El hipocampo , también designado como Neptuno XIV , es una pequeña luna de Neptuno descubierta el 1 de julio de 2013. Fue encontrada por el astrónomo Mark Showalter al analizar fotografías de Neptuno archivadas que el Telescopio Espacial Hubble capturó entre 2004 y 2009. La luna es tan tenue que no estaba observado cuando la sonda espacial Voyager 2 sobrevoló Neptuno y sus lunas en 1989. Tiene unos 35 km (20 millas) de diámetro y orbita Neptuno en unas 23 horas, poco menos de un día terrestre . Debido a su distancia inusualmente cercana a la luna interior más grande de Neptuno, Proteus, se ha planteado la hipótesis de que el hipocampo puede haberse acumulado a partir del material expulsado por un impacto en Proteus hace varios miles de millones de años. La luna se conocía anteriormente con su designación provisional S / 2004 N 1 hasta febrero de 2019, cuando se la llamó formalmente Hipocampo, en honor al mitológico caballito de mar que simboliza a Poseidón en la mitología griega .
Descubrimiento [1] | |
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Descubierto por | MR Showalter I. de Pater J. J. Lissauer R. S. French |
Fecha de descubrimiento | 1 de julio de 2013 |
Designaciones | |
Designacion | Neptuno XIV |
Pronunciación | / H ɪ p ə k æ m p / [2] |
Lleva el nombre de | ἱππόκαμπος hippokampos |
Nombres alternativos | S / 2004 N 1 |
Adjetivos | Hippocampian / h ɪ p ə k æ m p i ə n / [3] |
Características orbitales [5] | |
Época 1 de enero de 2020 ( JD 2458849.5) | |
Semieje mayor | 105.283 kilometros |
Excentricidad | 0,000 84 ± 0,000 32 |
Periodo orbital | 0,95 días (22,8 horas ) |
Anomalía media | 329.901 ° |
Inclinación | 0.0641 ° ± 0.0507 ° (al ecuador de Neptuno) [4] 0.0019 ° (al plano local de Laplace ) [5] |
Longitud del nodo ascendente | 110,467 ° |
Argumento de perihelio | 305,446 ° |
Satélite de | Neptuno |
Características físicas | |
Radio medio | 17,4 ± 2,0 km [4] |
Masa | (1.029-30.87) × 10 15 kg [5] |
Densidad media | ≈1,3 g / cm 3 (supuesto) [6] |
Período de rotación | sincrónico |
Albedo | ≈0,09 (supuesto) [4] |
Magnitud aparente | 26,5 ± 0,3 [6] [7] |
Historia
Descubrimiento
Hippocamp fue descubierto por un equipo de astrónomos dirigido por Mark Showalter del Instituto SETI el 1 de julio de 2013. Showalter estaba examinando imágenes de archivo de Neptuno del Telescopio Espacial Hubble de 2009, como parte de su estudio sobre los arcos de los anillos de Neptuno . Dado que las lunas interiores y los arcos anulares de Neptuno orbitan rápidamente, Showalter desarrolló y utilizó una técnica similar a la panorámica , en la que se recopilan múltiples imágenes de exposición corta y se compensan digitalmente para compensar el movimiento orbital y permitir el apilamiento de múltiples imágenes para resaltar detalles tenues. . [8] [9] Por capricho, Showalter decidió extender su análisis a regiones más allá del sistema de anillos de Neptuno; luego encontró a Hippocamp como un punto blanco tenue pero inequívoco. [8] [10]
Para confirmar la luna, Showalter analizó más de 150 imágenes de archivo del Hubble que se remontan a 2004. [8] En una semana, Showalter encontró repetidamente Hippocamp en estas imágenes y pudo identificar la luna en diez momentos de observación diferentes desde 2004 a 2009. [ 7] [11] Showalter también había verificado imágenes de la nave espacial Voyager 2 para encontrar alguna detección de Hippocamp durante su sobrevuelo de Neptuno en 1989, pero no pudo identificar la luna ya que estaba demasiado oscura para ser detectada por las cámaras de la Voyager 2 . No obstante, la cantidad de imágenes de archivo del Hubble con Hippocamp fue suficiente para determinar la órbita de la luna. [8] [7] [10] El descubrimiento de Hippocamp se anunció formalmente en un anuncio publicado por la Unión Internacional Astronómica 's Oficina Central de telegramas astronómicos , junto con un comunicado de prensa del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial el 15 de julio de 2013. [ 7] [8] Dado que las imágenes relevantes examinadas por Showalter estaban disponibles para el público, cualquiera podría haber hecho el descubrimiento. [10]
