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Anillos de Saturno desaparecerían en trescientos millones de años

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Saturno está perdiendo sus icónicos anillos a una tasa más elevada de la estimada tras las observaciones realizadas por Voyager 1 y 2, unas cuatro décadas atrás. Los anillos están siendo empujados hacia Saturno por la gravedad del gigantesco planeta, como una lluvia polvorienta de partículas de hielo bajo la influencia de su campo magnético. Y se perderían en unos 300 millones de años: un pestañeo en términos cósmicos.

Esta imagen fue realizada el 25 de abril de 2016 por la sonda espacial Cassini, capturando un conjunto de imágenes en rojo, verde y azul para cubrir un panorama completo de los anillos principales de Saturno. Las imágenes fueron obtenidas utilizando la cámara de ángulo amplio de la sonda, cuando se hallaba a unos 3 millones de kilómetros del planeta y con una elevación de unos 30 grados sobre el plano de los anillos. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

“Estimamos que esta ‘lluvia desde los anillos’ drena una cantidad de agua que podría llenar en media hora una piscina de natación de dimensiones olímpicas. A partir de esto, el sistema de anillos completo podría desaparecer en 300 millones de años, pero sumado a esto la nave espacial Cassini midió material de los anillos cayendo hacia el ecuador de Saturno, y los anillos tienen menos de 100 millones de años de existencia. Esto es relativamente poco, comparado con los más de 4 mil millones de años de antigüedad de Saturno”, señaló James O’Donoghue, del Centro de Vuelo Espacial Goddard1, de la NASA, con asiento en Greenbelt, Maryland.

¿Nació con o sin anillos?

Los científicos se han preguntado por mucho tiempo si Saturno se formó con los anillos o si los adquirió más tarde durante su desarrollo. La nueva investigación se inclina por el segundo escenario, indicando que no deben tener una antigüedad mayor a los 100 millones de años, porque eso es lo que le habría tomado al anillo C convertirse en lo que observamos hoy, asumiendo que alguna vez fue tan denso como el anillo B. “Somos afortunados de haber estado por ahí para observar el sistema de anillos de Saturno, que parece que está a la mitad de su vida. Como sea, si los anillos son temporales, ¡tal vez nos perdimos por poco de ver los gigantescos sistemas de anillos de Júpiter, Urano y Neptuno, que hoy sólo tienen sistemas anillados finos”!, añadió O’Donoghue.

Varias teorías fueron propuestas para el origen de los anillos. Si el planeta los adquirió durante su evolución, los anillos podrían haberse formado cuando las lunas heladas, muy pequeñas, que orbitaban Saturno, colisionaron, tal vez, debido a que sus órbitas fueron distorsionadas por el empuje gravitacional de un asteroide de paso o de un cometa.

Los primeros indicios de la existencia de la lluvia de anillos provino de las observaciones de la misión Voyager de fenómenos que aparentemente no estaban relacionados: las peculiares variaciones en las cargas eléctricas de la capa superior de la atmósfera superior (ionosfera), las variaciones en la densidad de los anillos de Saturno, y un terceto de estrechas bandas oscuras que circundan el planeta a latitudes septentrionales medias. Estas bandas oscuras aparecieron en imágenes de la neblinosa atmósfera superior de Saturno (estratosfera), enviadas por la misión Voyager 2 de la NASA, en 1.981.

En 1.986, Jack Connerney, de Goddard, publicó un artículo en Geophysical Research Letters, que vinculó esas estrechas bandas oscuras a la forma del enorme campo magnético de Saturno, proponiendo que esas partículas de hielo cargadas eléctricamente de los anillos de Saturno estaban fluyendo hacia las líneas del invisible campo magnético, volcando agua en la atmósfera más alta, donde emergían esas líneas desde el planeta. El influjo de agua desde los anillos, apareciendo en latitudes determinadas, lavaban la bruma estratosférica, haciéndola aparecer oscura en la luz reflejada, produciendo las estrechas bandas oscuras capturada en las imágenes de las Voyager.

