Astronomía

¿Es posible que los anillos planetarios sean perpendiculares (o casi perpendiculares) a la órbita del planeta alrededor de la estrella anfitriona?

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¿Es posible que los anillos planetarios sean perpendiculares (o casi perpendiculares) a la órbita del planeta alrededor de la estrella anfitriona?


Sí, el plano de los anillos de Urano está a unos 98 grados del plano de su órbita alrededor del Sol.

Esto significa que el sistema de anillos se ve como en su imagen dos veces por órbita. A medida que el planeta orbita alrededor del Sol, los anillos, aunque todavía están inclinados a 98 grados con respecto al plano orbital, gradualmente se vuelven "de frente" cuando se ven desde el Sol. Esto sucederá aproximadamente un cuarto de período orbital después de la configuración ilustrada en la imagen. Luego, otro cuarto de período orbital más tarde, Urano estará al otro lado del Sol, pero con sus anillos inclinados como se muestra.


Publiqué algunas animaciones, solo para asegurarme :) Es de esperar que la imagen no esté a escala.

Esto es posible:

y, de hecho, no está lejos de lo que está haciendo Urano.

La animación anterior se produjo utilizando Mathematica. La cámara está sobre el plano de la órbita del planeta, pero no directamente sobre la estrella. Los anillos son perpendiculares al plano de la órbita. Debido a que la cámara está descentrada, vemos un poco del lado de los anillos. Debido a que la cámara está a una distancia finita, el ángulo entre el plano de los anillos y la línea de visión de la cámara varía a lo largo de la órbita.

Por otro lado, la animación que se muestra a continuación es físicamente imposible. La conservación del momento angular lo prohíbe:

El anillo está en el plano de las órbitas de las partículas que componen el anillo, y (la dirección de la normal de) este plano no cambia durante la órbita del planeta. Inicialmente pensé que el anillo estaría automáticamente en el plano del ecuador del planeta. Ese es el caso de los anillos principales de Saturno y los de Urano. Sin embargo, como se explica aquí, no existe ninguna ley de la física que lo haga necesario. Incluso Saturno tiene un anillo tenue y delgado en una orientación diferente.

Mi entendimiento limitado es que el origen del anillo juega un papel. Si un anillo está formado por los restos de un antiguo satélite, seguirá cualquier órbita que tuviera ese satélite. Por otro lado, si el anillo se formó junto con el sistema planetario, o incluso se expulsó del planeta en formación, entonces parece natural que el anillo esté exactamente en el plano ecuatorial.

Necesitamos un astrónomo para dar más detalles. Después de echar un vistazo a Wikipedia, sospecho que un anillo en el plano ecuatorial puede ser más estable. Particularmente, si / cuando es necesario que estén presentes "lunas pastoras" para mantener el anillo intacto. Obviamente, los satélites tienden a estar cerca del plano ecuatorial del planeta madre. ¿Podría ser que la gravedad de los satélites restantes perturbaría un anillo en alguna otra orientación más severamente, lo que significa que no duraría mucho?