¿Es posible que un planeta tenga dos o más conjuntos de anillos perpendiculares?

Es difícil imaginar un escenario en el que dicha estructura pueda surgir naturalmente. Pero si pudiera encontrar una forma de construirlo (como, por ejemplo, lanzar millones de satélites pequeños), tal estructura sería posible. Probablemente no sería muy estable, pero debería persistir por un tiempo.

Lo que no puede tener son dos anillos que se crucen en ángulos diferentes. Las partículas del anillo colisionarían entre sí hasta que sus órbitas se aplanaran en un solo plano común. Entonces, lo que necesita es un anillo interno pequeño y un anillo externo mucho más grande que no cruce el anillo interno en absoluto.

Ahora, como señaló Christian Winter, los sistemas de anillos planetarios que conocemos se mantienen bastante cerca del plano ecuatorial. Esto se debe a las interacciones de las mareas: si el planeta gira, tendrá una protuberancia en el ecuador, lo que distorsiona el campo gravitacional del planeta para que ya no actúe exactamente como una fuente puntual simple y produzca pares en las partículas en órbita que tienden para mover sus órbitas más en línea con el ecuador con el tiempo. (De hecho, explotamos este efecto alrededor de la Tierra para volar satélites síncronos al sol, cuyas órbitas serían imposibles alrededor de un mundo perfectamente esférico; y los satélites síncronos terrestres no ecuatoriales, en particular ciertos combates rusos, están restringidos a unas pocas inclinaciones especiales donde los efectos de la protuberancia ecuatorial de la Tierra no distorsionará sus órbitas con el tiempo.) Entonces, si el planeta gira muy rápidamente, al menos uno de los dos anillos se distorsionará con el tiempo por estos efectos de marea. Si tienes un planeta con poca o ninguna rotación, esta inestabilidad se eliminaría.

Sin embargo, es poco probable que el sistema persista por mucho tiempo, por varias razones. Primero, la gravedad de cada anillo distorsionaría al otro, tal como lo haría el propio bulbo ecuatorial del planeta. En segundo lugar, sin las lunas de pastores, los límites del anillo desaparecerán; Las interacciones internas dentro de cada anillo harán que las partículas salgan de los bordes, hasta que los dos sistemas de anillos terminen intersectándose. En tercer lugar, si hay lunas de pastor, es probable que sus propias órbitas sean inestables, a menos que estén en una resonancia muy cuidadosamente organizada, las lunas que bordean cada sistema de anillos eventualmente se acercarán entre sí y las interrumpirán, sacándolas de las órbitas. los planos de los anillos y rompiendo dichos anillos en el proceso. E incluso si están en una resonancia muy cuidadosamente arreglada para comenzar, el tirón de las mareas de las lunas pastoras en un planeta no giratorio, o las mareas de las lunas no ecuatoriales en un planeta giratorio, aún arruinarían las cosas relativamente rápido. en términos geológicos

Yo diría que probablemente no. Usted ve la característica principal que hace un anillo o, para el caso, el plano del sistema solar tiene un objeto masivo secundario. Tomemos por ejemplo el sistema solar. Con la excepción de Plutón, todos los planetas se encuentran en un disco bastante plano. La razón es el planeta Júpider. Si bien Jupider no es tan grande como el sol, es lo suficientemente grande como para que cada objeto sea atraído por él. Cada vez que, por ejemplo, la Tierra hace una órbita alrededor del sol, se empuja ligeramente hacia Júpider. El efecto neto de esto es que si un planeta comenzó a partir del avión hecho por la órbita de Júpider y el sol, después de suficientes viajes alrededor del sol, será empujado hacia el mismo plano. La única razón por la que esto no le ha sucedido a Plutón, es que Plutón no ha hecho suficientes viajes alrededor del sol …

Ahora, para los anillos es el mismo efecto, excepto que es una luna o un conjunto de lunas que está empujando todo hacia un avión. La característica de un “anillo” es que es muy plano. Si tuvieras un conjunto de lunas perpendiculares, no terminarías con anillos planos. Incluso sin una luna de tamaño significativo, todavía tienes la competencia de atracción entre el planeta y el sol que empuja todo lo que orbita alrededor del planeta en el mismo plano orbital.

Nota: Hay dos efectos secundarios que tienden a atraer objetos hacia los mismos planos orbitales. Uno es la interacción de los campos magnéticos. Este es un efecto mucho más pequeño que la atracción de las grandes lunas. La otra es la forma asimétrica y la dirección de giro del planeta. Una luna que se mueve con la rotación de un planeta en órbita ecuatorial tiene menos pérdida de energía de las mareas que una luna en cualquier otra órbita. Estos dos efectos juntos son suficientes para que con el tiempo encontremos que las lunas y los anillos se alinearán perpendicularmente al campo magnético en una órbita ecuatorial. El efecto más dramático de esto es el planeta Saturno. El eje magnético de Saturno tiene un título de 27 grados con respecto al plano orbital. Los anillos de Saturno también están inclinados. Entonces, cuando vea una imagen de Saturno, los anillos siempre se alinearán con bandas de colores del planeta mismo. Uno esperaría que con el tiempo, el eje de rotación del planeta y todo el sistema de anillo / luna se enderezarían para alinearse con el plano orbital, pero claramente este es un proceso muy lento.

Ahora, por supuesto, podría haber un proceso que crearía anillos que son perpendiculares. Por ejemplo, si hay una luna en una órbita polar con un volcán lanzando escombros a la órbita del planeta en la trayectoria correcta, podría formar temporalmente un anillo perpendicular al resto de los anillos. Sin embargo, este no sería un sistema estable. Eventualmente, tanto los anillos como la luna serían sacados de esa órbita.

No soy astrofísico, pero creo que es posible solo asumiendo que el planeta tiene o tuvo una luna con una órbita muy inclinada (tal vez una luna capturada, como Tritón) que fue destruida en una colisión o se expulsó algo de material hasta que se formó anillo inclinado alrededor del planeta, que solo siguió el mismo camino orbital dejado por esa luna. Este anillo no debe cruzarse con el anillo ecuatorial principal del planeta, ya que las partículas colisionarían hasta que se alineen en un solo plano.

Esto es solo una suposición, y por supuesto requeriría cálculos para poner a prueba su probabilidad.

===== EDITAR: Me dijeron que mi explicación era incorrecta. Todavía puedes leerlo para las risas 🙂 =====

No estoy seguro, pero supongo que no es posible. Los anillos siempre parecen ser perpendiculares al eje de giro del planeta debido a la fuerza centrífuga. Dado que un planeta solo puede tener un eje de giro a la vez, supongo que solo puede haber anillos en un plano alrededor del ecuador. Sin embargo, puede haber, y hay, dos o más anillos concéntricos.

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