Há apenas uma década, os astrônomos conheciam apenas 62 luas em torno de Saturno. Hoje, o Planeta Ringed possui 274 satélites oficiais impressionantes. Isso é mais do que qualquer outro mundo no sistema solar – e muitas para a maioria das pessoas acompanhar. O astrônomo Edward Ashton não é exceção, apesar de ter ajudado a descobrir 192 deles – ele pensa De qualquer forma, esse é o total, depois de fazer uma pausa para fazer alguma matemática mental.
Ashton agora é bolsista de pós -doutorado no Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica em Taiwan. Ele caiu em caçar as luas de Saturno em 2018, quando seu então consultor acadêmico sugeriu o projeto para seu doutorado. na Universidade da Colúmbia Britânica. Foi uma busca frutífera. Mais recentemente, em março, Ashton e seus colegas anunciaram um lote de 128 novos satélites saturnos.
Scientific American Falei com Ashton sobre a ciência de descobrir tantas luas relativamente pequenas-a maioria delas com apenas alguns quilômetros de largura-usando vastas quantidades de dados coletados pelo Telescópio Canadá-France-Hawaii (CFHT), localizado no Havaí.
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(Uma transcrição editada da entrevista segue.)
Como você encontrou essas luas?
Para detectar as luas, usamos uma técnica conhecida como mudança e empilhamento. Tomamos 44 imagens seqüenciais do mesmo pedaço de céu durante um período de três horas porque, nesse período, as luas se movem em relação às estrelas a uma taxa semelhante a Saturno. Se apenas empilharmos as imagens normalmente, a lua aparece como uma faixa nas imagens, e isso dilui o sinal da lua.
Então, o que fazemos é: mudamos as imagens em relação umas às outras em várias taxas diferentes próximas às de Saturno e, basicamente, pisamos entre as diferentes taxas de mudança. Se a taxa de mudança não estiver exatamente na taxa da lua, será um pouco alongada. À medida que você se aproxima da taxa da lua, ela se combina lentamente em um ponto. E então, à medida que você fica mais rápido que a taxa da lua, ela se expande novamente. Então, basicamente, olhamos para as imagens e depois pisamos rapidamente as diferentes taxas, e você pode ver a lua coalescendo.
Isso é para uma única noite. Mas apenas ver um objeto se movendo a uma taxa semelhante a Saturno perto de Saturno não garante que seja uma lua. É altamente provável que o objeto seja uma lua, mas isso não foi confirmado. Então, o que precisamos fazer é rastrear os objetos para mostrar que eles estão em órbita ao redor do planeta. Para fazer isso, repetimos o processo (Shift and Stack) várias vezes ao longo de muitos meses e anos.
Por que isso aconteceu agora? Você precisava de novas técnicas e observatórios para fazer esse trabalho?
A técnica e a tecnologia já estão lá há algum tempo – a mesma técnica foi usada para encontrar luas de Netuno e Urano. Mas a área do céu ao redor dos planetas onde as luas podem existir é muito menor, por isso leva menos tempo para pesquisar os dados. Uma das razões pelas quais isso não foi feito para Saturno é porque é muito demorado.
Por que esses outros planetas têm menos espaço onde as luas poderiam estar do que Saturno?
Esses planetas são menos massivos, portanto, as órbitas estáveis que as luas podem ter são menores.
Eu estava me perguntando se essa técnica funciona para outros planetas, e claramente a resposta é sim. Mas você acha que existem outras luas que ainda não foram encontradas em Saturno ou outros planetas com o método?
Nós encontramos candidatos à lua em torno de Saturno que não conseguimos rastrear o tempo suficiente para poder confirmá -los. Portanto, se você refazer essa técnica novamente, poderá encontrar mais luas em torno de Saturno, mas este é um caso de retornos decrescentes. Se você usar um telescópio maior (do que o CFHT), poderá ver luas mais fracas, para encontrar mais.
No momento, se você usar a mesma técnica para Júpiter, poderá encontrar luas mais fracas. O problema é: a quantidade de céu que as luas de Júpiter podem ocupar é significativamente maior que (a quantidade de céu que pode ser ocupada por luas de) Saturno, portanto o método é ainda mais demorado para Júpiter. E Júpiter é muito mais brilhante que Saturno e os outros planetas, então há muita luz dispersa que torna mais difícil ver as luas.
Portanto, é ainda mais difícil encontrar satélites em torno de Júpiter e, como você mencionou, outros grupos já fizeram esse trabalho para Urano e Netuno. Isso significa que somos meio que “maximizados” em luas até que tenhamos melhores observações?
Sim, você provavelmente tem que esperar até que a melhor tecnologia apareça.
Há algo sendo construído ou planejado agora que pode ser essa “melhor tecnologia”?
Atualmente, existem telescópios que podem ver mais profundamente (do que o CFHT), como o Telescópio Espacial James Webb (JWST). O problema é: o campo de visão da JWST é muito pequeno, então você precisa fazer algumas observações para poder cobrir a área necessária. Mas há um telescópio que deve ser lançado em breve, o telescópio espacial de Nancy Grace Roman, que tem um grande campo de visão. Então esse será um bom telescópio para caçar mais luas.
O que sabemos sobre essas novas luas?
Você basicamente só pode obter as órbitas das luas e os tamanhos aproximados. Mas se você olhar para o distribuição Das órbitas, você pode entender um pouco mais sobre a história do sistema. As luas que são meio que agrupadas no espaço orbital provavelmente são o resultado de uma colisão, para que você possa ver quais luas vêm do mesmo objeto pai.
Ver tantas luas em torno de Saturno é incomum?
O que é incomum é quantos existem. Parece que os planetas têm números mais ou menos iguais das luas maiores. Mas quando você entra nos menores que estamos descobrindo, Saturno parece disparar em termos de números. Então isso é bastante interessante. Isso poderia ser apenas porque havia uma colisão recente no sistema saturno que produziu um grande número de fragmentos.
Você consegue nomear todos eles? Você tem que nomear todos eles?
Eu acho que não ter para. Algumas dessas novas luas, eles foram ligados às observações de um grupo diferente de mais de 10 anos atrás. Isso é talvez 20 a 30 deles. Para o resto, recebemos crédito total da descoberta, o que, eu acho, significa que temos o direito de nomeá -los. Mas eles ainda não podem ser nomeados; Primeiro, eles acabaram de receber um número quando têm uma órbita de alta precisão, e não tenho certeza de quanto tempo isso vai demorar.
Você tem mais observações de caça à lua para analisar?
Não, estou fazendo uma pequena pausa nas luas! Eu tenho outros projetos para trabalhar, relacionados a objetos trans-neptunianos. Eles estão muito longe. Eles são difíceis de ver. Existem alguns mistérios sobre eles no momento. É interessante entender a estrutura deles e como ela se relaciona com a formação do planeta.