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El "anillo planetario" vuelve a dirigir aquí. Para otros usos, consulte Planet Ring .
Para sistemas de anillos en química, consulte Sistema de anillos (química) .
Las lunas Prometeo (derecha) y Pandora orbitan justo dentro y fuera del anillo F de Saturno , pero se cree que solo Prometeo funciona como un pastor de anillos.

Un sistema de anillos es un disco o anillo que orbita un objeto astronómico que está compuesto de material sólido como polvo y lunas , y es un componente común de los sistemas de satélites alrededor de planetas gigantes. Un sistema de anillos alrededor de un planeta también se conoce como sistema de anillos planetarios . [1]

Los anillos planetarios más prominentes y famosos del Sistema Solar son los que se encuentran alrededor de Saturno , pero los otros tres planetas gigantes ( Júpiter , Urano y Neptuno ) también tienen sistemas de anillos. La evidencia reciente sugiere que los sistemas de anillos también se pueden encontrar alrededor de otros tipos de objetos astronómicos, incluidos los planetas menores, las lunas y las enanas marrones, y también los espacios interplanetarios entre planetas como Venus y Mercurio . [1]

Sistemas de anillos de planetas [ editar ]

El anillo que gira alrededor de Saturno está formado por trozos de hielo y polvo. La pequeña mancha oscura de Saturno es la sombra de Encelado, la luna de Saturno .

Hay tres formas en que se ha propuesto que se formaron anillos planetarios más gruesos (los anillos alrededor de los planetas): a partir de material del disco protoplanetario que estaba dentro del límite de Roche del planeta y, por lo tanto, no podía fusionarse para formar lunas, a partir de los escombros de un planeta. luna que fue interrumpida por un gran impacto, o por los escombros de una luna que fue interrumpida por las tensiones de las mareas cuando pasó dentro del límite de Roche del planeta. Se pensaba que la mayoría de los anillos eran inestables y se disipaban en el transcurso de decenas o cientos de millones de años, pero ahora parece que los anillos de Saturno podrían ser bastante antiguos, y que datan de los primeros días del Sistema Solar. [2]

Se pueden formar anillos planetarios más débiles como resultado de impactos de meteoroides con lunas que orbitan alrededor del planeta o, en el caso del anillo E de Saturno, la eyección de material criovolcánico. [3] [4]

La composición de las partículas del anillo varía; pueden ser silicatos o polvo helado. También pueden estar presentes rocas y cantos rodados más grandes, y en 2007 se detectaron efectos de marea de ocho 'lunas' de solo unos pocos cientos de metros de diámetro dentro de los anillos de Saturno. El tamaño máximo de una partícula de anillo está determinado por la resistencia específica del material del que está hecho, su densidad y la fuerza de marea en su altitud. La fuerza de la marea es proporcional a la densidad promedio dentro del radio del anillo, o a la masa del planeta dividida por el radio del anillo al cubo. También es inversamente proporcional al cuadrado del período orbital del anillo.

A veces, los anillos tendrán lunas " pastoras " , pequeñas lunas que orbitan cerca de los bordes internos o externos de los anillos o dentro de los espacios en los anillos. La gravedad de las lunas pastoras sirve para mantener un borde bien definido del anillo; el material que se acerca a la órbita de la luna pastora se desvía hacia el cuerpo del anillo, se expulsa del sistema o se acumula en la luna misma.

También se predice que Fobos , una luna de Marte, se romperá y formará un anillo planetario en unos 50 millones de años. Su órbita baja, con un período orbital más corto que un día marciano, está decayendo debido a la desaceleración de las mareas . [5] [6]

Júpiter [ editar ]

Artículo principal: Anillos de Júpiter

El sistema de anillos de Júpiter fue el tercero en ser descubierto, cuando fue observado por primera vez por la sonda Voyager 1 en 1979, [7] y fue observado más a fondo por el orbitador Galileo en la década de 1990. [8] Sus cuatro partes principales son un toro débil y grueso conocido como el "halo"; un anillo principal delgado y relativamente brillante; y dos anchos y tenues "anillos de gasa". [9] El sistema se compone principalmente de polvo. [7] [10]

Saturno [ editar ]

Artículo principal: Anillos de Saturno

Los anillos de Saturno son el sistema de anillos más extenso de cualquier planeta del Sistema Solar y, por lo tanto, se sabe que existen desde hace bastante tiempo. Galileo Galilei los observó por primera vez en 1610, pero no se describieron con precisión como un disco alrededor de Saturno hasta que Christiaan Huygens lo hizo en 1655. [11] Con la ayuda de la misión Cassini de NASA / ESA / ASI , una mayor comprensión de la formación de anillos y se entendió el movimiento activo. [12] Los anillos no son una serie de pequeños bucles como muchos piensan, sino más bien un disco con densidad variable. [13] Consisten principalmente en hielo de agua y trazas de roca , y las partículas varían en tamaño desde micrómetros a metros.[14]

