Un nuevo hallazgo de la NASA ha sorprendido a la comunidad científica: el vasto sistema de anillos de Saturno está calentando la atmósfera superior del planeta gaseoso, según las observaciones realizadas con el telescopio espacial Hubble, la sonda Cassini (ahora fuera de servicio), las naves espaciales Voyager 1 y 2, y la misión del International Ultraviolet Explorer.
Este fenómeno nunca antes había sido observado en el Sistema Solar. Es una interacción inesperada entre Saturno y sus anillos que, potencialmente, podría proporcionar una herramienta para predecir si los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas también tienen gloriosos sistemas de anillos parecidos a los de Saturno.
Los científicos llegaron a esta conclusión luego de detectar un exceso de radiación ultravioleta, que se ve como una línea espectral de hidrógeno caliente en la atmósfera de Saturno. Según indica la
NASA, el aumento en la radiación significa que algo está contaminando y calentando la atmósfera superior desde el exterior.
¿A qué se debe este fenómeno?
La explicación más factible es que las partículas de hielo de los anillos que llueven sobre la atmósfera de Saturno producen este calentamiento. Esto podría deberse al impacto de micrometeoritos, al bombardeo de partículas de viento solar, a la radiación solar ultravioleta o a fuerzas electromagnéticas que recogen polvo con carga eléctrica.
Todo esto sucede bajo la influencia del campo gravitacional de Saturno, que atrae las partículas hacia el planeta. Cuando la sonda Cassini de la NASA se sumergió en la atmósfera de este gigante gaseoso al final de su misión (2017), midió los constituyentes atmosféricos y confirmó que muchas partículas están cayendo hacia su interior, desde los anillos.
“Aunque es bien conocida la lenta desintegración de los anillos, su influencia en el hidrógeno atómico del planeta es una sorpresa. Desde la sonda Cassini ya sabíamos acerca de la influencia de los anillos. Sin embargo, no sabíamos nada acerca del contenido de hidrógeno atómico”, afirmó Lotfi Ben-Jaffel, del Instituto de Astrofísica de París y el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, quien es autor de un
artículo publicado el 30 de marzo en la revista científica
Planetary Science Journal.
“Todo es impulsado por las partículas de los anillos que caen en cascada a la atmósfera en latitudes específicas. Estas partículas modifican la atmósfera superior, cambiando su composición”, señaló. “Y luego también tenemos los procesos de colisión con gases atmosféricos, que probablemente están calentando la atmósfera a una altitud específica”.
La conclusión del científico fue posible luego de integrar las observaciones de luz ultravioleta (UV) de los archivos de cuatro misiones espaciales que han estudiado Saturno, incluyendo las dos sondas Voyager de la NASA que sobrevolaron Saturno en la década de 1980 y que midieron el exceso de emisión UV. En aquel momento, los astrónomos descartaron las mediciones considerándolas como ruido en los detectores.
Asimismo, la misión Cassini, que llegó a Saturno en 2004, también recopiló datos UV en la atmósfera a lo largo de varios años. Los datos adicionales provinieron de Hubble y el International Ultraviolet Explorer, el cual fue lanzado en 1978 como una colaboración internacional entre la NASA, la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés) y el Consejo de Investigación en Ciencia e Ingeniería del Reino Unido.
Nueva hazaña del Hubble
La pregunta que se hacían los científicos eran si estos datos eran reales o sólo una malinterpretación. En un intento por responder a esta interrogante, Ben-Jaffel decidió utilizar las mediciones del espectrógrafo de imágenes del
telescopio espacial Hubble (STIS, por sus siglas en inglés).
Sus precisas observaciones de Saturno fueron utilizadas para calibrar los datos UV de archivo de las otras cuatro misiones espaciales que han observado Saturno. Ben-Jaffel comparó las observaciones UV del planeta obtenidas por el STIS con la distribución de la luz de diferentes misiones e instrumentos 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, gracias al
Hubble, con respecto a la tasa de transferencia de energía proveniente de la atmósfera que ha sido medida durante décadas”, indicó Ben-Jaffel. “Para mí, fue realmente una sorpresa. Solo marqué en una gráfica, juntos, los diferentes datos de distribución de luz y luego me di cuenta”.
Además, cuatro décadas de datos UV cubren diferentes ciclos solares y ayudan a los astrónomos a estudiar los efectos estacionales del Sol en Saturno. Al reunir todos los diversos datos y calibrarlos, Ben-Jaffel descubrió que no hay diferencias en el nivel de radiación UV. “En cualquier momento, en cualquier posición del planeta, podemos seguir el nivel de radiación UV”, dijo. Esto apunta a que la constante “lluvia de hielo” de los anillos de Saturno sería la mejor explicación.
“Apenas estamos en el comienzo de este efecto en la caracterización de los anillos de la atmósfera superior de un planeta. Más adelante, queremos tener un enfoque global que produzca una señal real acerca de las atmósferas en mundos lejanos. 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 ‘exoanillos’”, concluyó.
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Publicado: 14/4/2023