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Lunas de Saturno

Imagen comentada de las numerosas lunas de Saturno captada por la sonda espacial Cassini . En la imagen se muestran Dione , Encélado , Epimeteo , Prometeo , Mimas , Rea , Jano , Tetis y Titán .

Las lunas de Saturno son numerosas y diversas, y van desde pequeñas lunas de solo unas decenas de metros de diámetro hasta la enorme Titán , que es más grande que el planeta Mercurio . Hay 146 lunas con órbitas confirmadas , la mayor cantidad de cualquier planeta del sistema solar. [1] [a] Este número no incluye los muchos miles de lunas incrustadas dentro de los densos anillos de Saturno , ni los cientos de posibles lunas distantes de tamaño kilométrico que se han observado en ocasiones únicas. [3] [4] [5] Siete lunas saturnianas son lo suficientemente grandes como para haber colapsado en una forma elipsoidal relajada, aunque solo una o dos de ellas, Titán y posiblemente Rea , están actualmente en equilibrio hidrostático . Tres lunas son particularmente notables. Titán es la segunda luna más grande del Sistema Solar (después de Ganimedes de Júpiter ), con una atmósfera similar a la de la Tierra rica en nitrógeno y un paisaje que presenta redes de ríos y lagos de hidrocarburos . [6] Encélado emite chorros de hielo desde su región polar sur y está cubierto por una capa profunda de nieve. [7] Jápeto tiene hemisferios blanco y negro contrastantes, así como una extensa cresta de montañas ecuatoriales entre las más altas del sistema solar .

De las lunas conocidas, 24 son satélites regulares ; tienen órbitas progradas no muy inclinadas respecto al plano ecuatorial de Saturno, [8] con la excepción de Jápeto que tiene una órbita prograda pero muy inclinada, [9] [10] una característica inusual para una luna regular. Incluyen los siete satélites principales, cuatro lunas pequeñas que existen en una órbita troyana con lunas más grandes y cinco que actúan como lunas pastoras , de las cuales dos son mutuamente coorbitales . Dos lunas diminutas orbitan dentro de los anillos B y G de Saturno . La relativamente grande Hiperión está bloqueada en una resonancia orbital con Titán. Las lunas regulares restantes orbitan cerca de los bordes exteriores del denso Anillo A y el estrecho Anillo F , y entre las lunas principales Mimas y Encélado. Los satélites regulares reciben tradicionalmente el nombre de Titanes y Titánides u otras figuras asociadas con el mitológico Saturno .

Los 122 restantes, con diámetros medios que van de 2 a 213 km (1 a 132 mi), orbitan mucho más lejos de Saturno. Son satélites irregulares , que tienen altas inclinaciones orbitales y excentricidades mezcladas entre progradas y retrógradas . Estas lunas son probablemente planetas menores capturados , o fragmentos de la ruptura por colisión de tales cuerpos después de que fueron capturados, creando familias de colisión . Se espera que Saturno tenga alrededor de 150 satélites irregulares mayores de 2,8 km (1,7 mi) de diámetro, más muchos cientos más que son incluso más pequeños. Los satélites irregulares se clasifican por sus características orbitales en los grupos inuit y galo progrados y el gran grupo nórdico retrógrado , y sus nombres se eligen de las mitologías correspondientes (con el grupo galo correspondiente a la mitología celta ). La única excepción es Febe , la luna irregular de Saturno más grande, descubierta a fines del siglo XIX; es parte del grupo nórdico pero recibe su nombre de una titánide griega.

Los anillos de Saturno están formados por objetos que varían en tamaño desde microscópicos hasta pequeñas lunas de cientos de metros de diámetro, cada uno en su propia órbita alrededor de Saturno. [11] Por lo tanto, no se puede dar un número absoluto de lunas saturninas, porque no hay consenso sobre un límite entre los innumerables objetos pequeños sin nombre que forman el sistema de anillos de Saturno y los objetos más grandes que han sido nombrados como lunas. Se han detectado más de 150 pequeñas lunas incrustadas en los anillos por la perturbación que crean en el material del anillo circundante, aunque se cree que esto es solo una pequeña muestra de la población total de tales objetos. [4]

En mayo de 2023 , hay 83 lunas designadas que aún no tienen nombre; todas menos una (la luna de anillo B designada S/2009 S 1 ) son irregulares. (Hay muchas otras lunas de anillo no designadas). Si se les da nombre, la mayoría de las irregulares recibirán nombres de la mitología gala , nórdica e inuit basados ​​en el grupo orbital del que son miembros. [12] [13]

