Más cerca de calcular la masa y la edad de los anillos de Saturno

9 de abril de 2010

Galileo fue el primer astrónomo que contempló los anillos de Saturno en 1610 sin comprender su verdadera forma ni su naturaleza. Desde entonces, científicos de todo el mundo han estudiado esa bella formación para tratar de hallar una explicación a esta estructura. A pesar de todos los avances en este campo aún hay dos cuestiones básicas que desconocemos de los anillos: su masa y su edad.
Jeff Cuzzi, científico interdisciplinario de la  misión Cassini de la NASA, comenta a los medios de comunicación que espera que pronto se resuelvan estas preguntas. O al menos si esto no es posible, que lleguemos en poco tiempo a entender mejor los anillos de Saturno gracias a la Cassini. Esta sonda tiene previstas varias misiones encaminadas a estudiar los anillos y tomará datos que ayuden a los astrónomos a avanzar más en su conocimiento.
Durante décadas, los astrónomos han pensado que los anillos de Saturno se formaron junto al planeta hace unos 4,6 mil millones de años, es decir,que eran casi tan viejos como el Sistema Solar. Pero esta idea fue cuestionada cuando la Voyager sobrevoló el planeta en la década de 1980 reuniendo datos sobre Saturno, sus lunas y sus sistemas de anillos. A través de las observaciones de la Voyager, los científicos encontraron la existencia de unos procesos complejos que afectaban a los anillos, lo que hacía difícil entender que fueran tan viejos. Estos procesos implican la llamada resonancia, unas fuerzas gravitatorias que las lunas del planeta y los anillos ejercen entre sí causando efectos en cascada sobre los anillos. Pero esta resonancia debería haber hecho evolucionar el sistema lunas-anillos de Saturno, haciendo que las lunas salieran fuera del sistema de anillos y tirando de los anillos hacia el planeta. Si el sistema de anillos fuera tan viejo como el Sistema Solar, este proceso debería haber ocurrido hace ya mucho tiempo.
Larry Esposito, de la Universidad de Colorado en Boulder, e investigador principal del espectrógrafo ultravioleta de la Cassini(UVIS), explica que dada la velocidad a la que estos procesos operan, y la posición actual de los anillos y de las lunas, los científicos calculan que la edad de los anillos tendría que ser aproximadamente una décima parte tan viejos como el Sistema Solar, es decir, unos cien millones de años. Una prueba de ello es que cuando Cassini llegó a Saturno en 2004, sus observaciones mostraron que los procesos que afectaba a los anillos iban a un ritmo aún más rápido de lo que se indicaba en los datos de la Voyager.
Hay que señalar que hay otra línea independiente de investigación que trata de explicar los anillos de Saturno como una característica joven del planeta fruto de la contaminación proveniente de los restos de los meteoritos errantes, lo que se percibiría más cláramente sobre los anillos de hielo de agua.
Los anillos de Saturno están compuestos en al menos un 90% de hielo de agua, según las observaciones. Pero al igual que otros objetos del Sistema Solar, los anillos están siendo constantemente bombardeados por desechos interplanetarios compuestos en un 60% de carbono y rocas.
Con el tiempo, estos restos de meteoritos podrían contaminar el hielo, por lo que cada vez su composición sería menos pura. Se podría decir, que con el tiempo los anillos de Saturno se ensucian cada vez más. Pero casi la totalidad de los anillos están compuestos todavía por hielo de agua, lo que sugiere que son lo suficientemente jóvenes como para no estar todavía altamente contaminados.
Por supuesto, el grado de suciedad de los anillo no depende sólo de la edad de éstos,sino también de la cantidad de material presente en los anillos. La contaminación no es tan notable en los anillos más densos. De esta forma, sabiendo la masa de los anillos de Saturno, los científicos pueden determinar cuanto tiempo han sido bombardeados por los desechos, y por lo tanto, cuál es su edad.
Cuzzi explica que los astrónomos habían medido la masa de los anillos analizando la luz de las estrellas que pasaba a través de ellos,pero esta medida es errónea. Cassini descubrió que el material de los anillos ejerce una fuerza gravitatoria sobre sí mismo que hace que la luz de las estrellas no penetre con la misma intensidad en unas zonas que en otras, por lo que este método para medir su masa no es fiable. Por ello,los científicos esperan que la sonda mida la cantidad de masa por otros métodos. Se ha propuesto que Cassini, hacia el final de su misión, se ponga en órbita entre Saturno y el borde interior de los anillos. A esta distancia de los anillos,la Cassini sentirá la perturbación gravitatoria que generarán sobre la sonda. Así que según cómo se desvíe Cassini de su órbita, realizando diversos cálculos matemáticos  y analizando el movimiento de la sonda, los científicos esperan poder calcular la masa de los anillos.
La otra parte de la ecuación que daría a los científicos una restricción de la edad de los anillos es la velocidad a la que los desechos de meteoritos están golpeando los anillos. La combinación de la masa de los anillos, la cantidad de contaminación visto en ellos y el ritmo en el que cae esta contaminación, brindaría a los científicos el tiempo que estos escombros llevarían cayendo sobre los anillos, y con ello, se conocería su edad. Pero esta medición es muy difícil de realizar porque el sistema de anillos es muy polvoriento y muchos de los escombros se acaban por perder en un segundo plano.
Para solventar este último problema se puede utilizar un truco. Los restos de un meteorito que caen sobre los anillos, también lo hacen sobre las lunas heladas. Y este polvo sí que puede ser medido por la Cassini.
La nave espacial voló recientemente sobre la luna Rea de Saturno, y los científicos están a la espera de los datos para calcular el flujo de meteoritos sobre esta luna. Así que tal vez, dentro de poco, podamos hacer conjeturas más acertadas de la edad de los anillos de Saturno.

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