En astronomía, un planeta doble (también planeta binario ) es un sistema binario donde ambos objetos son planetas, u objetos de masa planetaria , que comparten un eje orbital externo a ambos cuerpos planetarios.
Los asteroides binarios con componentes de masa aproximadamente igual a veces se denominan planetas dobles menores . Estos incluyen asteroides binarios 69230 Hermes y 90 Antiope y objetos binarios del cinturón de Kuiper (KBO) 79360 Sila-Nunam y 1998 WW 31 .
Definición de "doble planeta"
Existe un debate sobre qué criterios deberían utilizarse para distinguir "planeta doble" de un "sistema planeta-luna". Las siguientes son consideraciones.
En su Asamblea General de 2006, la Unión Astronómica Internacional consideró una propuesta para que Plutón y Caronte fueran reclasificados como un planeta doble, [2] pero la propuesta fue abandonada a favor de la definición actual de planeta de la IAU . En los materiales promocionales que anuncian la misión SMART-1 , la Agencia Espacial Europea se refirió al sistema Tierra - Luna como un planeta doble. [1]
Ambos cuerpos satisfacen el criterio del planeta.
Una definición propuesta en el Astronomical Journal exige que ambos cuerpos satisfagan individualmente un criterio de limpieza de órbita para ser llamados planeta doble. [3]
Relaciones de masa más cercanas a 1
Una consideración importante al definir el "planeta doble" es la proporción de las masas de los dos cuerpos. Una relación de masa de 1 indicaría cuerpos de igual masa, y los cuerpos con relaciones de masa más cercanas a 1 son más atractivos para etiquetar como "dobles". Usando esta definición, los satélites de Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno pueden excluirse fácilmente; 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 ) está lo suficientemente cerca de 1 que Plutón y Caronte han sido descritos con frecuencia por muchos científicos como "planetas dobles enanos" ("planetas dobles" antes de la definición de 2006 de "planeta"). La Unión Astronómica Internacional (IAU) actualmente llama a Caronte un satélite de Plutón, pero ha expresado explícitamente su voluntad de reconsiderar los cuerpos de los planetas enanos dobles en el futuro. [ cita requerida ]
La relación de masa entre la Luna y la Tierra de 0,01230 (≈ 1 ⁄ 81 ) también está notablemente cerca de 1 en comparación con todas las demás proporciones de satélite a planeta. En consecuencia, algunos científicos ven el sistema Tierra-Luna también como un planeta doble, aunque esta es una opinión minoritaria. El único satélite de Eris , Dysnomia , tiene un radio en algún lugar alrededor 1 ⁄ 4 el de Eris ; asumiendo densidades similares (la composición compositiva de Dysnomia puede o no diferir sustancialmente de la de Eris), la relación de masa estaría cerca 1 ⁄ 40 , un valor intermedio a 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 masa?"
Posición del centro de masa
Actualmente, la definición más comúnmente propuesta para un sistema de doble planeta es aquella en la que el baricentro , alrededor del cual orbitan ambos cuerpos, se encuentra fuera de ambos cuerpos. Bajo esta definición, Plutón y Caronte son planetas enanos dobles, ya que orbitan un punto claramente fuera de Plutón, como se ve 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 hacer que la Tierra haga una revolución notable alrededor de este centro de masa, este punto, sin embargo, se encuentra bien dentro de la Tierra. Sin embargo, la Luna actualmente migra hacia el exterior 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 masa del sistema Tierra-Luna estará fuera de la Tierra, lo que lo convertiría en un sistema de doble planeta.
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 pesado, lograría la fusión del deuterio y se convertiría en una enana marrón . [4]
Valor de tira y afloja
Isaac Asimov sugirió una distinción entre las 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. [5] 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 . [5] 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 en el cuerpo más pequeño del cuerpo más grande y del Sol. La cifra de tira y afloja de la luna de Saturno Titán es de 380, lo que significa que la bodega de Saturno en Titán es 380 veces más fuerte que la bodega del sol en Titán. El valor de tira y afloja de Titán puede compararse con el de la luna Phoebe de Saturno , que tiene un valor de tira y afloja de solo 3,5. Entonces, el control de Saturno sobre Phoebe es solo 3,5 veces más fuerte que el control del Sol sobre Phoebe.
