viernes, 24 de febrero de 2012

Resonancias orbitales en los objetos del Cinturón de Kuiper

Los planetas del Sistema Solar orbitan en torno al Sol en órbitas bastante circulares, por lo que para definir aproximadamente su posición en el Sistema Solar sólo se necesita saber la distancia media que separa al planeta de nuestra estrella. Esta distancia con respecto al Sol nos puede dar datos acerca de las propiedades del planeta. Sin embargo, Plutón posee una órbita más elíptica e inclinada y su distancia media al Sol no es un dato suficiente para predecir sus propiedades ya que este valor es muy variable. Lo mismo ocurre con los TNOs, es decir, los objetos transneptunianos.
Para hacernos una idea de las propiedades de estos cuerpos deberíamos saber su distancia actual al Sol y cómo evoluciona este valor con el tiempo. Además también sería importante conocer si estos objetos comparten órbitas similares. Conocemos datos como que Plutón está a veces más cerca del Sol que Neptuno y que Eris se encuentra mucho más lejos.
En el siguiente diagrama elaborado por Emily Lakdawalla, de la Sociedad Planetaria, se recogen los datos de ocho grandes transneptunianos: Plutón, Eris, Haumea, Makemake, Quaoar, Varuna, Orcus, y OR10 2007. Es un trabajo aún sin concluir pero  da una visión de lo que puede estar pasando en las fronteras del Sistema Solar.

Imagen ampliada

 El eje X muestra la distancia del cuerpo al Sol en Unidades Astronómicas. El eje Y representa la elevación angular del cuerpo sobre el plano de la eclíptica. Los círculos cerrados muestran el camino que llevan estos cuerpos a través del tiempo.
Los bucles no son elipses alrededor del Sol, sino que muestran cuan cerca y cuan lejos se hayan los objetos en el tiempo, pero hacen caso omiso de la distancia recorrida alrededor del Sol en el transcurso de un año.
Vamos a comenzar en el lado izquierdo. En este diagrama en particular, los planetas, como Neptuno, tienen órbitas casi circulares (poco cambio en la gama del Sol) y con baja inclinación. Así que la órbita de Neptuno se hace un muy breve, una barra gruesa y negra a cerca de 30 UA de distancia. Los objetos del cinturón de Kuiper tienen órbitas elípticas generalmente con mayores inclinaciones.
Quaoar y Varuna son los clásicos objetos del Cinturón de Kuiper, con órbitas casi circulares que van desde los 40 hasta los 45 U.A. La influencia de Neptuno sobre ellos parece muy pequeña.
Todos los demás cuerpos de este diagrama se encuentran en diversas resonancias con Neptuno. En mecánica celeste, se dice que hay resonancia orbital cuando las órbitas de dos cuerpos tienen períodos cuya razón es una fracción de números enteros simple. Ello significa que se ejercen una influencia gravitatoria regular.


Plutón y Orcus son cuerpos con una resonancia 2:3, lo que significa que orbitan dos veces alrededor del Sol por cada tres veces que lo hace Neptuno. A estos cuerpos se los denomina plutinos. Una característica que se aprecia en este diagrama es que a pesar de que Plutón se adentra en la órbita de Neptuno, realmente estos cuerpos nunca están cerca el uno del otro.
Makemake y Haumea tienen órbitas similares y se encuentran en resonancias 6:11 y 7:12 con Neptuno, respectivamente. Si bien en 2007 OR10 y Eris parecen pertenecer a una clase propia, con bucles muy largos y altas inclinaciones, ambos regresan a la zona de Neptuno, como Plutón, Orcus, Haumea y Makemake, por lo que probablemente, también estén en resonancias orbitales con Neptuno (3:10 y 5:17, respectivamente).
Los círculos etiquetados o elipses muestran las posiciones actuales de los ocho objetos, así como sus tamaños relativos. Los triángulos negros flacos apuntar en la dirección a lo largo del ciclo en la que se dirigen actualmente los cuerpos. A este diagrama aún puede añadirse más información como la magnitud, el color , el albedo y otras características de los TNOs. Astrofísica y Física estará alerta de los trabajos de Emily Lakdawalla.


Más información en el enlace.

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