Descubrimiento

Un gran círculo brillante en el centro está rodeado de círculos pequeños.
Saturno ( sobreexpuesto ) y las lunas Jápeto, Titán, Dione, Hiperión y Rea vistos a través de un telescopio de 12,5 pulgadas

Observaciones tempranas

Antes de la llegada de la fotografía telescópica , ocho lunas de Saturno fueron descubiertas mediante observación directa utilizando telescopios ópticos . La luna más grande de Saturno, Titán , fue descubierta en 1655 por Christiaan Huygens utilizando una lente objetivo de 57 milímetros (2,2 pulgadas) [14] en un telescopio refractor de su propio diseño. [15] Tetis , Dione , Rea y Jápeto (la " Sidera Lodoicea ") fueron descubiertas entre 1671 y 1684 por Giovanni Domenico Cassini . [16] Mimas y Encélado fueron descubiertos en 1789 por William Herschel . [16] Hiperión fue descubierto en 1848 por WC Bond , GP Bond [17] y William Lassell . [18]

El uso de placas fotográficas de larga exposición hizo posible el descubrimiento de lunas adicionales. La primera en ser descubierta de esta manera, Febe , fue encontrada en 1899 por WH Pickering . [19] En 1966, el décimo satélite de Saturno fue descubierto por Audouin Dollfus , cuando los anillos fueron observados de canto cerca de un equinoccio . [20] Más tarde fue llamado Jano . Unos años más tarde se comprendió que todas las observaciones de 1966 solo podían explicarse si otro satélite hubiera estado presente y tuviera una órbita similar a la de Jano. [20] Este objeto ahora se conoce como Epimeteo , la undécima luna de Saturno. Comparte la misma órbita con Jano, el único ejemplo conocido de coorbitales en el Sistema Solar. [21] En 1980, se descubrieron tres lunas saturnianas adicionales desde la Tierra y luego fueron confirmadas por las sondas Voyager . Son lunas troyanas de Dione ( Helena ) y Tetis ( Telesto y Calipso ). [21]

Observaciones realizadas mediante naves espaciales

Cinco lunas en una imagen de Cassini: Rea dividida en dos en el primer plano a la derecha, Mimas detrás de ella, el brillante Encélado por encima y más allá de los anillos, Pandora eclipsada por el anillo F y Jano a la izquierda.

Desde entonces, el estudio de los planetas exteriores se ha visto revolucionado por el uso de sondas espaciales no tripuladas. La llegada de la sonda espacial Voyager a Saturno en 1980-1981 dio como resultado el descubrimiento de tres lunas adicionales ( Atlas , Prometeo y Pandora ), lo que elevó el total a 17. [21] Además, se confirmó que Epimeteo era distinto de Jano. En 1990, se descubrió Pan en imágenes de archivo de la Voyager . [21]

La misión Cassini , [22] que llegó a Saturno en julio de 2004, descubrió inicialmente tres pequeñas lunas interiores: Metone y Palene entre Mimas y Encélado, y la segunda luna troyana de Dione, Polideuces . También observó tres lunas sospechosas pero no confirmadas en el Anillo F. [23] En noviembre de 2004, los científicos de Cassini anunciaron que la estructura de los anillos de Saturno indica la presencia de varias lunas más orbitando dentro de los anillos, aunque solo una, Dafnis , había sido confirmada visualmente en ese momento. [24] En 2007 se anunció Anthe . [25] En 2008 se informó de que las observaciones de Cassini de un agotamiento de electrones energéticos en la magnetosfera de Saturno cerca de Rea podrían ser la firma de un tenue sistema de anillos alrededor de la segunda luna más grande de Saturno. [26] En marzo de 2009 , se anunció Aegaeon , una pequeña luna dentro del Anillo G. [27] En julio del mismo año, se observó S/2009 S 1 , la primera luna dentro del Anillo B. [28] En abril de 2014, se informó del posible comienzo de una nueva luna , dentro del Anillo A. [29] ( imagen relacionada )

