Un equipo de investigadores ha presentado un nuevo modelo para el origen de los anillos de Saturno basado en los resultados de simulaciones por computadora. Los resultados de las simulaciones también son aplicables a los anillos de otros planetas gigantes y explican las diferencias de composición entre los anillos de Saturno y UranoLos hallazgos se publicaron el 6 de octubre en la versión en línea de Ícaro
El autor principal del artículo es HYODO Ryuki Universidad de Kobe, Escuela de Graduados de Ciencias, y los coautores son el Profesor Sébastien Charnoz Instituto de Física del Mundo / Université Paris Diderot, Profesor OHTSUKI Keiji Universidad de Kobe, Escuela de Graduadosof Science, y Project Associate Professor GENDA Hidenori Earth-Life Science Institute, Tokyo Institute of Technology.
Los planetas gigantes en nuestro sistema solar tienen anillos muy diversos. Las observaciones muestran que los anillos de Saturno están hechos de más del 95% de partículas heladas, mientras que los anillos de Urano y Neptuno son más oscuros y pueden tener un mayor contenido de roca. Desde los anillos de Saturnose observaron por primera vez en el siglo XVII, la investigación de los anillos se ha expandido desde telescopios terrestres a naves espaciales como Voyagers y Cassini, sin embargo, el origen de los anillos aún no estaba claro y los mecanismos que conducen a los diversos sistemas de anillos eran desconocidos.
El presente estudio se centró en el período llamado Bombardeo pesado tardío que se cree que ocurrió hace 4 mil millones de años en nuestro sistema solar, cuando los planetas gigantes sufrieron migración orbital. Se cree que varios miles del tamaño de Plutón un quinto deLos objetos del tamaño de la Tierra del cinturón de Kuiper existían en el sistema solar exterior más allá de Neptuno. Primero, los investigadores calcularon la probabilidad de que estos objetos grandes pasaran lo suficientemente cerca de los planetas gigantes para ser destruidos por su fuerza de marea durante el bombardeo pesado tardío. Los resultados mostraron queSaturno, Urano y Neptuno experimentaron encuentros cercanos con estos grandes objetos celestes varias veces.
Luego, el grupo usó simulaciones por computadora para investigar la interrupción de estos objetos del cinturón de Kuiper por la fuerza de las mareas cuando pasaron cerca de los planetas gigantes. Los resultados de las simulaciones variaron dependiendo de las condiciones iniciales, como la rotación de los objetos que pasan ysu distancia mínima de aproximación al planeta. Sin embargo, descubrieron que en muchos casos los fragmentos que comprenden 0.1-10% de la masa inicial de los objetos que pasaban fueron capturados en órbitas alrededor del planeta. Se descubrió que la masa combinada de estos fragmentos capturados era suficiente paraexplique la masa de los anillos actuales alrededor de Saturno y Urano. En otras palabras, estos anillos planetarios se formaron cuando objetos suficientemente grandes pasaron muy cerca de los gigantes y fueron destruidos.
Los investigadores también simularon la evolución a largo plazo de los fragmentos capturados usando supercomputadoras en el Observatorio Astronómico Nacional de Japón. De estas simulaciones encontraron que se espera que los fragmentos capturados con un tamaño inicial de varios kilómetros sufran colisiones de alta velocidad repetidamente yse rompen gradualmente en pedazos pequeños. También se espera que tales colisiones entre fragmentos circularicen sus órbitas y conduzcan a la formación de los anillos observados hoy.
Este modelo también puede explicar la diferencia de composición entre los anillos de Saturno y Urano. En comparación con Saturno, Urano y también Neptuno tiene una densidad más alta la densidad media de Urano es 1.27g cm-3 y 1.64g cm-3para Neptuno, mientras que la de Saturno es de 0,69 g cm-3. Esto significa que en los casos de Urano y Neptuno, los objetos pueden pasar muy cerca del planeta, donde experimentan fuerzas de marea extremadamente fuertes.baja densidad y una gran relación diámetro-masa, por lo que si los objetos pasan muy cerca, chocarán con el planeta mismo. Como resultado, si los objetos del cinturón de Kuiper tienen estructuras en capas, como un núcleo rocoso con un manto helado y pasan dentroCerca de Urano o Neptuno, además del manto helado, incluso el núcleo rocoso será destruido y capturado, formando anillos que incluyen composición rocosa. Sin embargo, si pasan por Saturno, solo el manto helado se destruirá, formando anillos helados.Esto explica las diferentes composiciones de anillo.
Estos hallazgos ilustran que los anillos de los planetas gigantes son subproductos naturales del proceso de formación de los planetas en nuestro sistema solar. Esto implica que los planetas gigantes descubiertos alrededor de otras estrellas probablemente tengan anillos formados por un proceso similar. Descubrimiento de un anilloSe ha informado recientemente sobre un sistema alrededor de un exoplaneta, y nuevos descubrimientos de anillos y satélites alrededor de exoplanetas avanzarán nuestra comprensión de su origen.
Notas
1 Bombardeo pesado tardío: un período de inestabilidad orbital que ocurrió en nuestro sistema solar hace aproximadamente 4 mil millones de años. Se cree que durante este período hubo muchos cuerpos pequeños que finalmente no se convirtieron en planetas que existían en órbita más allá de NeptunoComo resultado de las interacciones gravitacionales con los planetas gigantes, las órbitas de estos pequeños cuerpos se volvieron inestables, y muchos de ellos entraron al sistema solar y chocaron con planetas que ya se habían formado. Se cree que la mayoría de los cráteres en la superficie dela luna se formó durante este período.
2 objetos del cinturón de Kuiper: una gran cantidad de pequeños cuerpos hechos de hielo y roca que existen más allá de la órbita de Neptuno.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kobe . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :