Washington, DC—Se han encontrado doce lunas nuevas en órbita alrededor de Júpiter—11 lunas exteriores» normales», y una que están llamando «oddball».»Esto lleva el número total de lunas conocidas de Júpiter a la friolera de 79, la mayor cantidad de cualquier planeta de nuestro Sistema Solar.
Un equipo dirigido por Scott S de Carnegie. Sheppard vio por primera vez las lunas en la primavera de 2017 mientras buscaban objetos del Sistema Solar muy distantes como parte de la caza de un posible planeta masivo más allá de Plutón.
En 2014, este mismo equipo encontró el objeto con la órbita más distante conocida de nuestro Sistema Solar y fue el primero en darse cuenta de que un planeta masivo desconocido en los márgenes de nuestro Sistema Solar, mucho más allá de Plutón, podría explicar la similitud de las órbitas de varios objetos pequeños extremadamente distantes. Este supuesto planeta es ahora a veces popularmente llamado Planeta X o Planeta Nueve. Dave Tholen de la Universidad de Hawai y Chad Trujillo de la Universidad del Norte de Arizona también forman parte del equipo de búsqueda de planetas.
«Júpiter estaba en el cielo cerca de los campos de búsqueda donde estábamos buscando objetos del Sistema Solar extremadamente distantes, por lo que fuimos casualmente capaces de buscar nuevas lunas alrededor de Júpiter mientras que al mismo tiempo buscábamos planetas en los márgenes de nuestro Sistema Solar», dijo Sheppard.
Gareth Williams, del Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional, utilizó las observaciones del equipo para calcular las órbitas de las lunas recién encontradas.
«Se necesitan varias observaciones para confirmar que un objeto realmente orbita alrededor de Júpiter», dijo Williams. «Así que todo el proceso tomó un año.»
Nueve de las lunas nuevas son parte de un enjambre exterior distante de lunas que orbitan en la dirección retrógrada o opuesta de la rotación de Júpiter. Estas lunas retrógradas distantes se agrupan en al menos tres agrupaciones orbitales distintas y se cree que son los restos de tres cuerpos padres que alguna vez fueron más grandes y que se rompieron durante las colisiones con asteroides, cometas u otras lunas. Las lunas retrógradas recién descubiertas tardan unos dos años en orbitar a Júpiter.
Dos de los nuevos descubrimientos son parte de un grupo interno más cercano de lunas que orbitan en el progrado, o en la misma dirección que la rotación del planeta. Todas estas lunas progradas interiores tienen distancias orbitales y ángulos de inclinación similares alrededor de Júpiter, por lo que se cree que también son fragmentos de una luna más grande que se rompió. Estas dos lunas recién descubiertas tardan un poco menos de un año en viajar alrededor de Júpiter.
«Nuestro otro descubrimiento es un verdadero bicho raro y tiene una órbita como ninguna otra luna joviana conocida», explicó Sheppard. «También es probable que sea la luna más pequeña conocida de Júpiter, con menos de un kilómetro de diámetro».
Esta nueva luna «extraña» es más distante y más inclinada que el grupo de lunas progradas y tarda aproximadamente un año y medio en orbitar a Júpiter. Por lo tanto, a diferencia del grupo de lunas progradas más cercanas, esta nueva luna prograda extraña tiene una órbita que cruza las lunas retrógradas externas.
Como resultado, es mucho más probable que ocurran colisiones frontales entre el progrado «excéntrico» y las lunas retrógradas, que se mueven en direcciones opuestas.
«Esta es una situación inestable», dijo Sheppard. «Las colisiones frontales se separarían rápidamente y los objetos se convertirían en polvo.»
Es posible que los diversos grupos orbitales lunares que vemos hoy se formaron en el pasado distante a través de este mecanismo exacto.
El equipo cree que esta pequeña luna prograda «extraña» podría ser el último remanente de una luna en órbita prograda una vez más grande que formó algunos de los grupos de lunas retrógradas durante colisiones frontales pasadas. Se le ha propuesto el nombre de Valetudo, en honor a la bisnieta del dios romano Júpiter, diosa de la salud y la higiene.Dilucidar las complejas influencias que dieron forma a la historia orbital de una luna puede enseñar a los científicos sobre los primeros años de nuestro Sistema Solar.
Por ejemplo, el descubrimiento de que las lunas más pequeñas en los diversos grupos orbitales de Júpiter todavía son abundantes sugiere que las colisiones que las crearon ocurrieron después de la era de la formación de planetas, cuando el Sol todavía estaba rodeado por un disco giratorio de gas y polvo del que nacieron los planetas.
Debido a sus tamaños, de uno a tres kilómetros, estas lunas están más influenciadas por el gas y el polvo circundantes. Si estas materias primas hubieran estado todavía presentes cuando la primera generación de lunas de Júpiter colisionó para formar sus actuales grupos de lunas, la resistencia ejercida por cualquier gas y polvo restante en las lunas más pequeñas habría sido suficiente para hacer que se volvieran en espiral hacia Júpiter. Su existencia muestra que probablemente se formaron después de que este gas y polvo se disiparan.
El descubrimiento inicial de la mayoría de las lunas nuevas se realizó en el telescopio Blanco de 4 metros en Cerro Tololo Interamericano en Chile y operado por el Observatorio Astronómico Óptico Nacional de los Estados Unidos. El telescopio se actualizó recientemente con la Cámara de Energía Oscura, lo que lo convierte en una herramienta poderosa para observar el cielo nocturno en busca de objetos débiles. Se utilizaron varios telescopios para confirmar los hallazgos, incluido el telescopio Magallánico de 6,5 metros en el Observatorio Las Campanas de Carnegie en Chile; el Telescopio Discovery Channel de 4 metros en el Observatorio Lowell de Arizona( gracias a Audrey Thirouin, Nick Moskovitz y Maxime Devogele); el Telescopio Subaru de 8 metros y el telescopio Univserity of Hawaii de 2,2 metros (gracias a Dave Tholen y Dora Fohring de la Universidad de Hawaii); y el Telescopio Gemini de 8 metros en Hawaii (gracias al tiempo Discrecional del Director para recuperar Valetudo). Bob Jacobson y Marina Brozovic en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA confirmaron la órbita calculada de la inusual luna extraña en 2017 para verificar su predicción de ubicación durante las observaciones de recuperación de 2018 para asegurarse de que la nueva luna interesante no se perdiera.
Leyenda: Imágenes de recuperación de Valetudo desde el telescopio Magallanes en mayo de 2018. La luna se puede ver en movimiento en relación con el fondo de estado estacionario de estrellas distantes. Júpiter no está en el campo, sino en la parte superior izquierda.
Esta investigación fue financiada parcialmente por una beca de Astronomía Planetaria de la NASA e incluye datos recopilados con Telescopios de Magallanes de 6,5 metros. Este proyecto utilizó datos obtenidos con la Cámara de Energía Oscura (DECam), que fue construida por las instituciones colaboradoras del Estudio de Energía Oscura (DES). Las observaciones se obtuvieron parcialmente en CTIO, NOAO, que son operadas por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, bajo contrato con la NSF.