Helena: A Lua Delicadamente Presa a Saturno

Uma companheira gravitacional única

Helena, também conhecida como Saturno XII, é uma pequena lua de apenas 36 quilômetros de diâmetro, descoberta em 1980 por Pierre Laques e Jean Lecacheux com observações do telescópio do OEA. Ela ocupa um ponto de Lagrange situado 60° à frente de Dione na mesma órbita, conferindo-lhe um equilíbrio gravitacional estável em torno de Saturno.

Características orbitais e físicas

Helena segue uma órbita quase circular a 377.400 km do centro de Saturno e apresenta rotação síncrona, o que significa que a mesma face está sempre voltada para Dione. Sua forma alongada e irregular provavelmente resulta das interações gravitacionais com Saturno e Dione.

Seu tamanho e densidade permitem estimar sua gravidade superficial em \(\approx 0,0023\, m/s^2\), extremamente baixa em comparação com a da Terra.

Helena: Companheira coorbital de Dione

Helena é um exemplo fascinante de lua coorbital no sistema de Saturno. Ela compartilha praticamente a mesma órbita que Dione, a cerca de 377.400 km do centro de Saturno, mas situa-se 60° à frente de Dione no plano orbital. Esta posição corresponde ao ponto de Lagrange L4 do sistema Dione-Saturno, garantindo notável estabilidade gravitacional em escalas de tempo astronômicas.

Sua forma ligeiramente alongada e irregular resulta da combinação das forças gravitacionais de Saturno e Dione, assim como de sua baixa gravidade superficial, estimada em \(\approx 0,0023\, m/s^2\). Helena gira de forma síncrona, mantendo sempre a mesma face voltada para Dione, fenômeno semelhante ao da Lua com a Terra.

A existência de Helena e de sua companheira de Lagrange oposta, Polydeuces, ilustra perfeitamente a dinâmica dos pontos de Lagrange em um sistema de três corpos. Esses pontos permitem que pequenos corpos permaneçam em órbitas estáveis sem colidir com o corpo principal, neste caso Dione.

Observações detalhadas realizadas pela sonda Cassini mapearam sua superfície e analisaram sua composição, revelando uma mistura de gelo de água e material rochoso semelhante ao de Dione. Esta ligação química e gravitacional destaca a importância das interações coorbitais na evolução dos sistemas de luas em torno de planetas gigantes.

Nota:
Os pontos de Lagrange L4 e L5 são posições estáveis situadas 60° à frente e 60° atrás de um corpo secundário (aqui Dione) em sua órbita ao redor de um corpo primário (Saturno). Objetos capturados nesses pontos coorbitais podem permanecer estáveis por milhões de anos.

Tabela comparativa das luas coorbitais e pequenas luas de Saturno

Fonte: NASA Solar System Exploration – Helena e outras luas coorbitais

Helena ilustra perfeitamente a estabilidade possível em sistemas coorbitais e permanece um exemplo fascinante de pequenas luas mantendo um equilíbrio gravitacional preciso graças aos pontos de Lagrange.