La dansa caòtica dels satèl·lits de Plutó

A mitjans de juliol la sonda New Horizon s’acostarà més que mai a Plutó i permetrà entendre millor la seva relació amb els seus satèl·lits

ELS CINC SATÈL·LITS NATURALS DE PLUTÓ formen una mena de sistema planetari en miniatura únic al Sistema Solar. El més gran, Caront, té 1.207 km de diàmetre i va ser descobert l’any 1978. Té una grandària tal (la seva massa és de prop d’una novena part la de Plutó) que el centre de masses de tots dos és fora del planeta. Per aquest motiu, alguns planetòlegs consideren Plutó i Caront un planeta doble. En comparació, la Terra té 81 vegades la massa de la Lluna i el centre de masses de totes dues és a l’interior del nostre planeta.

Gràcies a imatges captades pel telescopi espacial Hubble, l’any 2005 es van descobrir dues llunes més de Plutó que actualment s’anomenen Nix i Hidra. El 2011 se’n va descobrir una altra situada entre les òrbites de les últimes que es va batejar com a Cèrber i, un any més tard, els astrònoms van anunciar el descobriment del cinquè satèl·lit del planeta nan: Estix.

En un article publicat a principis d’aquest mateix mes a la revista Nature, Mark R. Showalter, de l’Institut SETI de Mountain View (Califòrnia), i Douglas P. Hamilton, de la Universitat de Maryland, demostren que els satèl·lits de Plutó es mouen al seu voltant dibuixant una mena de dansa caòtica. Els investigadors aporten càlculs més precisos de les òrbites dels quatre satèl·lits menors de Plutó i en revelen alguns fets sorprenents. Per exemple, Nix, empesa per la pugna entre les forces gravitacionals de Plutó i Caront, sembla rotar de manera caòtica.

La seva rotació “no és només una mica caòtica”, explica Showalter. “El pol de Nix es pot arribar a girar del tot. De fet, seria possible passar-hi un dia en què el sol surti per l’est i es pongui pel nord. La manera com rota sembla gairebé aleatòria”. Showalter aventura que és probable que Estix i Cèrber també tinguin una rotació caòtica. “El que passa és que encara no les hem pogut mesurar prou bé per saber-ho”, comenta. Hidra, el satèl·lit més allunyat de Plutó, també rota de manera irregular.

UNIVERS COMPLEX

Treure conclusions de tot plegat resulta complicat. “Això ve a demostrar que l’Univers és un indret molt complex i meravellós”, afirma Scott J. Kenyon, un astrofísic del Centre d’Astrofísica Harvard-Smithsonian de Cambridge (Massachusetts) que ha escrit un comentari de l’estudi publicat juntament amb l’article a Nature.

Els resultats publicats a Nature es basen en imatges obtingudes pel telescopi espacial Hubble entre el 2005 i el 2012 i inclouen fotografies anteriors en què, malgrat que Cèrber i Estix ja apareixen, els astrònoms no els havien detectat. La sonda espacial de la NASA New Horizons, que actualment es dirigeix a tota velocitat cap a les proximitats de Plutó, un planeta que sobrevolarà el 14 de juliol, podria ajudar a donar resposta a moltes preguntes.

Les òrbites dels cinc satèl·lits estan a prop, però no estan exactament en ressonància. Dit d’una altra manera, no estan acoblades de manera que, per l’acció de la gravetat, es moguin a l’uníson.

El període de translació d’Estix equival a gairebé tres vegades el de Caront, el de Nix a gairebé quatre, el de Cèrber a gairebé cinc i el d’Hidra a gairebé sis. “Aquestes equivalències no són exactes. Per tant, de fet, no estan en ressonància ni de bon tros”, puntualitza Showalter. “La ressonància no és com la petanca, en què, si ve de poc, compta. O estàs en ressonància o no ho estàs”, afegeix.

Tot i això, les òrbites estan tan a prop que tot sembla indicar que en algun moment van estar acoblades. “No és pura casualitat”, comenta Showalter. “Està clar que la naturalesa d’aquestes relacions estretes conté alguna pista sobre com es va formar i va evolucionar aquest sistema”.

Showalter i Hamilton han descobert una ressonància diferent: el moviment d’Estix està acoblat amb els de Nix i Hidra. És impossible que es produeixin totes dues ressonàncies simultàniament. Per tant, cal suposar que la dels cinc satèl·lits es va descompondre d’alguna manera i, tot seguit, tres de les llunes es van sincronitzar i van establir una segona ressonància.

COLORS I MATERIALS

Així mateix, els càlculs precisos sobre les propietats dels satèl·lits indiquen que Cèrber, tot i que sembla que té una tercera part de la massa d’Hidra, només reflecteix una vintena part de la llum solar que repel·leix aquesta última. Això podria indicar que està compost d’algun material molt més fosc (com el carbó) que Nix i Hidra, que tenen la brillantor de la neu bruta o la sorra del desert. “Estem completament fascinats pel color de Cèrber”, confessa Showalter.

Els astrònoms expliquen que han calculat que Hidra és un cos de forma el·líptica d’uns 58 km de diàmetre i que Nix té un diàmetre d’uns 56 km i és una mica més prima. El diàmetre de Cèrber és d’uns 30 km. A les imatges del telescopi espacial Hubble, Estix es veia massa petita i tènue per estimar-ne la grandària i la reflectivitat.

Es creu que Plutó i les seves llunes es van formar arran d’una col·lisió de cossos glaçats que es va produir al Sistema Solar exterior. Una hipòtesi és que els satèl·lits més brillants van sorgir a partir dels residus de la topada, que es van aglutinar, mentre que Cèrber, més fosc, seria un fragment de l’objecte que va col·lidir amb Plutó.

La sonda New Horizons de la NASA assolirà el seu punt més pròxim a Plutó el 14 de juliol. Un cop situada en l’òrbita correcta, aquesta mateixa setmana la missió iniciarà una de les fases més importants, la d’acostament. Les imatges que està fent la sonda permetran observar amb més detall els satèl·lits, però també la superfície plutoniana, per poder determinar millor la variabilitat dels seus colors i deduir la composició de la seva superfície i la seva atmosfera. New Horizon també estudia les interaccions d’aquest sistema planetari amb la resta del sistema solar. Recollirà dades sobre partícules que arriben de la resta de l’Univers.

Més continguts de

El + vist

El + comentat