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Una luna de masa planetaria es un objeto de masa planetaria que también es un satélite natural . Son grandes y de forma elipsoidal (a veces esférica). Las lunas pueden estar en equilibrio hidrostático debido al calentamiento radiogénico o de marea, en algunos casos formando un océano subterráneo . Dos lunas del Sistema Solar, Ganimedes y Titán , son más grandes que el planeta Mercurio , y una tercera, Calisto , es apenas un poco más pequeña que él, aunque las tres son menos masivas. Además, siete (Ganimedes, Titán, Calisto, Ío , la Luna de la Tierra , Europa y Tritón ) son más grandes y más masivas que los planetas enanos Plutón y Eris .
El concepto de planetas satélites —la idea de que todos los objetos de masa planetaria, incluidas las lunas, son planetas— es utilizado por algunos científicos planetarios, como Alan Stern , que están más preocupados por si un cuerpo celeste tiene geología planetaria (es decir, si es un cuerpo planetario) que por su órbita solar o no solar ( dinámica planetaria ). [1] Esta conceptualización de los planetas como tres clases de objetos (planetas clásicos, planetas enanos y planetas satélites) no ha sido aceptada por la Unión Astronómica Internacional (UAI).
La distinción entre un satélite y un planeta clásico no fue reconocida hasta después de que se estableciera el modelo heliocéntrico del Sistema Solar. Cuando en 1610 Galileo descubrió los primeros satélites de otro planeta (las cuatro lunas galileanas de Júpiter), se refirió a ellos como "cuatro planetas volando alrededor de la estrella de Júpiter a intervalos y períodos desiguales con una rapidez maravillosa". [2] De manera similar, Christiaan Huygens , al descubrir la luna más grande de Saturno, Titán , en 1655, empleó los términos "planeta" (planeta), "Stella" (estrella), "luna" (luna) y el más moderno "satélite" (acompañante) para describirlo. [3] Giovanni Cassini , al anunciar su descubrimiento de las lunas de Saturno, Jápeto y Rea, en 1671 y 1672, las describió como Nouvelles Planetes autour de Saturne ("Nuevos planetas alrededor de Saturno"). [4] Sin embargo, cuando el Journal de Scavans informó del descubrimiento de Cassini de dos nuevas lunas saturnianas ( Tetis y Dione ) en 1686, se refirió a ellas estrictamente como "satélites", aunque a veces a Saturno como el "planeta primario". [5] Cuando William Herschel anunció su descubrimiento de dos objetos en órbita alrededor de Urano ( Titania y Oberón ) en 1787, se refirió a ellos como "satélites" y "planetas secundarios". [6] Todos los informes posteriores de descubrimientos de satélites naturales utilizaron el término "satélite" exclusivamente, [7] aunque el libro de 1868 Smith's Illustrated Astronomy se refirió a los satélites como "planetas secundarios". [8]
En la era moderna, Alan Stern considera que los planetas satélites son una de las tres categorías de planetas, junto con los planetas enanos y los planetas clásicos. [9] El término planemo ("objeto de masa planetaria") cubre las tres poblaciones. [10] La definición de "planeta" de Stern y la IAU depende del equilibrio hidrostático : de que la masa del cuerpo sea suficiente para hacerlo plástico, de modo que se relaje en un elipsoide bajo su propia gravedad. La definición de la IAU especifica que la masa es lo suficientemente grande como para superar las "fuerzas de cuerpo rígido", y no se refiere a los objetos que pueden estar en equilibrio hidrostático debido a un océano subterráneo o (en el caso de Ío) debido al magma causado por el calentamiento de las mareas. Muchas de las lunas heladas más grandes podrían tener océanos subterráneos. [11]
Las siete lunas más grandes son más masivas que el planeta enano Plutón , que se sabe que está en equilibrio hidrostático. (También se sabe que son más masivas que Eris , un planeta enano aún más masivo que Plutón). Estas siete son la Luna de la Tierra , las cuatro lunas galileanas de Júpiter ( Ío , Europa , Ganímedes y Calisto ) y las lunas más grandes de Saturno ( Titán ) y de Neptuno ( Tritón ). Ganímedes y Titán son además más grandes que el planeta Mercurio, y Calisto es casi tan grande. Todas estas lunas son elipsoidales. Dicho esto, las dos lunas más grandes que Mercurio tienen menos de la mitad de su masa, y es la masa, junto con la composición y la temperatura interna, lo que determina si un cuerpo es lo suficientemente plástico como para estar en equilibrio hidrostático. En general, se cree que Ío, Europa, Ganímedes, Titán y Tritón están en equilibrio hidrostático, pero se sabe que la Luna de la Tierra no está en equilibrio hidrostático, y la situación de Calisto no está clara.