Lunas exteriores

Cuádruple tránsito Saturno-Luna captado por el telescopio espacial Hubble

El estudio de las lunas de Saturno también se ha visto facilitado por los avances en la instrumentación de los telescopios, principalmente la introducción de dispositivos digitales acoplados a carga que reemplazaron a las placas fotográficas. Durante el siglo XX, Phoebe se destacó entre las lunas conocidas de Saturno con su órbita altamente irregular. Luego, en 2000, se descubrieron tres docenas de lunas irregulares adicionales utilizando telescopios terrestres. [30] Un estudio que comenzó a fines de 2000 y se llevó a cabo utilizando tres telescopios de tamaño mediano encontró trece nuevas lunas orbitando Saturno a una gran distancia, en órbitas excéntricas, que están muy inclinadas tanto hacia el ecuador de Saturno como hacia la eclíptica . [31] Probablemente sean fragmentos de cuerpos más grandes capturados por la atracción gravitatoria de Saturno. [30] [31] En 2005, los astrónomos que utilizaban el Observatorio Mauna Kea anunciaron el descubrimiento de doce lunas exteriores más pequeñas, [32] [33] en 2006, los astrónomos que utilizaban el telescopio Subaru de 8,2 m informaron del descubrimiento de nueve lunas irregulares más, [34] en abril de 2007 , se anunció Tarqeq (S/2007 S 1) y en mayo del mismo año se informaron S/2007 S 2 y S/2007 S 3. [35] En 2019, se informaron veinte nuevos satélites irregulares de Saturno, lo que resultó en que Saturno superara a Júpiter como el planeta con más lunas conocidas por primera vez desde 2000. [13] [3]

En 2019, los investigadores Edward Ashton, Brett Gladman y Matthew Beaudoin realizaron un estudio de la esfera Hill de Saturno utilizando el telescopio Canadá-Francia-Hawái de 3,6 metros y descubrieron alrededor de 80 nuevas lunas irregulares de Saturno. [5] [36] Las observaciones de seguimiento de estas nuevas lunas se llevaron a cabo durante 2019-2021, lo que finalmente llevó al anuncio de S/2019 S 1 en noviembre de 2021 y al anuncio de 62 lunas adicionales entre el 3 y el 16 de mayo de 2023. [37] [2] Estos descubrimientos elevaron el número total de lunas confirmadas de Saturno a 145, lo que lo convirtió en el primer planeta conocido con más de 100 lunas. [37] [38] [39] Otra luna, S/2006 S 20 , fue anunciada el 23 de mayo de 2023, elevando el total de lunas de Saturno a 146. [2] Todas estas nuevas lunas son pequeñas y tenues, con diámetros de más de 3 km (2 mi) y magnitudes aparentes de 25-27. [5] Los investigadores descubrieron que la población de lunas irregulares de Saturno es más abundante en tamaños más pequeños, lo que sugiere que probablemente sean fragmentos de una colisión que ocurrió hace unos cientos de millones de años. Los investigadores extrapolaron que la verdadera población de lunas irregulares de Saturno de más de 2,8 km (1,7 mi) de diámetro asciende a150 ± 30 , lo que equivale aproximadamente a tres veces la cantidad de lunas irregulares jovianas en un tamaño similar. Si esta distribución de tamaño se aplica a diámetros aún más pequeños, Saturno tendría, por lo tanto, intrínsecamente más lunas irregulares que Júpiter. [5]

Descubrimiento de lunas en planetas exteriores

  Lunas de Júpiter
  Lunas de Saturno
  Lunas de Urano
  Lunas de Neptuno

Nombramiento

Los nombres modernos para las lunas saturninas fueron sugeridos por John Herschel en 1847. [16] Propuso nombrarlas en honor a figuras mitológicas asociadas con el dios romano de la agricultura y la cosecha, Saturno (equiparado al griego Cronos ). [16] En particular, los siete satélites entonces conocidos fueron nombrados en honor a Titanes , Titánides y Gigantes , hermanos y hermanas de Cronos. [19] La idea era similar al esquema de nombres mitológicos de Simon Marius para las lunas de Júpiter. [40]

Saturno devoraba a sus hijos y no podía reunir a su familia en torno a él, de modo que la elección recaía entre sus hermanos y hermanas, los Titanes y las Titánides. El nombre de Jápeto parecía indicado por la oscuridad y lejanía del satélite exterior, Titán por el tamaño superior del satélite huygheniano, mientras que las tres denominaciones femeninas [ Rea , Dione y Tetis ] agrupan a los tres satélites casinianos intermedios. Los diminutos satélites interiores parecían apropiadamente caracterizados por un retorno a las denominaciones masculinas [ Encélado y Mimas ] elegidas de entre una prole más joven e inferior (aunque todavía sobrehumana). [ Resultados de las observaciones astronómicas realizadas... en el Cabo de Buena Esperanza , pág. 415]

En 1848, Lassell propuso que el octavo satélite de Saturno se llamara Hiperión en honor a otro Titán. [18] [40] Cuando en el siglo XX se agotaron los nombres de Titanes, las lunas fueron nombradas en honor a diferentes personajes de la mitología grecorromana o gigantes de otras mitologías. [41] Todas las lunas irregulares (excepto Febe, descubierta aproximadamente un siglo antes que las demás) reciben nombres de dioses inuit y galos , y de gigantes de hielo nórdicos . [42]

Algunos asteroides comparten los mismos nombres que las lunas de Saturno: 55 Pandora , 106 Dione , 577 Rhea , 1809 Prometheus , 1810 Epimetheus y 4450 Pan . Además, tres asteroides más compartirían los nombres de las lunas de Saturno si no fuera por las diferencias ortográficas hechas permanentes por la Unión Astronómica Internacional (UAI): Calypso y el asteroide 53 Kalypso ; Helene y el asteroide 101 Helena ; y Gunnlod y el asteroide 657 Gunlöd .