Los anillos de Saturno son, en su mayor parte, trozos de agua helada que tienen tamaños que van desde granos microscópicos de polvo a rocas de varios metros de ancho. Las partículas de los anillos están atrapadas en un prodigio de equilibrio entre el empuje gravitacional de Saturno, que las atrae hacia el planeta, y su velocidad orbital, que quiere arrojarlos hacia el espacio exterior. Las pequeñas partículas pueden ser cargadas por radiación ultravioleta emanada del Sol o por nubes de plasma que surgen de micrometeoroides que bombardean los anillos. Cuando esto sucede, las partículas pueden sentir la atracción gravitacional del campo magnético del planeta, que las curva hacia el interior desde los anillos. En algunos lugares de los anillos, una vez cargadas, el balance de fuerzas de esas diminutas partículas cambian dramáticamente, y la gravedad del gigante las impulsa, a lo largo de las líneas del campo magnético, hacia las capas superiores de la atmósfera.

Una vez allí, las partículas congeladas de los anillos se vaporizan y el agua puede reaccionar químicamente con la ionosfera de Saturno. Un resultado de esas interacciones es el incremento de la duración de partículas cargadas eléctricamente, llamadas iones H3+, que están compuestas de hasta tres protones y dos electrones. Cuando son energizadas por la luz solar, los iones H3+ brillan en luz infrarroja, que fue observada por el equipo de O’Donoghue, utilizando instrumentos especiales añadidos al telescopio Keck, asentado en Mauna Kea, Hawái.

Sus observaciones revelaron bandas brillantes en los hemisferios septentrional y meridional de Saturno, donde las líneas del campo magnético que cruzan el plano de los anillos ingresan al planeta. Analizaron la luz para determinar la cantidad de lluvia desde los anillos y sus efectos en la ionosfera del gigante. Hallaron que la cantidad de lluvia coinciden extraordinariamente bien con los valores increíblemente altos derivados, más de tres décadas antes por Connerney y sus colegas, con una región del sur que recibe la mayor parte de ella.

Encélado, una de las lunas de Saturno, captada mientras derivaba frente a los anillos y la pequeña luna Pandora desde la sonda espacial Cassini el 1° de noviembre de 2009. La escena fue realizada a contraluz del Sol, lo que destacó las partículas congeladas que forman los anillos y los chorros de agua que emanan desde Encélado, quien tiene 505 kilómetros de ancho. En segundo plano luce Pandora, de 84 kilómetro de ancho, que se hallaba en el lado opuesto a los anillos, Encélado y la propia Cassini. Pandora fue observada en su lado nocturno, apenas iluminada de dorado por la luz del Sol reflejada por Saturno. Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

El equipo también descubrió una banda brillante a una latitud más elevada, en el hemisferio meridional. Allí es donde el campo magnético de Saturno cruza la órbita de Encélado, una luna geológicamente activa que está disparando géiseres de agua helada hacia el espacio, indicando que algunas de esas partículas también están lloviendo hacia Saturno. “No fue una sorpresa total. También identificamos a Encélado y al anillo E como una fuente abundante de agua, basados en otra estrecha banda oscura en aquella antigua foto de Voyager”, señaló Connerney. Los géiseres, observados por primera vez en 2005 por los instrumentos de Cassini, se cree que provienen de un océano de agua líquida que yace debajo de la superficie helada de la pequeña luna. La actividad geológica y el océano de agua hacen de Encélado uno de los lugares más prometedores para la búsqueda de vida extraterrestre.

Al equipo le gustaría ver cómo la lluvia proveniente de los anillos cambia de acuerdo a las estaciones de Saturno. A medida que el planeta avanza en su órbita de 29,4 años, los anillos son expuestos al Sol en grados diferentes. Cuando la luz ultravioleta del Sol carga los granos de hielo y los hace responder al campo magnético de Saturno, es probable que la variación en la exposición a la luz solar varíe la cantidad de precipitaciones de los anillos.


  1. Goddard Space Flight Center. [return]
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