Asimov calculó valores de tira y afloja para varios satélites de los planetas. Mostró que incluso el gigante gaseoso más grande, Júpiter, tenía solo un control ligeramente mejor que el Sol en sus satélites capturados externos, algunos con valores de tira y afloja no mucho más altos 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 el control de la Tierra sobre la Luna es menos de la mitad que el del Sol. Asimov incluyó esto con sus otros argumentos de que la Tierra y la Luna deberían considerarse un planeta binario. [5]
Entonces, podríamos considerar a la Luna como ni un verdadero satélite de la Tierra ni uno capturado, sino como un planeta por derecho propio, moviéndose alrededor del Sol en paso cuidadoso con la Tierra. Desde el interior del sistema Tierra-Luna, la forma más sencilla de representar 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 a través de parte de sus órbitas, atrapados como están por la atracción superior de sus planetas primarios, pero no la Luna. [5] [6] [Nota a pie de página 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 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 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 ).
Formación del sistema
Una consideración final es la forma en que los dos órganos llegaron a formar un sistema. Se cree que los sistemas Tierra-Luna y 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 cuerpos nuevos o uno nuevo. cuerpo formado, quedando el cuerpo más grande (pero cambiado). 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 satélites exteriores pequeños de Plutón.
Una hipótesis ahora abandonada sobre el origen de la Luna se llamó en realidad la "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 gravitacional. Esta idea también es una condición problemática para definir dos cuerpos como "planetas dobles" porque los planetas pueden "capturar" lunas a través de la 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, luego capturado por Neptuno .
Ver también
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Referencias
Notas informativas
- ↑ Asimov usa el término " cóncavo " para describir el patrón orbital Tierra-Luna alrededor del Sol, mientras que Aslaksen usa " convexo " para describir exactamente el mismo patrón. El término que se usa se basa únicamente en la perspectiva del observador. Desde el punto de vista del Sol, la órbita de la Luna es cóncava; desde fuera de la órbita de la Luna, digamos, desde el planeta Marte, es convexa.
Citas
- ^ a b "Bienvenido al planeta doble" . ESA . 2003-10-05 . Consultado el 12 de noviembre de 2009 .
- ^ "El proyecto de definición de la IAU de" planeta "y" plutones " " . Unión Astronómica Internacional . 2006-08-16 . Consultado el 17 de mayo de 2008 .
- ^ Margot, JL "Un criterio cuantitativo para definir planetas" . Revista astronómica . 150 : 185. arXiv : 1507.06300 . Código bibliográfico : 2015AJ .... 150..185M . doi : 10.1088 / 0004-6256 / 150/6/185 .
- ^ Herbst, TM; Rix, H.-W. (1999). "Estudios de formación de estrellas y planetas extrasolares con interferometría de infrarrojo cercano en el LBT". En Guenther, Eike; Stecklum, Bringfried; Klose, Sylvio (eds.). Espectroscopía óptica e infrarroja de materia circunestelar, ASP Conference Series, vol. 188 . San Francisco, California: Sociedad Astronómica del Pacífico . págs. 341–350. Código Bibliográfico : 1999ASPC..188..341H . ISBN 1-58381-014-5.
- ↑ a b c d Asimov, Isaac (1975). "Just Mooning Around", recopilado en Of Time and Space, and Other Things . Avon. Fórmula derivada de la p. 89 del libro. pag. 55 del archivo .pdf. Consultado el 20 de enero de 2012.
- ^ Aslaksen, Helmer (2010). "¡La órbita de la Luna alrededor del Sol es convexa!" . Universidad Nacional de Singapur: Departamento de Matemáticas. Archivado desde el original el 16 de enero de 2013 . Consultado el 23 de enero de 2012 .
Bibliografía
- Stern, S. Alan (27 de febrero de 1997). "Clyde Tombaugh (1906-1997) astrónomo que descubrió el noveno planeta del Sistema Solar" . Naturaleza . 385 (6619): 778. Bibcode : 1997Natur.385..778S . doi : 10.1038 / 385778a0 Plutón-Caronte es "el único ejemplo conocido de un verdadero planeta doble".CS1 maint: posdata ( enlace )
- Lissauer, Jack J. (25 de septiembre de 1997). "No es fácil hacer la Luna". Naturaleza . 389 (6649): 327–328. Código Bibliográfico : 1997Natur.389..327L . doi : 10.1038 / 38596 Compara las teorías de doble planeta de las formaciones Tierra-Luna y Plutón-Caronte.CS1 maint: posdata ( enlace )
Otras lecturas
- Asimov, Isaac (1960). El doble planeta . Nueva York: Abelard-Schuman.
- Asimov, Isaac (1990). Plutón: ¿un planeta doble? . Milwaukee: G. Stevens. ISBN 9781555323738.
- Cabrera, J .; Schneider, J. (2007). "Detección de compañeros de planetas extrasolares mediante eventos mutuos". Astronomía y Astrofísica . 464 (3): 1133-1138. arXiv : astro-ph / 0703609 . Bibcode : 2007A y A ... 464.1133C . doi : 10.1051 / 0004-6361: 20066111 .
enlaces externos
- La definición del diccionario de planeta doble en Wikcionario