Me he estado preguntando acerca de esto por un tiempo. Aquí está la investigación que he hecho hasta ahora que me lleva a hacer esta pregunta:
Esto me hace preguntarme si es posible, bajo ciertas circunstancias, que agregar suficiente masa a un planeta con un sistema de anillos pueda causar una reacción en cadena masiva. Este proceso puede implicar los siguientes pasos:
Tengo mis dudas sobre si esto es posible:
Supongo que es posible en las circunstancias adecuadas. Quizás la parte más interna de un sistema de anillos se encuentra justo fuera de un área que exhibiría suficiente arrastre atmosférico o electromagnético para causar el decaimiento orbital. Y tal vez el sistema de anillos esté compuesto principalmente de un material denso como el hierro (en lugar de roca y hielo) que podría agregar suficiente masa al planeta para permitir que este proceso se repita.
Las respuestas deben:
Si la respuesta es sí, esto es posible, esto podría ayudarme a explicar la formación de una herida ecuatorial gigante como se explora en mi pregunta ¿ Cómo puedo explicar una herida ecuatorial gigante? . Sin embargo, esta pregunta debe tratarse como un tema independiente y no relacionado.
Es un escenario interesante. El principal problema es que los sistemas de anillos tienden a tener una masa bastante baja en comparación con sus cuerpos principales. Por ejemplo, las mediciones de Cassini indican que, en el caso de Saturno, la relación entre la masa del anillo y la masa del planeta es ( Iess et al. 2019 ). Incluso en el caso notable de 1SWASP J1407b , cuyo sistema de anillos podría decirse que está cerca de un disco de acreción, tenemos . Debe quedar bastante claro que incluso acumular una parte sustancial del sistema de anillos no cambiará significativamente el límite de Roche del planeta, que escala como , como ha dicho Starfish Prime , en otras palabras, extremadamente débil.
Estas son las características de un sistema susceptible de formar un sistema de anillos de masa significativa:
Una posibilidad secundaria interesante es la de un sistema de anillos estabilizado tanto por la gravedad como por el campo magnético del planeta, como discutí en otra respuesta . El régimen de estabilidad está determinado por un parámetro llamado , proporcional a la velocidad angular del planeta e inversamente proporcional a su masa . Por lo tanto, si un objeto grande impactara contra el planeta, su masa aumentaría y su rotación disminuiría (por conservación del momento angular). Esto podría reducir fuertemente , llevándolo a un régimen en el que los anillos son inestables, suponiendo que la relación masa-carga de las partículas del anillo sea lo suficientemente pequeña.
Morris the Cat hace un excelente comentario sobre el tamaño de las partículas: las partículas pequeñas no provocarán la formación de cráteres y, de hecho, probablemente se quemarán en la atmósfera durante el reingreso. Como la distribución de partículas en los anillos está fuertemente sesgada hacia partículas más pequeñas (creo que es algo así como , dónde es el radio de la partícula), no verá muchos fragmentos grandes en los anillos. Este es especialmente el caso si desea fragmentos con pequeñas proporciones de masa a carga, porque es más difícil para grandes colecciones de partículas mantener cargas netas significativas sin separarse gracias a las fuertes fuerzas eléctricas involucradas.
Tl; DR: probablemente no. Pero es posible que ni siquiera sea necesario para lo que desea.
La ( aproximación simple de cuerpo rígido ) para el límite de Roche se define como dónde es el radio del primario, y y son las densidades del primario y satélite respectivamente. Dadas densidades constantes, el límite de Roche se escalará proporcionalmente al radio del primario. Suponiendo un planeta esférico, el radio escala proporcionalmente a la raíz cúbica del volumen . Dada una densidad constante, el volumen aumenta linealmente a medida que agrega masa, por lo que y por lo tanto .
Eso significa que para duplicar su límite de Roche con la misma densidad, necesita aumentar su masa en un factor de 2 3 , lo que parece mucho.
Sospecho (aunque no voy a demostrarlo ) que hay pocas posibilidades de tener un anillo interno lo suficientemente masivo como para que su caída sobre el planeta acelere apreciablemente la descomposición de cualquier otra parte del anillo ... No habrá suficiente masa allí para hacer el trabajo.
Podría agregar más masa a través de colisiones con algún otro cuerpo masivo, pero es bastante difícil para un cuerpo que es lo suficientemente grande como para ser interesante dejar la mayor parte de su masa en el planeta en lugar de rociarla en el espacio (considere el impacto de Theia que probablemente nos dio la luna). Hay muchos otros problemas allí, como ¿de dónde vino el cuerpo (o cuerpos) del donante? Al final de la evolución de un sistema planetario, no debería haber demasiada masa volando, a menos que algo positivamente apocalíptico le haya sucedido al sistema exterior (algo así como un Némesis) .evento, tal vez). Incluso si puede encontrar suficiente masa, es probable que su impacto sea bastante dramático con efectos bastante duraderos, por lo que no está claro que terminará con los bonitos cráteres ecuatoriales que está buscando.
Sin embargo, me pregunto... Creo que podrías estar complicando demasiado esto. Seguramente, la descomposición orbital natural de un anillo a través de las fuerzas de marea debería ser suficiente para crear el tipo de cráteres que buscas. No necesita tener ningún otro disparador extraño y complejo; esos anillos no iban a durar para siempre de todos modos.
AlexP
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