Articulo de referencia

Halimede (luna)

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Halimede ( / h æ l ə ˈ m d / ), también conocida como Neptuno IX y anteriormente como S/2002 N 1 , es una luna irregular de Neptuno. Fue descubierta el 14 de agosto de 2002 por Matthew Holman , JJ Kavelaars , Tommy Grav , Wesley Fraser y Dan Milisavljevic en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo en Chile . Nombrada en honor a una de las Nereidas de la mitología griega , Halimede sigue una órbita distante, muy excéntrica y muy inclinada con un período orbital promedio de aproximadamente 5,1 años terrestres . Como la mayoría de las lunas irregulares, la órbita de Halimede es retrógrada , lo que significa que gira alrededor de Neptuno en la dirección opuesta a la órbita del planeta alrededor del Sol. Es la segunda luna retrógrada más interna conocida de Neptuno , después de Tritón .

La órbita de Halimede varía considerablemente a lo largo de miles de años, debido a la importante perturbación que sufre por la gravedad del Sol. A lo largo de miles de millones de años, Halimede tiene una alta probabilidad de colisionar con Nereida , la luna más grande de Neptuno . Las observaciones telescópicas indican que Halimede es un objeto gris, no esférico, con un diámetro de entre 42 y 62 km (26 y 39 millas) . Su color es similar al de Nereida, lo que ha llevado a algunos astrónomos a plantear la hipótesis de que Halimede podría ser un fragmento resultante de la colisión con Nereida.  

Descubrimiento

Halimede fue descubierta por los astrónomos Matthew Holman , JJ Kavelaars , Tommy Grav , Wesley Fraser y Dan Milisavljevic durante una búsqueda de lunas distantes de Neptuno . [ 1 ] Dirigida por Holman, la búsqueda comenzó en 2001 y empleó grandes telescopios ópticos en la Tierra para obtener numerosas imágenes de larga exposición del cielo alrededor de Neptuno. [ 15 ] [ 16 ] : 865 El equipo utilizó la técnica de desplazamiento y suma para alinear y combinar las imágenes de acuerdo con el movimiento de Neptuno a través del cielo, lo que realzó las lunas tenues como puntos de luz. [ 15 ] [ 16 ] : 865–866 Mediante esta técnica, [ 16 ] descubrieron Halimede junto con otras dos lunas de Neptuno — Sao y Neso — en imágenes tomadas el 14 de agosto de 2002 por el Telescopio Víctor M. Blanco de 4 metros en el Observatorio Interamericano de Cerro Tololo , Chile. [ 3 ] Halimede fue una de las primeras lunas de Neptuno descubiertas desde un telescopio terrestre desde Nereida en 1949. [ 1 ] [ 15 ]

Para determinar la órbita de Halimede alrededor de Neptuno, los astrónomos realizaron observaciones de seguimiento en varios observatorios, con la ayuda de las predicciones orbitales de Brian G. Marsden y Robert A. Jacobson . [ 15 ] Un equipo liderado por Brett Gladman observó Halimede el 3 y 4 de septiembre de 2002 utilizando el Very Large Telescope de 8,2 m en el Observatorio Cerro Paranal , [ 17 ] mientras que otros equipos lo observaron con el Nordic Optical Telescope de 2,5 m en el Observatorio La Palma y el Hale Telescope de 5 m en el Observatorio Palomar . [ 18 ] [ 15 ] Holman encontró observaciones anteriores de Halimede en imágenes del Telescopio Blanco del 10 de agosto de 2001. [ 17 ] El descubrimiento de Halimede, junto con las lunas de Neptuno Sao y Laomedeia , fue anunciado por el Centro de Planetas Menores el 13 de enero de 2003. [ 17 ] [ 18 ]

