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17/12/2018
Saturno está perdiendo sus anillos a una velocidad extrema
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Una nueva investigación de la NASA confirma que Saturno está perdiendo sus anillos icónicos a la tasa máxima estimada inicialmente gracias a las observaciones de los Voyager 1 y 2 realizadas hace décadas. Los anillos están siendo arrastrados a Saturno por la gravedad como una lluvia polvorienta de partículas de hielo, bajo la influencia del campo magnético de Saturno.

Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo si Saturno se formó con los anillos o si el planeta los adquirió más tarde en su existencia.

La nueva investigación favorece este último escenario, lo que indica que es poco probable que tengan más de 100 millones de años, ya que el anillo C tardaría así en convertirse en lo que es hoy, suponiendo que alguna vez fue tan denso como el anillo B. "Tenemos la suerte de estar cerca para ver el sistema de anillos de Saturno, que parece estar en medio de su vida útil. Sin embargo, si los anillos son temporales, tal vez nos perdimos de ver sistemas de anillos gigantes de Júpiter, Urano y Neptuno, donde hoy en día apensa quedan rizos delgados", explicó O'Donoghue.



Una impresión artística de cómo Saturno puede verse en los próximos cien millones de años. Los anillos más internos desaparecen cuando primero llueven sobre el planeta, seguidos muy lentamente por los anillos externos.
Créditos: NASA / Cassini / James O'Donoghue

Los primeros indicios de que existía una 'lluvia de anillos' llegaron de las observaciones del Voyager sobre fenómenos aparentemente no relacionados: variaciones peculiares en la atmósfera superior (ionosfera) con carga eléctrica de Saturno, variaciones de densidad en los anillos de Saturno y un trío de bandas oscuras y estrechas que rodean el planeta en las latitudes medias del norte. Estas bandas oscuras aparecieron en imágenes de la turbia atmósfera superior de Saturno (estratosfera) realizada por la misión Voyager 2 de la NASA en 1981.

En 1986, Jack Connerney, de la NASA Goddard, publicó un artículo en Geophysical Research Letters que vinculaba esas estrechas bandas oscuras a la forma del enorme campo magnético de Saturno, y proponía que las partículas de hielo cargadas eléctricamente de los anillos de Saturno fluían por las líneas invisibles del campo magnético, arrojando agua. La atmósfera superior de Saturno donde emergieron estas líneas del planeta. La afluencia de agua de los anillos, que aparece en latitudes específicas, arrastra la neblina estratosférica, haciéndola aparecer oscura en la luz reflejada, produciendo las estrechas bandas oscuras capturadas en las imágenes del Voyager.

Los anillos de Saturno son en su mayoría trozos de hielo de agua que varían en tamaño desde granos de polvo microscópicos hasta cantos rodados de varios metros de ancho. Las partículas del anillo quedan atrapadas en un acto de equilibrio entre el tirón de la gravedad de Saturno, que las atrae al planeta, y su velocidad orbital, que las arroja al espacio. Las partículas diminutas pueden cargarse eléctricamente por la luz ultravioleta del Sol o por las nubes de plasma que emanan del bombardeo micrometeoroide de los anillos. Cuando esto sucede, las partículas pueden sentir el tirón del campo magnético de Saturno, que se curva hacia el planeta en los anillos de Saturno. En algunas partes de los anillos, una vez cargados, el equilibrio de fuerzas sobre estas diminutas partículas cambia dramáticamente, y la gravedad de Saturno las empuja a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la atmósfera superior.

Una vez allí, las partículas del anillo helado se evaporan y el agua puede reaccionar químicamente con la ionosfera de Saturno. Un resultado de estas reacciones es un aumento en la vida útil de las partículas cargadas eléctricamente llamadas iones H3+, que se componen de tres protones y dos electrones. Cuando son energizados por la luz solar, los iones H3+ brillan en luz infrarroja, lo cual fue observado por el equipo de O'Donoghue utilizando instrumentos especiales conectados al telescopio Keck en Mauna Kea, Hawai.

