El Hubble descubre que los anillos de Saturno están calentando su atmósfera
El secreto se ha estado ocultando a plena vista
durante 40 años. Pero se necesitó la perspicacia de un astrónomo veterano para
reunir todo en un año, utilizando observaciones de Saturno realizadas por el
Telescopio Espacial Hubble de la NASA y la sonda espacial Cassini, ya retirada,
además de las naves espaciales Voyager 1 y 2 y la misión International
Ultraviolet Explorer, también retirada.
El descubrimiento: el vasto sistema de anillos de
Saturno está calentando la atmósfera superior del planeta gigante. El fenómeno
nunca antes se había visto en el sistema solar. Es una interacción inesperada
entre Saturno y sus anillos que potencialmente podría proporcionar una
herramienta para predecir si los planetas alrededor de otras estrellas también
tienen gloriosos sistemas de anillos similares a los de Saturno.
La evidencia reveladora es un exceso de radiación
ultravioleta, vista como una línea espectral de hidrógeno caliente en la
atmósfera de Saturno. El aumento de la radiación significa que algo está
contaminando y calentando la atmósfera superior desde el exterior.
La explicación más factible es que las partículas
heladas del anillo que llueven sobre la atmósfera de Saturno provocan este
calentamiento. Esto podría deberse al impacto de micrometeoritos, bombardeo de
partículas de viento solar, radiación ultravioleta solar o fuerzas
electromagnéticas que recogen polvo cargado eléctricamente. Todo esto sucede
bajo la influencia del campo gravitacional de Saturno que atrae partículas
hacia el planeta. Cuando la sonda espacial Cassini de la NASA se sumergió en la
atmósfera de Saturno al final de su misión en 2017, midió los componentes
atmosféricos y confirmó que muchas partículas caían desde los anillos.
“Aunque la lenta desintegración de los anillos es
bien conocida, su influencia en el hidrógeno atómico del planeta es una
sorpresa. Desde la sonda Cassini, ya sabíamos sobre la influencia de los
anillos. Sin embargo, no sabíamos nada sobre el contenido de hidrógeno
atómico," dijo Lotfi Ben-Jaffel del Instituto de Astrofísica de París y
del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona, autora de un
artículo publicado el 30 de Marzo en Planetary Science Journal.
"Todo está impulsado por partículas de anillos
que caen en cascada a la atmósfera en latitudes específicas. Modifican la atmósfera
superior, cambiando la composición", dijo Ben-Jaffel. "Y luego
también tienes procesos de colisión con gases atmosféricos que probablemente
estén calentando la atmósfera a una altitud específica".
La conclusión de Ben-Jaffel requería reunir
observaciones de archivo de luz ultravioleta (UV) de cuatro misiones espaciales
que estudiaron Saturno. Esto incluye observaciones de las dos sondas Voyager de
la NASA que sobrevolaron Saturno en la década de 1980 y midieron el exceso de
UV. En ese momento, los astrónomos descartaron las mediciones como ruido en los
detectores. La misión Cassini, que llegó a Saturno en 2004, también recopiló
datos UV en la atmósfera (durante varios años). Los datos adicionales
provinieron del Hubble y del International Ultraviolet Explorer, que se lanzó
en 1978 y fue una colaboración internacional entre la NASA, la ESA (Agencia
Espacial Europea) y el Consejo de Investigación de Ciencia e Ingeniería del
Reino Unido.
Pero la pregunta persistente era si todos los datos
podrían ser ilusorios o si, por el contrario, reflejaban un fenómeno real en
Saturno.
La clave para armar el rompecabezas vino de la
decisión de Ben-Jaffel de usar mediciones del Espectrógrafo de Imágenes del
Telescopio Espacial (STIS) del Hubble. Sus observaciones de precisión de
Saturno se utilizaron para calibrar los datos UV de archivo de las otras cuatro
misiones espaciales que han observado a Saturno. Comparó las observaciones STIS
UV de Saturno con la distribución de la luz de múltiples instrumentos y
misiones 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, del Hubble, sobre la tasa de
transferencia de energía de la atmósfera medida durante décadas", Ben
-dijo 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".
Cuatro décadas de datos UV cubren múltiples ciclos
solares y ayudan a los astrónomos a estudiar los efectos estacionales del Sol
en Saturno. Al reunir todos los datos diversos y calibrarlos, Ben-Jaffel
descubrió que no hay diferencia en el nivel de radiación UV. "En cualquier
momento, en cualquier posición del planeta, podemos seguir el nivel de
radiación ultravioleta", dijo. Esto apunta a la constante "lluvia de
hielo" de los anillos de Saturno como la mejor explicación.
"Estamos apenas al comienzo de este efecto de
caracterización de anillos en la atmósfera superior de un planeta. Eventualmente
queremos tener un enfoque global que produzca una firma real sobre las
atmósferas en 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 'exo-anillos'".
..
Comentarios
Publicar un comentario