La belleza del delicado sistema de anillos de Saturno es innegable, pero la fascinación humana por ellos no es sólo una cuestión de estética: estos anillos también pueden contar historias científicas increíbles.
Un estudio publicado en The Astrophysical Journal utilizó los anillos del planeta para responder a una pregunta sorprendentemente complicada: ¿cuánto dura un día en Saturno? Respuesta: 10 horas, 33 minutos y 38 segundos.
Saturno 101
La revelación es significativa porque es ‘una característica fundamental de todos los planetas del sistema solar’, dice Bill Kurth, un físico de la Universidad de Iowa que trabajó en la misión Cassini de la NASA en Saturno pero que no sabía que no va participar en el estudio. Saber cuánto tiempo dura un día en un planeta puede ser útil para entender su campo gravitatorio y su estructura interna. Pero en el caso de un planeta anillado, es una variable que los astrónomos intentan entender desde hace décadas.
‘Saturno es el único planeta cuya rotación es difícil de medir’, dice Matthew Tiscareno, un científico del Instituto SETI que no participó en el nuevo estudio. Explique que los planetas terrestres tienen características superficiales que se pueden rastrear. Los otros tres gigantes gaseosos no lo hacen, pero tienen campos magnéticos inclinados que oscilan a medida que estos planetas giran, y las perturbaciones pueden utilizarse para determinar la velocidad con la que gira cada planeta.
Pero Saturno no cooperó. Las nubes caóticas remolinas del planeta gaseoso impiden un seguimiento adecuado de las características de la superficie. Además, varias sondas que orbitan Saturno confirmaron que su campo magnético es regular, perfectamente alineado con su polo giratorio. Esto significa que su rotación no provoca ningún cambio medible en el campo magnético.
Instrumento musical
Durante muchos años nadie supo cómo resolver ese enigma. Así que un equipo de científicos dirigido por Christopher Mankovich, un estudiante graduado en astronomía y astrofísica de la Universidad de California, Santa Cruz, tuvo una idea.
Los anillos de Saturno no son nada estáticos. A veces se ondan o ondulan, generalmente cuando la estiran las lunas en órbita mientras pasan por todo el hielo y el polvo. Pero estas ondas también podrían ser causadas por fluctuaciones de la materia en el enigmático interior de Saturno. Si la masa en movimiento crea cambios localizados en el campo gravitatorio del planeta también crea cambios en los anillos.
Parece una caja de baterías. Algo golpea el instrumento principal y hace que vibre el tambor.
‘Aunque no puedes escuchar las vibraciones, Saturno se parece mucho a un instrumento musical’, explica Mankovich. “Su timbre, entendido como un conjunto de frecuencias vibratorias admisibles, viene determinado por su estructura general: forma, tamaño, composición, temperatura, etc.
No es muy difícil provocar estas ondas. Si una masa igual a una de las lunas de tamaño medio de Saturno se mueve a su alrededor, puede provocar que partes de los anillos oscilen hacia delante y hacia atrás. Si estos movimientos coinciden con la frecuencia orbital de los anillos, resuena y transforma la pequeña ‘salpicadura’ en una onda espiral claramente visible.
‘Saturno se parece mucho a un instrumento musical’.
por CHRISTOPHER MANKOVICH, UNIVERSIDAD DE CALIFORNIA, SANTA CRUZ
Las propiedades de estas ondas dependen de lo que ocurren y de quien las genera. Teniendo esto en cuenta, el equipo de Mankovich creó un modelo digital personalizado para determinar cómo podría parecer el interior de Saturno mediante ondas anuladas. Su modelo no sólo reveló algunos de los mecanismos internos del planeta, sino que finalmente logró calcular la duración del día de Saturno.
Tiscareno dice que el equipo ha realizado ‘un trabajo exhaustivo y sólido’ para resolver este persistente problema.
Una sonda espacial monstruosa
Entonces, ¿por qué tardó tanto? Tiscareno explica que el hecho de que la masa interna y el comportamiento errático de Saturno puedan causar ondulaciones en los anillos se notó por primera vez a principios de los años 90. Y algunas de las últimas investigaciones, dirigidas por Matthew Hedman de la Universidad de Idaho, se basan en la idea de crear lo que el equipo llama cronosemología, o la capacidad de mirar lo que ocurre dentro de Saturno mediante ondas anuladas, un concepto primero. propuesto en 1982.
Según James O’Donoghue, un científico planetario del Goddard Space Flight Center de la NASA que no participó en el estudio, la gran nave espacial Cassini era necesaria para resolver el misterio.
en agosto de 2009. Los anillos de Saturno muestran colores naturales sutiles en las imágenes de Cassini. Foto de la NASA, JPL Cal-tech, Space Science Institute. Titán, la mayor luna de Saturno, cuelga sobre los anillos del planeta en Cassini 2022. Foto de Asa, JPL Cal-tech, Instituto de Ciencias Espaciales
Muchas sondas han visitado Saturno, pero Cassini, la ‘nave espacial del monstruo’, orbitó el mundo gigante durante 13 años con un instrumento capaz de observar estos anillos con un detalle sin precedentes. O’Donoghue dice que esto ha permitido la detección de detalles ‘inabarcables’ con telescopios terrestres.
Aunque sabemos que hay algo dentro del gigante gaseoso que hace que estas ondas aparezcan en los anillos, nadie sabe lo que podría ser. Mankovich señala que un nuevo estudio en el sitio web arXiv.org sugiere que varios impactos gigantes en el pasado lejano de Saturno pueden ser responsables del actual caos interno.
Pero de momento, ‘el culpable de estas fluctuaciones dentro de Saturno sigue siendo un misterio’, dice.
Ignacio Llorente es una amante del estudio de los planetas. Por eso nos enseña cómo poner en práctica los mejores consejos para avistarlos y analizarlos. Realiza largas caminatas por la naturaleza en plena noche con su equipo de astrónomos con frecuencia. Los mejores tips sobre planetas que podemos leer.