Características físicas

El sistema de satélites de Saturno está muy desequilibrado: una luna, Titán, comprende más del 96% de la masa en órbita alrededor del planeta. Las otras seis lunas planemo ( elipsoidales ) constituyen aproximadamente el 4% de la masa, y las lunas pequeñas restantes, junto con los anillos, comprenden solo el 0,04%. [b]

Masas relativas de las lunas de Saturno. Los valores son ×10 21  kg. Con Titán en la comparación (izquierda), Mimas y Encélado son invisibles a esta escala. Incluso excluyendo a Titán (derecha), Febe, Hiperión, las lunas más pequeñas y los anillos son invisibles.

Grupos orbitales

Aunque los límites pueden ser algo vagos, las lunas de Saturno se pueden dividir en diez grupos según sus características orbitales. Muchas de ellas, como Pan y Dafnis , orbitan dentro del sistema de anillos de Saturno y tienen períodos orbitales solo ligeramente más largos que el período de rotación del planeta. [46] Las lunas más internas y la mayoría de los satélites regulares tienen inclinaciones orbitales medias que van desde menos de un grado hasta aproximadamente 1,5 grados (excepto Jápeto , que tiene una inclinación de 7,57 grados) y pequeñas excentricidades orbitales . [3] Por otro lado, los satélites irregulares en las regiones más externas del sistema de lunas de Saturno, en particular el grupo nórdico , tienen radios orbitales de millones de kilómetros y períodos orbitales que duran varios años. Las lunas del grupo nórdico también orbitan en la dirección opuesta a la rotación de Saturno. [42]

Lunas interiores

Lunas de anillo

A finales de julio de 2009, se descubrió una pequeña luna , S/2009 S 1 , en el Anillo B , a 480 km del borde exterior del anillo, por la sombra que proyectaba. [28] Se estima que tiene 300 m de diámetro. A diferencia de las pequeñas lunas del Anillo A (ver más abajo), no induce una característica de "hélice", probablemente debido a la densidad del Anillo B. [47]

En 2006, se encontraron cuatro diminutas lunas en imágenes del Anillo A tomadas por Cassini . [48] Antes de este descubrimiento, solo se conocían dos lunas más grandes dentro de los huecos del Anillo A: Pan y Daphnis. Estas son lo suficientemente grandes como para despejar huecos continuos en el anillo. [48] En contraste, una luna pequeña solo es lo suficientemente masiva como para despejar dos pequeños huecos parciales (de unos 10 km de diámetro) en las inmediaciones de la propia luna, creando una estructura con forma de hélice de avión . [49] Las lunas pequeñas en sí son diminutas, miden entre 40 y 500 metros de diámetro, y son demasiado pequeñas para ser vistas directamente. [4]

Posible comienzo de una nueva luna de Saturno fotografiada el 15 de abril de 2014

En 2007, el descubrimiento de 150 lunetas más reveló que estas (con la excepción de dos que se han visto fuera del hueco de Encke ) están confinadas a tres bandas estrechas en el Anillo A entre 126.750 y 132.000 km del centro de Saturno. Cada banda tiene unos mil kilómetros de ancho, lo que es menos del 1% del ancho de los anillos de Saturno. [4] Esta región está relativamente libre de las perturbaciones causadas por resonancias con satélites más grandes, [4] aunque otras áreas del Anillo A sin perturbaciones están aparentemente libres de lunetas. Las lunetas probablemente se formaron a partir de la ruptura de un satélite más grande. [49] Se estima que el Anillo A contiene entre 7.000 y 8.000 hélices de más de 0,8 km de tamaño y millones de más de 0,25 km. [4] En abril de 2014, los científicos de la NASA informaron sobre la posible consolidación de una nueva luna dentro del Anillo A, lo que implica que las lunas actuales de Saturno pueden haberse formado en un proceso similar en el pasado, cuando el sistema de anillos de Saturno era mucho más masivo. [29]

