As Luas Únicas de Plutão!
Crédito da imagem: NASA/ESA e M. Showalter (Instituto SETI).
As luas de Plutão, Nix e Hydra, são as primeiras com rotações irregulares e, portanto, pôr do sol e nascer do sol imprevisíveis.
Movendo-se junto.
Você aceita, você sabe melhor.
Ei, eu nunca vi o sol nascer no oeste? – O filme dos Muppets
Poucas coisas neste mundo são tão confiáveis quanto o nascer e o pôr do sol. Na verdade, praticamente todas as palavras veem tais fenômenos de forma confiável. À medida que um planeta orbita o Sol, ele gira em torno de seu eixo e gira em torno do componente mais massivo do Sistema Solar, com o Sol em um dos focos de uma elipse. À medida que o planeta gira, a transição da noite para o dia resulta no que aparece como um nascer do sol, enquanto a transição do dia para a noite causa o pôr do sol. Com a aplicação de um pouco de ciência, você pode saber exatamente quando e onde ocorrerá o próximo nascer/pôr do sol.
Crédito da imagem: Copyright 1997–2015 Journey North, via http://www.learner.org/jnorth/tm/ReasonsBack.html .
As luas compartilham uma história quase idêntica. Eles também giram em torno de seu eixo. Só que, em vez de orbitar livremente em torno do Sol, eles orbitam em torno de seu planeta pai, que por sua vez orbita em torno do Sol. Na maioria dos casos, a lua em questão é muito menos massivo do que o planeta em sua órbita, e o planeta, por sua vez, é muito menos massivo que o Sol. Embora você possa imaginar uma espécie de órbita em loop, o que você realmente encontra é algo muito suave: a opção D, por exemplo, abaixo, é como nossa Lua realmente orbita o Sol.
Crédito das imagens: Helmer Aslaksen, Departamento de Matemática, Universidade Nacional de Cingapura. Recuperado de http://www.docstoc.com/docs/39264982/Orbit-of-the-Moon-around-the-Sun .
Combine isso com a rotação da Lua – ela gira com um período de 27,3 dias, o mesmo que seu período orbital ao redor da Terra – e você verá que o nascer e o pôr do sol são exatamente nessa frequência. Ao girar no sentido anti-horário (olhando do pólo norte para baixo), ele vê o Sol nascer no leste e se pôr no oeste, assim como a Terra.
Crédito da imagem: NASA Ames / Dana Berry, da espaçonave LADEE.
Todas as luas que conhecemos fazem exatamente isso:
- eles têm um período de rotação fixo, pois a maioria deles está travada em torno de seu planeta pai,
- eles têm uma trajetória orbital estável, pois orbitam o centro de massa de seu companheiro planetário, e
- todos eles se movem em conjunto com seu sistema planetário ao redor do Sol.
Para todas as luas que medimos até agora, isso resultou em um padrão estável de nascer e pôr do sol, muito semelhante ao que vemos na Terra. Mas há algo sobre Plutão – se você chama isso de planeta ou não – que é diferente de todos os outros planetas do nosso Sistema Solar.
Você vê, quando olhamos para os planetas e luas entre os oito planetas oficiais, descobrimos que todos eles têm praticamente toda a sua massa no planeta, com todas as suas luas combinado constituindo apenas uma pequena fração da massa total do sistema. De fato, o sistema Terra-Lua é o mais próximo de ser equilibrado, e nossa Lua tem apenas 1,2% da massa da Terra!
Mas para o sistema de Plutão, ele tem uma lua gigante, Caronte, que na verdade é mais do que 10% a massa de Plutão. Então, em vez de ser atraído (e preso) a um solteiro massa, as luas exteriores ao sistema Plutão-Caronte têm duas massas distintas e bem separadas para lidar.
Crédito da imagem: NASA/ESA e M. Showalter (Instituto SETI).
A New Horizons está se aproximando de Plutão há algum tempo e fará sua aproximação mais próxima no próximo mês, depois de anos viajando em direção ao Sistema Solar exterior. Neste momento, sabemos de cinco luas de Plutão:
- Caronte, a maior lua descoberta no final da década de 1970,
- Nix e Hydra, dois corpos relativamente grandes que são muito menores que Plutão e Caronte, mas ainda com mais de 50 km de diâmetro, e
- Styx e Kerberos, duas luas muito menores que só foram descobertas há alguns anos.
Crédito da imagem: The Planets 2010–2015, via http://theplanets.org/pluto/ .
Ainda pode haver mais, e a New Horizons terá a oportunidade de descobri-los nos próximos dois meses, à medida que se aproxima ainda mais desse sistema planetário incomum. Mas este sistema – devido à atração gravitacional incomum de Plutão e Caronte nas luas externas – é ainda mais peculiar do que imaginávamos!
Nix e Hydra, as duas maiores luas externas, estão agora perto o suficiente de New Horizons para que a espaçonave possa rastrear como esses corpos se movem em órbita, e o resultado é algo que nunca vimos antes.
Crédito de imagem: NASA, ESA, M. Showalter (SETI Institute) e G. Bacon (STScI), via http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/24 .
Em vez de girar em torno de um único eixo, as luas de Plutão Nix e Hydra cair caoticamente à medida que se movem ao redor do sistema Plutão-Caronte. Claro, a revolução de suas órbitas não é tão caótica – elas estão em órbitas estáveis e ressonantes umas com as outras – mas a parte rotacional é! Se você estivesse em um ponto fixo na superfície de Nix, veria o Sol nascer no leste em um dia, depois em um ângulo sempre variável nos próximos dias e, eventualmente, nasceria no oeste, pedalando através de forma caótica.
Hydra conta uma história semelhante e, embora a espaçonave não esteja perto o suficiente para medir as propriedades rotacionais de Styx e Kerberos, elas provavelmente também giram caoticamente.
Crédito da imagem: NASA/ESA/A. Campo (STScI).
Nix e Hydra são extremamente alongados, o que contribui para esse efeito de queda graças a duas fontes gravitacionais independentes. Kerberos, curiosamente, é muito mais escuro do que as outras luas, o que levanta uma série de mistérios por si só.
Esta é a primeira vez que conseguimos estudar as órbitas em torno de um sistema gravitacional onde existem duas massas significativas em jogo, e nossa descoberta – que as órbitas rotacionais se tornam caóticas – pode ter implicações significativas (e divertidas) para planetas em torno de binários. sistemas estelares!
Crédito da imagem: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle, do sistema Kepler-47.
Com duas massas significativas no centro, os torques induzidos nos planetas podem manter a parte rotacional de seu movimento inerentemente instável, levando a um mundo onde as direções do nascer e do pôr do sol podem ser caóticas e imprevisíveis, assim como as luas de Plutão.
De fato, dado como o Sistema Solar se formou…
E dado o que está lá fora, é concebível que o que estamos vendo para as luas de Plutão possa ser de fato um comum ocorrência no Universo. O fato de que tudo é tão dominado por uma única massa em nosso Sistema Solar pode ser muito menos típico do que pensamos agora. E curiosamente, a New Horizons ainda pode encontrar mais mundos que fazem algo muito semelhante em sua viagem ao cinturão de Kuiper.
Crédito de imagem: Alien Robot Zombies por Bryan Magnum, em http://www.alienrobotzombies.com/ .
Há mais informações disponíveis em o comunicado de imprensa oficial da NASA , mas a grande vantagem aqui é que um mundo como o de Game of Thrones, onde ninguém sabe quanto tempo os invernos vão durar ou quando eles virão, ainda pode ser possível neste nosso universo caótico e variado.
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