Hippocamp , también denominado Neptuno XIV , es una pequeña luna de Neptuno descubierta el 1 de julio de 2013. Fue descubierta por el astrónomo Mark Showalter al analizar fotografías archivadas de Neptuno tomadas por el telescopio espacial Hubble entre 2004 y 2009. La luna es tan tenue que no fue observada cuando la sonda espacial Voyager 2 sobrevoló Neptuno y sus lunas en 1989. Tiene unos 35 km (20 mi) de diámetro y orbita Neptuno en unas 23 horas, poco menos de un día terrestre . Debido a su distancia inusualmente cercana a la luna interior más grande de Neptuno, Proteo , se ha planteado la hipótesis de que Hippocamp puede haberse acretado a partir de material expulsado por un impacto en Proteo hace varios miles de millones de años. La luna era conocida anteriormente por su designación provisional S/2004 N 1 hasta febrero de 2019, cuando recibió el nombre formal de Hipocampo, en honor al mitológico caballito de mar que simboliza a Poseidón en la mitología griega .
Hippocamp fue descubierto por un equipo de astrónomos dirigido por Mark Showalter del Instituto SETI el 1 de julio de 2013. Showalter estaba examinando imágenes de archivo del Telescopio Espacial Hubble de Neptuno de 2009, como parte de su estudio sobre los arcos de los anillos de Neptuno . Dado que las lunas interiores y los arcos de los anillos de Neptuno orbitan rápidamente, Showalter desarrolló y utilizó una técnica similar al barrido , donde se reúnen múltiples imágenes de exposición corta y se deforman digitalmente para compensar el movimiento orbital y permitir el apilamiento de múltiples imágenes para resaltar detalles tenues. [6] Por capricho, Showalter decidió extender su análisis a regiones más allá del sistema de anillos de Neptuno; luego encontró a Hippocamp como un punto blanco débil pero inequívoco. [7] [8]
Para confirmar la existencia de la luna, Showalter analizó más de 150 imágenes de archivo del Hubble que se remontan a 2004. [7] En una semana, Showalter encontró repetidamente a Hippocamp en estas imágenes y pudo identificar la luna en diez momentos de observación diferentes entre 2004 y 2009. [5] [9] Showalter también había revisado imágenes de la nave espacial Voyager 2 para encontrar cualquier detección de Hippocamp durante su sobrevuelo de Neptuno en 1989, pero no pudo identificar la luna porque era demasiado tenue para ser detectada por las cámaras de la Voyager 2. No obstante, la cantidad de imágenes de archivo del Hubble con Hippocamp fue suficiente para determinar la órbita de la luna. [7] [5] [8] El descubrimiento de Hippocamp fue anunciado formalmente en un aviso emitido por la Oficina Central de Telegramas Astronómicos de la Unión Astronómica Internacional , junto con un comunicado de prensa del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial el 15 de julio de 2013. [5] [7] Dado que las imágenes relevantes examinadas por Showalter estaban disponibles para el público, el descubrimiento podría haber sido realizado por cualquiera. [8]
La luna recibe su nombre del hipocampo , una criatura mitológica representada con la parte superior del cuerpo de un caballo y la parte inferior de un pez en la mitología griega . [10] El hipocampo simboliza al dios griego del mar Poseidón , así como al dios romano del mar Neptuno . [11] [10] En la mitología romana , Neptuno solía conducir un carro marino tirado por hipocampos. [10]
Tras el anuncio de su descubrimiento, la luna recibió la designación provisional S/2004 N 1. La designación provisional indica que fue el primer satélite neptuniano identificado en imágenes que datan de 2004. [5] Showalter realizó observaciones de seguimiento de Hippocamp con el Hubble en 2016, y luego el Minor Planet Center le dio a la luna su designación permanente en números romanos después de su recuperación. [12] [13] Hippocamp fue numerado formalmente como Neptuno XIV (14) el 25 de septiembre de 2018, aunque permaneció sin un nombre oficial hasta febrero de 2019. [13]
