Simulando el anillo más pequeño del mundo

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El Centro de Astrofísica Computacional en Nueva York dijo el viernes (28 de abril de 2017) que los investigadores japoneses han modelado los dos anillos conocidos alrededor de 10199 Chariklo, un posible planeta enano que orbita el sol entre los principales planetas Saturno y Urano. Dicen que es la primera vez que se simula un sistema de anillos completo utilizando tamaños realistas para las partículas del anillo, teniendo en cuenta también las colisiones y las interacciones gravitacionales entre las partículas. También crearon las imágenes en esta página, incluido el video de arriba, que le permite sumergirse en el sistema de anillos de Chariklo. Tenga en cuenta que Chariklo en sí tiene forma de papa y, sin duda, está lleno de cráteres; La forma redonda y suave del video es para fines de simulación.

El trabajo de estos investigadores se publica en la edición revisada por pares de marzo de 2017 de The Astrophysical Journal Letters .

Chariklo es un mundo pequeño. Su tamaño estimado es de aproximadamente 200 millas (334 km) por aproximadamente 140 millas (226 km) por aproximadamente 100 millas (172 km). Se sabe que todos los planetas exteriores principales de nuestro sistema solar (Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno) tienen anillos. Los anillos de estos planetas están compuestos de partículas que se estima que varían de pulgadas a varios pies (centímetros a metros) de tamaño. La atracción gravitacional de Chariklo es pequeña en relación con los planetas principales, por lo que sus anillos, que se descubrieron en 2014, probablemente solo sean temporales.

Aunque Chariklo es pequeño y su gravedad es relativamente débil, sus anillos son tan opacos como los de Saturno y Urano. Por lo tanto, dijeron los investigadores, Chariklo ofreció una oportunidad ideal para modelar un sistema de anillo completo.

El equipo dijo que su simulación reveló información sobre el tamaño y la densidad de las partículas en los anillos. Descubrieron que el anillo interior de Chariklo debería ser inestable sin ayuda. Entonces, dijeron los investigadores, las partículas del anillo deben ser mucho más pequeñas de lo que se pensaba anteriormente. O significa que un satélite pastor sin descubrir alrededor de Chariklo está estabilizando el anillo.

Visualización construida a partir de la simulación del anillo doble de Chariklo. Tenga en cuenta que Chariklo en sí tiene forma de papa y, sin duda, está lleno de cráteres; la forma redonda y suave aquí es para fines de simulación. Imagen vía Shugo Michikoshi, Eiichiro Kokubo, Hirotaka Nakayama, Proyecto 4D2U, NAOJ / CFCA.

Los investigadores: Shugo Michikoshi (Universidad de la Mujer de Kyoto / Universidad de Tsukuba) y Eiichiro Kokubo (Observatorio Astronómico Nacional de Japón, o NAOJ) modelaron los anillos de Chariklo utilizando la supercomputadora ATERUI * 1 en NAOJ. Calcularon los movimientos de 345 millones de partículas de anillo con el tamaño realista de unos pocos metros teniendo en cuenta las colisiones y las atracciones gravitacionales mutuas entre las partículas.

Chariklo es el miembro más grande de una clase conocida como los Centauros, orbitando entre Saturno y Urano en el sistema solar exterior. Estos cuerpos se clasifican como asteroides, pero, mientras que la mayoría de los asteroides se encuentran en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, más cerca del sol, los centauros pueden haber venido del Cinturón de Kuiper, que se visualiza como la órbita del planeta Neptuno más externo a aproximadamente 50 unidades Tierra-Sol (AU) de nuestro sol. Los centauros tienen órbitas inestables que cruzan la órbita de los planetas gigantes. La órbita de Chariklo mira a la de Urano. Debido a que sus órbitas son frecuentemente perturbadas, se espera que los centauros como Chariklo permanezcan en sus órbitas solo durante millones de años, en contraste con nuestra Tierra y los otros planetas principales que han estado orbitando durante miles de millones de años alrededor de nuestro sol.

La nueva visualización por computadora sugiere que la densidad de las partículas del anillo de Chariklo debe ser inferior a la mitad de la densidad del propio Chariklo. Y muestran un patrón de rayas que se forma en el anillo interno debido a las interacciones entre las partículas. Usan el término `` estelas de auto-gravedad '' para este patrón (vea la imagen a continuación). Estos movimientos de autogravedad aceleran la ruptura del anillo, dijeron los investigadores.

Pero quizás el resultado más sorprendente del nuevo estudio es una esperanza de vida recalculada para los anillos de Chariklo. ¡El estudio sugiere que los anillos pueden ser capaces de recorrer Chariklo durante solo uno a 100 años! Eso es mucho más corto que las estimaciones anteriores, y es menos que un parpadeo en términos astronómicos.

Entonces, lo que estamos viendo con Chariklo y su sistema de anillo es probablemente una situación muy temporal y dinámica. Las cosas en el espacio tienden a suceder en escalas de tiempo mucho más largas de lo que estamos acostumbrados los humanos, pero a veces las cosas suceden en escalas de tiempo humanas. ¡Los anillos de Chariklo pueden ser un ejemplo!

Simulación del sistema de anillos de Chariklo. Los investigadores dijeron que utilizaron una densidad de partículas en el anillo igual a la mitad de la densidad de Chariklo para mantener la estructura general de los anillos. En la vista de primer plano (derecha) complicadas, las estructuras alargadas son visibles. Estas estructuras se llaman estelas de autogravedad. Los números a lo largo de los ejes indican distancias en km. Imagen vía Shugo Michikoshi / CFCA.

En pocas palabras: se sabe que Chariklo, un posible planeta enano que orbita entre Saturno y Urano, tiene anillos desde 2014. Los investigadores japoneses han creado una primera simulación de supercomputadora de los sorprendentes anillos de Chariklo.

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