El Nuevo anillo Gigante de Saturno

La estructura es visible solamente en infrarrojo, y se encuentra muy alejada de los anillos clásicos del planeta gigante. Una de las lunas de Saturno sería responsable de la existencia del tenue anillo.

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Imagen IPB

Representación del nuevo anillo en torno a Saturno, en la que se puede apreciar su gran extensión (NASA, JPL-Caltech, Keck).

En recientes datos entregados por el Telescopio espacial Spitzer, se ha podido constatar la existencia de un nuevo y formidable anillo en torno a Saturno. Esta estructura sería generada por el satélite Febe, y está compuesta por polvo y partículas de hielo, las cuales permanecen a una temperatura bajísima, de tan sólo 80 Kelvin (~ -190 °C).

El nuevo cinturón está en el límite lejano del sistema de Saturno, con una órbita inclinada 27º del plano de los anillos principales. El material que lo compone está entre los seis y 12 millones de km del planeta. Una de las lunas más alejadas de Saturno, Febe, orbita en el interior de este nuevo anillo y, probablemente, sea la fuente de su material.
El nuevo anillo de Saturno es ancho, su altura vertical es unas 20 veces el diámetro del planeta. Se necesitan unos mil millones de planetas como la Tierra para rellenar el anillo.

CITA

“Este es un anillo de tamaño súper”, afirmaba Anne Verbiscer, una astrónoma de la Universidad de Virginia, Charlottesville. “Si pudieras observar el anillo, abarcaría el ángulo de dos lunas llenas en el cielo, una a cada lado de Saturno”. Verbiscer, Douglas Hamilton de la Universidad de Maryland, College Park y Michael Skrutkie, de la Universidad de Virginia, Charlotesville, son los autores de un artículo sobre el descubrimiento que será publicado en la versión on-line de la revista Nature.

El anillo es en sí muy tenue, compuesto de finas partículas de hielo y polvo. Los ojos infrarrojos de Spitzer fueron capaces de ver la tenue luz del frío polvo del anillo. El telescopio se lanzó al espacio en el 2003 y está en órbita alrededor del Sol a unos 107 millones de km de la Tierra.

Este descubrimiento puede ayudar a resolver un antiguo enigma de una de las lunas de Satunro, Japeto, que tiene una extraña apariencia, un lado es brillante y el otro es muy oscuro, como si se pareciera al signo del ying-yang. El astrónomo Giovanni Cassini fue el primero en observar esta luna en 1671, y años más tarde se dio cuenta de que tenía un lado oscuro, denominado Cassini Regio en su honor.

El nuevo componente de Saturno podría explicar cómo pudo formarse la región Cassini Regio. El anillo orbita en la misma dirección que Febe, mientras que Japeto, el resto de lunas y los propios anillos principales orbitan en dirección opuesta. Según algunos científicos, parte del material oscuro del anillo exterior se mueve al interior hacia Japeto, impactando en la luna como los insectos contra un parabrisas.

"Los astrónomos han sospechado durante mucho tiempo que existe una relación entre la luna exterior Febe de Saturno y el material oscuro de Japeto”, indicaba Hamilton. “Este nuevo anillo da mas credibilidad a esa relación”.

Verbiscer y sus colaboradores utilizaron la cámara del infrarrrojo largo de Spitzer, denominada fotómetro de imagen multibanda, para explorar un trozo de cielo lejano de Saturno y algo al interior de la órbita de Febe. Los astrónomos intuían que Febe podría estar orbitando en un cinturón de polvo arrojado por las colisiones menores con cometas, un proceso similar al que se produce alrededor de las estrellas con discos de polvo de restos planetarios. Estaban tan seguros, que cuando se tomó la primera imagen apareció enseguida la franja de polvo.

El anillo sería prácticamente imposible de ver con telescopios de luz visible. Sus partículas son muy difusas y pueden extenderse más allá del grueso del anillo, hasta llegar a Saturno, y también hacia afuera, al espacio interplanetario. El número relativamente pequeño de partículas del anillo no refleja mucho la luz visible, más aún cuando la luz solar en Saturno es muy débil.