Urano [ editar ]

Artículo principal: Anillos de Urano

El sistema de anillos de Urano se encuentra entre el nivel de complejidad del vasto sistema de Saturno y los sistemas más simples alrededor de Júpiter y Neptuno. Fueron descubiertos en 1977 por James L. Elliot , Edward W. Dunham y Jessica Mink . [15] En el tiempo comprendido entre entonces y 2005, las observaciones de la Voyager 2 [16] y el Telescopio Espacial Hubble [17] llevaron a la identificación de un total de 13 anillos distintos, la mayoría de los cuales son opacos y solo tienen unos pocos kilómetros de ancho. Son oscuros y probablemente consisten en hielo de agua y algunos compuestos orgánicos procesados ​​por radiación . La relativa falta de polvo se debe a la resistencia aerodinámica de la exosfera extendida .corona de Urano.

Neptuno [ editar ]

Artículo principal: Anillos de Neptuno

El sistema alrededor de Neptuno consta de cinco anillos principales que, en su punto más denso, son comparables a las regiones de baja densidad de los anillos de Saturno. Sin embargo, son débiles y polvorientos, mucho más similares en estructura a los de Júpiter. El material muy oscuro que forma los anillos es probablemente materia orgánica procesada por radiación , como en los anillos de Urano. [18] Del 20 al 70 por ciento de los anillos son polvo , una proporción relativamente alta. [18] Se vieron indicios de los anillos durante décadas antes de su descubrimiento concluyente por la Voyager 2 en 1989.

Sistemas de anillos de planetas y lunas menores [ editar ]

Informes de marzo de 2008 [19] [20] [21] sugirieron que la luna Rea de Saturno puede tener su propio sistema de anillos tenue , lo que la convertiría en la única luna conocida que tiene un sistema de anillos. Un estudio posterior publicado en 2010 reveló que las imágenes de Rea por la nave espacial Cassini eran inconsistentes con las propiedades predichas de los anillos, lo que sugiere que algún otro mecanismo es responsable de los efectos magnéticos que llevaron a la hipótesis del anillo. [22]

Algunos astrónomos habían teorizado que Plutón podría tener un sistema de anillos. [23] Sin embargo, esta posibilidad ha sido descartada por New Horizons , que habría detectado cualquier sistema de anillos de este tipo.

Chariklo [ editar ]

10199 Chariklo , un centauro , fue el primer planeta menor descubierto que tenía anillos. Tiene dos anillos, quizás debido a una colisión que provocó que una cadena de escombros lo orbitara. Los anillos fueron descubiertos cuando los astrónomos observaron a Chariklo pasando frente a la estrella UCAC4 248-108672 el 3 de junio de 2013 desde siete lugares en América del Sur. Mientras miraban, vieron dos caídas en el brillo aparente de la estrella justo antes y después de la ocultación. Debido a que este evento se observó en múltiples ubicaciones, la conclusión de que la caída en el brillo se debió de hecho a los anillos es unánimemente la hipótesis principal. Las observaciones revelaron lo que probablemente sea un sistema de anillos de 19 kilómetros (12 millas) de ancho que está aproximadamente 1,000 veces más cerca de lo que la Luna está a la Tierra. Además, los astrónomos sospechan que podría haber una luna orbitando entre los escombros del anillo. Si estos anillos son los restos de una colisión, como sospechan los astrónomos,esto daría pie a la idea de que las lunas (como la Luna) se forman a través de colisiones de pequeños trozos de material. Los anillos de Chariklo no han sido nombrados oficialmente, pero los descubridores los han apodado Oiapoque y Chuí, en honor a dos ríos cerca de los extremos norte y sur de Brasil.[24]

Quirón [ editar ]

También se sospecha que un segundo centauro, Quirón 2060 , tiene un par de anillos. [25] [26] Basado en datos de ocultación estelar que inicialmente se interpretaron como resultado de chorros asociados con la actividad cometa de Quirón, se propone que los anillos tengan 324 (± 10) km de radio. Su apariencia cambiante en diferentes ángulos de visión puede explicar la variación a largo plazo en el brillo de Chiron a lo largo del tiempo. [26]