Según las directrices de nomenclatura de la Unión Astronómica Internacional (UAI), las propuestas de nombres para las lunas de Neptuno deben basarse en una figura de la mitología grecorromana relacionada con Poseidón o Neptuno. [11] [14] Showalter y su equipo habían buscado nombres desde el anuncio de su descubrimiento; entre los nombres considerados estaba Polifemo , el gigantesco hijo tuerto de Poseidón y Thoosa . [15] Showalter se decidió entonces por el nombre Hippocamp en reconocimiento al género de caballitos de mar, Hippocampus , principalmente por su pasión por el buceo y el animal en sí. [16] La propuesta de nombre de Showalter fue aprobada por el comité de nombres de la UAI el 20 de febrero de 2019, y el nombre fue anunciado en un comunicado de prensa por el Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial. [17] [14]
La distribución de masa de las lunas neptunianas es la más desequilibrada de los sistemas de satélites de los planetas gigantes del Sistema Solar. Una luna, Tritón , constituye casi toda la masa del sistema, y todas las demás lunas juntas comprenden solo un tercio del uno por ciento. La razón de la asimetría del sistema neptuniano actual es que Tritón fue capturado del cinturón de Kuiper mucho después de la formación del sistema de satélites original de Neptuno, gran parte del cual fue destruido en el proceso de captura. Se presume que la órbita de Tritón en el momento de la captura fue altamente excéntrica , lo que habría causado perturbaciones caóticas en las órbitas de los satélites neptunianos internos originales, lo que llevó a la expulsión de algunas lunas y la destrucción por colisión de otras. [18] [19] Se cree que al menos algunos de los satélites internos actuales de Neptuno se acrecionaron a partir de los escombros resultantes después de que la órbita de Tritón se circularizara por la desaceleración de las mareas . [20]
Entre estas lunas reacretadas se encuentra Proteus , la más grande y más externa de las lunas interiores actuales de Neptuno. Proteus tiene un gran cráter de impacto llamado Pharos , que tiene un diámetro de alrededor de 250 km (160 mi), más de la mitad del diámetro de Proteus mismo. Este tamaño inusualmente grande de Pharos en relación con Proteus implica que el evento de impacto que formó el cráter casi habría desbaratado a Proteus y expulsado una cantidad significativa de escombros. [21] [6] La órbita actual de Proteus está situada relativamente cerca de la de Hippocamp, que orbita a solo 12.000 km (7.500 mi) en el interior de Proteus. Sus semiejes mayores orbitales difieren solo en un diez por ciento, lo que implica que probablemente ambos se originaron en la misma posición en el pasado. Esto se evidencia aún más al tener en cuenta las respectivas tasas de migración orbital hacia afuera de las lunas, lo que también sugiere que Hipocampo y Proteo estaban mucho más cerca en el pasado. [22] Por lo general, dos objetos adyacentes de tamaños dispares habrían dado como resultado que el objeto más pequeño fuera expulsado o colisionara con el objeto más grande; este no parece ser el caso de Hipocampo y Proteo. [10] [14]
Basándose en esta evidencia, Showalter y sus colegas propusieron que Hippocamp podría haberse originado a partir de escombros expulsados de Proteus por el impacto del cometa que formó su cráter más grande, Pharos. En este escenario, Hippocamp sería considerado como un satélite de tercera generación de Neptuno, originado a partir de impactos en las lunas regulares reformadas de Neptuno después de la captura de Tritón. [10] Se cree que las lunas regulares de Neptuno han sido alteradas por impactos de cometas varias veces, y solo Proteus sobrevivió intacta a pesar de haber sido casi alterada por el evento de impacto de Pharos. [18] Algunos de los escombros expulsados por el impacto se asentaron en una órbita estable a 1000-2000 km (620-1240 mi) en el interior de Proteus, y se fusionaron en Hippocamp. [6] Sin embargo, Hippocamp sólo representa el dos por ciento del volumen faltante de material generado por el impacto de Pharos, y la razón de la ausencia del resto de los escombros sigue siendo desconocida. [22]
Al igual que las otras lunas interiores pequeñas de Neptuno, se cree que Hippocamp ha sido interrumpido repetidamente por impactos de cometas después de haberse fusionado a partir de escombros expulsados de Proteus. Basándose en la tasa de formación de grandes cráteres en Proteus, se estima que Hippocamp ha sido interrumpido unas nueve veces en los últimos 4 mil millones de años, volviendo a acrecentarse después de cada evento de interrupción. [23] Estos eventos de interrupción reducen sustancialmente la excentricidad y la inclinación orbital de la luna, lo que proporciona una explicación para la órbita circular actual de Hippocamp a pesar de su proximidad a Proteus. Hippocamp probablemente también haya perdido parte de su masa durante estos eventos de interrupción, posiblemente explicando parte del volumen faltante de material expulsado del evento de impacto de Pharos. [16] Desde entonces, Proteus se ha alejado más de 11.000 km (6.800 mi) de Neptuno debido a las interacciones de marea con el planeta, mientras que Hippocamp se mantuvo cerca de su posición inicial donde se formó, ya que migra más lentamente debido a su menor tamaño. [6]
