Saturno no siempre tuvo anillos

Gracias a los datos de Cassini hemos descubierto que el planeta adquirió sus anillos mucho después de su formación.

Una de las últimas hazañas de la nave espacial Cassini de la NASA antes de su muerte en la atmósfera de hidrógeno y helio del planeta Saturno fue seguir recopilando datos hasta su último aliento.

Ahora, las mediciones de la trayectoria final de Cassini han permitido a los científicos realizar la primera estimación precisa de la cantidad de materiales presentes en los anillos del planeta, pesándolos en función de la fuerza de su fuerza gravitacional.

 

Esa estimación, alrededor del 40% de la masa de la luna Mimas, que en sí misma es 2.000 veces más pequeña que la luna de la Tierra, expone que los anillos son relativamente recientes, que se originaron hace menos de 100 millones de años y quizás hace tan solo 10 millones de años, lo que equivale a decir que Saturno no siempre tuvo esos magníficos anillos.

Así es. Esta corta edad da por finalizada una larga discusión entre los científicos planetarios. Algunos pensaban que los anillos se habían formado junto con el planeta hace 4.500 millones de años a partir de restos de hielo que permanecen en órbita después de la formación del sistema solar. Otros creían que los anillos eran muy jóvenes y que Saturno, en algún momento, capturó un objeto del cinturón de Kuiper o un cometa y lo redujo gradualmente a escombros en órbita.

 

La nueva estimación de masa se basa en una medida de cuánto se desvió la trayectoria de vuelo de Cassini por la gravedad de los anillos cuando la nave espacial voló entre el planeta y los anillos en su vuelo final en septiembre de 2017. Inicialmente, sin embargo, la deflexión no coincidía con las predicciones basadas en modelos del planeta y los anillos. Solo cuando el equipo tuvo en cuenta los vientos muy profundos en la atmósfera de Saturno, algo imposible de observar desde el espacio, tuvieron sentido las mediciones, permitiéndoles calcular la masa de los anillos.

"La primera vez que miré los datos no lo creí, porque confié en nuestros modelos y tardé un poco en comprender que hubo un efecto que cambió el campo de gravedad que no habíamos considerado", comentó Burkhard Militzer de la Universidad de California, Berkeley (EE. UU.), que modela los interiores planetarios. "Resultaron ser flujos masivos en la atmósfera de al menos 9.000 kilómetros de profundidad alrededor de la región ecuatorial. Pensamos preliminarmente que estas nubes eran como nubes en la Tierra, que se limitan a una capa delgada y casi no tienen masa. Pero en Saturno son realmente masivos".

 

También calcularon que las nubes de superficie en el ecuador de Saturno giran un 4% más rápido que la capa de 9.000 kilómetros de profundidad. Esa capa más profunda tarda 9 minutos más en rotar que las nubes en el ecuador, que recorren el planeta una vez cada 10 horas y 33 minutos.

"El descubrimiento de capas profundamente rotativas es una revelación sorprendente sobre la estructura interna del planeta", dijo la científica del proyecto Cassini, Linda Spilker, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "La pregunta es qué causa que la parte de la atmósfera que gira más rápidamente se hunda tanto y qué nos dice eso sobre el interior de Saturno".

 

Militzer también pudo calcular que el núcleo rocoso del planeta debe tener entre 15 y 18 veces la masa de la Tierra, que es similar a las estimaciones anteriores.



¿Origen de los anillos?



Las estimaciones anteriores de la masa de los anillos de Saturno —entre la mitad y un tercio de la masa de Mimas— provinieron del estudio de las ondas de densidad que viajan alrededor de los anillos rocosos y helados. Estas ondas son causadas por los 62 satélites del planeta, incluido Mimas, que crea la llamada división Cassini entre los dos anillos más grandes, A y B. Mimas es lisa y redonda, de 246 kilómetros de diámetro. Tiene un cráter de gran impacto que hace que se parezca a la Estrella de la Muerte de las películas de Star Wars.

 

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"Siempre sospechamos que había una masa oculta que no podíamos ver en las olas", comenta Militzer.

Afortunadamente, cuando Cassini se acercó al final de su vida útil, la NASA lo programó para realizar 22 inmersiones entre el planeta y los anillos para sondear el campo de gravedad de Saturno. Los radiotelescopios basados en la Tierra midieron la velocidad de la nave espacial a una fracción de milímetro por segundo.

El nuevo valor de la masa del anillo está en el rango de estimaciones anteriores y permite a los investigadores determinar su edad.

 

"Estas mediciones solo fueron posibles porque Cassini voló muy cerca de la superficie en sus últimas horas", dijo Militzer. "Fue una forma clásica y espectacular de terminar la misión".

 

Así las cosas, los anillos tienen sólo entre 10 y 100 millones de años, mientras que la antigüedad de Saturno es de unos 4.500 millones de años.

 

Referencia: L. Iess el al., "Measurement and implications of Saturn's gravity field and ring mass," Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aat2965

 

Sarah Romero

Sarah Romero

Fagocito ciencia ficción en todas sus formas. Fan incondicional de Daneel Olivaw y, cuando puedo, terraformo el planeta rojo o cazo cylons. Hasta que viva en Marte puedes localizarme por aquí.

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