Nombrar
La luna lleva el nombre del hipocampo , una criatura mitológica representada con la parte superior del cuerpo de un caballo con la parte inferior de un pez en la mitología griega . [12] El hipocampo simboliza al dios griego del mar Poseidón , así como al dios romano del mar, Neptuno . [13] [12] En la mitología romana , Neptuno a menudo conducía un carro de mar tirado por hipocampos. [12]
Tras el anuncio de su descubrimiento, la luna recibió la designación provisional S / 2004 N 1. La designación provisional indica que fue el primer satélite neptuniano identificado en imágenes que datan de 2004. [7] Se realizaron observaciones de seguimiento del Hubble del Hippocamp por Showalter en 2016, y luego el Minor Planet Center le dio a la luna su designación permanente de número romano después de su recuperación. [14] [15] El hipocampo se numeró formalmente como Neptuno XIV (14) el 25 de septiembre de 2018, aunque permaneció sin un nombre oficial hasta febrero de 2019. [15]
Según las pautas de nomenclatura de la Unión Astronómica Internacional (IAU), las propuestas de nombres para las lunas de Neptuno deben basarse en una figura de la mitología grecorromana con una relación con Poseidón o Neptuno. [13] [16] Showalter y su equipo habían buscado nombres desde el anuncio de su descubrimiento; entre los nombres considerados estaba Polifemo , el gigantesco hijo tuerto de Poseidón y Thoosa . [17] Showalter luego se decidió por el nombre Hippocamp en reconocimiento al género de caballitos de mar, Hippocampus , principalmente por su pasión por el buceo y el animal en sí. [18] La propuesta de nombre de Showalter fue aprobada por el comité de nomenclatura de la IAU el 20 de febrero de 2019, y el nombre fue anunciado en un comunicado de prensa del Space Telescope Science Institute. [19] [16]
Origen
La distribución de masa de las lunas neptunianas es el más desequilibrado de los sistemas de satélites de los planetas gigantes del Sistema Solar. Una luna, Tritón , constituye casi la totalidad de la masa del sistema, y todas las demás lunas juntas comprenden solo un tercio del uno por ciento. La razón de la desigualdad del actual sistema neptuniano es que Triton fue capturado del cinturón de Kuiper mucho después de la formación del sistema de satélites original de Neptuno, gran parte del cual fue destruido en el proceso de captura. Se presume que la órbita de Tritón tras la captura fue muy excéntrica , lo que habría causado perturbaciones caóticas en las órbitas de los satélites neptunianos internos originales , lo que habría provocado la expulsión de algunas lunas y la destrucción por colisión de otras. [20] [21] Se cree que al menos algunos de los satélites internos actuales de Neptuno se acumularon a partir de los escombros resultantes después de que la órbita de Tritón fuera circularizada por la desaceleración de las mareas . [22]
Entre estas lunas reacretadas se encuentra Proteus , la más grande y más externa de las lunas internas actuales de Neptuno. Proteus tiene un gran cráter de impacto llamado Pharos , que tiene un diámetro de alrededor de 250 km (160 millas), más de la mitad del diámetro del propio Proteus. Este tamaño inusualmente grande de Pharos en relación con Proteus implica que el evento de impacto que formó el cráter casi habría interrumpido a Proteus y expulsado una cantidad significativa de escombros. [23] [4] La actual órbita de Proteus está situada relativamente cerca de la de Hippocamp, que