miércoles, 25 de septiembre de 2019

Saturno está perdiendo sus anillos a alta velocidad

Basado en artículo de NASA

Nueva investigación de la NASA confirma que Saturno está perdiendo sus distinguidos anillos a la máxima velocidad estimada desde hace unas décadas por las observaciones de las naves Voyager 1 y 2. Los anillos están siendo halados hacia el planeta por la gravedad como una lluvia de partículas de hielo bajo la influencia del campo magnético de Saturno.

Los anillos de Saturno son principalmente pedazos de agua congelada (hielo) con ligera contaminación de hidrocarburos que varían en tamaño desde granitos tamaño arena fina hasta rocas de varios metros de ancho. Las partículas del anillo están atrapadas en equilibrio entre las dos fuerzas de atracción de la gravedad de Saturno, que quiere traerlas de vuelta al planeta, y la velocidad orbital, que quiere arrojarlos hacia el espacio.

Imagen de Saturno del 20 de Junio, 2019 por
el telescopio espacial Hubble. Fuente: NASA
James O’Donoghue del Centro de Vuelos Espaciales Goddard de NASA e investigador principal de un artículo nuevo publicado en la revista Icarus (Abril 2019, v.322: 251-260) estima “ … que esta lluvia de los anillos drena una cantidad de productos acuosos que llenarían una piscina olímpica en media hora”. Esta velocidad de pérdida de material sugiere que los anillos pudieran dejar de existir en menos de 100 millones de años. Lo cual es un tiempo relativamente corto, comparado a la edad de Saturno de más de 4 mil millones de años.

Las partículas más pequeñas de los anillos pueden cargarse eléctricamente por la luz ultravioleta del Sol o por nubes de plasma que resultan del bombardeo a los anillos por micro-meteoroides. Cuando esto sucede, las partículas cargadas sienten la atracción del campo magnético de Saturno, que se curva hacia el interior del planeta en los anillos de Saturno atravesando a estos. En algunas partes de los anillos, una vez cargados, el equilibrio de fuerzas en estas pequeñas partículas cambia drásticamente, y la gravedad de Saturno los atrae a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la atmósfera superior.

Observaciones de los diferentes instrumentos
 de la nave espacial Cassini.  En la imagen
se muestran unas líneas curvas alrededor
del planeta que representan el campo magnético. Observar que estas
líneas atraviesan los anillos. Fuente: NASA.

Una vez en la atmósfera superior, las partículas heladas de los anillos se evaporan y el agua puede reaccionar químicamente con la ionosfera de Saturno. Un resultado de estas reacciones es un aumento en la vida de partículas efímeras cargadas llamadas “Hidrógeno molecular protonado” o H3+, compuestas de tres protones y dos electrones. Cuando absorben energía del sol, los iones H3+ brillan en luz infrarroja, y esto ha sido observado por el equipo de O’Donoghue usando instrumentos especiales con el telescopio Keck en Mauna Kea, Hawaii. Sus observaciones revelaron bandas brillantes de este ion en los hemisferios norte y sur de Saturno, done las líneas del campo magnético que atraviesan los anillos entran en el planeta.

Por mucho tiempo los científicos se han preguntado si Saturno fue formado con los anillos, o si éstos fueron adquiridos por el planeta luego en su vida. Estas nuevas observaciones indican que el último escenario es más posible, pues es poco probable que los anillos sean más viejos de 100 millones de años. O’Donoghue agrega que “en cierta forma somos afortunados en poder ver esos anillos espectaculares en Saturno. Y además nos perdimos de ver anillos gigantes en los sistemas de Júpiter, Urano y Neptuno, los cuales tiene, actualmente unos anillos muy pequeños”.

Actualmente, el equipo de NASA está interesado en examinar como la lluvia de los anillos cambia en las diferentes estaciones de Saturno. Según el planeta progresa en su órbita de 20.4 años, los anillos están expuestos al Sol en diferentes posiciones e intensidades. Como la luz ultravioleta del Sol es la que carga los granitos de hielo y los hace responder al campo magnético de Saturno, la variación en la exposición a la luz del Sol debe cambiar la magnitud de la lluvia.

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