Los sistemas de anillos pueden formarse alrededor de los centauros cuando son interrumpidos por las mareas en un encuentro cercano (entre 0,4 y 0,8 veces el límite de Roche ) con un planeta gigante. (Por definición, un centauro es un planeta menor cuya órbita cruza la (s) órbita (s) de uno o más planetas gigantes). Para un cuerpo diferenciadoacercándose a un planeta gigante a una velocidad relativa inicial de 3-6 km / s con un período de rotación inicial de 8 horas, se predice una masa de anillo de 0.1% -10% de la masa del centauro. La formación de anillos a partir de un cuerpo indiferenciado es menos probable. Los anillos estarían compuestos en su mayor parte o en su totalidad por material del manto helado del cuerpo principal. Después de formarse, el anillo se expandiría lateralmente, lo que llevaría a la formación de satélites desde cualquier parte que se extienda más allá del límite de Roche del centauro. Los satélites también podrían formarse directamente a partir del manto helado interrumpido. Este mecanismo de formación predice que aproximadamente el 10% de los centauros habrán experimentado encuentros potencialmente formadores de anillos con planetas gigantes. [27]

Haumea [ editar ]

Un anillo alrededor de Haumea , un planeta enano y miembro resonante del cinturón de Kuiper , fue revelado por una ocultación estelar observada el 21 de enero de 2017. Esto lo convierte en el primer objeto transneptuniano que tiene un sistema de anillos. [28] [29] El anillo tiene un radio de aproximadamente 2287 km, un ancho de 70 km y una opacidad de 0,5. [29] El plano del anillo coincide con el ecuador de Haumea y la órbita de su luna exterior más grande, Hi'iaka [29] (que tiene un semieje mayor de ≈25,657 km). El anillo está cerca de la resonancia 3: 1 con la rotación de Haumea, que se encuentra en un radio de 2285 ± 8 km. [29]Está bien dentro del límite de Roche de Haumea , que estaría en un radio de aproximadamente 4.400 km si Haumea fuera esférico (al ser no esférico, el límite se aleja aún más). [29]

Anillos alrededor de exoplanetas [ editar ]

Debido a que todos los planetas gigantes del Sistema Solar tienen anillos, la existencia de exoplanetas con anillos es plausible. Aunque las partículas de hielo , el material predominante en los anillos de Saturno , solo pueden existir alrededor de los planetas más allá de la línea de las heladas , dentro de esta línea los anillos formados por material rocoso pueden ser estables a largo plazo. [30] Estos sistemas de anillos pueden detectarse para planetas observados por el método de tránsito mediante una reducción adicional de la luz de la estrella central si su opacidad es suficiente. A partir de 2020, se ha encontrado un sistema de anillo extrasolar candidato mediante este método, alrededor de HIP 41378 f . [31]

Se descubrió que Fomalhaut b era grande y no estaba claramente definido cuando se detectó en 2008. Se planteó la hipótesis de que esto se debía a una nube de polvo atraída por el disco de polvo de la estrella, o un posible sistema de anillos, [32] aunque en 2020 Fomalhaut b se determinó que era muy probable que fuera una nube de escombros en expansión de una colisión de asteroides en lugar de un planeta. [33] Del mismo modo, Proxima Centauri c se ha observado que es mucho más brillante que espera por su baja masa de 7 masas terrestres, que se puede atribuir a un sistema de anillo de aproximadamente 5 R J . [34]

Una secuencia de ocultaciones de la estrella 1SWASP J140747.93-394542.6 observada en 2007 durante 56 días se interpretó como un tránsito de un sistema de anillos de un compañero subestelar (no observado directamente) apodado "J1407b". [35] A este sistema de anillos se le atribuye un radio de unos 90 millones de kilómetros (unas 200 veces el de los anillos de Saturno). En los comunicados de prensa, se utilizó el término "super Saturno". [36] Sin embargo, la edad de este sistema estelar es de solo unos 16 millones de años, lo que sugiere que esta estructura, si es real, es más probable que sea un disco circumplanetario en lugar de un sistema de anillos estable en un sistema planetario evolucionado.. Se observó que el anillo tenía un espacio de 0,0267 AU de ancho a una distancia radial de 0,4 AU. Las simulaciones sugieren que esta brecha es más probablemente el resultado de una luna incrustada que los efectos de resonancia de una luna externa. [37]

Comparación visual [ editar ]

Una imagen de Galileo del anillo principal de Júpiter .
Un mosaico de Cassini de los anillos de Saturno .
Una imagen de la Voyager 2 de los anillos de Urano .
Un par de imágenes de la Voyager 2 de los anillos de Neptuno .

Ver también [ editar ]

  • Disco circumplanetario  : acumulación de partículas que se forman alrededor de un planeta.

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

  • Nomenclatura de anillo y espacio de anillo de USGS / IAU
  • Todo lo que una mente curiosa debe saber sobre los sistemas de anillos planetarios con el Dr. Mark Showalter , Bridging the Gaps: Un portal para mentes curiosas
  • Química física de la evolución de los sistemas planetarios
  • Gladyshev GP Termodinámica y macrocinética de procesos jerárquicos naturales , p. 217. Nauka, Moscú, 1988 (en ruso).