Es posible que existan lunas similares en el Anillo F. [ 4] Allí, los "chorros" de material pueden deberse a colisiones, iniciadas por perturbaciones de la pequeña luna cercana Prometeo, de estas lunas con el núcleo del Anillo F. Una de las lunas más grandes del Anillo F puede ser el objeto aún no confirmado S/2004 S 6. El Anillo F también contiene "abanicos" transitorios que se cree que son el resultado de lunas aún más pequeñas, de aproximadamente 1 km de diámetro, que orbitan cerca del núcleo del Anillo F. [50]

Una luna recientemente descubierta, Aegaeon , se encuentra dentro del arco brillante del Anillo G y está atrapada en la resonancia de movimiento medio 7:6 con Mimas. [27] Esto significa que realiza exactamente siete revoluciones alrededor de Saturno mientras que Mimas realiza exactamente seis. La luna es la más grande entre la población de cuerpos que son fuentes de polvo en este anillo. [51]

Pastores de anillo

La luna pastora Dafnis en la brecha de Keeler
De arriba a abajo, Atlas, Dafnis y Pan (en color realzado). Presentan crestas ecuatoriales distintivas que parecen haberse formado a partir de material acumulado de los anillos de Saturno.

Los satélites pastores son pequeñas lunas que orbitan dentro o justo más allá del sistema de anillos de un planeta . Tienen el efecto de esculpir los anillos: dándoles bordes afilados y creando espacios entre ellos. Las lunas pastoras de Saturno son Pan ( espacio de Encke ), Dafnis ( espacio de Keeler ), Prometeo (anillo F), Jano (anillo A) y Epimeteo (anillo A). [23] [27] Estas lunas probablemente se formaron como resultado de la acreción del material friable del anillo en núcleos preexistentes más densos. Los núcleos con tamaños de un tercio a la mitad de las lunas actuales pueden ser en sí mismos fragmentos de colisión formados cuando un satélite parental de los anillos se desintegró. [46]

Jano y Epimeteo son lunas coorbitales . [21] Tienen un tamaño similar, siendo Jano algo más grande que Epimeteo. [46] Tienen órbitas con una diferencia de menos de 100 kilómetros en el semieje mayor, lo suficientemente cerca como para que colisionen si intentan pasarse. En lugar de colisionar, su interacción gravitatoria hace que intercambien órbitas cada cuatro años. [52]

Otras lunas interiores

Otras lunas interiores que no son ni pastores de anillos ni lunitas de anillo son Atlas y Pandora .

Interior grande

Parte circular de una superficie grisácea, que está atravesada de arriba a la izquierda a abajo a la derecha por cuatro surcos anchos y sinuosos. Entre ellos se pueden ver surcos más pequeños y cortos que corren paralelos a los surcos grandes o que los cruzan. Hay un terreno accidentado en la esquina superior izquierda.
Mapa del polo sur con rayas de tigre en Encélado
Los anillos y las lunas de Saturno

Las grandes lunas más internas de Saturno orbitan dentro de su tenue anillo E , junto con tres lunas más pequeñas del grupo Alkyonides.

Alcionidas

Tres lunas pequeñas orbitan entre Mimas y Encélado: Metone , Ante y Palene . Llamadas así por las Alkyonides de la mitología griega, son algunas de las lunas más pequeñas del sistema de Saturno. Ante y Metone tienen arcos de anillo muy tenues a lo largo de sus órbitas, mientras que Palene tiene un anillo completo tenue. [60] De estas tres lunas, solo Metone ha sido fotografiada a corta distancia, mostrando que tiene forma de huevo con muy pocos o ningún cráter. [61]

Troyano

Las lunas troyanas son una característica única que solo se conoce en el sistema de Saturno. Un cuerpo troyano orbita en el punto de Lagrange L4 principal o L5 posterior de un objeto mucho más grande, como una luna grande o un planeta. Tetis tiene dos lunas troyanas, Telesto (principal) y Calipso (posterior), y Dione también tiene dos, Helena (principal) y Pólux (posterior). [23] Helena es, con diferencia, la luna troyana más grande, [53] mientras que Pólux es la más pequeña y tiene la órbita más caótica . [52] Estas lunas están recubiertas de material polvoriento que ha suavizado sus superficies. [62]

Exterior grande

Las grandes lunas exteriores de Saturno

Todas estas lunas orbitan más allá del Anillo E. Son:

Irregular

Diagrama que ilustra las órbitas de los satélites irregulares de Saturno (con Titán y Jápeto incluidos para comparación). La inclinación y el semieje mayor están representados en los ejes Y y X, respectivamente. Los satélites con inclinaciones inferiores a 90° son progrados , los superiores a 90° son retrógrados . El eje X está etiquetado en términos del radio de Hill de Saturno . Se identifican los grupos inuit y galo progrados y el grupo nórdico retrógrado.
Órbitas y posiciones de las 122 lunas irregulares de Saturno al 25 de febrero de 2023. Las órbitas progradas están coloreadas en azul, mientras que las retrógradas están coloreadas en rojo. Las lunas regulares más externas de Saturno, Titán, Hiperión y Jápeto, también se muestran con órbitas turquesas.