orbita a sólo 12.000 km (7.500 millas) al interior de Proteus. Sus semiejes mayores orbitales difieren solo en un diez por ciento, lo que implica que ambos probablemente se hayan originado en la misma posición en el pasado. Esto se evidencia aún más al tener en cuenta las respectivas tasas de migración orbital hacia el exterior de las lunas , lo que también sugiere que Hippocamp y Proteus estaban mucho más cerca en el pasado. [24] Normalmente, dos objetos contiguos de tamaños dispares habrían resultado en la expulsión del objeto más pequeño o en la colisión con el objeto más grande; este no parece ser el caso de Hippocamp y Proteus. [12] [16]
Con base en esta evidencia, Showalter y sus colegas propusieron que Hippocamp puede haberse originado a partir de los escombros expulsados de Proteus por el impacto cometario que formó su cráter más grande, Pharos. En este escenario, Hippocamp sería considerado como un satélite de tercera generación de Neptuno, originado por impactos en las lunas regulares reformadas de Neptuno después de la captura de Tritón. [12] Se cree que las lunas regulares de Neptuno fueron interrumpidas por impactos de cometas en múltiples ocasiones, y solo Proteus sobrevivió intacto a pesar de haber sido casi interrumpido por el impacto de Pharos. [20] Algunos de los escombros expulsados por el impacto se asentaron en una órbita estable de 1.000 a 2.000 km (620 a 1.240 millas) en el interior de Proteus, y se fusionaron en Hippocamp. [4] Sin embargo, Hippocamp solo representa el dos por ciento del volumen faltante de material generado por el evento de impacto de Pharos, y se desconoce la razón de la ausencia del resto de los escombros. [24]
Al igual que con las otras pequeñas lunas interiores de Neptuno, se cree que el hipocampo ha sido interrumpido repetidamente por impactos de cometas después de que se fusionó a partir de los escombros expulsados de Proteus. Con base en la tasa de formación de grandes cráteres en Proteus, se estima que Hippocamp se ha interrumpido unas nueve veces en los últimos 4 mil millones de años, volviendo a acumularse después de cada evento de interrupción. [25] Estos eventos de disrupción reducen sustancialmente la excentricidad e inclinación orbital de la luna, proporcionando una explicación de la actual órbita circular de Hippocamp a pesar de su proximidad a Proteus. Es probable que el hipocampo también haya perdido parte de su masa durante estos eventos de interrupción, lo que posiblemente explica parte del volumen faltante de material expulsado del evento de impacto de Pharos. [18] Desde entonces, Proteus se ha alejado más de 11.000 km (6.800 millas) de Neptuno debido a las interacciones de las mareas con el planeta, mientras que Hippocamp permaneció cerca de su posición inicial donde se formó a medida que migra más lentamente debido a su tamaño más pequeño. [4]
Características físicas
El hipocampo es la luna más pequeña conocida de Neptuno, con un diámetro estimado en 34,8 km (21,6 millas). Es aproximadamente 1.000 veces menos masivo y 4.000 veces menos voluminoso que su progenitor hipotético, Proteus. [4] [16] Basado en la magnitud aparente estimada de Hippocamp de 26,5, inicialmente se pensó que su diámetro era de alrededor de 16-20 km (10-12 mi), pero observaciones más recientes revisan este valor al doble. [7] [4] Sin embargo, sigue siendo por un amplio margen el más pequeño de los satélites regulares internos de Neptuno. [24]
