Luas Planetárias e Sistemas de Anéis

Os diversos satélites naturais e os discos planos de detritos em órbita que circundam os planetas gigantes e, de forma mais tênue, outros corpos celestes.

Definition

Luas planetárias são satélites naturais que orbitam planetas e outros corpos, e sistemas de anéis são discos achatados de incontáveis pequenas partículas em órbita, governados em grande parte por interações gravitacionais com as luas.

Scope

Este tópico abrange satélites naturais e anéis planetários em conjunto, pois formam um sistema dinâmico acoplado. Ele trata da origem de satélites regulares em discos circumplanetários e da captura de luas irregulares, da diversidade de satélites, desde pequenos satélites pastores até mundos do tamanho de planetas, e da estrutura, composição e dinâmica dos sistemas de anéis, incluindo lacunas, ondas e o papel dos satélites pastores e ressonâncias. Os anéis de Saturno servem como arquétipo, estudados em profundidade pela missão Cassini.

Core questions

• Como os satélites regulares e irregulares se formam e são capturados?
• Que processos criam e mantêm a estrutura dos anéis, incluindo lacunas e ondas de densidade?
• Como as luas pastoreiam, confinam e limpam material dentro dos anéis?
• Qual a idade dos anéis planetários e eles são estáveis ou transitórios?

Key theories

Formação de satélites em disco circumplanetário

As grandes luas regulares se formaram a partir de um disco de gás e sólidos ao redor do planeta gigante em crescimento, explicando suas órbitas progradas, quase equatoriais e aproximadamente circulares.

Limite de Roche e origem dos anéis

Dentro do limite de Roche de um planeta, as forças de maré impedem que o material se acumule em uma lua, de modo que os detritos de corpos desintegrados ou material não acumulado persistem como anéis.

Escultura de anéis por ressonância e satélites pastores

Ressonâncias gravitacionais e satélites pastores próximos confinam as bordas dos anéis, abrem lacunas e excitam ondas de densidade e flexão espirais que revelam a massa e a dinâmica dos anéis.

Mechanisms

Luas e anéis interagem gravitacionalmente: ressonâncias bombeiam ondas para os anéis e abrem lacunas, enquanto pequenas luas embutidas abrem caminhos e pastoreiam as bordas dos anéis. Os anéis se espalham sob colisões e viscosidade e são confinados por luas; o material próximo a um planeta dentro do limite de Roche não pode coalescer, sustentando os anéis.

Clinical relevance

Os sistemas de anéis são análogos acessíveis de discos de acreção e processos protoplanetários, e as luas dos planetas gigantes incluem os mundos gelados que são alvos primários na busca por ambientes habitáveis.

History

A descoberta das quatro grandes luas de Júpiter por Galileu em 1610 e o estudo dos anéis de Saturno por Huygens e Cassini deram início ao campo. Os sobrevoos da Voyager revelaram uma intrincada estrutura de anéis e uma variedade de luas, e os treze anos da missão Cassini em Saturno transformaram a compreensão da dinâmica dos anéis, dos pequenos satélites embutidos e do sistema de satélites.

Debates

Idade dos anéis de Saturno

Se os anéis de Saturno são antigos, datando do início do Sistema Solar, ou se formaram recentemente a partir de uma lua ou cometa desintegrado, é debatido com base em sua alta pureza e massa inferida.

Key figures

• Carolyn Porco
• Carl Murray
• Matthew Tiscareno
• Jack Lissauer

Seminal works

• murraydermott1999
• tiscareno2013

Frequently asked questions

Do que são feitos os anéis planetários?

Principalmente de incontáveis partículas de gelo e rocha, variando de grãos de poeira a rochas do tamanho de pedregulhos, todas orbitando o planeta em um disco fino; os anéis de Saturno são especialmente ricos em gelo de água.

Por que as luas não se formam dentro dos anéis?

Perto de um planeta, dentro do limite de Roche, as forças de maré são fortes o suficiente para desintegrar qualquer agregado, então as partículas do anel não podem se aglomerar em uma lua ali.