Las lunas irregulares son pequeños satélites con grandes radios, órbitas inclinadas y frecuentemente retrógradas , que se cree que fueron adquiridos por el planeta padre a través de un proceso de captura. A menudo se presentan como familias o grupos de colisiones. [30] El tamaño preciso, así como el albedo de las lunas irregulares, no se conocen con certeza porque las lunas son muy pequeñas para ser resueltas por un telescopio, aunque este último generalmente se asume que es bastante bajo, alrededor del 6% (albedo de Febe) ​​o menos. [31] Las irregulares generalmente tienen espectros visibles e infrarrojos cercanos sin características, dominados por bandas de absorción de agua. [30] Son de color neutro o moderadamente rojo, similares a los asteroides de tipo C , tipo P o tipo D , [42] aunque son mucho menos rojos que los objetos del cinturón de Kuiper . [30] [d]

Inuit

El grupo Inuit incluye trece lunas exteriores progradas que son lo suficientemente similares en sus distancias al planeta (190–300 radios de Saturno), sus inclinaciones orbitales (45–50°) y sus colores como para que puedan considerarse un grupo. [31] [42] El grupo Inuit se divide a su vez en tres subgrupos distintos en diferentes semiejes mayores, y reciben el nombre de sus respectivos miembros más grandes. Ordenados por semieje mayor creciente, estos subgrupos son el grupo Kiviuq , el grupo Paaliaq y el grupo Siarnaq . [1] El grupo Kiviuq incluye cinco miembros: Kiviuq, Ijiraq , S/2005 S 4 , S/2019 S 1 y S/2020 S 1 . El grupo Siarnaq incluye siete miembros: Siarnaq, Tarqeq , S/2004 S 31 , S/2019 S 14 , S/2020 S 3 , S/2019 S 6 y S/2020 S 5. [ 84] A diferencia de los subgrupos Kiviuq y Siarnaq, el subgrupo Paaliaq no contiene ningún otro miembro conocido además del propio Paaliaq. [1] De todo el grupo inuit, Siarnaq es el miembro más grande con un tamaño estimado de unos 39 km. [85]

gálico

El grupo galo incluye siete lunas exteriores progradas que son lo suficientemente similares en su distancia del planeta (200–300 radios de Saturno), su inclinación orbital (35–40°) y su color como para que puedan considerarse un grupo. [31] [42] Son Albiorix , Bebhionn , Erriapus , Tarvos , [42] Saturno LX , [86] S/2007 S 8 y S/2020 S 4. [ 84] La más grande de estas lunas es Albiorix con un diámetro estimado de unos 29 km. [85]

nórdico

Las 100 lunas retrógradas exteriores de Saturno se clasifican ampliamente en el grupo nórdico. [31] [42] Son Aegir , Angrboda , Alvaldi , Beli , Bergelmir , Bestla , Eggther , Farbauti , Fenrir , Fornjot , Geirrod , Gerd , Greip , Gridr , Gunnlod , Hati , Hyrrokkin , Jarnsaxa , Kari , Loge , Mundilfari , Narvi , Phoebe , Skathi , Skoll , Skrymir , Surtur , Suttungr , Thiazzi , Thrymr , Ymir , [42] y 69 satélites sin nombre. Después de Phoebe, Ymir es la más grande de las lunas irregulares retrógradas conocidas, con un diámetro estimado de solo 22 km. [1]

Satélites programáticos atípicos

Las dos lunas progradas de Saturno no pertenecen definitivamente ni al grupo inuit ni al grupo galo. [1] S/2004 S 24 y S/2006 S 12 tienen inclinaciones orbitales similares al grupo galo, pero tienen órbitas mucho más distantes con semiejes mayores de ~400 radios de Saturno y ~340 radios de Saturno, respectivamente. [84] [13] [1]

Lista

Diagrama orbital de la inclinación y las distancias orbitales de los anillos y el sistema lunar de Saturno a distintas escalas. Las lunas, los grupos lunares y los anillos más destacados están etiquetados individualmente. Abra la imagen para verla en resolución completa.

