Saturno no es el único planeta con anillos

Saturno es el señor de los anillos, pero hay varios planetas en el sistema solar, e incluso un asteroide, con anillos orbitando a su alrededor.

Si te hablo de anillos pensarás en Sauron, una joyería o Saturno. Dejemos a los dos primeros y centrémonos en el planeta. Saturno es famoso por sus anillos y alberga un lugar especial en el imaginario colectivo por lo impresionante que se ve en fotos. Sin embargo no es, ni de lejos, el único planeta, ni el único cuerpo del sistema solar, con este tipo de estructuras. Otros planetas  tienen anillos pero también, y como mínimo, un planeta enano y un asteroide.

Pero antes de hablar de ellos, veamos cómo se forman los anillos alrededor de un planeta. Esto ocurre principalmente cuando un objeto relativamente grande, como un asteroide o una luna, pasan el conocido como límite de Roche  ¿podría la Luna . Este límite es el punto en el que la gravedad del planeta se iguala a la gravedad del propio asteroide o luna.

Imagina por ejemplo el caso de la Tierra y la Luna. La gravedad en la superficie lunar es un sexto de la gravedad en la superficie terrestre, por lo que habrá una cierta distancia a la Tierra en la que la gravedad del planeta se iguale a la de la superficie lunar. Si de alguna forma hiciéramos caer a la Luna hasta esta distancia, estando sobre el satélite sentirías la misma atracción gravitatoria hacia la Luna que hacia la Tierra. En ese momento empezarías a flotar. Por tanto la Luna (o cualquier cuerpo que se mantenga unido debido a su gravedad), empezaría a desmontarse, porque sus partes se verían más y más atraídas por la Tierra. Además, la parte cercana a la Tierra entraría dentro del límite de Roche antes que la lejana, acentuando este proceso de ruptura. Un meteorito más pequeño o un cohete no sentirán este efecto porque lo que los mantiene unidos y de una pieza son fuerzas químicas, fuerzas eléctricas que son muchísimo más intensas que la gravedad.

El límite de Roche no serviría únicamente para crear anillos a partir de objetos masivos que entran en él, sino también para impedir que nubes de material acaben formando un satélite demasiado cerca del planeta. Al estar tan próximo al planeta, cualquier satélite que alcance un tamaño suficiente acabará volviendo a romperse en sus distintos componentes.

Otra opción es por supuesto que se produzca una colisión tan violenta en las cercanías del planeta, o contra el propio planeta, que llene su vecindad de polvo y restos de la colisión, como para formar un anillo a su alrededor. Sin embargo esto era más probable en los inicios del sistema solar (y así creemos que se formó nuestra Luna). En la actualidad pensamos que lo más habitual será que una luna o asteroide entre en el límite de Roche y se rompa debido a la gravedad del planeta.

Ambos mecanismos habrán sido clave en la formación de los distintos anillos que podemos observar en el sistema solar. Todo apunta a que los anillos más densos y visibles de Saturno se formaron como consecuencia directa del mencionado límite de Roche. O bien una luna se acercó demasiado a Saturno o el material presente durante la formación del planeta no pudo formar una nueva luna de gran tamaño a esa distancia. Sin embargo su anillo más externo podría haberse formado (y seguir reponiéndose en la actualidad) a partir de partículas expulsadas por sus lunas, principalmente por los géiseres de Encélado. De todas formas, el ritmo al que los anillos de Saturno pierden material parecen sugerir un origen relativamente reciente, de unos pocos cientos de millones de años.

Representación artística de un planeta y su sistema de anillos
“iStockPhoto. Representación artística de un planeta y su sistema de anillos

Los anillos de Júpiter, por el contrario, estarían formados únicamente de material expulsado de sus lunas más interiores. Material que salió despedido durante sucesivas colisiones de asteroides con estas lunas. Al estar tan cerca del gigante gaseoso, estos satélites podrían actuar como porteros, situándose en la trayectoria de los asteroides atraídos por el planeta. Esto limita en gran medida la cantidad de material que pueden albergar estos anillos, haciéndolos increíblemente tenues. De hecho, no fueron descubiertos hasta la visita de la sonda Voyager 1 en 1979.

Los anillos de Urano son más complejos y brillantes que los de Júpiter y por eso pudieron ser descubiertos desde la Tierra en 1977. Son también relativamente jóvenes y presentan una distribución en bandas muy finas y diferenciadas, lo cual sugiere la presencia de varias lunas en los huecos intermedios, que concentrarían las partículas de polvo en estas bandas.

Los anillos de Neptuno, que son bastante débiles como los de Júpiter, tienen la peculiaridad de que no parecen completar una circunferencia alrededor del planeta, sino que tienen huecos entre diferentes arcos.

Pero como dije al principio, estos planetas no son los únicos en ostentar anillos. En 2013 se descubrieron sendos anillos alrededor de 10199 Cariclo, el más grande de los centauros. Un centauro, en contextos astronómicos, es un asteroide que habita la región del sistema solar entre las órbitas de Júpiter y Neptuno. Chariklo en concreto tiene un diámetro equivalente de unos 250 km (porque no es esférico) y dos anillos situados a menos de 100 km sobre su superficie. Estos fueron los primeros anillos descubiertos alrededor de un objeto distinto a un planeta. Este descubrimiento sorprendió a la comunidad científica, por lo inesperado. En la actualidad no tenemos información suficiente para determinar el origen de estos anillos, pero también son muy jóvenes, con una vida de unos pocos millones de años, o bien se reponen constantemente por un mecanismo que desconocemos.

Otro cuerpo con un anillo similar es Haumea, un planeta enano que orbita más allá de Neptuno y cuyo anillo se descubrió en 2017. Haumea es más grande que Chariklo, de ahí la diferente clasificación, aunque se cree que su anillo podría tener características similares. El anillo de Haumea se encuentra dentro de su límite de Roche, lo cual le impediría reagruparse para formar un satélite, como los dos satélites que sí orbitan al planeta enano a más de 10 veces la distancia a la que se encuentra el anillo.

En la actualidad no se han descubierto anillos alrededor de ningún exoplaneta, pero la presencia de estas estructuras en los cuatro planetas gaseosos del sistema solar e incluso en cuerpos menores indica que deberían ser relativamente frecuentes, si bien bastante complicados de detectar con los instrumentos actuales.

 

REFERENCIAS:

J.L. Ortiz et al, 2017, The size, shape, density and ring of the dwarf planet Haumea from a stellar occultation, Nature, https://doi.org/10.48550/arXiv.2006.03113
José Luis Oltra de perfil

José Luis Oltra (Cuarentaydos)

Soy físico de formación y viajero de vocación. Divulgo ciencia allí donde me lo permiten, aunque principalmente en youtube y tiktok bajo el nombre de Cuarentaydos. Por aquí me verás hablando de la física del universo, desde las galaxias y estrellas más grandes hasta las partículas subatómicas que las componen.

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