Tras el anuncio del descubrimiento de Halimede, sus descubridores realizaron observaciones adicionales en 2003 y 2004 para refinar los cálculos de la órbita de la luna. [ 16 ] : 866 Durante este trabajo, identificaron imágenes previas al descubrimiento de Halimede del 18 de julio de 1999, [ 7 ] tomadas por un estudio anterior de lunas de Neptuno con el Telescopio Canadá-Francia-Hawái en el Observatorio de Maunakea . [ 16 ] : 866 Estas constituyen las observaciones más antiguas conocidas de la luna. [ 7 ] Las observaciones adicionales extendieron el arco de observación de Halimede para cubrir casi todo su período orbital , lo que permitió a los descubridores determinar con precisión la órbita de la luna en una etapa temprana. [ 16 ] : 866 A partir de 2026El arco de observación de Halimede abarca más de 22 años, cubriendo más de cuatro veces su período orbital. [ 7 ]

Nombre

Cuando se anunció el descubrimiento de Halimede, el Centro de Planetas Menores le asignó la designación provisional "S/2002 N 1". [ 17 ] Posteriormente, el 3 de febrero de 2007, el Grupo de Trabajo para la Nomenclatura de Sistemas Planetarios de la Unión Astronómica Internacional (IAU) la nombró y le asignó la designación en números romanos Neptuno IX. [ 19 ] De acuerdo con la convención de nomenclatura de la IAU para las lunas irregulares de Neptuno , recibió el nombre de Halimede (Ἁλιμήδη), una de las cincuenta Nereidas o hijas de Nereo y Doris de la mitología griega . [ 1 ] [ 20 ] A la luna se le dio un nombre que termina en "e" para indicar su órbita retrógrada , de manera similar a la convención de nomenclatura para las lunas irregulares de Júpiter . [ 21 ] : 414

Órbita

Halimede es una luna irregular de Neptuno, lo que significa que sigue una órbita distante, muy excéntrica y muy inclinada alrededor del planeta. [ 22 ] [ d ] Al igual que la mayoría de las lunas irregulares, la órbita de Halimede es retrógrada , girando alrededor de Neptuno en dirección opuesta a la órbita del planeta alrededor del Sol. [ 23 ] : 1 Debido a su gran distancia de Neptuno, Halimede se ve fuertemente afectada por la gravedad del Sol , lo que provoca variaciones graduales pero sustanciales en su órbita a lo largo de miles de años. [ 23 ] : 4 Por esta razón, la órbita de Halimede se describe mejor mediante elementos orbitales propios , que se calculan promediando su órbita perturbada durante un período de tiempo prolongado. [ 23 ] : 4

En un lapso de tiempo de 10 000 años, el semieje mayor de Halimede desde Neptuno varía de 16,55 a 16,63 millones de km (10,28 a 10,33 millones de mi; 0,1106 a 0,1112 UA) , con un promedio de aproximadamente 16,59 millones de km (10,31 millones de mi; 0,1109 UA) . [ b ] En términos de semieje mayor promedio, Halimede es la segunda luna retrógrada conocida más interna de Neptuno, después de Tritón . [ 8 ] En promedio, Halimede tarda unos 5,14 años (1879 días) en completar una órbita alrededor de Neptuno, [ 8 ] aunque las perturbaciones del Sol pueden variar el período orbital de 5,13 a 5,16 años (1873 a 1886 días) . [ b ] Mientras que la órbita de Halimede tiene una excentricidad promedio de 0,52 y una inclinación promedio de 120° con respecto a la eclíptica , ambos valores varían sustancialmente debido a las perturbaciones del Sol. [ 23 ] La excentricidad de la luna varía de 0,19 a 0,90, mientras que su inclinación varía de 111° a 145°. [ b ]          

Entre todas las lunas retrógradas irregulares conocidas en el Sistema Solar hasta el año 2026Halimede tiene el valor más bajo para su inclinación promedio. [ 24 ] Dado que las órbitas retrógradas se definen como aquellas con inclinaciones mayores a 90°, [ 13 ] el bajo valor de inclinación de Halimede significa que su órbita está en realidad muy inclinada. [ 22 ] : 7 Al ignorar la dirección orbital de Halimede, la órbita promedio de la luna está inclinada 60° con respecto a la eclíptica. [ e ] En comparación, la luna irregular prograda conocida con mayor inclinación, Margaret , tiene una inclinación promedio de 60,5° con respecto a la eclíptica. [ 24 ] Si Halimede tuviera una órbita polar con una inclinación cercana a 90°, se produciría el mecanismo de Kozai y desestabilizaría su órbita. [ 16 ] : 866

