Una investigación de la NASA continúa dando luces sobre el misterioso origen de los anillos de Saturno. Una serie de simulaciones realizadas con una supercomputadora revela que los anillos de este planeta podrían haber surgido de los restos de dos lunas heladas que colisionaron y se rompieron hace unos cientos de millones de años, cuando los dinosaurios aún habitaban la Tierra.
Según las indagaciones de los científicos, los restos que no terminaron en los
anillos también podrían haber contribuido a la
formación de algunas de las lunas actuales de Saturno.
"Hay muchas cosas que todavía no sabemos sobre el sistema de Saturno, incluidas sus lunas que albergan entornos que podrían ser adecuados para la vida", dijo Jacob Kegerreis, científico investigador del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California. "Por eso, es emocionante utilizar grandes simulaciones como éstas para explorar en detalle cómo podrían haber evolucionado".
Gracias a la
misión Cassini de la NASA, los científicos pudieron comprender cuán jóvenes son - astronómicamente hablando- los anillos de Saturno y probablemente algunas de sus lunas. Este conocimiento abrió nuevas preguntas sobre su origen.
¿Cómo se realizó el estudio?
En el Distributed Research usando Advanced Computing (DiRAC) de la Universidad de Durham, en el Reino Unido, los científicos modelaron cómo podrían haber sido las diferentes colisiones entre lunas precursoras.
Estas simulaciones se realizaron a una resolución más de 100 veces mayor que estudios anteriores, utilizando el código de simulación de fuente abierta, SWIFT.
Los anillos de Saturno hoy viven cerca del planeta, dentro de lo que se conoce como el Límite de Roche.
Se trata de la órbita más lejana donde la fuerza gravitacional de un planeta es lo suficientemente poderosa como para desintegrar cuerpos más grandes de roca o hielo que se acercan más. El material que orbita más lejos podría agruparse para formar lunas.
Luego de simular unas 200 versiones diferentes del impacto, los científicos descubrieron que una amplia gama de escenarios de colisión podrían dispersar la cantidad correcta de hielo en el Límite de Roche de Saturno, donde podría asentarse en anillos.
Este tipo de colisión podría explicar por qué casi no hay roca en los anillos de Saturno, compuestos casi en su totalidad por trozos de hielo.
"Este escenario conduce naturalmente a anillos ricos en hielo", dijo Vincent Eke, profesor asociado en el Departamento de Física del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham.
De acuerdo al estudio, el hielo y los escombros rocosos también podrían haber golpeado otras lunas del sistema, provocando potencialmente una cascada de colisiones.
Este efecto multiplicador podría haber alterado cualquier otra luna preexistente fuera de los anillos, a partir de la cual es posible que se hayan formado las lunas actuales.
Ante la pregunta de qué pudo haber desencadenado estas colisiones, los investigadores sostienen que dos de las
antiguas lunas de Saturno podrían haber sido empujadas a un choque por los efectos generalmente pequeños de la gravedad del Sol que "se suman" para desestabilizar sus órbitas alrededor del planeta.
En la configuración correcta de órbitas, la atracción adicional del Sol puede tener un efecto de bola de nieve que alarga e inclina las órbitas generalmente circulares y planas de las lunas hasta que sus trayectorias se cruzan. Esto resulta en un impacto de alta velocidad.
Actualmente, Rea, la luna de Saturno, orbita un poco más allá de donde una luna encontraría esta resonancia. Al igual que la Luna de la Tierra, los satélites de Saturno migran hacia afuera del planeta con el tiempo.
Si Rea fuera antigua, habría cruzado la resonancia en el pasado reciente. Sin embargo, la órbita de Rea es muy circular y plana, lo que sugiere que no experimentó los efectos desestabilizadores de la resonancia. Esto confirma la teoría de que se formó recientemente.
Aunque esta investigación contribuye con la evidencia de que los
anillos de Saturno se formaron recientemente, aún quedan algunas interrogantes abiertas.
Los científicos ahora apuntan a descubrir si es posible desentrañar la historia completa desde el sistema original del planeta, antes del impacto, hasta el día de hoy. Las futuras investigaciones basadas en este trabajo ayudarán a comprender más sobre este planeta y los cuerpos helados que lo orbitan.
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Publicado: 8/10/2023