“Las partículas están tan apartadas que si estuvieras en el propio anillo no te darías cuenta de ello”, decía Verbiscer.

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FEBE:

CITA

Febe: Un mundo capturado del Sistema Solar exterior: Febe es una luna marcada por los cráteres y donde grandes corrimientos de tierras revelan brillante hielo de agua en las paredes de los cráteres así como desiguales acumulaciones de silicatos y material orgánico. Los volátiles hielos les indican a los científicos que Febe debe haberse formado en el sistema solar exterior y después fue capturada por la gravedad de Saturno; es una superviviente de objetos mucho más antiguos que Saturno mismo.

Imagen IPB

Este gráfico en color ilustra el aspecto irregular de Febe, que aunque presenta una forma más o menos esférica, si tiene una topografía muy irregular. El diámetro medio de Febe es de 214 Km. Las cuatro imágenes que se muestran están separadas por una rotación de 90°. El color de estos modelos corresponde a la altura de la superficie de Febe relativa a su punto topográfico más bajo, el cual, por cierto, se encuentra en un gran cráter visible en la toma inferior izquierda.

La auténtica naturaleza de Febe se revela con fabulosa claridad en este mosaico de dos imágenes tomadas durante el sobrevuelo del 11 de junio de 2004. La imagen muestra evidencias que apoyan la concepción de Febe como un cuerpo rico en hielo cubierto por una delgada capa de material oscuro. Los pequeños cráteres brillantes de la imagen son probablemente recientes. Este fenómeno ha sido observado en otros satélites helados, como Ganímedes en Júpiter. Cuando los impactores golpearon la superficie de Febe las colisiones excavaron hasta alcanzar material fresco y brillante (probablemente hielo) situado bajo la capa superficial. Más evidencias de esto pueden verse en algunas paredes de cráteres donde el material oscuro parece haberse deslizado, exponiendo material más claro. Algunas áreas de la imagen que son particularmente brillantes (especialmente hacia abajo y a la derecha) están sobreexpuestas.

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Debido a que Japeto orbita en contra del anillo, posee un material oscuro en gran parte de uno de sus hemisferios (NASA, JPL-Caltech, Keck).

Imagen artística que ilustra la extensión del anillo mas grande de Saturno. El anillo es enorme y lejano del planeta y del resto de sus majestuosos anillos. Se tardó tanto en descubrir porque el anillo es muy tenue, con partículas muy dispersas.
Si estuvieras en medio del anillo, no podrías percibirlo, porque las partículas están muy separadas. Debido a la poca luz solar en Saturno y la baja dispersión del anillo, no se ha podido detectar con la luz visible. Spitzer fue capaz de observarlo no porque viera la luz dispersada por el anillo, sino porque percibió la radiación infrarroja emitida por el anillo, aún cuando está a una temperatura muy fría.
La imagen de Saturno, Febe y Japeto fueron hechas por la sonda Cassini de la NASA. El tamaño de Febe en relación a Japeto ha sido aumentado para mostrar mejor a Febe. Febe tiene unos 200 km de diámetro, mientras que Japeto tiene unos 1.500 km. Crédito: JPL/NASA -Caltech

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JAPETO:

CITA

Como si un simbolo del Ying-Yang se tratara esta luna mostro ante las camaras de ambas sondas dos zonas con un albedo ( la luz que se refleja ) tan opuestos como el dia y la noche, una brillante como la nieve, la otra oscura como el carbon. ¿ Cual era el origen de esta anomalia ? Externo o interno? era material blanco sobre una superificie negra o a la inversa ?. Entre los que apoyaban el origen externo del componente mas oscuro, indicando que podria desprenderse de la luna Febe para ir caiendo en espiral hacia el planeta hasta cruzarse con Japeto estuvo el ya desaparecido Carl Sagan, que defendio siempre esta idea aunque la de un origen interno acabo por ser la mayoritariamente aceptada entre los cientificos de la mision Voyager.

