29/Feb/08

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Las lunas de Plutón, Nix e Hidra, pueden haber sido adoptadas

Las mini-lunas de Plutón, Nix e Hidra, se descubrieron en 2005 (aunque se nombraron en 2006) durante una campaña de observación del Telescopio Espacial Hubble.

El descubrimiento de estas mini-lunas incrementa el número de satélites naturales que orbitan Plutón a tres (incluyendo la lunar mayor Caronte). Pero, ¿de dónde procede estos satélites? La teoría actualmente aceptada de la formación de la mayor luna, Caronte, es muy similar a la teoría que apoya la creación de la Luna de la Tierra. Se cree que un gran impacto entre dos Objetos Grandes del Cinturón de Kuiper expulsaron a Caronte del proto-Plutón, colocando en órbita el trozo de masa de Plutón. A lo largo de los años, las fuerzas de matea frenaron al par y esto permitió que Caronte se fijase en su órbita actual. Una teoría reciente sugiere que Nix e Hydra son un subproducto de esta colisión, simplemente fragmentos hechos añicos en un enorme impacto. Pero hay algunos problemas con esta idea. ¿Podrían Nix e Hidra proceder de otro lugar que no fuese el impacto de Plutón y Caronte?

Las pequeñas lunas que orbitan el Objeto Grande del Cinturón de Kuiper (anteriormente clasificado como planeta) pueden encontrarse a 48 700 kilómetros y 64 800 kilómetros de la superficie de Plutón. La luna más cercana es llamada Nix y la más lejana, Hidra. Nix tiene una resonancia orbital de 4:1 con la órbita de Caronte y la luna mayor Hidra tiene una resonancia de 6:1 (es decir, Nix orbitará a Plutón una vez por cada cuatro órbitas de Caronte; Hydra orbitará a Plutón una vez cada seis órbitas de Caronte).

Las razones detrás de estas órbitas de las mini-lunas apenas están comenzando a entenderse, pero se sane que su resonancia con la órbita de Caronte tiene su raíz atrás en el tiempo durante la evolución del sistema de Plutón. Si suponemos que Hidra y Nix se formaron a partir de una colisión masiva de un Objeto del Cinturón de Kuiper, la explicación más simple es suponer que todos son fragmentos del impacto capturados por la gravedad del sistema Plutón-Caronte. Sin embargo, debido a las órbitas altamente excéntricas que resultarían de esta colisión, no es posible que las dos pequeñas lunas pudiesen haber evolucionado a órbitas casi circulares, en resonancia casi co-rotacional con Caronte.

Por tanto, ¿podría ser posible que las lunas se hubiesen formado a partir de polvo y restos resultantes de la colisión inicial? Si se hubiese producido suficiente material, y si el material colisionó con frecuencia, entonces tal vez Nix e Hydra nacieron de un disco frío de restos (en lugar de ser piezas de roca completas), finalmente fundiéndose y formando lunas rocosas de tamaño considerable. Dado que puede haber habido un disco de escombros, las colisiones con Nix e Hidra también habrían reducido cualquier excentricidad en sus órbitas.

Pero hay un gran problema en esta teoría. A partir de las simulaciones de impactos, el disco de restos post-impacto alrededor de Plutón habría sido muy compacto. El disco no podría haber logrado llegar a las actuales órbitas de las lunas.

Una teoría adicional sugiere que tal vez las lunas se crearon en un disco de post-impacto, pero muy cerca de Plutón, y entonces a través de las interacciones gravitatorias con Caronte, las órbitas de Nix e Hydra fueron arrastradas al exterior, permitiéndoles orbitar lejos del disco de post-impacto de Plutón-Caronte. De acuerdo con unas simulaciones por ordenador recientes, esto no parece ser posible tampoco.

Para encontrar una respuesta, el trabajo de Yoram Lithwick y Yanqin Wu (Universidad de Toronto) sugiere que debemos mirar más allá del sistema Plutón-Caronte para la fuente de material de Nix e Hydra. A partir de las simulaciones, las teorías de arriba sobre que la creación de las pequeñas lunas se inició a partir de material expulsado por una gran colisión entre dos Objetos Grandes del Cinturón de Kuiper (creando Plutón y Caronte) son extremadamente problemáticas. No responden adecuadamente a cómo las órbitas altamente excéntricas que Nix e Hydra tendrían a partir de una colisión podrían evolucionar a unas casi circulares que vemos hoy.

Lithwick y Wu continúan diciendo que las órbitas circulares resonantes co-rotacionales de las dos lunas podrían haber sido creadas a partir de un disco Plutoncéntrico de pequeños trozos de roca recogidos durante la órbita de Plutón alrededor del Sol. De esta forma, Nix e Hydra pueden haberse formado a partir de restos de roca dejados en el desarrollo del Sistema Solar, y no a partir de una colisión que creó a Caronte. Esto puede seguir siendo verdad para incontables Objetos del Cinturón de Kuiper que orbitan en los confines del Sistema Solar, no son necesarios impactos para la creación de diminutas lunas que ahora pensamos que son sus satélites.

Se espera que la misión New Horizons (lanzada el 21 de enero de 2006) a los confines del Sistema Solar revelará algunas de las preguntas que permanecen sin respuesta en las profundidades de nuestro misterioso Cinturón de Kuiper. Con suerte también encontraremos respuesta a si Nix e Hydra son hijos de Plutón y Caronte … o si fueron adoptados.

Fuente: Astro Web. Aportado por Gustavo Courault