Cassini Revela Que Los Anillos De Saturno Son Menos Densos De Lo Que Parecen

Anillos B de Saturno menos de lo que parece

El anillo B de Saturno es el más opaco de los anillos principales, y aparece casi negro en esta imagen de Cassini tomada desde el lado no iluminado del plano del anillo. (Haga clic para ver la imagen completa)

Nuevos datos de NASA es Cassini La nave espacial revela que hay poca correlación entre la densidad de los anillos de Saturno podría parecer, en términos de su opacidad y reflectividad, y la cantidad de material que contienen.

Parece intuitivo que un material opaco debería contener más material que una sustancia más translúcida. Por ejemplo, el agua más turbia tiene más partículas de suciedad en suspensión que el agua más clara. Asimismo, podría pensar que, en los anillos de Saturno, las áreas más opacas contienen una mayor concentración de material que los lugares donde los anillos parecen más transparentes.

Pero esta intuición no siempre se aplica, según un estudio reciente de los anillos utilizando datos de la misión Cassini de la NASA. En su análisis, los científicos encontraron sorprendentemente poca correlación entre cuán denso podría parecer un anillo, en términos de su opacidad y reflectancia, y la cantidad de material que contiene.

Los nuevos resultados se refieren al anillo B de Saturno, el más brillante y opaco de los anillos de Saturno, y son consistentes con estudios previos que encontraron resultados similares para los otros anillos principales de Saturno.

Los científicos descubrieron que, si bien la opacidad del anillo B variaba en gran medida a lo largo de su ancho, la masa, o cantidad de material, no variaba mucho de un lugar a otro. “Pesaron” el centro casi opaco del anillo B por primera vez – técnicamente, determinaron su densidad de masa en varios lugares – analizando ondas de densidad en espiral. Estas son características de anillos de escala fina creadas por la gravedad que tira de las partículas de los anillos de las lunas de Saturno y la propia gravedad del planeta. La estructura de cada onda depende directamente de la cantidad de masa en la parte de los anillos donde se ubica la onda.

“En la actualidad, no está nada claro cómo regiones con la misma cantidad de material pueden tener opacidades tan diferentes. Podría ser algo asociado con el tamaño o la densidad de partículas individuales, o podría tener algo que ver con la estructura de los anillos ”, dijo Matthew Hedman, autor principal del estudio y científico participante de Cassini en la Universidad de Idaho, Moscú. El co-investigador de Cassini, Phil Nicholson, de la Universidad de Cornell, Ithaca, Nueva York, fue coautor del trabajo con Hedman.

“Las apariencias pueden engañar”, dijo Nicholson. “Una buena analogía es cómo un prado con niebla es mucho más opaco que una piscina, aunque la piscina es más densa y contiene mucha más agua”.

La investigación sobre la masa de los anillos de Saturno tiene importantes implicaciones para su edad. Un anillo menos masivo evolucionaría más rápido que un anillo que contenga más material, oscureciéndose más rápidamente por el polvo de los meteoritos y otras fuentes cósmicas. Por lo tanto, cuanto menos masivo sea el anillo B, más joven podría ser, tal vez unos cientos de millones de años en lugar de unos miles de millones.

“Al ‘pesar’ el núcleo del anillo B por primera vez, este estudio da un paso significativo en nuestra búsqueda para reconstruir la edad y el origen de los anillos de Saturno”, dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. Pasadena, California. “Los anillos son tan magníficos e impresionantes que es imposible para nosotros resistir el misterio de cómo llegaron a ser”.

Mientras que todos los planetas gigantes de nuestro sistema solar ( Júpiter , Saturno, Urano y Neptuno ) tienen sistemas de anillos propios, los de Saturno son claramente diferentes. Explicar por qué los anillos de Saturno son tan brillantes y vastos es un desafío importante para comprender su formación e historia. Para los científicos, la densidad del material empaquetado en cada sección de los anillos es un factor crítico para atribuir su formación a un proceso físico.

El anillo B de Saturno es más opaco que el anillo A

El anillo B es el más brillante de los anillos de Saturno cuando se ve reflejado en la luz del sol.

Un estudio anterior realizado por miembros del equipo del espectrómetro infrarrojo compuesto de Cassini había sugerido la posibilidad de que hubiera menos material en el anillo B de lo que los investigadores habían pensado. El nuevo análisis es el primero en medir directamente la densidad de masa en el anillo y demostrar que este es el caso.

Hedman y Nicholson utilizaron una nueva técnica para analizar datos de una serie de observaciones del espectrómetro de mapeo visible e infrarrojo de Cassini mientras miraba a través de los anillos hacia una estrella brillante. Al combinar varias observaciones, pudieron identificar ondas de densidad en espiral en los anillos que no son obvias en las mediciones individuales.

El análisis también encontró que la masa total del anillo B es inesperadamente baja. Fue sorprendente, dijo Hedman, porque algunas partes del anillo B son hasta 10 veces más opacas que el anillo A vecino, pero el anillo B puede pesar solo dos o tres veces la masa del anillo A.

A pesar de la baja masa encontrada por Hedman y Nicholson, todavía se cree que el anillo B contiene la mayor parte del material del sistema de anillos de Saturno. Y aunque este estudio deja cierta incertidumbre sobre la masa del anillo, está en camino una medición más precisa de la masa total de los anillos de Saturno. Anteriormente, Cassini había medido el campo de gravedad de Saturno y les había dicho a los científicos la masa total de Saturno y sus anillos. En 2017, Cassini determinará la masa de Saturno solo volando justo dentro de los anillos durante la fase final de su misión. Se espera que la diferencia entre las dos medidas revele finalmente la verdadera masa de los anillos.

Copia en PDF del estudio : Densidad de masa de la superficie del anillo B a partir de ondas de densidad ocultas: ¿Menos de lo que parece?

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