30 años despues las observaciones mucho mas detallas de la Cassini han vuelto a dar fuerzas a esta opcion hasta ahora secundaria entre las consideradas, completada por una teoria llamada "segregacion termica" que explicaria porque no hay zonas de transicion entre ambas regiones, esos "grises" que deberian separar ambas zonas.

Imagen IPB

Lo que se deduce ahora es que el material que compone el hemisferio negro de Japeto seria polvo liberado por otras de los satelites de Saturno ( Febe ) y que se moveria en espiral con destino a esta ultima por atracción gravitacional. En el curso de su orbita, la cara frontal de esta luna ( pues tiene una rotacion "anclada", al igual que pasa con la Luna de la Tierra ) capturaria este material polvoriento y probablemente carbonado. Entre las observaciones que parecerian confirmar esta opcion esta la de pequeños crateres acompañados de eyecciones de hielo brillante en la zona sombria, lo que indicaria que el material negro que compone esta ultima es en realidad una delgada capa depositada sobre una superficie que seria inicialmente blanca.

Órbita de Jápeto (en rojo) comparada con la de los otros grandes satélites de Saturno.

Imagen IPB

Mapa en proyección Mercator de Japeto. Aunque existen todavía lagunas en la exploración de la superficie del satélite (y que aparecen en negro oscuro en las regiones del hemisferio sur entre 60º y 300º), salta a la vista la distinta fisonomía entre las
dos caras de Japeto. El mapa cubre la región de -70° a 70° de latitud.

Imagen IPB

Uno de los aspectos más extraños descubiertos por las imágenes de Cassini es una larga cadena montañosa situada casi exactamente en el ecuador, como si fuera el abultamiento de una nuez. Algunas de estas montañas ya habían sido fotografiadas en las imágenes de los Voyager, pero nadie esperaba que se extendiesen por la mitad del satélite. Existen lugares en que esta cadena es realmente alta alcanzando 20 km, y midiendo 70 km en la base. Lo que es verdaderamente notable para un mundo de apenas 1400 km de diámetro.

Imagen IPB

El análisis de esta cadena montañosa sugiere que es muy antigua, quizá el resultado de disminución de la velocidad de rotación de Jápeto. Pero los impactos posteriores han masacrado esta cadena de tal forma que es difícil de averiguar su forma inicial y por tanto su origen. Además la forma abollada del satélite indica que durante la mayor parte de su historia ha permanecido rígido y congelado.

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Dada esta baja temperatura, sólo es posible ver este anillo en un cierto rango de longitudes de onda infrarrojas. Hace algunos meses atrás, Spitzer pasó a una nueva fase en su misión, la cual le permitió comenzar a observar justamente en la zona del espectro electromagnético en que emite el nuevo anillo.

Imagen IPB

Lo que se puede apreciar en la imagen, es una representación artística del anillo, mientras que en la parte izquierda se puede apreciar un recuadro con una imagen real de esa parte del anillo recientemente descubierto. Es lo que se vería si nuestros ojos pudieran ver las longitudes de onda que Spitzer puede captar, en su nueva fase de observación.

El anillo sería el más grande del Sistema Solar, el cual comienza desde una distancia de 6 millones de km desde Saturno, y se extiende por más de 12 millones de km, hacia el espacio interplanetario. Todo esto, con una inclinación orbital de 27° con respecto al plano del ecuador de Saturno.

Imagen IPB

Esta imagen muestra una rebanada del anillo más grande del Saturno, visto en la luz infrarroja por el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA. El observatorio vio el borde del anillo sobre su órbita que sigue la Tierra alrededor del Sol. Esto descubrió la luz infrarroja, o el calor, desde el material polvoriento del anillo.

El anillo tiene un equivalente de diámetro con 300 Saturnos alineado lado a lado. Y es grueso también - aproximadamente 20 Saturnos podrían caber en su altura vertical. El anillo está inclinado aproximadamente 27 grados del plano principal de los anillos de Saturno.

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