Los anillos de Saturno son una de las características más reconocibles del sistema solar. Observados por primera vez por Galileo en 1610, han cautivado la imaginación de los astrónomos desde la antigüedad hasta los tiempos modernos, cuando los avances tecnológicos finalmente les permitieron estudiar adecuadamente los anillos.
En la imagen: no es cómo Galileo vio a Saturno.
Créditos de la imagen NASA/JPL/Instituto de Ciencias Espaciales.
Aunque asociamos los anillos con Saturno, estos sistemas no son exclusivos de Saturno. De hecho, todos los gigantes gaseosos de nuestro sistema solar los tienen. Hemos visto otros cuerpos como enanas marrones, planetas menores, incluso lunas o planetoides que tienen sistemas de anillos fuera de nuestro sistema solar.
Entonces, ¿cómo se forman estas llamativas características? ¿Los planetas los hacen crecer con el tiempo, como lo hacen los árboles? ¿Son cinturones para sus planetas-pantalones? Vamos a ver
De qué están hechos los anillos
Saturno tiene el sistema de anillos más grande, visual y hermoso de los gigantes gaseosos de nuestra vecindad. En su mayor parte, este artículo utilizará estos anillos como ejemplo. Pero los principios descritos aquí no se limitan solo a Saturno, se aplican a todos los demás gigantes gaseosos y cuerpos celestes que tienen anillos.
Una imagen de Cassini del tenue anillo D de Saturno, con el anillo C interior debajo.
Créditos de imagen NASA/JPL-Caltech/Instituto de Ciencias Espaciales.
Hay tres teorías actuales que intentan explicar cómo se forman los sistemas de anillos planetarios. El primero establece que la mayor parte de la materia en los anillos es en realidad la materia de la que están hechas las lunas, pero de una manera claramente no lunar.
A medida que Saturno comenzó a acumular material, su atracción gravitatoria también se hizo más fuerte. Eventualmente, el joven Saturno ejercería suficiente atracción de marea sobre el polvo y los gases circundantes dentro de su límite de Roche para desgarrar cualquier cuerpo más grande que pudieran intentar formar. Así que todo este polvo, gas y hielo quedó atrapado por el campo gravitatorio del gigante, pero no pudo formar nada más grande que unos pocos kilómetros de diámetro.
La segunda y tercera teoría son muy similares a esta, con ligeros cambios en el origen de la materia. En lugar de ser parte de la futura nube de Saturno, vino de una luna que vagó dentro del límite de Roche o es la consecuencia del impacto de un meteorito lunar atrapado por Saturno.
Entonces, si bien no saben exactamente cómo llegaron allí, los científicos están de acuerdo sobre de qué están hechos los anillos: polvo, rocas y mucho hielo.
Una cosa que sabemos con certeza. Los anillos de Saturno están hechos de hielo y roca. Estas piezas varían en tamaño. Algunos son tan pequeños como un grano de arena. Otros son tan grandes como una casa, dice el sitio web de la NASA.
como estan hechos
Los sistemas de anillos son estructuras planas, relativamente planas. Los anillos de Saturno, por ejemplo, se extienden hasta 482.000 km desde el centro del planeta, pero tienen un grosor de hasta solo un kilómetro. ¿Qué los hace tan suaves? ¿Por qué las partículas no rebotan por todo el planeta, envolviéndolo en una esfera de roca y hielo?
En el otro extremo del espectro de los sistemas de anillos ordenados está la cascada de colisiones (o el síndrome de Kessler). Aquí, en lugar de que todos los objetos orbiten alrededor de un cuerpo celeste en anillos limpios y ordenados, cada objeto está en una órbita diferente a los demás. En este escenario, la densidad de objetos eventualmente crece tanto que las colisiones entre ellos iniciarían una reacción en cadena, lo que llevaría a más colisiones y así sucesivamente. Este fenómeno fue propuesto por el científico de la NASA Donal Kessler en 1978 como una predicción de lo que sucederá si permitimos que los escombros se acumulen sobre el planeta y como una advertencia para los jugadores del Programa Espacial Kerbal en todo el mundo.
En serio, no tires basura en el espacio, arruinará tu compañía espacial.
Créditos de imagen para el usuario justidutch en forums.kerbalspaceprogram.com
Si bien el síndrome de Kessler es un fenómeno cuasi esférico creado por el hombre y los sistemas de anillos son fenómenos planos naturales, se derivan de la misma raíz en la que interactúan las partículas que orbitan alrededor de un cuerpo celeste.
Si un asteroide, por ejemplo, es atraído por el campo gravitatorio de Saturno y se bloquea en su órbita, mantiene la mayor parte de la velocidad que tenía mientras se deslizaba por el cosmos. La inclinación en la que rodeará el planeta depende de su dirección de viaje antes de quedar bloqueado en órbita y la posibilidad de que lo hiciera en el mismo plano que los anillos es realmente pequeña.
Si bien su órbita también estará centrada alrededor de Saturno, se moverá en una dirección diferente a la de los anillos, por lo que el asteroide tendrá que atravesarlos mientras gira alrededor del planeta. Aquí será golpeado y su órbita cambiará poco a poco hasta que ya no se cruce con la inclinación general y la única forma de hacerlo es alineándose a la inclinación de los anillos.
Imagen de la Voyager 2 de los anillos de Saturno. La imagen se mejoró en color.
Imagen vía nasa.gov
Si el asteroide se mueve en contra de la rotación general del anillo, eventualmente golpeará algo muy, muy duro. Entonces, o se vuela en pedazos o se los llevan con la corriente.
En el caso de un movimiento ordenado, como los sistemas de anillos planetarios, los objetos pueden permanecer en órbita indefinidamente. En el caso del síndrome de Kepler, seguirán chocando entre sí hasta que la mayoría de ellos choquen contra el planeta o se quemen en la atmósfera.
Hay muchos lugares donde la densidad de la materia cae bruscamente, pero hay pocas brechas reales en el anillo. La sonda Cassini descubrió que el disco de Saturno en realidad está compuesto por cerca de mil bandas separadas, cada una moviéndose a velocidades ligeramente diferentes como una autopista con algunos carriles congestionados junto con otros con tráfico más ligero.
Anillos de Saturno fotografiados por la sonda Cassini.
Créditos de la imagen NASA/JPL/Instituto de Ciencias Espaciales.
La dirección general y la inclinación del viaje de las partículas del anillo es probablemente un remanente del movimiento del polvo durante la acumulación planetaria e impuesto por la fuerza excéntrica después de eso. En esencia, las partículas que tenían órbitas paralelas a las de los anillos pero más alejadas del ecuador fueron empujadas hacia él debido a la fuerza excéntrica del movimiento.
Si desea obtener más información sobre Saturno, aquí está el enlace para los comunicados de prensa de los sitios Hubble sobre Saturno.
Y aquí hay un enlace a la página de inicio de la nave espacial Cassini de la NASA, que todavía está en órbita alrededor de Saturno.
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