En astronomía, un planeta doble (también planeta binario ) es un sistema binario de satélites donde ambos objetos son planetas , u objetos de masa planetaria , y cuyo baricentro conjunto es externo a ambos cuerpos planetarios.
Aunque hasta un tercio de los sistemas estelares de la Vía Láctea son binarios, [1] se espera que los planetas dobles sean mucho más raros dado que la relación típica entre la masa de un planeta y un satélite es de alrededor de 1:10000, están fuertemente influenciados por la atracción gravitatoria de la estrella madre [2] y según la hipótesis del impacto gigante son gravitacionalmente estables solo bajo circunstancias particulares.
El Sistema Solar no tiene un planeta doble oficial, aunque a veces se considera que el sistema Tierra - Luna es uno de ellos. En los materiales promocionales que promocionaban la misión SMART-1 , la Agencia Espacial Europea se refirió al sistema Tierra-Luna como un planeta doble. [3]
Varios candidatos a planetas enanos pueden describirse como planetas binarios. En su Asamblea General de 2006, la Unión Astronómica Internacional consideró una propuesta para que Plutón y Caronte se reclasificaran como un planeta doble, [4] pero la propuesta fue abandonada a favor de la definición actual de planeta de la UAI . Otros sistemas transneptunianos con satélites de masa planetaria proporcionalmente grandes incluyen Eris - Dysnomia , Orcus - Vanth y Varda - Ilmarë .
Los asteroides binarios con componentes de masa aproximadamente igual a veces se denominan planetas menores dobles . Entre ellos se encuentran los asteroides binarios 69230 Hermes y 90 Antiope y los objetos binarios del cinturón de Kuiper (KBO) 79360 Sila–Nunam y 1998 WW 31 .
Existe un debate sobre qué criterios se deben utilizar para distinguir un "planeta doble" de un "sistema planeta-luna". A continuación se presentan algunas consideraciones.
Una definición propuesta en el Astronomical Journal exige que ambos cuerpos satisfagan individualmente un criterio de limpieza de órbita para poder ser llamados planetas dobles. [5]
Una consideración importante para definir los "planetas dobles" es la relación de las masas de los dos cuerpos. Una relación de masas de 1 indicaría cuerpos de igual masa, y los cuerpos con relaciones de masas más cercanas a 1 son más atractivos para etiquetarlos como "dobles" [ cita requerida ] . Usando esta definición, los satélites de Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno pueden excluirse fácilmente; todos tienen masas menores a 0,00025 ( 1 ⁄ 4000 ) de los planetas alrededor de los cuales giran. Algunos planetas enanos también tienen satélites sustancialmente menos masivos que los propios planetas enanos.
La excepción más notable es el sistema Plutón-Caronte. La relación de masas entre Caronte y Plutón, de 0,122 (≈ 1 ⁄ 8 ), es lo suficientemente cercana a 1 como para que muchos científicos hayan descrito a Plutón y Caronte como "planetas enanos dobles" ("planetas dobles" antes de la definición de "planeta" de 2006). La Unión Astronómica Internacional (UAI) había clasificado anteriormente a Caronte como un satélite de Plutón, pero también había expresado explícitamente su voluntad de reconsiderar la clasificación de estos cuerpos como planetas enanos dobles en el futuro. [6] Sin embargo, un informe de la UAI de 2006 clasificó a Caronte-Plutón como un planeta doble. [7]
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La relación de masas entre la Luna y la Tierra, de 0,01230 (≈ 1 ⁄ 81 ), también es notablemente cercana a 1 en comparación con todas las demás relaciones entre satélites y planetas. En consecuencia, algunos científicos también consideran que el sistema Tierra-Luna es un planeta doble, aunque esta es una opinión minoritaria. El único satélite de Eris , Dysnomia , tiene un radio de alrededor de 1 ⁄ 4 del de Eris ; suponiendo densidades similares (la composición de Dysnomia puede o no diferir sustancialmente de la de Eris), la relación de masas estaría cerca de 1 ⁄ 40 , un valor intermedio entre las relaciones Luna-Tierra y Caronte-Plutón.
Actualmente, la definición más comúnmente propuesta para un sistema de dos planetas es aquella en la que el baricentro , alrededor del cual orbitan ambos cuerpos, se encuentra fuera de ambos cuerpos [ cita requerida ] . Según esta definición, Plutón y Caronte son planetas enanos dobles, ya que orbitan un punto claramente fuera de Plutón, como se puede ver en animaciones creadas a partir de imágenes de la sonda espacial New Horizons en junio de 2015.
Según esta definición, el sistema Tierra-Luna no es actualmente un planeta doble; aunque la Luna tiene la masa suficiente para hacer que la Tierra realice una revolución notable alrededor de este centro de masas, este punto se encuentra, no obstante, dentro de la Tierra. Sin embargo, actualmente la Luna migra hacia afuera de la Tierra a una velocidad de aproximadamente 3,8 cm (1,5 pulgadas) por año; en unos pocos miles de millones de años, el centro de masas del sistema Tierra-Luna se encontrará fuera de la Tierra, lo que lo convertiría en un sistema de planetas dobles.
