seguridad" que evitaría que la luna grande cayera al planeta a medida que el sistema evoluciona. El escenario en el que esto ocurre (que se muestra a continuación) consta de cuatro pasos, el tercero del cuarto de los cuales ocurre dentro de la simulación de Fujii y Ogihara.
En el primer paso, un disco que contiene gas y polvo gira alrededor del planeta a medida que se forma y los materiales sólidos se condensan en el disco. En el paso dos, los componentes sólidos del disco crecen hasta el tamaño del satélite en el disco circumplanetario. En la etapa tres, las órbitas de estos satélites cambian gradualmente debido a la influencia del gas en el disco.
Es a partir de este momento que muchos de los satélites se acercan al planeta en sus órbitas y finalmente caen en él. Mientras tanto, un gran satélite con una órbita en una "zona de seguridad" puede mantener su distancia del planeta. En la cuarta y última etapa, el gas en el disco se disipa y el satélite que sobrevive en la "zona de seguridad" permanece en una órbita estable.
"Demostramos por primera vez que se puede formar un sistema con una sola luna grande alrededor de un planeta gigante", dijo Fujii en un reciente comunicado de prensa de CFCA. "Este es un hito importante para comprender el origen de Titán".
Sin embargo, el modelo tiene limitaciones cuando se trata de Titán y otros sistemas lunares en nuestro Sistema Solar, todos los cuales se formaron hace miles de millones de años junto con los planetas solares. En el lado positivo, podría resultar muy útil para los astrónomos que actualmente estudian sistemas de exoplanetas que aún están en proceso de formación. Como explicó Ogihara:
“Sería difícil examinar si Titán realmente experimentó este proceso. Nuestro escenario podría verificarse mediante la investigación de satélites alrededor de planetas extrasolares. Si se encuentran muchos sistemas de exomoon único, los mecanismos de formación de dichos sistemas se convertirán en un tema candente ”.
El estudio que describe sus hallazgos, titulado "Formación de sistemas de luna única alrededor de gigantes gaseosos", apareció recientemente en la revista Astronomía y astrofísica. Y asegúrese de ver este video
