La curiosa lluvia de los anillos de Saturno

Observaciones con el observatorio Keck de un equipo investigador de la Universidad de Leicester han descubierto lo que es una “lluvia” de partículas de agua cargadas que parten de los anillos de Saturno y siguen una trayectoria determinada por los campos magnéticos del planeta para llegar a las capas altas de la atmósfera de Saturno.

satur_ring_rain

El origen y la evolución de los anillos de Saturno ha sido un problema bastante inquietante durante las pasadas décadas para los astrónomos, y aunque se han hecho muchos avances en comprender la dinámica del sistema de anillos, las observaciones y la teoría aún no coinciden. Cuestiones como cúando y de qué forma se han formado los anillos no están del todo claras. Existen 2 modelos que podrían explicarlo. El primero implica que los anillos son los remanentes de un anillo mucho más masivo formado hace unos 4500 millones de años, es decir, al mismo tiempo que el gas primordial del que se formó en propio planeta. La otra explicación que es los anillos pueden ser relativamente jóvenes, unos 100 millones de años como consecuencia de un mecanismo de erosión y dispersión. Este estudio apoya este último modelo, en el que interacciones electromagnéticas van erosionando y degradando la masa de los anillos y depositando parte de su masa en las capas altas de la atmósfera.

Los anillos de Saturno está compuestos principalmente de cristales de hielo de todos los tamaños, sin embargo los más abundantes en masa comprenden un rango de diámetros entre el cm y unos cuantos metros. Estos objetos se encuentran en órbita Kepleriana alrededor de Saturno, y la dinámica de los anillos puede explicarse mediante un modelo dinámico de colisiones y auto-gravitación, comportándose homogéneamente como un gas denso caracterizado por una temperatura, presión y viscosidad. Esto implica que para describir su comportamiento se requieren simulaciones computacionales en el que se describa su movimiento como interacciones entre múltiples cuerpos, y esto es difícil de calcular. Sin embargo, las partículas de tamaño submilimétrico (las más pequeñas y las menos abundantes) pueden adquirir carga. Si la proporción carga-masa supera cierto umbral (del orden de la carga del electrón por cada 1000 moléculas de agua que contenga la partícula) su movimiento vendrá descrito por la fuerza magnética. Estos procesos, en cualquier otro planeta con campo magnético del sistema solar implicaría la dispersión de los anillos, lo que haría que desapareciesen, sin embargo el campo magnético de Saturno es único en el sentido de que tiene una simetría casi perfecta, lo que hace que las partículas cargadas en los anillos puedan seguir trayectorias estables y así estabilizar la existencia de esta estructura de anillo. Aún así, en esas trayectorias determinadas por el campo magnético, cierto número de partículas no vuelven a ser reabsorbidas por los anillos, escapando por las líneas de campo magnético hacia las capas altas de la atmósfera del planeta, habiendo una correlación muy determinada entre el punto del anillo y el punto de la atmósfera en el que irá a parar (ver primera figura de la entrada).

saturn_ring

El estudio afirma que las partículas cargadas que consiguen escapar de los anillos y van a la atmósfera de Saturno podrían facilitar la recombinación, implicando un descenso en las concentraciones de electrones en estas zonas. Si esto fuese así lograría explicar el por qué existen tan bajas densidades electrónicas en las capas altas de la atmósfera de Saturno. A su vez, el ritmo de erosión en los anillos, que dependerá de la distancia radial, podría explicar la estructura de los anillos en las que se observan zonas en las que existen menores densidades, que estarían asociadas a una mayor efecto de este fenómeno.

[Referencia: Nature “Solar system: Saturn’s ring rain”. 10 Abr 2013]

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2 respuestas a La curiosa lluvia de los anillos de Saturno

  1. santaklaus dijo:

    Cuando escribí la ecuación de estado del Universo para un cálculo de todo ab initio no me apareció este fenómeno por ningún lado. Creo que me estoy dejando bastantes cosas en el tintero. Así no hay quien calcule el Universo, jolines….

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