Hallan 3 diminutas lunas nuevas alrededor de Urano y Neptuno

Dos de ellas recibirán nombres relacionados con dioses del mar y ninfas, mientras que la tercera llevará el nombre de un personaje shakesperiano.

Crédito: Scott Sheppard.

El sistema solar cuenta con nuevos miembros lunares: la primera luna nueva de Urano descubierta en más de 20 años, probablemente la más pequeña, y dos nuevas lunas de Neptuno, siendo una de ellas la luna más tenue jamás descubierta por telescopios terrestres. Estos hallazgos fueron anunciados esta semana por el Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional.

«Las tres lunas recién halladas son las más tenues encontradas alrededor de estos dos gigantes de hielo utilizando telescopios terrestres», explicó el astrónomo Scott S. Sheppard de Carnegie Science. «Se necesitó un procesamiento de imagen especial para revelar objetos tan tenues».

La nueva luna de Urano

El nuevo miembro uraniano eleva el conteo total de satélites del gigante de hielo a 28.

Con solo 8 kilómetros, es probablemente la luna más pequeña de Urano, al cual orbita cada 680 días. Provisionalmente ha sido llamada S/2023 U1, pero pronto recibirá un nombre basado en un personaje de una obra de Shakespeare, siguiendo las convenciones para nombrar a las lunas exteriores de este planeta.

S/2023 U1 fue avistada por primera vez el 4 de noviembre de 2023 por Sheppard, utilizando los telescopios Magallanes en el Observatorio Las Campanas en Chile. El astrónomo realizó observaciones de seguimiento un mes después, en diciembre.

La imagen de descubrimiento de la nueva luna uraniana S/2023 U1 tomada con el telescopio Magallanes el 4 de noviembre de 2023. Urano se encuentra justo fuera del campo de visión en la parte superior izquierda, como se observa por la luz dispersa aumentada. S/2023 U1 es el punto de luz tenue en el centro de la imagen (se indica con una flecha en la versión inferior de la imagen). Las líneas son rastros de estrellas de fondo. Crédito: Scott Sheppard.

Utilizando el mes de observaciones y colaborando con Marina Brozovic y Bob Jacobson del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA para determinar una posible órbita lunar para la nueva detección, Sheppard pudo localizar el nuevo miembro del panteón uraniano en imágenes más antiguas tomadas en 2021, tanto por Magallanes como por el telescopio Subaru en Hawái.

Las nuevas lunas de Neptuno

Sheppard también utilizó los telescopios Magallanes para encontrar la luna neptuniana más brillante de las dos recién identificadas.

En cuanto a la más tenue, el astrónomo recurrió al telescopio Subaru, contando con la colaboración de David Tholen de la Universidad de Hawái, Chad Trujillo de la Universidad del Norte de Arizona y Patryk Sofia Lykawa de la Universidad Kindai en Japón.

Observaciones de seguimiento que se extendieron hasta noviembre de 2023 confirmaron que la luna neptuniana más brillante orbita Neptuno. La luna más tenue requirió tiempo de observación especial bajo condiciones ultra prístinas en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral y en el telescopio de 8 metros del Observatorio Gemini para asegurar su órbita. Brozovic y Jacobson fueron esenciales para este proceso de ajustar la órbita de la luna alrededor de Neptuno utilizando datos de observaciones anteriores para predecir dónde apuntar los telescopios para encontrarla.

Neptuno y siete de sus lunas capturados por el telescopio espacial James Webb. Crédito: NASA, ESA, CSA, STScI.

La luna más brillante de Neptuno, designada provisionalmente como S/2002 N5, tiene aproximadamente 23 kilómetros de diámetro y tarda casi 9 años en orbitar el gigante de hielo. La luna más tenue de Neptuno, designada por ahora como S/2021 N1, tiene aproximadamente 14 kilómetros con una órbita de casi 27 años.

Ambas recibirán nombres permanentes basados en las 50 diosas Nereidas de la mitología griega.

Orbitas excéntricas

Todas las nuevas lunas uranianas y neptunianas tienen órbitas distantes, excéntricas e inclinadas, lo que sugiere que fueron capturadas por la gravedad de estos planetas durante o poco después de que Urano y Neptuno se formaran a partir del anillo de polvo y escombros que rodeaba nuestro Sol en su infancia.

Todos los planetas gigantes en nuestro sistema solar tienen configuraciones similares para sus lunas exteriores, independientemente de su tamaño o del proceso por el cual se formaron.

«Incluso Urano, que está inclinado en su lado, tiene una población lunar similar a los otros planetas gigantes que orbitan nuestro Sol», explicó Sheppard. «Y Neptuno, que probablemente capturó el distante objeto Tritón del cinturón de Kuiper, tiene lunas exteriores que parecen similares a las de sus vecinos».

Comprender mejor la historia de cómo se capturaron estas lunas exteriores puede ayudar a los astrónomos como Sheppard y sus colegas a elucidar nuevos detalles sobre los tumultuosos primeros años de la historia de nuestro sistema solar y el movimiento de los planetas en sus bordes exteriores. Las posibles misiones espaciales futuras a Urano y Neptuno —que se encuentran en fases de planificación— mejorarán este conocimiento y permitirán a los investigadores observar estas lunas recién descubiertas con una nueva perspectiva.

Colisiones pasadas

Las nuevas lunas también revelan agrupamientos orbitales dinámicos de lunas externas alrededor de Urano y Neptuno, similares a los encontrados alrededor de Júpiter y Saturno.

En Urano, S/2023 U1 comparte una órbita similar con Calibán y Stefano. En Neptuno, S/2021 N1 comparte una órbita similar con Psámate y Neso, mientras que S/2002 N5 comparte una órbita similar con Sao y Laomedeia.

Para explicar esto, los investigadores sugieren que lunas madre más grandes fueron fragmentadas por colisiones en los tiempos caóticos del sistema solar, probablemente con cometas o asteroides, dejando los fragmentos rotos en órbitas similares a la luna original más grande. Es probable que muchos fragmentos más pequeños de lunas existan en estos agrupamientos, pero generalmente son demasiado débiles para observarse eficientemente con la tecnología actual.

Fuente: Carnegie Science. Edición: MP.