El Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional ha anunciado el hallazgo de la primera luna nueva de Urano en 20 años y otras dos en Neptuno.
«Las tres lunas recién descubiertas son las más débiles jamás encontradas alrededor de estos dos planetas gigantes de hielo utilizando telescopios terrestres», explicó Scott S. Sheppard de Carnegie Science. «Se necesitó un procesamiento de imágenes especial para revelar objetos tan débiles».
El nuevo miembro uraniano eleva el número total de lunas del planeta gigante de hielo a 28. Con sólo 8 kilómetros, es probablemente la más pequeña de las lunas de Urano y necesita 680 días para orbitar el planeta.
Llamada provisionalmente S/2023 U1, la luna nueva eventualmente llevará el nombre de un personaje de una obra de Shakespeare, de acuerdo con las convenciones de nomenclatura para los satélites exteriores de Urano.
S/2023 U1 fue detectado por primera vez el 4 de noviembre de 2023 por Sheppard utilizando los telescopios Magallanes en el Observatorio Las Campanas de Carnegie Science en Chile. Sheppard realizó observaciones de seguimiento con Magallanes un mes después, en diciembre.
Utilizando el mes de observaciones y trabajando con Marina Brozovic y Bob Jacobson del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA para determinar una posible órbita lunar para el nuevo hallazgo, Sheppard pudo localizar al nuevo miembro del panteón de Urano en imágenes más antiguas que había tomado Magallanes en 2021, así como en el telescopio Subaru en Hawai.
Sheppard también utilizó Magallanes para encontrar la más brillante de las dos lunas neptunianas recién descubiertas. En colaboración con David Tholen de la Universidad de Hawai, Chad Trujillo de la Universidad del Norte de Arizona y Patryk Sofia Lykawa de la Universidad de Kindai, encontró la otra nueva luna neptuniana, un objeto extremadamente débil, utilizando el telescopio Subaru. Ambos fueron vistos por primera vez en septiembre de 2021.
Las observaciones de seguimiento realizadas con los telescopios Magallanes en octubre de 2021 y nuevamente en 2022 y noviembre de 2023 confirmaron que la luna neptuniana, más brillante, orbita alrededor de Neptuno.
La luna más débil requirió un tiempo de observación especial en condiciones ultraprístinas en el Very Large Telescope del Observatorio Europeo Austral y en el telescopio de 8 metros del Observatorio Gemini para asegurar su órbita.
Brozovic y Jacobson fueron esenciales en este proceso de ajuste de la órbita de la luna alrededor de Neptuno utilizando los datos de las observaciones anteriores de 2021 para predecir hacia dónde apuntar los telescopios en 2022 y 2023 para encontrar el objeto extremadamente débil.
La luna más brillante de Neptuno tiene ahora una designación provisional S/2002 N5, tiene un tamaño de unos 23 kilómetros y tarda casi 9 años en orbitar al gigante de hielo. La luna más débil de Neptuno tiene una designación provisional S/2021 N1 y mide unos 14 kilómetros con una órbita de casi 27 años. Ambos recibirán nombres permanentes basados en las 50 diosas del mar Nereidas de la mitología griega.
«Una vez que se determinó la órbita del S/2002 N5 alrededor de Neptuno utilizando las observaciones de 2021, 2022 y 2023, se rastreó hasta un objeto que fue detectado cerca de Neptuno en 2003 pero que se perdió antes de que se pudiera confirmar que orbitaba el planeta», explicó Sheppard.
Descubrir las tres lunas nuevas requirió realizar docenas de exposiciones de cinco minutos durante períodos de tres o cuatro horas en una serie de noches. Estas exposiciones fueron desplazadas por el movimiento aparente de cada planeta respectivo y se sumaron para crear una imagen muy profunda.
El uso de esta técnica de observación intensiva en algunos de los telescopios más grandes del mundo permitió que las imágenes del estudio fueran más profundas que cualquier observación anterior cerca de Urano y Neptuno.
«Debido a que las lunas se mueven en sólo unos minutos en relación con las estrellas y galaxias de fondo, las exposiciones únicas largas no son ideales para capturar imágenes profundas de objetos en movimiento, dijo Sheppard.
«Al superponer estas exposiciones múltiples, aparecen estrellas y galaxias con rastros detrás de ellas, y objetos en movimiento similares al planeta anfitrión se verán como fuentes puntuales, sacando a las lunas de detrás del ruido de fondo en las imágenes».
Todas las nuevas lunas de Urano y Neptuno tienen órbitas distantes, excéntricas e inclinadas, lo que sugiere que fueron capturadas por la gravedad de estos planetas durante o poco después de que Urano y Neptuno se formaran a partir del anillo de polvo y escombros que rodeaba a nuestro Sol en su infancia.
Todos los planetas gigantes de nuestro Sistema Solar tienen configuraciones similares para sus lunas exteriores, independientemente de su tamaño o del proceso mediante el cual se formaron.
«Incluso Urano, que está inclinado de lado, tiene una población lunar similar a la de otros planetas gigantes que orbitan alrededor de nuestro Sol», explicó Sheppard. «Y Neptuno, que probablemente capturó el distante objeto Tritón del Cinturón de Kuiper, un cuerpo rico en hielo más grande que Plutón, un evento que podría haber alterado su sistema lunar, tiene lunas exteriores que parecen similares a sus vecinas».
Comprender mejor la historia de cómo se capturaron estas lunas exteriores puede ayudar a astrónomos como Sheppard y sus colegas a dilucidar nuevos descubrimientos.