Otra docena de lunas también son elipsoidales, lo que indica que alcanzaron el equilibrio en algún momento de su historia. Sin embargo, se ha demostrado que algunas de estas lunas ya no están en equilibrio, debido a que se volvieron cada vez más rígidas a medida que se enfriaban con el tiempo.
La segunda luna más grande de Neptuno, Proteo (Neptuno VIII), ha sido incluida ocasionalmente por autores que discuten o defienden concepciones geofísicas del "planeta". [12] [13] Es más grande que Mimas, pero está bastante lejos de ser redonda.
Determinar si una luna está actualmente en equilibrio hidrostático requiere una observación minuciosa y es más fácil refutar que probar.
La luna enteramente rocosa de la Tierra se solidificó fuera de equilibrio hace miles de millones de años, [14] pero se supone que la mayoría de las otras seis lunas más grandes que Plutón, cuatro de las cuales son predominantemente heladas, aún están en equilibrio. (El hielo tiene menos resistencia a la tracción que la roca y se deforma a presiones y temperaturas más bajas que la roca). La evidencia es quizás más fuerte para Ganimedes , que tiene un campo magnético que indica el movimiento fluido de material conductor de electricidad en su interior, aunque se desconoce si ese fluido es un núcleo metálico o un océano subterráneo. [15] Una de las lunas de tamaño mediano de Saturno ( Rea ) también puede estar en equilibrio, [16] [11] al igual que un par de las lunas de Urano ( Titania y Oberón ). [11] Sin embargo, las otras lunas elipsoidales de Saturno ( Mimas , Encélado , Tetis , Dione y Jápeto ) ya no están en equilibrio. [16] Además de no estar en equilibrio, Mimas y Tetis tienen densidades muy bajas y se ha sugerido que pueden tener una porosidad interna no despreciable, [17] [18] en cuyo caso no serían planetas satélites. La situación de las tres lunas elipsoidales más pequeñas de Urano ( Umbriel , Ariel y Miranda ) no está clara, al igual que la de la luna de Plutón, Caronte . [14]
Las lunas transneptunianas Eris I Dysnomia , Orcus I Vanth y posiblemente Varda I Ilmarë tienen al menos el tamaño de Mimas, la luna elipsoidal más pequeña de Saturno. Sin embargo, los objetos transneptunianos parecen convertirse en cuerpos sólidos a un tamaño mayor (alrededor de 900-1000 km de diámetro) que las lunas de Saturno y Urano (alrededor de 400 km de diámetro). Tanto Dysnomia como Vanth son cuerpos oscuros más pequeños que 900-1000 km, y se sabe que Dysnomia es de baja densidad, lo que sugiere que no puede ser sólido. En consecuencia, estos cuerpos han sido excluidos. [19]
– se cree que está en equilibrio
– se confirmó que no está en equilibrio
– evidencia inciertaMetona , Paleno y, con menos certeza, Egaeón están en equilibrio hidrostático. [24] Sin embargo, como no son objetos de masa planetaria, no se incluyen como lunas de masa planetaria.
Titán tiene una atmósfera más densa que la Tierra, con una presión superficial de 1,4 bar, mientras que Tritón tiene una atmósfera relativamente más delgada de 14 μbar; Titán y Tritón son las únicas lunas conocidas que tienen atmósferas lo suficientemente significativas como para impulsar procesos meteorológicos y climáticos. [25] Ío (1,9 nbar) y Calisto (26 pbar) tienen atmósferas muy delgadas, pero aún lo suficiente como para tener colisiones entre moléculas atmosféricas. Otras lunas de masa planetaria solo tienen exosferas como máximo. [26] Se han detectado exosferas alrededor de la Luna de la Tierra, Europa, Ganímedes, [26] Encélado, [27] Dione, [28] y Rea. [29] Una exosfera alrededor de Titania es una posibilidad, aunque no ha sido confirmada. [30]
planeta secundario Herschel.