Hace una mera década, los astrónomos sabían solo 62 lunas alrededor de Saturno. Hoy el planeta anillado cuenta con un asombroso 274 satélites oficiales. Eso es más que cualquier otro mundo en el sistema solar, y demasiadas para que la mayoría de las personas hagan un seguimiento. El astrónomo Edward Ashton no es una excepción, a pesar de que ha ayudado a descubrir 192 de ellos, él pensamiento Ese es el total, de todos modos, después de detenerse para hacer algunas matemáticas mentales.
Ashton ahora es un becario postdoctoral en el Instituto de Astronomía y Astrofísica de la Academia Sinica en Taiwán. Cayó a la caza de las lunas de Saturno en 2018, cuando su entonces asesor académico sugirió el proyecto para su Ph.D. en la Universidad de Columbia Británica. Ha sido una búsqueda fructífera. Más recientemente, en marzo, Ashton y sus colegas anunciaron un lotes de 128 satélites saturnales recién descubiertos.
Científico americano habló con Ashton sobre la ciencia de descubrir tantas lunas relativamente pequeñas, la mayoría de ellas solo unos pocos kilómetros de ancho, utilizando grandes cantidades de datos recopilados por el telescopio de Canadá-Francia-Hawaii (CFHT), ubicado en Hawai.
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[An edited transcript of the interview follows.]
¿Cómo has encontrado estas lunas?
Para detectar las lunas, utilizamos una técnica conocida como desplazamiento y apilamiento. Tomamos 44 imágenes secuenciales del mismo parche de cielo durante un período de tres horas porque, en ese período de tiempo, las lunas se mueven en relación con las estrellas a una velocidad similar a Saturno. Si solo apilamos las imágenes normalmente, entonces la luna aparece como una racha a través de las imágenes, y eso diluye la señal de la luna.
Entonces, lo que hacemos es: cambiamos las imágenes entre sí a múltiples tasas diferentes cerca de la de Saturno, y luego parpadeamos básicamente entre las diferentes tasas de turno. Si la tasa de cambio no está a la velocidad de la luna, entonces se alargará ligeramente. A medida que te acercas a la tasa de la luna, se combina lentamente en un punto. Y luego, a medida que te vuelves más rápido que la tasa de la luna, se expande de nuevo. Entonces, básicamente, miramos las imágenes y luego parpadeamos rápidamente a través de las diferentes tarifas, y puede ver que la luna se fusiona.
Eso es para una sola noche. Pero solo ver un objeto que se mueve a un ritmo de Saturno cerca de Saturno no garantiza que sea una luna. Es muy probable que el objeto sea una luna, pero eso no ha sido confirmado. Entonces, lo que debemos hacer es rastrear los objetos para demostrar que están en órbita alrededor del planeta. Para hacer eso, repitimos el [shift and stack] Procese varias veces durante muchos meses y años.
¿Por qué sucedió esto ahora? ¿Necesitó nuevas técnicas y observatorios para hacer este trabajo?
La técnica y la tecnología han estado allí por un tiempo: la misma técnica se ha utilizado para encontrar lunas de Neptuno y Urano. Pero el área del cielo alrededor de esos planetas donde las lunas pueden existir es mucho más pequeña, por lo que lleva menos tiempo buscar en los datos. Una de las razones por las cuales esto no se había hecho por Saturno es porque lleva mucho tiempo.
¿Por qué esos otros planetas tienen menos espacio donde las lunas podrían estar que Saturno?
Esos planetas son menos masivos, por lo que las órbitas estables que pueden tener las lunas son más pequeñas.
Me había estado preguntando si esta técnica funciona para otros planetas, y claramente la respuesta es sí. ¿Pero crees que hay otras lunas que aún no se han encontrado en Saturno u otros planetas con el método?
Encontramos candidatos a la Luna alrededor de Saturno que no pudimos rastrear lo suficiente como para poder confirmarlos. Entonces, si vuelve a hacer esta técnica, podrá encontrar más lunas alrededor de Saturno, pero este es un caso de rendimientos decrecientes. Si usa un telescopio más grande [than the CFHT]entonces podrías ver lunas más débiles, por lo que podrás encontrar más.
Por el momento, si usa la misma técnica para Júpiterpodrás encontrar lunas más débiles. El problema es: la cantidad de cielo que las lunas de Júpiter pueden ocupar es significativamente mayor que [the amount of sky that can be occupied by moons of] Saturno, por lo que el método lleva más tiempo para Júpiter. Y Júpiter es mucho más brillante que Saturno y los otros planetas, por lo que hay mucha luz dispersa que hace que sea más difícil ver las lunas.
Por lo tanto, es aún más difícil encontrar satélites alrededor de Júpiter, y como mencionó, otros grupos ya han hecho este trabajo para Urano y Neptuno. ¿Eso significa que estamos “maximizados” en las lunas hasta que tengamos mejores observaciones?
Sí, probablemente tengas que esperar hasta que aparezca una mejor tecnología.
¿Se está construyendo o planificando algo en este momento que podría ser esa “mejor tecnología”?
Actualmente hay telescopios que pueden ver más profundos [than the CFHT]como el Telescopio espacial James Webb (JWST). El problema es: el campo de visión de JWST es muy pequeño, por lo que debe hacer bastantes observaciones para poder cubrir el área requerida. Pero hay un telescopio que se lanzará muy pronto, el Nancy Grace Telescopio espacial romanoque tiene un campo de visión bastante grande. Ese será un buen telescopio para usar para cazar más lunas.
¿Qué sabemos sobre estas nuevas lunas?
Básicamente, solo puede obtener las órbitas de las lunas y los tamaños aproximados. Pero si miras el distribución De las órbitas, puede comprender un poco más sobre la historia del sistema. Las lunas que están agrupadas en el espacio orbital son probablemente el resultado de una colisión, por lo que puede ver qué lunas provienen del mismo objeto principal.
¿Ver tantas lunas alrededor de Saturno inusual?
Lo inusual es cuántos hay. Parece que los planetas tienen números más o menos iguales de las lunas más grandes. Pero cuando te pones a los más pequeños que estamos descubriendo, Saturno parece dispararse en términos de los números. Así que eso es bastante interesante. Esto podría deberse a que había una colisión reciente dentro del sistema Saturno que produjo una gran cantidad de fragmentos.
¿Llegas a nombrarlos a todos? ¿Tienes que nombrarlos a todos?
Supongo que no tener a. Algunas de estas nuevas lunas, han sido vinculados a observaciones por un grupo diferente de hace más de 10 años. Eso es tal vez de 20 a 30 de ellos. Por lo demás, obtenemos un crédito de descubrimiento completo, lo que, creo, significa que tenemos el derecho de nombrarlos. Pero todavía no pueden ser nombrados; Primero, solo se les da un número cuando tienen una órbita de alta precisión, y no estoy seguro de cuánto tiempo llevará eso.
¿Tiene más observaciones de caza de luna para analizar?
¡No, me estoy tomando un pequeño descanso de las lunas! Tengo otros proyectos para trabajar, relacionados con objetos trans-neptunianos. Están bastante lejos. Son difíciles de ver. Hay Algunos misterios sobre ellos en este momento. Es interesante comprender su estructura y cómo se relaciona con la formación del planeta.