El comportamiento inesperado detectado en los anillos de Saturno

Saturno y sus anillos son un emblema del universo reconocible mundialmente. Sin embargo, a pesar de su carácter icónico, aún guardan algunos secretos inesperados. Un nuevo estudio encontró que, en realidad, están calentando la atmósfera de su planeta. El equipo de la NASA que participó de esta investigación, que acaba de publicarse en Planetary Science Journal, afirmó que este hallazgo es un dato que los astrónomos nunca antes habían percibido en este Sistema Solar.

“El secreto se ha estado ocultando a simple vista durante 40 años. Pero se necesitó la perspicacia de un astrónomo veterano para reunir toda la información en un año, usando observaciones de Saturno del Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la sonda Cassini, además de las naves espaciales Voyager 1 y 2 y la misión del Explorador ultravioleta internacional ya retirada”, explica la portavoz de la NASA Lotfi Ben-Jaffel, del Instituto de Astrofísica de París y del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, una de las autoras principales del artículo.

Los investigadores dicen que esta interacción inesperada entre Saturno y sus anillos podría proporcionar a los científicos una herramienta para predecir si otros planetas en el espacio profundo también tienen un anillo similar al de este astro. El nuevo informe encuentra que la evidencia reveladora es un exceso de radiación ultravioleta, que aparece como una línea espectral de hidrógeno caliente en la atmósfera.

Los investigadores de la NASA agregan que el aumento de la radiación significa que algo está contaminando la atmósfera superior del planeta y haciéndolo desde el exterior. Creen que la explicación más factible es que las partículas del anillo de hielo que llueven sobre Saturno están calentando la atmósfera. Esto puede ser el resultado de impactos de micrometeoritos, bombardeo de partículas de viento solar, radiación ultravioleta solar o fuerzas electromagnéticas que recogen polvo cargado eléctricamente.

La atracción del campo gravitatorio de Saturno hace que todo esto sea posible, arrastrando estas partículas hacia el interior del planeta. Los científicos afirmaron que esto fue una completa sorpresa. Cuando la sonda Cassini de la NASA se sumergió en la atmósfera de Saturno al final de su misión en 2017, los especialistas notaron que la misma midió los componentes atmosféricos, lo que confirma que las partículas caen constantemente de los anillos del planeta.

“Aunque es bien conocida la lenta desintegración de los anillos, sorprende su influencia en el hidrógeno atómico del planeta. Desde la sonda Cassini, ya conocíamos la influencia de los anillos. Sin embargo, no sabíamos nada sobre el contenido atómico de hidrógeno -sigue Ben-Jaffel. Todo está impulsado por partículas de anillos que caen en cascada a la atmósfera en latitudes específicas. Modifican el área superior, cambiando la composición. Y luego también se registran procesos de colisión con gases atmosféricos que probablemente estén calentando el entorno a una altitud específica”.

El descubrimiento de Ben-Jaffel requirió observaciones de archivo de luz ultravioleta (UV) recopiladas de cuatro misiones espaciales que estudian Saturno. Esto incluye observaciones de las dos sondas Voyager de la NASA que pasaron por Saturno en la década de 1980. En ese momento, los astrónomos descartaron el exceso de mediciones de UV como ruido en los detectores antiguos.

La misión Cassini, que llegó a Saturno en 2004, también aunaron datos UV de la atmósfera durante varios años. El Telescopio Espacial Hubble puesto en órbita en 1990 y el Explorador Ultravioleta Internacional, que se lanzó en 1978, también reunieron datos sobre el sexto planeta desde el Sol. Desde entonces, ha habido preguntas persistentes sobre si todos los datos realmente revelaban un fenómeno real en Saturno. La NASA afirmó que la clave para armar el rompecabezas fue la decisión de Ben-Jaffel de utilizar las mediciones del Espectrógrafo de Imágenes del Telescopio Espacial (STIS) del Hubble.

Sus observaciones de precisión de Saturno ayudaron a calibrar los antiguos datos UV de las cuatro misiones espaciales que observaban el planeta. La investigadora comparó las observaciones STIS UV de Saturno con la distribución de la luz de múltiples instrumentos y misiones espaciales. “Cuando todo estuvo calibrado, vimos claramente que los espectros son consistentes en todas las misiones. Esto fue posible porque tenemos el mismo punto de referencia del Hubble sobre la tasa de transferencia de energía de la atmósfera medida durante décadas -explica Ben-Jaffel-. Fue realmente una sorpresa para mí. Acabo de trazar los diferentes datos de distribución de luz juntos, y luego me di cuenta que coincidían”.

Cuatro décadas de datos UV cubren múltiples ciclos solares y ayudan a los astrónomos a estudiar los efectos estacionales del Sol en Saturno. Al reunir todos las informaciones diversas y calibrarlos, Ben-Jaffel descubrió que no hay diferencia en el nivel de radiación UV. “En cualquier momento y posición del planeta, podemos seguir el nivel de radiación ultravioleta -continúa Ben-Jaffel-. Esto apunta a la constante “lluvia de hielo” de los anillos de Saturno como la mejor explicación. Estamos apenas al comienzo de este efecto de caracterización de anillos en la atmósfera superior de un planeta.

Eventualmente queremos tener un enfoque global que produzca una firma real sobre las atmósferas en mundos distantes. Uno de los objetivos de este estudio es ver cómo podemos aplicarlo a los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas. Podríamos llamarlo la búsqueda de exo-anillos”, concluye la especialista.

Saturno es el sexto planeta desde el sol y el segundo planeta más grande del sistema solar. Se considera un gigante gaseoso porque está compuesto principalmente de hidrógeno y helio. Si bien esos anillos icónicos pueden estar calentando la atmósfera de Saturno como sugiere el estudio, en realidad están formados por partículas de hielo y rocas.

El planeta tiene al menos 83 lunas conocidas, la más grande de las cuales se llama Titán. Otras 20 lunas están a la espera de confirmación y nombramiento, según la NASA. Dado que está hecho de gas, es el único planeta del sistema solar que es menos denso que el agua, y flotaría si alguna vez se encontrara en una masa de agua lo suficientemente grande como para contenerlo.

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