¿Puede haber una luna dentro de un anillo planetario?

¿ Alguna vez has oído hablar de las lunas pastoras ? Las lunas pastoras son lunas (típicamente no muy masivas) que orbitan en medio de los anillos planetarios, creando brechas en el material. También mantienen el material del anillo donde está, en lugar de dejar que se disipe:

^{Imagen cortesía del usuario de Wikipedia The Viewer bajo la licencia Creative Commons Attribution 3.0 Unported .}

Ejemplos de lunas pastoras incluyen:

• Prometeo
• Jano
• Epimeteo
• Metis
• Adrastea
• Sartén
• Cordelia
• Ofelia
• galatea

La lista en el Sistema Solar continúa.

Vea este video (que Vanillagod me ganó ) de Prometheus (derecha) y Pandora (izquierda) orbitando Saturno por su anillo F:

^{Imagen en el dominio público.}

Los anillos se extienden más allá de los bordes de la imagen; estas brechas son relativamente pequeñas.

Sí, absolutamente puedes tener una luna orbitando dentro de un sistema de anillos. De hecho, tenemos un ejemplo perfecto de eso en nuestro propio sistema solar: el anillo A de Saturno tiene los espacios de Encke y Keeler , en los que orbitan las lunas Pan y Dafnis , respectivamente.

Entonces, si desea un sistema de anillos con lunas orbitando dentro de él, adelante. Si desea que sea realista, solo asegúrese de que las lunas despejen suficiente espacio para moverse, lo que creará un corredor más ancho que el diámetro de la(s) luna(s).

A modo de comparación, la brecha de Encke tiene 325 km de ancho y Pan tiene un radio medio de 14,1 ± 1,3 km (por lo tanto, el diámetro medio es de 28,2 ± 2,6 km) y la brecha de Keeler tiene 42 km de ancho y Daphnis tiene un diámetro de aproximadamente 8 km. Por lo tanto, parece razonable que tal luna despeje un corredor con un ancho de aproximadamente 5 a 10 veces el diámetro de la luna en el sistema de anillos. Cuando se ve desde algún ángulo que no sea de frente, para cualquier luna de tamaño razonable, esta brecha será fácilmente visible.

Y debido a que las imágenes llaman la atención de todos, aunque sea pequeña, aquí hay una vista lateral de Pan, cortesía de la NASA a través de Wikipedia :

y Daphnis desde arriba o desde abajo (difícil de decir):

Particularmente en el contexto de la imagen de Pan, vale la pena tener en cuenta que los anillos de Saturno tienen menos de 1 km de espesor .

Una imagen vale mas que mil palabras.

Compruebe la parte más a la izquierda de la misma.

Haga clic para una imagen más grande (esta es la fuente).

Y el artículo fuente también.

Editar: la respuesta de HDE también usa las lunas de Saturno como ejemplo, y su respuesta es aún mejor.

Depende de la luna. Los anillos existen porque está dentro del límite de Roche .

Cualquier luna pequeña dentro de los anillos debe ser pequeña y estar hecha de un material fuerte para que resista ser cortada. La fuerza depende de lo cerca que estés del primario. Por lo tanto, es posible que obtenga un lingote de metal sólido capaz de resistir la fuerza de las mareas, donde ya se separó en cualquier fisura natural o límite entre diferentes materiales.

Puede calcular los detalles para una situación específica.

Otros han señalado que tales lunas tendrán un efecto en los anillos.

Creo que el problema es qué tan rápido CRECERÁ la luna a medida que acumula lentamente la masa del anillo. Una luna no es más que un gran trozo de escombros en un anillo, por lo que atraería el polvo mucho más pequeño del anillo en lugar de ser molido lentamente por dicho polvo.

Un "anillo" estable de asteroides implicaría que los asteroides tienen poca diferencia de velocidad entre sí, por lo que no se producirían colisiones caóticas que podrían amenazar a la luna, de lo contrario, el anillo de asteroides simplemente se autodestruiría por sí solo, independientemente de si había una luna allí. O no.

Si la "luna" es solo el fragmento más grande que queda de un cuerpo en órbita más grande que aún se encuentra en las primeras etapas de establecerse en una órbita de anillo después de la fragmentación, entonces podría ser golpeado y fragmentado aún más, pero probablemente tendría una forma irregular. objeto, no algo que típicamente caracterizamos como una "luna" (aunque hay lunas con forma de patata por ahí).

Mira cómo la gente piensa que Marte "robó" sus lunas del cinturón de asteroides. Si plantea la hipótesis de que un planeta, con un sistema de anillos ya existente, podría atraer a un asteroide más grande a su órbita como lo hizo Marte, entonces podría tener tanto un anillo como una luna, al menos por un tiempo. Probablemente ocuparían diferentes órbitas, pero eventualmente la luna atraería y absorbería todos los fragmentos del anillo (o los golpearía y los enviaría a órbitas caóticas, probablemente algunos caerían y golpearían el planeta, ¡no es bueno!)

Ciertamente es posible.
En el libro "Planetary Rings: A Post-Equinox View" de Larry Esposito habla de un "Anillo-Luna"

ring-moon una luna cerca o dentro de un anillo

Se encuentra en el glosario de dicho libro. Esto implica que debe existir la posibilidad de que tal ocurrencia exista y sea físicamente posible.

Aunque creo que esto no podría durar mucho ya que la luna dentro del anillo incorporará lentamente toda su masa a la suya mientras orbita el planeta más rápido que las partículas individuales más pequeñas que forman el anillo. A escala humana, esto aún debería tomar un tiempo, por lo que para una historia podría haber una luna dentro de un anillo.

Considere este video de dos lunas de Saturno sobre la parte con el bulto en el anillo.