En astronomía, un planeta doble (también planeta binario ) es un sistema de satélites binarios donde ambos objetos son planetas , u objetos de masa planetaria , que comparten un eje orbital 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 proporción típica de masa de planeta a satélite es de alrededor de 1:10000, están fuertemente influenciados por la atracción gravitacional de la estrella madre [2] y, según la hipótesis del impacto gigante, sólo son gravitacionalmente estables en determinadas circunstancias.
El Sistema Solar no tiene un planeta doble oficial, sin embargo, a veces se considera que el sistema Tierra - Luna sí lo es. En los materiales promocionales que anunciaban 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 fueran reclasificados como un planeta doble, [4] pero la propuesta fue abandonada en favor de la actual definición de planeta de la IAU . 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 . Estos incluyen 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 deberían utilizarse para distinguir un "planeta doble" de un "sistema planeta-luna". Las siguientes son consideraciones.
Una definición propuesta en el Astronomical Journal exige que ambos cuerpos cumplan individualmente un criterio de limpieza de órbita para ser llamados planeta doble. [5]
Una consideración importante al definir "planeta doble" es la relación entre las masas de los dos cuerpos. Una proporción de masa de 1 indicaría cuerpos de igual masa, y los cuerpos con proporciones de masa más cercanas a 1 son más atractivos para etiquetarlos como "dobles" [ cita requerida ] . Utilizando esta definición, se pueden excluir fácilmente los satélites de Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno; todos tienen masas inferiores 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 masa de Caronte a Plutón de 0,122 (≈ 1 ⁄ 8 ) es lo suficientemente cercana a 1 como para que muchos científicos describan con frecuencia a Plutón y Caronte como "planetas enanos dobles" ("planetas dobles" antes de la definición de 2006 de " planeta"). La Unión Astronómica Internacional (IAU) clasificó anteriormente a Caronte como un satélite de Plutón, pero también había expresado explícitamente su voluntad de reconsiderar los cuerpos como planetas dobles enanos en el futuro. [6] Pero un informe [7] de 2006 clasificó a Caronte-Plutón como un planeta doble.
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La relación de masa Luna-Tierra de 0,01230 (≈ 1 ⁄ 81 ) también es notablemente cercana a 1 en comparación con todas las demás relaciones satélite-planeta. En consecuencia, algunos científicos también ven el sistema Tierra-Luna como un planeta doble, aunque se trata de 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 masa estaría cerca de 1 ⁄ 40 , un valor intermedio entre las relaciones Luna-Tierra y Caronte-Plutón.
Los siguientes criterios intentan responder a la pregunta "¿Qué tan cerca de 1 debe estar la relación de masas?".
Actualmente, la definición propuesta más comúnmente 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 doblemente enanos, ya que orbitan un punto claramente fuera de Plutón, como se puede ver en las 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 es lo suficientemente masiva como para provocar que la Tierra haga una revolución notable alrededor de este centro de masa, este punto se encuentra dentro de la Tierra. Sin embargo, actualmente la Luna migra hacia afuera de la Tierra a un ritmo de aproximadamente 3,8 cm (1,5 pulgadas) por año; Dentro de unos pocos miles de millones de años, el centro de masa del sistema Tierra-Luna estará fuera de la Tierra, lo que lo convertiría en un sistema de dos planetas.
El centro de masa 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 pesada, lograría la fusión de deuterio y se convertiría en una enana marrón . [8]
Isaac Asimov sugirió una distinción entre estructuras planeta-luna y de doble planeta basada en parte en lo que 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
donde m p es la masa del cuerpo 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 en realidad refleja la relación de los efectos gravitacionales sobre el cuerpo más pequeño del cuerpo más grande y del Sol. La cifra de tira y afloja para Titán, la luna de Saturno, es 380, lo que significa que la sujeción de Saturno a Titán es 380 veces más fuerte que la del Sol a Titán. El valor de tira y afloja de Titán puede compararse con el de Phoebe , la luna de Saturno , que tiene un valor de tira y afloja de sólo 3,5; es decir, la influencia de Saturno sobre Phoebe es sólo 3,5 veces más fuerte que la influencia del Sol sobre Phoebe.
Asimov calculó los valores de tira y afloja de varios satélites de los planetas. Demostró que incluso el gigante gaseoso más grande, Júpiter, tenía sólo un agarre ligeramente mejor que el Sol en 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 del 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 la sujeción de la Tierra a la Luna es menos de la mitad de fuerte que la del Sol. Asimov incluyó esto con sus otros argumentos de que la Tierra y la Luna deberían considerarse un planeta binario. [9]
Entonces, podríamos considerar la Luna no como un verdadero satélite de la Tierra ni como uno capturado, sino como un planeta por derecho propio, que se mueve alrededor del Sol en cuidadoso paso con la Tierra. Desde dentro del sistema Tierra-Luna, la forma más sencilla de imaginar la situación es hacer que la Luna gire alrededor de la Tierra; pero si hicieras un dibujo de las órbitas de la Tierra y la Luna alrededor del Sol exactamente a escala, verías que la órbita de la Luna es cóncava en todas partes hacia el Sol. Siempre está "cayendo hacia" el Sol. Todos los demás satélites, sin excepción, "se alejan" del Sol en parte de sus órbitas, atrapados como están por la atracción superior de sus planetas primarios, pero no de la Luna. [9] [10] [Nota al pie 1]
- Isaac Asimov
Consulte la sección Ruta de la Tierra y la Luna alrededor del Sol en el artículo "La 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 que 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 pequeñas 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 pequeñas en comparación con las de Neptuno, con una proporción estimada de 1,5 × 10−9 ( 1 ⁄ 700.000.000 ) y 0,4 × 10−9 ( 1 ⁄ 2.500.000.000 ).
Una consideración final 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 fue impactado por un segundo cuerpo, lo que resultó en un disco de escombros y, a través de la acreción, se formaron dos nuevos cuerpos o uno nuevo. cuerpo formado, quedando el cuerpo más grande (pero cambiado). Sin embargo, un impacto gigante no es 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 denominó en realidad "hipótesis del doble planeta"; la idea era que la Tierra y la Luna se formaran en la misma región del disco protoplanetario del Sistema Solar , formando un sistema bajo interacción gravitacional. Esta idea también es una condición problemática para definir dos cuerpos como "planetas dobles", porque los planetas pueden "capturar" lunas mediante interacción gravitacional. 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 como un planeta doble, ya que Tritón era un cuerpo del cinturón de Kuiper del mismo tamaño y de composición similar a Plutón, posteriormente capturado por Neptuno .
Notas informativas
Citas
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{{cite journal}}: Mantenimiento CS1: posdata ( enlace ){{cite journal}}: Mantenimiento CS1: posdata ( enlace )Otras lecturas
La definición del diccionario de doble planeta en Wikcionario