Confirmado

Las lunas de Saturno se enumeran aquí por período orbital (o semieje mayor), desde el más corto hasta el más largo. Las lunas lo suficientemente masivas como para que sus superficies hayan colapsado en un esferoide se resaltan en negrita y se marcan con un fondo azul, mientras que las lunas irregulares se enumeran en fondo rojo, naranja, verde y gris. Las órbitas y las distancias medias de las lunas irregulares son muy variables en escalas de tiempo cortas debido a las frecuentes perturbaciones planetarias y solares , por lo que los elementos orbitales de las lunas irregulares que se enumeran aquí son el promedio de una integración numérica de 5000 años del Laboratorio de Propulsión a Chorro . A veces, estos pueden diferir mucho de los elementos orbitales osculadores proporcionados por otras fuentes. [84] [86] Todos sus elementos orbitales se basan en una época de referencia del 1 de enero de 2000. [84]

Inconfirmado

No se ha confirmado que estas pequeñas lunas del anillo F enumeradas en la siguiente tabla (observadas por Cassini ) sean cuerpos sólidos. Todavía no está claro si son satélites reales o simplemente cúmulos persistentes dentro del anillo F. [23]

Espurio

Se afirma que dos lunas fueron descubiertas por diferentes astrónomos, pero nunca fueron vistas nuevamente. Se decía que ambas lunas orbitaban entre Titán e Hiperión . [96]

Hipotético

En 2022, los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts propusieron la hipotética ex luna Chrysalis , utilizando datos de la misión Cassini-Huygens . Chrysalis habría orbitado entre Titán y Jápeto, pero su órbita se habría vuelto gradualmente más excéntrica hasta que fue destrozada por Saturno. El 99% de su masa habría sido absorbida por Saturno, mientras que el 1% restante habría formado los anillos de Saturno. [97] [98]

Temporario

Al igual que Júpiter, los asteroides y cometas rara vez se acercan a Saturno y, con aún menos frecuencia, quedan atrapados en la órbita del planeta. Se calcula que el cometa P/2020 F1 (Leonard) se acercó a Saturno.978 000 ± 65 000 kilómetros (608 000 ± 40 000 mi) a Saturno el 8 de mayo de 1936, más cerca que la órbita de Titán al planeta, con una excentricidad orbital de sólo1,098 ± 0,007 . Es posible que el cometa haya estado orbitando Saturno antes de esto como un satélite temporal, pero la dificultad de modelar las fuerzas no gravitacionales hace que sea incierto si en realidad era un satélite temporal o no. [99]

Es posible que otros cometas y asteroides hayan orbitado temporalmente Saturno en algún momento, pero actualmente no se sabe que ninguno lo haya hecho.

Formación

Se cree que el sistema saturnino de Titán, sus lunas de tamaño medio y sus anillos se desarrolló a partir de una configuración más cercana a las lunas galileanas de Júpiter, aunque los detalles no están claros. Se ha propuesto que una segunda luna del tamaño de Titán se rompió, produciendo los anillos y las lunas interiores de tamaño medio, [100] o que dos lunas grandes se fusionaron para formar Titán, y la colisión dispersó los restos helados que formaron las lunas de tamaño medio. [101] El 23 de junio de 2014, la NASA afirmó tener pruebas sólidas de que el nitrógeno en la atmósfera de Titán provenía de materiales en la nube de Oort , asociada con los cometas , y no de los materiales que formaron Saturno en épocas anteriores. [71] Los estudios basados ​​en la actividad geológica basada en mareas de Encélado y la falta de evidencia de resonancias pasadas extensas en las órbitas de Tetis, Dione y Rea sugieren que las lunas hasta Rea inclusive pueden tener solo 100 millones de años. [102]

