Mientras leía con mi hijo acerca de cómo un planeta similar a Marte chocó con la Tierra primitiva que resultó en nuestra luna actual, dijo que los escombros iniciales también formaron un anillo, pero ese anillo terminó siendo absorbido por la Tierra y la Luna.
Entonces no pude responder a su pregunta de por qué Saturno todavía tiene anillos. ¿No deberían los anillos de Saturno agruparse en lunas o ser absorbidos por la gravedad de Saturno?
Hay algunas cosas que mantienen los anillos de Saturno más o menos como están.
Primero, el anillo D de Saturno actualmente está "lloviendo" sobre Saturno. Sin embargo, el fenómeno de las lunas pastoras evita que la gran mayoría del material abandone los otros anillos: "La gravedad de las lunas pastoras sirve para mantener un borde claramente definido en el anillo; el material que se desplaza más cerca de la órbita de la luna pastora se desvía hacia atrás el cuerpo del anillo, expulsado del sistema, o acrecentado en la luna misma". (cita de Wikipedia )
Además de esto, la mayoría de las partículas dentro del sistema de anillos casi no tienen movimiento hacia o desde Saturno; ningún movimiento hacia el planeta les impide perderse.
En segundo lugar, los anillos de Saturno no pueden agruparse en lunas "completas", pero pueden agruparse en lunas de varios cientos de metros a unos pocos kilómetros de diámetro. En el último recuento, creo que se encontraron más de 200, y también provienen de simulaciones numéricas.
Más allá de estas lunas más grandes, se forman grupos casi estables y grupos de partículas de anillos con gran frecuencia a medida que se aleja de Saturno. Estos grupos de partículas cambian constantemente de tamaño, intercambian material, etc., por lo que no hay tiempo para que se vuelvan sólidos y cohesivos.
Esto entra en la idea de Roche Limit y Hill Spheres . La idea básica del límite de Roche es que cuanto más cerca esté de un objeto masivo, más fuerzas de marea lo destrozarán (o evitarán que se forme, para empezar). Las esferas de las colinas están relacionadas, donde la idea es en qué punto estás atado gravitacionalmente a un objeto u otro. Si estás dentro de la esfera Hill de Saturno versus la esfera Hill de una luna, serás atraído hacia Saturno. Con ambos conceptos, necesitarás que la luna se forme más lejos de Saturno que sus anillos ahora para que sea realmente estable.
Puede ver los efectos de estos mirando las simulaciones dinámicas de N-cuerpo de los anillos. Esta fue mi investigación durante un año y medio, y culminó en más de cien simulaciones, muchas de las cuales hice películas y luego las publiqué en uno de mis sitios web personales . Si va a él, desplácese hacia abajo y eche un vistazo a una de las simulaciones de anillo C, simulaciones de anillo B y simulaciones de anillo A (advertencia: las películas son un poco grandes). Debe elegir los que tengan un valor de τ grande y ρ de 0,85 porque mostrarán mejor la aglomeración.
Lo que verá es que, en el anillo C, casi no se produce aglomeración. Vaya más lejos de Saturno hacia el anillo B y verá que comienza a aparecer una telaraña de hebras de grupos de partículas. Luego, si vas al anillo A más lejano, las hebras se fragmentan más en grupos. (Nota sobre las películas: el valor "L" al lado de cada uno es el tamaño de la celda de simulación en un lado, en metros. Entonces, solo está mirando una región MUY pequeña del anillo. Está configurado para que el centro de la celda no se mueve, por lo que te imaginas todo eso orbitando alrededor de Saturno).
Los anillos están demasiado cerca del planeta.
Hay una cierta distancia de los planetas llamada Límite de Roche . Las lunas pueden formarse fuera de este límite, pero en el interior, las fuerzas de las mareas son tan grandes que impiden que las partículas se conviertan en lunas por su propia gravedad. Por ejemplo, nuestra luna está fuera del límite de Roche de la Tierra. Los anillos de Saturno, por otro lado, están adentro.
stuart robbins
romano starkov
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