Halimede no parece experimentar ninguna resonancia orbital , [ 22 ] ni comparte similitudes orbitales con otras lunas irregulares de Neptuno. [ 6 ] : 9 Su órbita exhibe precesión tanto apsidal como nodal con períodos de 5395 y 5156 años, respectivamente. [ 8 ] Debido a la precesión apsidal, el argumento del pericentro de la luna circula de 0° a 360°. [ 22 ] : 7 La longitud del pericentro de Halimede circula regularmente en la dirección de su órbita retrógrada. [ 22 ] : 7

Un gráfico que muestra la órbita de Halimede (representada en rojo) y otras lunas irregulares de Neptuno (representadas en gris) vistas desde tres ángulos diferentes.
La órbita de Halimede (rojo) y otras lunas irregulares de Neptuno (gris), vistas desde tres vistas diferentes. Estas lunas orbitan mucho más allá de Tritón y Nereida , las lunas más grandes de Neptuno (de color magenta).

Relación con las Nereidas y su origen.

Debido a la extrema variación de excentricidad de Halimede, su trayectoria orbital puede acercarla a Nereida , una de las lunas irregulares más grandes de Neptuno. [ 16 ] Con la máxima excentricidad y el mínimo semieje mayor, Halimede puede acercarse a Neptuno hasta 1,66 millones de km (1,03 millones de millas; 0,0111 UA) en el periapsis , [ f ] lo que le permite cruzar la órbita de Nereida con una probabilidad no nula de colisionar . [ 16 ]     

Un estudio de 2004 dirigido por Holman y colaboradores estimó que Halimede tiene un 41 % de probabilidad de impactar a Nereida en un período de 4500 millones de años. [ 16 ] [ 23 ] : 11 Durante este intervalo de tiempo, se espera que Halimede realice repetidos acercamientos a Nereida, lo que provocará la dispersión gravitacional de la órbita de Halimede. [ 16 ] : 866 Un estudio de 2022 dirigido por los astrofísicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro Marina Brozović y Robert A. Jacobson encontró que Halimede no pasa a menos de aproximadamente 180 000 km (110 000 mi) de Nereida en un período de 30 000 años. [ 23 ] : 11  

Debido a la alta probabilidad de que Halimede colisionara con Nereida durante la vida del Sistema Solar , Holman y colaboradores especularon en 2004 que Halimede podría ser un fragmento eyectado por una colisión en Nereida. [ 16 ] [ 23 ] : 11 Esta hipótesis fue respaldada por otro estudio publicado en el mismo año, que encontró que Halimede comparte un color similar y posiblemente una composición superficial similar a la de Nereida. [ 16 ] [ 10 ] En un estudio posterior de 2004, Matija Ćuk y Joseph A. Burns comentaron que solo es plausible que Halimede se forme como un fragmento de Nereida si ambas lunas fueron piezas de escombros circumplanetarios eyectados y mezclados por Tritón durante su captura por Neptuno . [ 26 ] Alternativamente, si Halimede no se formó como un fragmento de Nereida, podría ser una de las lunas irregulares originales de Neptuno, capturada gravitacionalmente por el planeta durante la historia temprana del Sistema Solar. [ 16 ] [ 6 ] : 15

Características físicas

Se sabe poco sobre las características físicas de Halimede. [ 1 ] Al igual que la mayoría de las lunas irregulares de Neptuno, Halimede es extremadamente tenue y difícil de observar debido a su pequeño tamaño y gran distancia del Sol. [ 15 ] En luz visible ( banda V ), Halimede tiene una magnitud aparente de aproximadamente 24. [ 10 ] : L78 Con magnitudes aparentes tan tenues, Halimede y la mayoría de las lunas irregulares de Neptuno solo se pueden observar mediante imágenes de larga exposición con grandes telescopios ópticos . [ 15 ] [ 23 ] : 12