El centro de masas del sistema Júpiter-Sol se encuentra fuera de la superficie del Sol, aunque argumentar que Júpiter y el Sol son una estrella doble no es análogo a argumentar que Plutón-Caronte es un planeta enano doble. Júpiter es demasiado ligero para ser un fusor ; si fuera trece veces más pesado, lograría la fusión de deuterio y se convertiría en una enana marrón . [8]
Isaac Asimov sugirió una distinción entre las estructuras planeta-luna y planeta-doble basada en parte en lo que él llamó un valor de " tira y afloja ", que no considera sus tamaños relativos. [9] Esta cantidad es simplemente la relación entre la fuerza ejercida sobre el cuerpo más pequeño por el cuerpo más grande (primario) y la fuerza ejercida sobre el cuerpo más pequeño por el Sol. Se puede demostrar que esto es igual a
donde m p es la masa del primario (el cuerpo más grande), m s es la masa del Sol, d s es la distancia entre el cuerpo más pequeño y el Sol, y d p es la distancia entre el cuerpo más pequeño y el primario. [9] El valor del tira y afloja no depende de la masa del satélite (el cuerpo más pequeño).
Esta fórmula refleja en realidad la relación de los efectos gravitacionales sobre el cuerpo más pequeño desde el cuerpo más grande y desde el Sol. El valor de tira y afloja para la luna Titán de Saturno es 380, lo que significa que el control de Saturno sobre Titán es 380 veces más fuerte que el control del Sol sobre Titán. El valor de tira y afloja de Titán puede compararse con el de la luna de Saturno Febe , que tiene un valor de tira y afloja de solo 3,5; es decir, el control de Saturno sobre Febe es solo 3,5 veces más fuerte que el control del Sol sobre Febe.
Asimov calculó valores de tira y afloja para varios satélites de los planetas. Demostró que incluso el gigante gaseoso más grande, Júpiter, tenía un agarre apenas mejor que el Sol sobre sus satélites exteriores capturados, algunos con valores de tira y afloja no mucho mayores que uno. En casi todos los cálculos de Asimov se encontró que el valor de tira y afloja era mayor que uno, por lo que en esos casos el Sol pierde el tira y afloja con los planetas. La única excepción fue la Luna de la Tierra, donde el Sol gana el tira y afloja con un valor de 0,46, lo que significa que el agarre de la Tierra sobre la Luna es menos de la mitad de fuerte que el del Sol. Asimov incluyó esto con sus otros argumentos de que la Tierra y la Luna deberían considerarse un planeta binario. [9]
Podríamos considerar a la Luna, entonces, no como un satélite verdadero de la Tierra ni como uno capturado, sino como un planeta por derecho propio, que se mueve alrededor del Sol en cuidadoso ritmo con la Tierra. Desde dentro del sistema Tierra-Luna, la forma más simple de representar la situación es hacer que la Luna gire alrededor de la Tierra; pero si tuvieras que dibujar una imagen de las órbitas de la Tierra y la Luna alrededor del Sol exactamente a escala, verías que la órbita de la Luna es en todas partes cóncava hacia el Sol. Siempre está "cayendo hacia" el Sol. Todos los demás satélites, sin excepción, "se alejan" del Sol a través de parte de sus órbitas, atrapados como están por la atracción superior de sus planetas primarios, pero no la Luna. [9] [10] [Nota 1]
—Isaac Asimov
Consulte la sección Trayectoria de la Tierra y la Luna alrededor del Sol en el artículo "Órbita de la Luna" para obtener una explicación más detallada.
Esta definición de planeta doble depende de la distancia del par al Sol. Si el sistema Tierra-Luna orbitara más lejos del Sol de lo que lo hace ahora, entonces la Tierra ganaría el tira y afloja. Por ejemplo, en la órbita de Marte, el valor de tira y afloja de la Luna sería 1,05. Además, varias lunas diminutas descubiertas desde la propuesta de Asimov calificarían como planetas dobles según este argumento. Las pequeñas lunas exteriores de Neptuno, Neso y Psamathe , por ejemplo, tienen valores de tira y afloja de 0,42 y 0,44, menores que los de la Luna de la Tierra. Sin embargo, sus masas son diminutas en comparación con la de Neptuno, con una relación estimada de 1,5 × 10−9 ( 1 ⁄ 700.000.000 ) y 0,4 × 10−9 ( 1 ⁄ 2,500,000,000 ).
Una última consideración es la forma en que los dos cuerpos llegaron a formar un sistema. Se cree que tanto el sistema Tierra-Luna como el sistema Plutón-Caronte se formaron como resultado de impactos gigantes : un cuerpo impactó a otro cuerpo, lo que dio lugar a un disco de escombros y, a través de la acreción, se formaron dos cuerpos nuevos o se formó un cuerpo nuevo, y el cuerpo más grande permaneció (pero modificado). Sin embargo, un impacto gigante no es una condición suficiente para que dos cuerpos sean "planetas dobles", porque tales impactos también pueden producir satélites diminutos, como los cuatro pequeños satélites exteriores de Plutón.
Una hipótesis ahora abandonada sobre el origen de la Luna se denominaba en realidad "hipótesis del doble planeta"; la idea era que la Tierra y la Luna se formaron en la misma región del disco protoplanetario del Sistema Solar , formando un sistema bajo interacción gravitatoria. Esta idea también es una condición problemática para definir dos cuerpos como "planetas dobles" porque los planetas pueden "capturar" lunas mediante la interacción gravitatoria. Por ejemplo, se cree que las lunas de Marte ( Fobos y Deimos ) son asteroides capturados hace mucho tiempo por Marte . Tal definición también consideraría a Neptuno-Tritón un planeta doble, ya que Tritón era un cuerpo del cinturón de Kuiper del mismo tamaño y composición similar a Plutón, capturado posteriormente por Neptuno .
Notas informativas
Citas
{{cite book}}: |journal=ignorado ( ayuda )Bibliografía
{{cite journal}}: Mantenimiento de CS1: postscript ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento de CS1: postscript ( enlace )Lectura adicional
La definición del diccionario de planeta doble en Wikcionario
