las numerosas y sutiles configuraciones observables en Saturno debidos a sombras y cambios de geometría en el ángulo Tierra-Saturno-Sol: inclinación de anillos e iluminación solar
Estoy preparando unas efemérides sobre Saturno, donde se indican las mejores fechas para observar una variedad de fenómenos referidos a sus anillos. He pensado en crear este hilo aquí para explicar, adjuntando ejemplos de fotografías, en que consiste cada fenómeno. Todas las fotografias se han encontrado en la web de la ALPO, Japan.
-Un primer fenómeno interesante: es el del “sobrepasamiento polar” de los anillos, cuando estos están desplegados al máximo. Se produce cuando el borde externo del anillo A sobrepasa el limbo polar del planeta. Esto sucede al mismo tiempo con ambas secciones del anillo, pero se hace notar más en la sección situada tras el planeta, cuyo borde asoma por detrás. En esta situación la división de Cassini no llega a sobrepasar el limbo pero por poquísimo, pero sí que lo hace la división de Encke.
Podemos ver un ejemplo: en esta fotografía de Damian Peach del 28-01-2003.
-Normalmente la sombra del cuerpo del planeta sobre los anillos alcanza toda la extensión de estos, desde el borde interno del anillo B hasta el borde externo del anillo A. Pero hay ocasiones en que no llega a alcanzar ese borde externo en ningún punto. Podríamos llamar a este fenómeno como “sombra parcial”. Esto sucede cuando los anillos están muy inclinados. Cuando la inclinación es muy alta, el perfil de esa sombra se parece y se hace paralelo al perfil del propio planeta, (en caso contrario el perfil es el de una línea recta que se aleja del planeta). Entonces la sombra arranca desde un punto del borde interno del anillo B, y se va acercando al cuerpo del planeta al mismo tiempo que al borde externo del anillo A, pudiendo alcanzar dicho borde o no. La inclinación de la iluminación solar juega un papel secundario, pero importante en este fenómeno, ya que puede facilitar o impedir que la sombra alcance dicho borde. Con una inclinación de los anillos hacia la Tierra por debajo de 20.4º , éste fenómeno no se puede dar. Cuando se sitúa entre 20.4º y 26.3º, el fenómeno aparecerá o no, según cual sea el ángulo de iluminación solar. Y a partir de los 26.3º el fenómeno de la sombra parcial aparece siempre.
A continuación podemos ver dos ejemplos de sombras, el primero de una sombra completa, y el segundo de una sombra parcial, (la fotografía anterior ya muestra un ejemplo de esto, aunque poco vistoso).
Fotografía de Christopher Go del 23-05-2009 (sombra completa).
Fotografía de Clyde Foster del 02-10-2017 (sombra parcial).
-A medida que aumenta la inclinación del planeta, la sombra del cuerpo sobre los anillos se va desplazando desde el ecuador hacia los polos. Un extremo de la sombra puede llegar a alcanzar el limbo polar mientras allí el anillo está sobrepasado y eclipsar dicho anillo incluso al completo. Esto sucede cerca de las cuadraturas con la Tierra y además cuando el ángulo de la iluminación solar es tal que una sombra en principio parcial se transforma en completa. A este fenómeno le podríamos llamar “sombra polar”.
Podemos ver un ejemplo en esta fotografía de Trevor Barry del 10-10-2019.
-En cuanto a la sombra del anillo sobre el planeta, se podrían definir cuatro combinaciones. Por un lado, esta sombra se puede proyectar hacia el lado exterior de los anillos, es decir, alejándose del borde externo del anillo A en dirección al polo (sombra polar), o bien se puede proyectar hacia el lado interior, es decir, alejándose del borde interno del anillo B en dirección al ecuador (ecuatorial). Y por otro lado, esta sombra puede estar parcialmente oculta detrás del propio anillo (solapada) o bien puede llegar a despegarse completamente (libre). Las sombras polares libres son más gruesas que el propio anillo y lo son proporcionalmente más cuanto más libres sean, mientras que las sombras ecuatoriales libres son más finas que el propio anillo y lo son proporcionalmente más cuanto más libres sean. Uno de los retos más interesantes en la observación de Saturno es el de poder detectar estas en ocasiones finísimas (pero contrastadas) sombras ecuatoriales libres. Las sombras ecuatoriales se pueden confundir con el anillo C, que delante del planeta también se observa como una banda oscura ecuatorial solapada al anillo B.
En esta fotografía de Satoshi Ito del 09-06-2023 podemos ver un buen ejemplo de sombra polar solapada.
No he encontrado buenos ejemplos de sombras polares libres.
En esta fotografía de Jim Phillips del 23-01-2011 podemos ver un buen ejemplo de sombra ecuatorial solapada, que también es un buenísimo ejemplo de sombra completa (del planeta al anillo).
En esta fotografía de Torsten Hansen del 04-01-2010 podemos ver un buen ejemplo de sombra ecuatorial libre. Es un detalle finísimo pero se puede apreciar. Se calcula que esa sombra apenas tiene un grosor de 0.26 arcsegundos.
Adjunto también las imágenes por si acaso alguna vez se rompen los enlaces
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