Véase también

Notas

  1. ^ Se anunciaron 62 lunas del 3 al 16 de mayo de 2023: S/2020 S 1 , S/2006 S 9 , S/2007 S 5 , S/2004 S 40, S/2019 S 2 , S/2019 S 3, S/2020 S 2, S/2020 S 3 , S/2019 S 4, S/2004 S 41 , S/2020 S 4 , S/2020 S 5 , S/2007 S 6, S/2004 S 42, S/2006 S 10, S/2019 S 5, S/2004 S 43 , S/2004 S 44, S/2004 S 45, S/2006 S 11, S/2006 S 12 , S/2019 S 6 , S/2006 S 13, S/2019 S 7, S/2019 S 8, S/2019 S 9, S/2004 S 46 , S/2019 S 10, S/2004 S 47, S/2019 S 11 , S/2006 S 14 , S/2019 S 12, S/2020 S 6, S/2019 S 13 , S/2005 S 4 , S/2007 S 7, S/2007 S 8 , S/2020 S 7 , S/2019 S 14 , S/2019 S 15, S/2005 S 5 , S/2006 S 15, S/2006 S 16, S/2006 S 17, S/2004 S 48, S/2020 S 8, S/2004 S 49, S/2004 S 50, S/2006 S 18 , S/2019 S 16, S/2019 S 17, S/2019 S 18, S/2019 S 19 , S/2019 S 20, S/2006 S 19 , S/2004 S 51, S/2020 S 9 , S/2004 S 52 , S/2007 S 9, S/2004 S 53, S/2020 S 10 y S/2019 S 21 que se publicaron en los MPEC 2023-J21 a 2023-K05. Se anunció una luna más, S/2006 S 20 , el 23 de mayo de 2023, lo que eleva el recuento final a 146. [2] [1]
  2. ^ La masa de los anillos es aproximadamente la masa de Mimas, [11] mientras que la masa combinada de Jano, Hiperión y Febe (la más masiva de las lunas restantes) es aproximadamente un tercio de esa. La masa total de los anillos y las lunas pequeñas es de alrededor de5,5 × 10 19  kilogramos .
  3. ^ Inktomi alguna vez fue conocido como "The Splat". [67]
  4. ^ El color fotométrico puede utilizarse como indicador de la composición química de las superficies de los satélites.
  5. ^ La UAI asigna a cada luna confirmada una designación permanente que consiste en un nombre y un número romano . [41] Las ocho lunas que se conocían antes de 1850 están numeradas en orden de distancia a Saturno; el resto están numeradas en el orden en que recibieron sus designaciones permanentes. Muchas lunas pequeñas aún no han recibido una designación permanente.
  6. ^ Las magnitudes absolutas de los satélites regulares se calculan a partir de sus diámetros medios y albedos geométricos que se indican en la Hoja informativa sobre satélites de Saturno de la NASA. [45] No se dispone de estimaciones de la magnitud absoluta de algunas lunas interiores pequeñas, ya que no tienen albedos geométricos medidos. Las magnitudes absolutas de los satélites irregulares se tomaron del Servicio de efemérides de satélites naturales del Centro de Planetas Menores. [90] Los cálculos se realizaron con el Estimador de tamaño de asteroides de la NASA/JPL. [91]
  7. ^ Los diámetros y dimensiones de las pequeñas lunas interiores, desde Pan hasta Helene, se toman de Thomas et al., 2020, Tabla 1. [92] Los diámetros y dimensiones de Mimas, Encélado, Tetis, Dione, Rea, Jápeto y Febe son de Thomas 2010, Tabla 1. [43] Los diámetros de Siarnaq y Albiorix son de Grav et al., 2015, Tabla 3. [85] Los tamaños aproximados de todos los demás satélites irregulares se calculan a partir de sus magnitudes absolutas con un albedo geométrico asumido de 0,04, [91] que es el valor promedio para esa población. [85]
  8. ^ Las masas de las grandes lunas redondas, incluyendo Hiperión, Febe y Helena, se tomaron de Jacobson et al., 2022, Tabla 5. [93] Las masas de Atlas, Prometeo, Pandora, Epimeteo y Jano se tomaron de Lainey et al., 2023, Tabla 1. [94] Las masas de Pan, Dafnis, Egeo, Metone y Palene se tomaron de Thomas et al., 2020, Tabla 2. [92] Las masas de otros satélites regulares se calcularon multiplicando sus volúmenes con una densidad asumida de 500 kg/m 3 (0,5 g/cm 3 ), mientras que las masas de los satélites irregulares se calcularon con una densidad asumida de 1000 kg/m 3 (1,0 g/cm 3 ).
  9. ^ abcd Los elementos orbitales promediados en el tiempo de todos los satélites se tomaron de JPL Solar System Dynamics. [84]
  10. ^ Los períodos orbitales negativos indican una órbita retrógrada alrededor de Saturno (opuesta a la rotación del planeta). Los períodos orbitales de los satélites irregulares pueden no estar directamente correlacionados con sus semiejes mayores debido a perturbaciones.
  11. ^ Las inclinaciones orbitales de los satélites regulares y de Febe son con respecto al plano de Laplace . Las inclinaciones orbitales de los satélites irregulares son con respecto a la eclíptica. [84]
  12. ^ ab Puede ser parte del grupo galo porque tiene una inclinación similar; sin embargo, tiene un semieje mayor más distante. [1]
  13. ^ Lo más probable es que S/2004 S 4 fuera un grupo transitorio: no se ha recuperado desde el primer avistamiento. [23]

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