Sus observaciones revelaron bandas brillantes en los hemisferios norte y sur de Saturno donde las líneas del campo magnético que se intersectan con el plano del anillo entran en el planeta. Analizaron la luz para determinar la cantidad de lluvia del anillo y sus efectos en la ionosfera de Saturno. Encontraron que la cantidad de lluvia coincide bastante bien con los valores sorprendentemente altos obtenidos más de tres décadas antes por Connerney y sus colegas, con una región en el sur que recibe la mayor parte.

El equipo también descubrió una banda brillante en una latitud más alta en el hemisferio sur. Aquí es donde el campo magnético de Saturno cruza la órbita de Encelado, una luna geológicamente activa que está disparando géiseres de hielo de agua al espacio, lo que indica que algunas de esas partículas también están lloviendo sobre Saturno. "Eso no fue una completa sorpresa", dijo Connerney. "También identificamos a Encelado y al anillo-E como una fuente abundante de agua, basados en otra banda estrecha y oscura en esa vieja imagen del Voyager". Se cree que los géiseres, observados por primera vez por los instrumentos Cassini en 2005, proceden de un océano de agua líquida debajo de la superficie congelada de la pequeña luna. Su actividad geológica y el océano acuático hacen de Encelado uno de los lugares más prometedores para buscar vida extraterrestre.

Imagen de Cassini de los anillos de Encelado y Saturno

Enceladus, la luna de Saturno, se desplaza antes de los anillos y la pequeña luna Pandora en esta vista que la nave Cassini de la NASA capturó el 1 de noviembre de 2009. Toda la escena está iluminada por el Sol, lo que proporciona una iluminación sorprendente para las partículas heladas que forman los anillos y los chorros que emanan del polo sur de Encelado, que tiene un diámetro de aproximadamente 314 millas (505 km). Pandora, que tiene aproximadamente 52 millas, 84 kilómetros de ancho, estaba en el lado opuesto de los anillos de Cassini y Encelado cuando se tomó la imagen. Esta vista también mira hacia el lado nocturno en Pandora, que está iluminada por una luz dorada tenue reflejada desde Saturno.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Al equipo le gustaría ver cómo cambia la lluvia de anillos con las estaciones en Saturno. A medida que el planeta avanza en su órbita de 29,4 años, los anillos se exponen al Sol en diversos grados. Dado que la luz ultravioleta del Sol carga los granos de hielo y los hace responder al campo magnético de Saturno, la exposición variable a la luz solar debería cambiar la cantidad de lluvia de anillo.

La investigación fue financiada por la NASA y el Programa Postdoctoral de la NASA en Goddard de la NASA, administrado por la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades. El Observatorio Keck W.M. funciona como una asociación científica entre el Instituto de Tecnología de California, la Universidad de California y la NASA, y los datos en forma de sus archivos están disponibles en el archivo de Keck. Los autores desean reconocer el importante papel cultural y la reverencia que la cumbre de Mauna Kea tiene dentro de la comunidad indígena hawaiana; tienen la suerte de tener la oportunidad de realizar observaciones desde esta montaña.
 


(*) Autores Bill Steigerwald / Nancy Jones del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA (Greenbelt, Maryland> Contaxto 301 2868955 / 0039 (william.a.steigerwald @ nasa.gov / nancy.n.jones @ nasa.gov).

Imagen de cabecera:
Imagen de Cassini de Saturno y sus anillos.
Esta imagen se realizó mientras la nave espacial Cassini escaneaba Saturno y sus anillos el 25 de abril de 2016, capturando tres grupos de imágenes en rojo, verde y azul para cubrir toda esta escena que muestra el planeta y los anillos principales. Las imágenes se obtuvieron utilizando la cámara gran angular de Cassini a una distancia de aproximadamente 3 millones de kilómetros de Saturno y en una elevación de aproximadamente 30 grados sobre el plano del anillo.
Créditos: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

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FUENTE

Bill Steigerwald / Nancy Jones (*) - nasa.gov
1-Comunicado



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