Se desconocen las propiedades de la superficie del hipocampo, ya que no se estudió ampliamente a través de diferentes longitudes de onda de luz , particularmente en el espectro del infrarrojo cercano . Se supone que el hipocampo se parece a los otros satélites internos de Neptuno por tener una superficie oscura. Sus albedos geométricos varían de 0.07 a 0.10, con un promedio de alrededor de 0.09. [4] [26] El instrumento NICMOS del Telescopio Espacial Hubble ha examinado las grandes lunas interiores de Neptuno en el infrarrojo cercano y ha encontrado evidencia de que material similar oscuro y rojizo , característico de los pequeños cuerpos del Sistema Solar exterior , parece estar presente en todos sus superficies. Los datos son consistentes con compuestos orgánicos que contienen enlaces C − H y / o C≡N , pero la resolución espectral fue inadecuada para identificar las moléculas. [27] Se cree que hay hielo de agua, abundante en el Sistema Solar exterior, pero no se pudo observar su firma espectral (a diferencia del caso de las pequeñas lunas de Urano ). [28]
Orbita
El hipocampo completa una revolución alrededor de Neptuno cada 22 horas y 48 minutos (0,95 días), correspondiente a un semieje mayor , o una distancia orbital de 105.283 km (65.420 mi). [7] A modo de comparación, esta distancia es de aproximadamente 4,3 radios de Neptuno, o poco más de un cuarto de la distancia Tierra - Luna . [b] Tanto su inclinación como su excentricidad son cercanas a cero. [4] Orbita entre Larissa y Proteus, lo que lo convierte en el segundo más externo de los satélites regulares de Neptuno . Su pequeño tamaño en esta ubicación va en contra de una tendencia entre los otros satélites neptunianos regulares de diámetro creciente a medida que aumenta la distancia del primario. [6]
Al estar situado a una distancia relativamente cercana al Proteus mucho más grande, Hippocamp está sujeto a su importante influencia gravitacional. [4] Su órbita es particularmente sensible a la masa de Proteus; Las soluciones orbitales que utilizan una variedad de masas asumidas para Proteus muestran que Hippocamp muestra una diferencia significativa en órbita de alrededor de 100 km (62 millas). Esto puede permitir una estimación de la masa de Proteus al observar su influencia en la órbita de Hippocamp durante un período de varias décadas. [5]
Proteus e Hippocamp están casi en una resonancia de movimiento medio 11:13 , lo que puede ser la razón de la sensibilidad de Hippocamp a la masa de Proteus. [5] Ambas lunas están fuera de la órbita sincrónica de Neptuno (el período de rotación de Neptuno es de 0,67 días o 16,1 horas) y, por lo tanto, están siendo aceleradas por las mareas de Neptuno y están migrando hacia afuera. [30] Comparado con Hippocamp, Proteus migra a un ritmo más rápido debido a su mayor masa y, por lo tanto, a una interacción de marea más fuerte con Neptuno. Basado en su tasa de migración orbital, se estima que Proteus retrocederá unos 40 km (25 millas) de Neptuno en 18 millones de años, en los que entrará en una verdadera resonancia 11:13 con Hippocamp. [5] Además, los períodos orbitales actuales de Larissa e Hippocamp están dentro de aproximadamente el uno por ciento de una resonancia orbital de 3: 5 . [C]
Notas
- ^ El brillo relativo de las lunas se exagera en esta combinación de imágenes de alta y baja exposición. La imagen en color de Neptuno fue tomada por separado por Hubble en agosto de 2009.
- ^ Dado el radio de Neptuno de 24.600 km [5] y el semi-eje mayor de la Luna de 384.400 km. [29]
- ^ Dados los períodos respectivos de las lunas de 0,55465 y 0,95 días, las proporciones reales son 2,92: 5,00. [29]
Referencias
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enlaces externos
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- Una luna nueva para Neptuno , Anne J. Verbiscer, Nature , 20 de febrero de 2019
- Tiny New Moon Discovered around Neptune , Miriam Kramer, Scientific American , 17 de julio de 2013
- Cómo fotografiar un caballo de carreras ... y cómo esto se relaciona con una pequeña luna de Neptuno , Mark Showalter, Cosmic Diary (Blog de Mark Showalter), 15 de julio de 2013