Orbits of Neptuian moons Manuel Posada Ayala Física del Sistema Solar Master en Astrofísica UCM-UAM Curso 2011-2012.

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1 Orbits of Neptuian moons Manuel Posada Ayala Física del Sistema Solar Master en Astrofísica UCM-UAM Curso 2011-2012

2 Orbits of Neptuian moons EL SISTEMA DE NEPTUNO 13 satélites, divididos en: -Internos y regulares: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa y Proteus -Triton -Externos e irregulares: Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Psamathe y Neso

3 Orbits of Neptuian moons SATÉLITES INTERNOS a (km) (R N ) P orbital (h)i (degrees)eR (Km)M (10 18 kg) Naiad 48227 (1.959) 7.064.6910.0003330.19483 Thalassa 50074 (2.034) 7.460.1350.0002410.37467 Despina 52526 (2.133) 8.040.070.000752.0981 Galatea 61953 (2.516) 10.300.0340.0001883.7467 Larissa 73548 (2.987) 13.320.2050.0014974.9456 Proteus 117646 (4.778) 26.930.0750.000521050.355

4 Orbits of Neptuian moons TRITON R = 1353.4 Km M = 2.1395·10 22 kg a = 354759 Km = 14.41 R N P orb = -5.877 días e = 0.0004 i = 156.865 grados Resto grandes satélites i < 1 grado. Menos la Luna: i = 5.16 grados 91 satélites retrógrados El más grande: Phoebe R = 107 km, i = 175 grados

5 Orbits of Neptuian moons SATÉLITES IRREGULARES a (10 6 km) (R N ) Periastro (10 6 km) Apoastro (10 6 km) e R (Km) M (10 16 kg) P orbital (años) i (grados) Nereid 5.513 (223.92) 1.375 (55.82) 9.653 (382.05) 0.75121703087.30,9867.09 Halimede 16.611 (674.64) 12.216 (496.13) 21.006 (853.15) 0.264631*18.706-5,145112.71 Sao 22.228 (902.77) 19.194 (779.54) 25.262 (1026) 0.136522*8.9927,97553.48 Laomedeia 23.567 (957.15) 14.213 (577.26) 32.921 (1337.05) 0.396921*8.9928,68337.87 Psamathe 48.096 (1952.97) 29.776 (1209.33) 66.417 (2697.42) 0.380920*1.499-24,84126.31 Neso 49.285 (2001.66) 21.124 (857.91) 77.447 (3145.42) 0.571430*16.485-26,66136.43

6 Orbits of Neptuian moons CAPTURA DE TRITON Littleton (1936). Pluto y Triton satélites de Neptuno => Imposible: la cantidad de momento angular en el sistema es insuficiente McKinnon (1984). Capturado del Cinturón de Kuiper por fuerzas de marea => Necesita perder energía Goldreich (1989). Colisión con un antiguo satélite => Si M s > 2% M T se destrozarían los dos McKinnon & Leith (1995). Nebulosa protoplanetaria => Densidad elevada. Muy cerca de Neptuno Agnor & Hamilton (2006). Sistema binario => Si gran velocidad, poco probable

7 Orbits of Neptuian moons CAPTURA DE TRITON Agnor & Hamilton (2006) Nogueira et al. (2011)

8 EVOLUCIÓN DE LA ORBITA DE TRITON -Fuerzas de marea McCord (1966). 100 Ma. McKinnon (1984). El calor lo derrite parcialmente y acorta el tiempo de evolución. Goldreich (1989). 400 Ma desde a = 1000 Rn. Perturbaciones solares. Cuk & Galdman (2005). Mayor tiempo que edad sistema solar. Imposible. Correia (2009). Menos de 1Ga. Nogueira et al. (2011). 200 Ma. Tritón más cerca. Orbits of Neptuian moons

9 EVOLUCIÓN DE LA ORBITA DE TRITON Orbits of Neptuian moons Nogueira et al. (2011) Case 1Case 2

10 EVOLUCIÓN DE LA ORBITA DE TRITON -Nube protoplanetaria McKinnon & Leith (1995) Evolución rápida en e y a. 1000 – 10000 años. Gas desaparece y la evolución continua por marea. Inconvenientes: Inclinación no varía Ayliffe & Bate (2009) – No discos en Urano y Neptuno Orbits of Neptuian moons

11 EVOLUCIÓN DE LA ORBITA DE TRITON -Disco de escombros Cuk & Galdman (2006) Sistema similar a Urano. Satélites regulares chocan entre sí en 1000 años  Disco de escombros Tiempo de evolución: 10000 años Inconveniente: Para grandes valores de a, probabilidad de que Tritón sea expulsado. Orbits of Neptuian moons

12 EFECTOS SOBRE EL SISTEMA No hay satélites entre 5 – 50 R N excepto Triton Satélites regulares – Expulsados o alejados – Destruidos (Disco de escombros) – No se forman (Nube protoplanetaria) Cuk & Galdman (2006) y Nogueira et al (2011): Nereid expulsado en 10 4 – 10 5 años => Captura de Triton antes de su formación o captura. Orbits of Neptuian moons

13 EFECTOS SOBRE EL SISTEMA Orbits of Neptuian moons Nogueira et al. (2011) Cuk & Galdman (2005)

14 Orbits of Neptuian moons BIBLIOGRAFÍA Agnor,C.B., Hamilton, D. P. 2006. Neptune´s capture of its moon Triton in a binary-planet gravitacional encounter. Nature 441, 192- 194 Cuk, M., Gladman, B. J. 2005. Constraints on the Orbital Evolution of Triton. The Astrophysical Journal 626, L113-L116. Goldreich, P., Murray, N., Longaretti, P. Y., Banfield, D. 1989. Neptune’s story. Science 245, 500-504. McKinnon, W. B. 1984. On the origin of Triton and Pluto. Nature 311, 355-358. McKinnon, W. B., Leith, A. C. 1995. Gas drag and the orbital evolution of a captured Triton.. Icarus 118, 392-413. Nogueira, E., Brasser, R., Gomes, R. 2011. Reassessing the origin of Triton. Icarus 214, 113-130. http://ssd.jpl.nasa.gov/?sat_elem http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=SolarSys