Los anillos de Saturno calientan su atmósfera

Los anillos de Saturno son una de las características más conocidas de la astronomía. Aunque se sabe mucho sobre ellos, todavía aparecen en los titulares de vez en cuando. Esto incluye un estudio reciente involucrando a un equipo internacional de investigadores que podría ayudar a pintar una imagen más clara de la interacción entre el gigante gaseoso y el sistema de anillos masivos que lo rodea.

Para el estudio, los investigadores utilizaron una combinación de datos recopilados entre 1980 y 2017 de misiones espaciales activas y retiradas para examinar las observaciones ultravioleta (UV) de las emisiones de hidrógeno atómico en la atmósfera superior de Saturno que aparecen como una línea espectral de hidrógeno caliente.

Lo que descubrieron fue una vista única de Saturno e indicaciones de que su sistema de anillos masivos es responsable de calentar la atmósfera del gigante gaseoso. En este caso, las partículas heladas de los anillos llueven debido a una combinación de la inmensa gravedad de Saturno y otras posibilidades, incluida la radiación solar ultravioleta, los impactos de micrometeoritos, las fuerzas electromagnéticas y el bombardeo del viento solar. De hecho, la Cassini de la NASA confirmó la lluvia de partículas de los anillos durante su inmersión atmosférica en Saturno, también conocido como «Gran final»en 2017.

“Si bien la lenta descomposición de los anillos es bien conocida, su influencia en el hidrógeno atómico del planeta es una sorpresa. De la sonda Cassini ya conocíamos la influencia de los anillos. Sin embargo, no sabíamos nada sobre el contenido de hidrógeno atómico”, dice la Dra. Lotfi Ben-Jaffel del Instituto de Astrofísica de París y del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, y autor principal del estudio. «Todo está impulsado por partículas anulares que caen en cascada a través de la atmósfera en latitudes específicas. Alteran la atmósfera superior, cambiando la composición. Y luego también hay procesos de colisión con gases atmosféricos que probablemente calientan la atmósfera a una altitud específica. La desintegración de los anillos de Saturno. mencionado por el Dr. Ben-Jaffel probablemente se deriva de un estudio de 2018 que confirmó que Saturno podría perder todos sus anillos en los próximos 100 millones de años, lo cual se basa en observaciones anteriores de la NASA Voyager 1 y 2.

Las misiones espaciales que proporcionaron los datos UV utilizados para este estudio fueron del telescopio espacial Hubble de la NASA, la nave espacial Cassini retirada de la NASA, la misión del Explorador ultravioleta internacional de la Agencia Espacial Europea retirada y las naves espaciales Voyager 1 y 2 de la NASA cuando volaron más allá del sistema de Saturno en 1980. y 1981, respectivamente. Esto significa que los investigadores utilizaron datos entre 1980 y 2017, y los científicos inicialmente ignoraron los datos que mostraban un exceso de UV atmosférico medido por las Voyager 1 y 2, interpretándolos como ruido, y con datos similares recopilados por todas las misiones durante los próximos 37 años.

El acertijo de toda la vida era tratar de averiguar si todos estos datos de cinco misiones espaciales durante casi 40 años eran precisos o engañosos, pero el Dr. Ben-Jaffel dio un paso al frente y decidió usar el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble (STIS) para recopilar datos UV de Saturno en 2017 y calibrarlos con todos los datos que datan de 1980.

“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, el del Hubble, sobre la tasa de transferencia de energía desde la atmósfera medida durante décadas”, dijo el Dr. Ben-Jaffel. «Realmente fue una sorpresa para mí. Acabo de graficar los diferentes datos de distribución de luz juntos y luego me di cuenta, guau, es lo mismo.

Al final, el Dr. Ben-Jaffel encontró el mismo nivel de radiación UV de todos los datos entre todas las misiones espaciales. Este descubrimiento fue ayudado por el examen de los efectos estacionales de nuestro Sol en Saturno a partir de los diferentes ciclos solares durante los casi 40 años de datos.

«En cualquier momento, en cualquier parte del planeta, podemos rastrear el nivel de radiación ultravioleta», dijo el Dr. Ben-Jaffel. «Esto indica que la ‘lluvia de hielo’ regular de los anillos de Saturno es la mejor explicación. Estamos solo al comienzo de este efecto de caracterización de los anillos en la atmósfera superior de un planeta. Eventualmente, queremos tener un enfoque que dé una firma real en las atmósferas de mundos distantes. Uno de los objetivos de este estudio es ver cómo podemos aplicarlo a los planetas que orbitan alrededor de otras estrellas. Llámalo la búsqueda de «exor-anillos».

¿Qué nuevos descubrimientos harán los científicos sobre los anillos de Saturno en los próximos años y décadas, y podría usarse para cazar «exo-anillos»? ¡Solo el tiempo lo dirá, y por eso hacemos ciencia!

Como siempre, ¡sigan haciendo ciencia y sigan mirando hacia arriba!