Si los anillos de Saturno no pueden fusionarse en una luna debido a las fuerzas de marea, entonces, ¿cómo pueden existir las lunas pastoras?

Hay dos partes en esta pregunta, la primera parte es relativamente fácil. La 2ª parte, más complicada.

¿Cómo pueden existir lunas pastoras como Pan y Daphnis sin ser desintegradas por las fuerzas de marea de Saturno a pesar de que literalmente orbitan dentro de los anillos mismos?

Voy a centrarme en Pan porque es más grande y más cercano. Su forma inusual, ravioli sugiere, al menos para mí, un origen poco convencional. Es inusualmente simétrico para un objeto de ese tamaño y probablemente se formó mientras giraba, pero eso no tiene nada que ver con su pregunta.

Pan es lo suficientemente pequeño como para resistir las fuerzas de las mareas dentro del límite de Roche. Fobos, alrededor de Marte, se encuentra en una situación algo similar, aunque no tan adentro del límite de Roche de Marte y fuera del límite sólido de Roche, el principio es el mismo. La integridad de la luna es lo suficientemente fuerte como para resistir las fuerzas de las mareas. El tamaño relativamente pequeño del objeto es de gran ayuda en ese sentido. Los objetos más pequeños experimentan mareas más pequeñas. Esa es básicamente la razón por la cual los océanos tienen mareas visibles y los lagos tienen mareas diminutas, a menudo no visibles en absoluto.

Pan no parece un objeto normal de 30 km en el espacio

Fuente.

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Así es como debería verse un objeto de 30 km:

Una propiedad interesante de estar en una luna pequeña dentro del límite de Roche es que flotarías fuera de la superficie en el lado del planeta o en el lado más alejado de la luna. Párate en el lugar correcto en Pan y te alejarás flotando. Pan no se rompe debido a la integridad de su hielo, pero, en efecto, tiene gravedad negativa sobre partes de su superficie: las partes abombadas por la marea. Eso es cierto con Phobos también.

Pero las fuerzas son pequeñas. Te alejarías de la luna muy lentamente, a menos que encontraras algo húmedo y te pegaras a la luna: la humedad se congelaría, creando un agarre que te agarraría.

Se cree que Pan acumuló su anillo de hielo alrededor de la luna al retener las partículas de hielo que recogió de los anillos de Saturno. El hielo es pegajoso y mientras que la Luna limpia una banda en los anillos de Saturno, cualquier hielo descarriado no necesita mucha velocidad para alcanzar la luna y, al hacer contacto, parte del hielo se pega. Como resultado, Pan, casi mágicamente, acumula lentamente hielo en una región donde una luna más grande se rompería.

La parte más complicada de la pregunta es cómo llegó Pan a donde está, porque no pudo haberse formado dentro del límite de Roche. El origen de Pan es un misterio.