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In un recente studio pubblicato su Earth and Planetary Astrophysics , un team di ricercatori dell'Università del Texas ad Arlington, della Valdosta State University, del Georgia Institute of Technology e del National Radio Astronomy Observatory ha stimato quante lune potrebbero teoricamente orbitare attorno alla Terra mantenendo le condizioni attuali come la stabilità orbitale. Questo studio apre il potenziale per una migliore comprensione dei processi di formazione planetaria che potrebbero essere applicati anche per identificare esolune che potrebbero orbitare anche con esopianeti simili alla Terra.
"In un lavoro precedente, ho esaminato l'imballaggio del pianeta per il binario Alpha Centauri", ha detto il dottor Billy Quarles, assistente professore di astronomia e astrofisica alla Valdosta State University e coautore dello studio. "In tal caso, ho sviluppato una stima del numero di pianeti che potrebbero esistere all'interno della zona abitabile di ciascuna stella. In quello scenario, la zona abitabile forniva condizioni al contorno naturali, dove ho potuto utilizzare lo stesso formalismo dinamico per il problema delle lune (usando il sistema Terra-sole come binario). Per definire il confine esterno, uno dei miei coautori ha sviluppato uno schema che potremmo usare. Combinando queste idee, ci aspettavamo che>10 Cerere-, 6 Plutone- e 4 Sarebbero possibili oggetti delle dimensioni di una luna (ad esempio, la tabella 2 del nostro articolo)."
Mentre ci sono oltre 200 lune nel nostro sistema solare, solo tre orbitano pianeti terrestri (rocciosi):la nostra luna (Luna) attorno alla Terra e Phobos e Deimos attorno a Marte. Le restanti oltre 200 lune orbitano attorno a tutti i giganti gassosi, per includere Giove, Saturno, Urano e Nettuno. Come osserva lo studio, questa grande differenza è prevista poiché "sperimentano diversi meccanismi di formazione e processi di evoluzione orbitale". Lo studio discute come il numero massimo consentito di lune che potrebbero esistere intorno alla Terra dipenda dalle dimensioni ipotizzate delle lune stesse. In questo caso, i ricercatori hanno utilizzato oggetti delle dimensioni di Cerere, Plutone e Luna per determinare quanti di ciascuno potrebbero orbitare con successo intorno alla Terra. I risultati hanno mostrato che la stabilità orbitale potrebbe essere mantenuta con satelliti fino a 7 ± 1 massa di Cerere, 4 ± 1 massa di Plutone e 3 ± 1 lune di massa lunare.
"La sorpresa è stata che i prototipi di massa inferiore erano più limitati, il che attribuiamo alla loro maggiore probabilità di dispersione (da un'inerzia inferiore)", ha affermato Quarles. "Le perturbazioni delle lune vicine sono sufficienti a causare una dispersione sostanziale entro poche migliaia di anni. Abbiamo dovuto ridurre il numero di lune per tenerne conto."
Come si è visto con le lune galileiane di Giove, piccoli satelliti in orbita attorno a un corpo planetario molto più grande possono provocare quello che è noto come riscaldamento delle maree, dove il costante allungamento e compressione delle esperienze dei satelliti molto più piccoli porta a risultati interessanti, per includere il vulcanismo su Io e un oceano interno su Europa. Ma anche un sistema multi-luna con la Terra potrebbe avere questi stessi risultati?
"Il riscaldamento delle maree delle lune stesse potrebbe essere possibile, ma non è chiaro l'entità del riscaldamento senza eseguire simulazioni dettagliate", ha affermato il dottor Quarles. "Si è tentati di suggerire che la luna più interna potrebbe assomigliare a Io, ma il suo riscaldamento delle maree è in parte dovuto alle risonanze di movimento medio con le altre lune galileiane. Nei nostri sistemi, le risonanze di movimento medio destabilizzano in gran parte il sistema satellitare perché il sole si aggiunge a ciascuna la crescita dell'eccentricità della luna e l'eventuale dispersione."
Insieme al potenziale riscaldamento delle maree, questo studio amplia potenzialmente anche la ricerca di esolune che orbitano attorno agli esopianeti. Sfortunatamente, mentre il numero di esopianeti confermati è nell'ordine delle migliaia, il numero di esolune confermate è attualmente inferiore a una frazione di quel numero.
"Attualmente abbiamo 2 candidati per l'exluna (Kepler-1625b-i e Kepler-1708b-i), ma il loro rispettivo pianeta ospite è simile a Giove", ha detto il dottor Quarles. "Le lune candidate sono anche entrambe più grandi della Terra. Questi casi più esotici potrebbero essere più facili da identificare in un modo simile. I gioviani caldi erano più facili da individuare su pianeti più piccoli nei primi giorni degli esopianeti. Tuttavia, subito dopo sono stati scoperti più sistemi di pianeti i primi esopianeti in buona fede. Ci aspettiamo qualcosa di simile per le eluune. Quando avremo più esolune candidate in orbita attorno allo stesso pianeta, il nostro lavoro avrà più utilità. I vincoli che troviamo sono piuttosto ottimistici, dove condizioni più realistiche probabilmente limiteranno il numero di lune ulteriormente. Nelle misurazioni fotometriche, gli oggetti sullo sfondo potrebbero imitare il segnale di transito di una futura luna lunare e il nostro lavoro fornisce una base fisica per vincolare il numero di lune previste durante la verifica di diverse ipotesi."
Il dottor Suman Satyal, assistente universitario di fisica presso l'Università del Texas ad Arlington e autore principale dello studio, ha affermato che poiché la Terra può avere più di una luna, questo "aumenta la probabilità" di rilevare le eluune. "Questo dovrebbe dare un'idea agli osservatori dell'exmoon del limite superiore del numero di lune attorno a un pianeta di massa terrestre in orbita attorno a una stella simile al sole", ha affermato.
Quante esolune ci sono nel cosmo e c'è un esopianeta simile alla Terra con più esolune in grado di supportare la vita? Solo il tempo lo dirà. + Esplora ulteriormente