El diámetro de Halimede no se ha medido directamente, aunque se puede estimar indirectamente a partir de su brillo y un albedo geométrico supuesto . [ 9 ] : 173–174 Suponiendo un albedo geométrico bajo de 0,04, el diámetro de Halimede sería de unos 62 km (39 mi) . [ 9 ] : 174 Para un albedo de 0,06, Halimede tendría un diámetro de 54 km (34 mi) . [ 16 ] : 866 Para un albedo de 0,1, Halimede tendría un diámetro de 42 km (26 mi) . [ 6 ] : 15 Halimede parece tener un tamaño similar al de los cuerpos progenitores que formaron los grupos Sao y Neso de lunas irregulares de Neptuno. [ 6 ] : 12      

Las observaciones telescópicas de 2003 descubrieron que Halimede cambia significativamente de brillo entre días, y su magnitud absoluta en la banda V disminuye de9,01 ± 0,07 a9,74 ± 0,08 entre el 27 y el 28 de julio y el 1 de agosto. [ 10 ] Este cambio de brillo sugiere que Halimede está rotando con una forma no esférica. [ 10 ] Las observaciones también mostraron que Halimede tiene un color neutro (gris [ 11 ] ) similar al de Nereida, lo que sugiere que comparten una composición superficial rica en hielo de agua . [ 10 ] Los colores de Halimede y otras lunas irregulares de Neptuno indican que carecen del material "ultrarizado" que se ve comúnmente en las superficies de los objetos del cinturón de Kuiper , lo que sugiere que sus superficies han sido alteradas por colisiones o sublimación de volátiles . [ 12 ]

Véase también

  • Otras lunas irregulares de Neptuno descubiertas en 2002:

Notas

  1. Este es el orden exacto de descubridores que enumeran la NASA , la Unión Astronómica Internacional y el Servicio Geológico de los Estados Unidos . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
  2. 1 2 3 4 Sheppard et al. (2024) proporcionan los valores medios, mínimos y máximos para los elementos orbitales osculadores de Halimedeen la Tabla 6: semieje mayor16 590 500 +42 000 −36 700  km , excentricidad0,52 +0,38 −0,33 , inclinación120° +25° −9° con respecto a la eclíptica y período orbital1879 +7 −6 . [ 6 ] : 11 Las barras de error representan la diferencia entre el valor mínimo/máximo y el valor promedio durante un período de 10 000 años. [ 6 ] : 11
  3. ElLa estimación de 42  km de diámetro proviene de Sheppard et al. (2024) quienes asumen un albedo geométrico de 0,1, [ 6 ] mientras que elLa estimación de 61  km de diámetro proviene de Sheppard et al. (2006) quienes asumen un albedo geométrico de 0,04. [ 9 ]
  4. Las lunas de Neptuno, Tritón y Nereida , a veces se consideran lunas irregulares, aunque los investigadores suelen analizarlas por separado debido a sus características orbitales inusuales y sus tamaños desproporcionadamente grandes. [ 9 ] : 173 [ 23 ] : 1
  5. Restando la inclinación orbital promedio de Halimede de 120° a 180° se obtiene 60°.
  6. Las distancias del periapsis (q) y apoapsis (Q) se calculan a partir del semieje mayor (a) y la excentricidad (e) según las ecuacionesq=a(1mi){\displaystyle q{=}a(1-e)}yQ=a(1+mi){\displaystyle Q{=}a(1+e)}[ 25 ] Un estudio de 2004 realizado por Matija Ćuk y Joseph A. Burns calculó una distancia mínima del periapsis de 1,3  millones  de km (0,81  millones  de millas) para Halimede, pero esta estimación se realizó cuando había menos datos de observación disponibles para calcular la órbita de la luna. [ 26 ] : L116

Referencias

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