¿Es posible tener una luna sin bloqueo de marea?

Sí. El bloqueo de las mareas es el final de un proceso (de aceleración de las mareas) que podría llevar millones de años. Una luna (o cualquier otro cuerpo que orbite alrededor de un cuerpo más grande) evitará el bloqueo de las mareas...

• cuanto más masivo es,
• cuanto más rápido gira alrededor de su eje para empezar, y
• cuanto más lejos orbite del cuerpo más grande para empezar.

Las mareas disminuyen en fuerza a un ritmo proporcional al cubo de la distancia entre los cuerpos, por lo que el componente de "distancia" de la ecuación es, con mucho, el más importante.

Si la luna fue capturada recientemente (en términos geológicos), llevará algún tiempo bloquearse por mareas. Tomará mucho más tiempo si fue capturado en una órbita lejana. Y aún más si, al capturarlo, giraba rápidamente. Tenga en cuenta, sin embargo, que a medida que la aceleración de las mareas comienza a actuar, la desaceleración del giro de la luna inducirá la fricción. Espere tener una luna geológicamente activa, agitada por las mareas planetarias.

Como referencia, una luna del tamaño de la Tierra que orbita un planeta del tamaño de Saturno a un millón de kilómetros tardaría solo unos 12 días en completar una órbita. Para un gigante gaseoso más pequeño (con la masa de Neptuno), podrías tener un análogo de la Tierra en órbita a 2 millones de kilómetros de distancia con un período de 76 días . Solo juega con los números en las ecuaciones (¡WolframAlpha es tu amigo!).

Sí, pero las cosas no pueden ser exactamente como las quieres.

Con los valores dados para el radio orbital y el período orbital (suponiendo 60 días para "unos pocos meses"), puede usar la Tercera Ley de Kepler para deducir que la masa del cuerpo principal debe ser de aproximadamente 2,2*10^25 kg, que es aproximadamente una cuarta parte de la masa de Urano. Este número sería más pequeño si desea un período orbital más grande. Los gigantes gaseosos de ese tamaño deberían ser posibles, pero se desconoce si existen, y no estarán cerca de Saturno, que es unas 25 veces más grande que este gigante gaseoso.

Debido a esto, es imposible que tengas los tres valores donde quieres que estén. Debe elegir si desea cambiar el radio orbital, el período orbital o la masa corporal principal.

Si cambia el radio orbital, para orbitar mucho más allá de un millón de kilómetros, pero tiene el período orbital y el cuerpo principal especificados, entonces estará en una situación similar a Iapetus , pero un poco más cerca. Iapetus está bloqueado por mareas con Saturno, por lo que es seguro asumir que otra luna también lo estaría.

Si cambia el período orbital, para orbitar más rápido, pero ha especificado el radio orbital y el cuerpo principal, entonces eso es similar a Titán . Titán también está más cerca de lo que desea en términos de tamaño, ya que es más grande en volumen que Mercurio, pero todavía está bloqueada por mareas, por lo que cualquier otra luna probablemente todavía esté bloqueada por mareas.

Si disminuye la masa del cuerpo principal, entonces no hay ejemplos similares porque no hay objetos de ese tamaño para mirar en nuestro sistema solar. Sin embargo, la "luna", suponiendo la misma densidad de la Tierra, tendría una masa de 4,0 * 10^25 kg. En este caso, no sería una luna, sería el planeta de este sistema, y ​​el "planeta" gigante gaseoso sería su luna, y este sistema se parecería al sistema Plutón-Caronte.

Desafortunadamente, ninguna de esas situaciones te da una luna que no está bloqueada por mareas, que es lo que solicitaste. Sin embargo, hay una alternativa que podría funcionar para su historia:

Mercurio está lo suficientemente cerca del sol como para que las fuerzas de las mareas dominen su rotación, pero tiene una alta excentricidad de 0,2 que impide un verdadero bloqueo de las mareas. En cambio, Mercurio tiene una resonancia de órbita de giro de 3:2 . Su luna podría moverse a una órbita más cercana, por lo que su período orbital es de unos pocos días, y luego recibir cierta resonancia orbital debido a una alta excentricidad. Si el período orbital es de 60 horas, entonces una resonancia de espín-órbita de 5:2 sería apropiada para un día de 24 horas. Ahora, esto interrumpirá el período orbital deseado y la distancia fluctuará un poco, pero tendrá una luna cerca del gigante gaseoso con un día de 24 horas y un período orbital más largo.

Si el planeta o la luna tiene una órbita excéntrica, como Mercurio, puede continuar girando. Mercurio tiene un bloqueo resonante de 3:2: gira tres veces por cada dos órbitas. Otros bloqueos resonantes son posibles siempre que el mismo hemisferio, o el opuesto, mire hacia el primario en cada periapsis.

No es realmente plausible que una luna habitable esté orbitando un gigante gaseoso y no esté bloqueada por mareas. Como dice pablodf76, que es más optimista al respecto, el tiempo de bloqueo es de millones de años. Esto debe compararse con los miles de millones de años que tardó la vida inteligente en evolucionar en la Tierra.

Es cierto que la escala de tiempo se vuelve mucho más larga si estás más lejos, pero, como dice Jarred Allen, Iapetus está lejos de Saturno (más de 3,5 millones de km) y todavía está bloqueado por mareas. El hecho es que todas las lunas grandes del sistema solar están bloqueadas por mareas.

Puedes imaginar un escenario de captura, pero recuerda que quieres que la vida tenga tiempo de evolucionar en la luna. Entonces, la luna y el gigante gaseoso deben estar en la zona habitable durante miles de millones de años, antes de que la luna finalmente se convierta realmente en una luna al ser capturada. No es imposible, pero extrañamente improbable.