El Sistema Solar (VI): Saturno, el Señor de los Anillos

-Periodo orbital: 10.759,22 d (29,46 años)
-Radio orbital medio: 1,433 x 109 km (9,582 UA)
-Masa: 5,685 x 1026 kg (95,152 MT)
-Radio: 60.268 km (9,449 RT)
-Gravedad en la superficie: 10,44 m/s2
-Satélites: 63 (??)

Nota: Todas las magnitudes están expresadas en unidades del SI, usando notación científica en los casos requeridos. 1UA ≈ 150 x 106 km, que es la distancia entre el Sol y la Tierra. MT = 5,9736 x 1024 kg, que es la masa de la Tierra y RT = 6.371 km su radio.

Saturno, el sexto planeta del Sistema Solar y el segundo más grande.  De nuevo tenemos que rebuscar entre la mitología romana para encontrar el origen de su nombre.  A pesar de tener casi un tercio de la masa de Júpiter no es mucho menor que él. Esto es debido a que su densidad en mucho menor, casi la mitad que la de su predecesor en la lista.

 

 

Sin embargo, el resto de características de Saturno son muy similares de las de Júpiter, al igual que pasa con Neptuno y Urano. Esto es lo por lo que en ocasiones se denomina a los cuatro gigantes gaseosos como planetas jovianos, es decir, “parecidos a Júpiter”.

Entre las características compartidas están la existencia de un núcleo rocoso muy pesado en el centro rodeado de una capa de hidrógeno metálico.  Las capas exteriores estarían formadas también por hidrógeno y parte de helio con trazas de otros elementos, siendo este primero el elemento principal que compone el planeta. Los vientos que azotan Saturno, sin embargo, son mucho más potentes que los que podemos encontrar en Júpiter, llegando a alcanzar hasta los 1.800 km/h.

De nuevo nos encontramos con que una gruesa capa compuestas principalmente por hidrosulfuro de amonio cubre el planeta. Aunque el interior de Saturno se encuentra a muy altas temperaturas (11.700 ºC) la capas más externas de la atmósfera se encuentran a temperaturas mucho más gélidas, de -150ºC. También nos encontramos con que, al igual que ocurre con Júpiter, Saturno se encoje paulatinamente al emitir mucha más energía de la que recibe de la radiación procedente del Sol.

La capa de nubes que cubre el planeta también presenta un patrón de bandas muy similar al de Júpiter pero mucho más difuso. Así mismo encontramos que, de manera mucho más esporádica y con periodos de vida mucho más cortos, surgen óvalos en la atmósfera de Saturno. En especial destaca uno que ha sido bautizado como la Gran Mancha Blanca por analogía con la Gran Mancha Roja de Júpiter. Esta mancha aparece periódicamente, una vez cada año de Saturno, que como ya hemos indicado corresponde a unos 30 años de la Tierra, y desaparece al poco tiempo. Se prevé que la siguiente aparición tenga lugar en 2020.

Si nos desviamos hacia el Norte de Saturno, a unos 78º N, nos encontramos con una de las características más llamativas de la atmósfera del planeta. Allí veremos una estructura hexagonal permanente que rota con el mismo periodo que el planeta. Cada uno de los lados de esta estructura tiene unas dimensiones mayores que el diámetro de la Tierra. Las causas de su existencia no se han conseguido determinar aunque se habla de algún fenómeno relacionado con ondas estacionarias en la atmósfera de Saturno.

 

Estructura hexagonal localizada el Polo Norte de Saturno.

¿Pero como hablar de Saturno sin mencionar sus anillos? Desde que Galileo los observó por primera vez sin poder identificar lo que veía y más tarde Christiaan Huygens reconociera que realmente se trataba de discos de materia alrededor del planeta, la característica que más has destacado de este gigante gaseoso ha sido precisamente estos anillos.

Los anillos de Saturno se extienden entre unos 6.630 y 80.000 km (si consideramos solo los anillos “principales”) sobre el ecuador del planeta y tienen un espesor aproximado de entre 10 y 20 metros. Están compuestos en su mayor parte por agua en forma de hielo con pequeños restos de partículas de polvo. En ellos se pueden encontrar partículas de hielo desde pequeños guijarros a grandes trozos del tamaño de un coche. Una característica muy curiosa, aunque poco relevante, es que los anillos tienen su propia atmósfera de oxígeno e hidrógeno, aunque es extremadamente tenue y delgada.

Las causas que condujeron al origen de estos anillos todavía no se han esclarecido por completo aunque la teoría más probable postula que son los restos de un antiguo satélite de Saturno que, al orbitar demasiado cerca de éste, fue desgarrado por las inmensas fuerzas de marea. La otra posibilidad, aunque casi se ha descartado, es que simplemente sean parte de la nebulosa a partir de los que se formó Saturno.