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Hippocamp es la segunda luna más pequeña conocida de Neptuno, con un diámetro estimado en 34,8 km (21,6 mi). Es aproximadamente 1000 veces menos masiva y 4000 veces menos voluminosa que su supuesto progenitor, Proteo. [6] [14] Basándose en la magnitud aparente estimada de Hippocamp de 26,5, inicialmente se pensó que su diámetro rondaba los 16-20 km (10-12 mi), pero observaciones más recientes revisan este valor al doble. [5] [6] Sin embargo, sigue siendo, por un amplio margen, el más pequeño de los satélites regulares internos de Neptuno. [22]
Las propiedades de la superficie de Hippocamp son desconocidas ya que no se estudió extensamente a través de diferentes longitudes de onda de luz , particularmente en el espectro infrarrojo cercano . Se supone que Hippocamp se parece a los otros satélites interiores de Neptuno al tener una superficie oscura. Sus albedos geométricos varían de 0,07 a 0,10, con un promedio de aproximadamente 0,09. [6] [24] El instrumento NICMOS del telescopio espacial Hubble ha examinado las grandes lunas interiores de Neptuno en el infrarrojo cercano y ha encontrado evidencia de que un material oscuro y rojizo similar , característico de los pequeños cuerpos del Sistema Solar exterior , parece estar presente en todas sus superficies. Los datos son consistentes con compuestos orgánicos que contienen enlaces C−H y/o C≡N , pero la resolución espectral fue inadecuada para identificar las moléculas. [25] Se cree que hay hielo de agua, abundante en el Sistema Solar exterior, pero su firma espectral no se pudo observar (a diferencia del caso de las pequeñas lunas de Urano ). [26]
Hippocamp completa una revolución alrededor de Neptuno cada 22 horas y 48 minutos (0,95 días), lo que corresponde a un semieje mayor o distancia orbital de 105 283 km (65 420 mi). [5] A modo de comparación, esta distancia es aproximadamente 4,3 radios de Neptuno, o un poco más de un cuarto de la distancia Tierra - Luna . [c] Tanto su inclinación como su excentricidad son cercanas a cero. [6] Orbita entre Larisa y Proteo, lo que lo convierte en el segundo satélite regular más externo de Neptuno . Su pequeño tamaño en esta ubicación va en contra de una tendencia entre los demás satélites neptunianos regulares de aumentar el diámetro a medida que aumenta la distancia desde el primario. [6]
Al estar situado a una distancia relativamente cercana de Proteo, que es mucho más grande, Hippocamp está sujeto a su importante influencia gravitatoria. [6] Su órbita es particularmente sensible a la masa de Proteo; las soluciones orbitales que utilizan una variedad de masas supuestas para Proteo muestran que Hippocamp muestra una diferencia en órbita significativa de alrededor de 100 km (62 mi). Esto puede permitir una estimación de la masa de Proteo observando su influencia en la órbita de Hippocamp durante un período de varias décadas. [4]
Proteo e Hipocampo están casi en una resonancia de movimiento medio de 11:13 , lo que puede ser la razón de la sensibilidad de Hipocampo a la masa de Proteo. [4] Ambas lunas están fuera de la órbita sincrónica de Neptuno (el período de rotación de Neptuno es de 0,67 días o 16,1 horas) y, por lo tanto, están siendo aceleradas por las mareas por Neptuno y están migrando hacia afuera. [28] En comparación con Hipocampo, Proteo migra a un ritmo más rápido debido a su mayor masa y, por lo tanto, a una interacción de marea más fuerte con Neptuno. Según su tasa de migración orbital, se estima que Proteo se alejará unos 40 km (25 mi) de Neptuno en 18 millones de años, en los que entrará en una verdadera resonancia de 11:13 con Hipocampo. [4] Además, los períodos orbitales actuales de Larisa e Hipocampo están dentro de aproximadamente un uno por ciento de una resonancia orbital de 3:5 . [d]
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