Quão incomum é o sistema solar?

Na série da Fundação Isaac Asimov , os personagens principais estão procurando a Terra há muito perdida. Existem duas características principais do sistema solar que parecem torná-lo incomum entre os milhões de sistemas habitados: os anéis de Saturno e o tamanho da Lua .

As conversas abaixo são principalmente entre Golan Trevize , ex-militar, versado em astronomia, e Janov Pelorat , um professor de história ingênuo e recluso.

Os anéis de Saturno

"Era disso que o poema estava falando. Três anéis largos, concêntricos, mais largos que o próprio planeta."

Trevize disse: "Nunca ouvi falar de algo assim. Não acho que os anéis possam ser tão largos. Comparados ao planeta em que circulam, são sempre muito estreitos".

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"Esse tipo de coisa é comum?" perguntou Bliss, impressionada.

"Não", disse Trevize. "Quase todo gigante de gás tem anéis de entulho, mas eles tendem a ser fracos e estreitos. Uma vez vi um em que os anéis eram estreitos, mas bastante brilhantes. Mas nunca vi nada assim; nem ouvi falar disso também."

Pelorat disse: "Esse é claramente o gigante com anéis das lendas. Se isso é realmente único-"

"Realmente único, tanto quanto eu sei, ou tanto quanto o computador sabe", disse Trevize.

A lua

"Um satélite gigante é mais difícil de aceitar. Nenhum outro mundo habitado na Galáxia tem esse satélite. Grandes satélites são invariavelmente associados a gigantes gasosos inabitados e inabitáveis. Como cético, então, prefiro não aceitar a existência de a lua."

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"Sim. É um pouco mais distante do planeta do que se poderia esperar, mas definitivamente está girando em torno dele. É apenas o tamanho de um planeta pequeno; na verdade, é menor do que qualquer um dos quatro planetas internos que circulam o sol. um satélite. Tem pelo menos dois mil quilômetros de diâmetro, o que o torna na faixa de tamanho dos grandes satélites que giram em torno de gigantes gasosos ".

"Não é maior?" Pelorat parecia decepcionado. "Então não é um satélite gigante?"

"Sim, é. Um satélite com um diâmetro de dois a três mil quilômetros que está circulando um enorme gigante gasoso é uma coisa. O mesmo satélite que circula um pequeno planeta rochoso e habitável é outro. Esse satélite tem um diâmetro superior a um quarto. a da Terra. Onde você ouviu essa quase paridade envolvendo um planeta habitável? "

Pelorat disse timidamente: "Sei muito pouco dessas coisas".

Trevize disse: "Então aceite minha palavra, Janov. É único. Estamos olhando para algo que é praticamente um planeta duplo, e existem poucos planetas habitáveis ​​que têm algo mais do que seixos orbitando-os. Janov, se você considerar isso gigante de gás com seu enorme sistema de anéis em sexto lugar, e este planeta com seu enorme satélite em terceiro - ambos os quais suas lendas lhe contaram, com toda a credibilidade, antes que você os visse - então o mundo que você está vendo deve ser Terra. Não pode ser concebivelmente outra coisa. Encontramos Janov; descobrimos. "

^{As citações são de Foundation's Edge (1982) e Foundation and Earth (1986).}

Minha pergunta está dividida em duas partes:

1. As várias descrições e fatos apresentados acima geralmente estão corretas?
2. Quão incomuns são os anéis de Saturno e a Lua em comparação com outros sistemas que observamos?

Primeiro, Azimov estava escrevendo (Edge 1982 e Earth 1986) antes que os primeiros planetas extras solares fossem tentativamente detectados (1989), ou definitivamente detectados em 1991 ou 1992. Portanto, o que ele escreveu não pôde basear-se em dados reais de planetas extras solares, e deve ter sido um palpite.

No entanto, os dois livros foram escritos após a descoberta de Caronte, então ele pode ter sido mal aconselhado a afirmar que as luas grandes eram improváveis ​​em torno de gigantes não-gasosos.

Pessoalmente, acho que é improvável que a lua grande e os palpites amplos dos anéis planetários se concretizem. Incomum talvez, mas não incomum o suficiente para o propósito de Azimov.

Se você acredita, já descobrimos um exoplaneta com um sistema de anéis mais impressionante que o de Saturno

Como adição:

• O que Conrad disse sobre sistemas de anéis é verdade, temos uma possível primeira detecção, mas nem de longe detecções para afirmar que tais fenômenos são normais. Também nosso conhecimento sobre isso não mudará muito nos próximos anos. Com as próximas missões fotométricas em trânsitos, como o TESS da NASA ou o PLATO da ESA, provavelmente seremos capazes de detectar esse tipo de sistema de anéis maior que Saturno. Isso se deve simplesmente ao fato de os pequenos sistemas de anel não fornecerem um sinal de trânsito suficientemente forte para serem detectados.
  Portanto, no total, não saberemos sobre a normalidade dos anéis de Saturno por algum tempo.
• Luas Terrestres: Existem idéias por aí sobre como detectar exomônios, mas essas geralmente também dependem de medições fotométricas. Variações no tempo de trânsito podem levar a pistas de exótons. Além disso, luas muito grandes podem levar a sinais detectáveis ​​na fotometria, mas a detecção de velocidade radial de exótons está fora de questão no momento.
  Portanto, no total: as distribuições Exomoon são totalmente desconhecidas no momento e, pelas mesmas razões que as distribuições planetárias de anéis permanecem desconhecidas por algum tempo.

Por mais que isso pareça um pouco deprimente em relação à busca de anéis e luas em torno de exoplanetas, precisamos entender que isso se deve ao fato de que, no momento, essas perguntas não são um dos principais fatores científicos por trás das missões de exoplanetas que estão por vir no momento.
Ainda estamos tentando entender completamente as populações de exoplanetas, antes de passar para os desafios muito mais difíceis de detectar os sinais muito mais fracos de luas e anéis.

Dito isto, estou convencido de que a questão lua / anel passará, em algum momento no futuro, muito mais para o foco científico. Isto é simplesmente porque, pelo menos para gigantes gasosos, luas e anéis, deveriam ser teorias "sondadas" da formação de planetas. Isso acontece no sentido de que quando os gigantes de gás estão crescendo, em algum momento eles terão um subdisc de gás e poeira se formando dentro de sua própria esfera de Hill que acabará por fazer algo interessante. Comparar o que esses subdiscs fazem com as teorias da formação da lua e dos anéis nos ensinará como esses processos funcionam em detalhes.

Também +1 para Asimov por causa de preconceito pessoal não profissional.