Aunque no vamos a analizar en detalle cada una de las secciones de los anillos de Saturno (lo cual llevaría mucho tiempo y sería extremadamente tedioso) sí que es conveniente echar un vistazo por encima.  Los discos, que a primera vista pueden parecer estructuras uniformes y continuas son en realidad un colección de discos concéntricos de diferente espesor y densidad separados por huecos (gaps). Sin embargo se pueden distinguir distintas zonas en las que las características son similares entre los diferentes anillos.

En primer lugar nos encontramos el anillo más cercano a Saturno, el Anillo D que es tan tenue que casi no se puede apreciar usando los medios habituales. A continuación nos encontramos con el Anillo C, con una anchura de unos 17.500 km. En su interior podemos encontrar los Gaps de Colombo y Maxwell en los cuales podemos encontrar dos pequeños aros cuyo nombre se corresponde con el del gap.

Si seguimos alejándonos del planeta nos encontramos con el Anillo B (se ve que se les terminó la lista de astrónomos a la hora de nombrar los diferentes anillos). Es el más importante de los anillos, tanto en visibilidad como en tamaño y masa, llegando a tener unos 25.500 km de ancho (recuerdo que el diámetro de la Tierra es inferior a los 13.000 km). En este anillo se ha observado la aparición periódica de una serie de manchas radiales. Se cree que pueden estar asociadas con algún fenómeno magnético que involucra a las partículas ionizadas del anillo ya que las manchas giran aproximadamente con el mismo periodo que la magnetosfera de Saturno. También se ha detectado la existencia de un pequeño satélite en el interior del anillo, de unos 400 m de diámetro.

Manchas observadas en el Anillo B.

Antes de pasar al siguiente anillo nos encontramos con un espacio denominado División de Cassini. Aunque en un principio se creía que era un gap, es decir un espacio prácticamente vacío, las fotografías tomadas por la Voyager demostrado que en realidad se trata de una serie de anillos con una composición parecida al Anillo C. Su existencia se presume que puede deberse a uno de los satélites de Saturno, Mimas, ya que se ha observado una resonancia orbital 2:1 entre el límite interior de la División de Cassini y dicha luna. Esto quiere decir que Mimas orbita una vez por cada dos órbitas completas realizadas por las partículas que componen dicho límite.

El último anillo claramente visible es el Anillo A. Con una anchura ligeramente inferior al Anillo C, de “solo” 14.600 km, también es un poco más tenue que el Anillo B aunque es el más grueso de todos, con un espesor de entre 10 y 30 metros. En él podemos encontrar los Gaps de Encke y Keeler.  Lo existencia de estos huecos se debe principalmente a la presencia en cada uno de ellos de dos pequeñas lunas, Pan y Dafne (Daphnis) respectivamente, denominados “satélites pastores” que los limpian según recorren su órbita alrededor de Saturno. Estás dos imagénes (1 y 2) (demasiado grandes para colocarlas en el artículo) dan un idea muy clara de la disposición y dimensiones de los diferentes anillos y huecos.

Otros anillos mucho más tenues y dispersos se pueden observar hasta a grandes distancia de la superficie de Saturno. La mayoría de ellos están formados por polvo, proveniente del impacto de micrometeoritos con la superficie de los diferentes satélites del planeta, en vez de por hielo. Este el caso de los anillos de Jano (Janus), Epimeteo (Epimetheus), Metone (Methone), Anthe o Palene (Pallene) nombrados a partir de sus respectivas lunas. Un caso muy particular es el del Anillo E, el más ancho y alejado de Saturno. A diferencia de los otros anillos que hemos mencionado, el hielo que lo forma proviene de los “volcanes de hielo” de Encélado, otra de las lunas de Saturno de las que hablaremos en su momento.

El número de satélites que posee Saturno varía según la fuente que se consulte ya que la existencia de algunas no ha podido ser completamente confirmada o no se sabe si su órbita es estable alrededor del planeta. Sin embargo el número parece oscilar entre 61 y 63. La características de los más importantes las discutiremos en otro tema aunque si que vamos a resaltar el hecho de que, por ejemplo, Titán, el mayor de los satélites de Saturno, es a la vez el segundo en orden de tamaño después del satélite joviano Ganímedes. Como en el caso de Júpiter, el resto de satélites varía en tamaño entre unos pocos kilómetros y varios cientos o incluso miles.

Con esto espero haber respondido a la preguntas básicas que se os han podido plantear acerca de este fascinante planeta. Quizá algún día veamos imágenes de astronautas paseando por los anillos recogiendo muestras o misiones adentrándose a través de la espesa capa de nubes. Si ese fuera el caso me gustaría, como mínimo, poder contemplarlo.

 

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~ por Kleiser en 12 enero, 2011.

Una respuesta to “El Sistema Solar (VI): Saturno, el Señor de los Anillos”

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