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Los anillos de Saturno provocan lluvias sobre la atmósfera del planeta
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Concepción artística que muestra cómo la lluvia proveniente de los anillos se precipita sobre la atmósfera de Saturno, causando una reducción en el brillo atmosférico. Crédito: NASA/JPL/Caltech/Space Science Institute/University of Leicester ___________________________________________
Un nuevo estudio rastrea el origen de la lluvia de partículas de agua en la atmósfera de Saturno y ha descubierto que llueve más agua de lo que se pensaba anteriormente y que ésta se precipita sobre áreas todavía más extensas de lo que se había observado. El estudio revela que la lluvia influye en la composición y estructura en zonas de la atmósfera alta de Saturno. Dichas observaciones han sido financiadas por la NASA y son analizadas por la Universidad de Leicester en Inglaterra.
“Saturno es el primer planeta que ha mostrado una interacción significativa entre la atmósfera y su sistema de anillos,” dijo James O’Donoghue, autor principal del estudio e investigador de posgrado en Leicester. “El principal efecto que la lluvia de los anillos produce es “mitigar” la ionosfera de Saturno. En otras palabras, esta lluvia reduce severamente la densidad de electrones en las regiones sobre las que se precipita.”
O’Donoghue explica que el efecto de los anillos sobre la densidad de electrones es importante ya que explica por qué, por muchas décadas, las observaciones han mostrado que dichas densidades son inusualmente bajas en ciertas latitudes de Saturno. El estudio también ayuda a los científicos a comprender el origen y evolución del sistema de anillos de Saturno y los cambios en la atmósfera del planeta.
“Resulta que unos de los principales factores en el entorno de la ionosfera y del clima a lo largo de grandes áreas del planeta son partículas de los anillos que se ubican 60 mil kilómetros por encima de la atmósfera,” dice Kevin Baines del Jet Propulsion Laboratory de la NASA y coautor del estudio. “Las partículas de los anillos afectan tanto al tipo de partículas de esta zona de la atmósfera así como a su temperatura.”
A inicios de la década de los ochenta, imágenes de la Voyager de la NASA mostraron de dos a tres bandas oscurecidas en Saturno, los científicos teorizaron que partículas de agua pudieron haberse precipitado sobre esas bandas desde los anillos. Esas bandas no fueron observadas de nuevo hasta que este equipo observó al planeta en luz cercana al infrarrojo usando el Observatorio W.M Keck en Mauna Kea, Hawái, en abril de 2011. Fue difícil discernir el efecto porque implica buscar pequeñas emisiones en grandes áreas brillantes de Saturno. Se requería de un instrumento como aquel en el observatorio Keck.
Los efectos de la lluvia de los anillos ocurren en la ionosfera de Saturno, donde se producen partículas cargadas cuando la atmósfera, que en otras circunstancias sería neutra, es expuesta a una corriente de partículas energéticas o a radiación solar. Cuando los científicos rastrearon los patrones de un ión de hidrógeno en particular, con tres protones (hidrógeno triatómico), esperaban observar un brillo en infrarrojo de manera uniforme en todo el planeta. En su lugar observaron una serie de bandas claras y oscuras, con áreas de emisiones reducidas que correspondían a porciones densas en agua de los anillos de Saturno y emisiones elevadas que correspondían a brechas en dichos anillos.
Infirieron que las partículas de agua de los anillos estaban siendo atraídas hacia el planeta a lo largo de las líneas de campo magnético y estaban neutralizando los brillantes iones triatómicos de hidrógeno. Esto deja grandes “sombras” en lo que en otras circunstancias sería un planeta con un brillo infrarrojo total. Estas sombras cubren entre 30 a 43 porciento de la superficie de la atmósfera alta en áreas ubicadas alrededor de los 25 a los 55 grados de latitud. Esta es un área significativamente mayor a aquella sugerida por las imágenes tomadas por la misión Voyager de la NASA.
Tanto la Tierra como Júpiter tienen una región ecuatorial que brilla uniformemente. Los científicos también esperaban este mismo patrón en Saturno, pero en su lugar observaron diferencias dramáticas en diferentes latitudes.
“Mientras que Júpiter está brillando uniformemente a través de sus regiones ecuatoriales, Saturno tiene bandas oscuras, que son zonas en donde el agua está cayendo, oscureciendo la ionosfera,” dice Tom Stallard, un coautor del estudio en Leicester. “También estamos intentando investigar estas características con un instrumento en el orbitador Cassini de la NASA. Si tenemos éxito, el Cassini nos podría permitir observar a mayor detalle la forma en la que el agua está removiendo las partículas ionizadas.”
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