Los anillos de Saturno podrían ser los restos de una antigua luna
Un nuevo estudio sugiere que una luna perdida de Saturno, a la que los cientficos llaman Crislida, tir del planeta hasta que se desgarr, formando anillos y contribuyendo a inclinacin, segn publican en la revista ‘Science’.
Los anillos de Saturno son un claro indicio de que el planeta gira inclinado en un ngulo de 26,7 grados con respecto al plano en el que orbita el Sol. Los astrnomos sospechan desde hace tiempo que esta inclinacin se debe a las interacciones gravitatorias con su vecino Neptuno, ya que la inclinacin de Saturno precesiona, como una peonza, casi al mismo ritmo que la rbita de Neptuno.
Pero el nuevo estudio de modelizacin realizado por astrnomos del Instituto Tecnolgico de Massachusetts (MIT) y de otros lugares ha descubierto que, aunque los dos planetas pudieron estar sincronizados alguna vez, Saturno ha escapado desde entonces a la atraccin de Neptuno. El equipo cree que este reajuste planetario se debe a una luna desaparecida.
Proponen que Saturno, que hoy alberga 83 lunas, alberg en su da al menos una ms, un satlite extra al que llaman Crislida. Junto con sus hermanos, sugieren los investigadores, Crislida orbit alrededor de Saturno durante varios miles de millones de aos, tirando del planeta de forma que mantena su inclinacin, u «oblicuidad», en resonancia con Neptuno.
Pero hace unos 160 millones de aos, el equipo estima que Crislida se volvi inestable y se acerc demasiado a su planeta en un encuentro de rozamiento que separ el satlite. La prdida de la luna fue suficiente para sacar a Saturno de la influencia de Neptuno y dejarlo con la inclinacin actual.
Su inclinacin actual
Es ms, los investigadores suponen que, aunque la mayor parte del cuerpo de Crislida pudo impactar con Saturno, una fraccin de sus fragmentos podra haber permanecido suspendida en rbita, rompindose finalmente en pequeos trozos de hielo para formar los caractersticos anillos del planeta.
Por lo tanto, el satlite desaparecido podra explicar dos misterios de larga data: La inclinacin actual de Saturno y la edad de sus anillos, que hasta ahora se estimaban en unos 100 millones de aos, mucho ms jvenes que el propio planeta.
«Al igual que la crislida de una mariposa, este satlite estuvo inactivo durante mucho tiempo y de repente se activ, y los anillos emergieron», seala Jack Wisdom, profesor de ciencias planetarias del MIT y autor principal del nuevo estudio.
A principios de la dcada de 2000, los cientficos propusieron la idea de que el eje inclinado de Saturno es el resultado de que el planeta est atrapado en una resonancia, o asociacin gravitatoria, con Neptuno.
Pero las observaciones realizadas por la nave espacial Cassini de la NASA, que orbit Saturno de 2004 a 2017, dieron un nuevo giro al problema. Los cientficos descubrieron que Titn, el mayor satlite de Saturno, estaba migrando lejos de Saturno a un ritmo ms rpido de lo esperado, a un ritmo de unos 11 centmetros por ao.
La rpida migracin de Titn y su atraccin gravitatoria llevaron a los cientficos a concluir que la luna era probablemente la responsable de la inclinacin y de mantener a Saturno en resonancia con Neptuno.
Pero esta explicacin depende de una gran incgnita: el momento de inercia de Saturno, es decir, cmo se distribuye la masa en el interior del planeta. La inclinacin de Saturno podra comportarse de forma diferente, dependiendo de si la materia est ms concentrada en su ncleo o hacia la superficie. «Para avanzar en el problema, tenamos que determinar el momento de inercia de Saturno», seala Wisdom.
En su nuevo estudio, Wisdom y sus colegas trataron de precisar el momento de inercia de Saturno utilizando algunas de las ltimas observaciones realizadas por Cassini en su ‘Gran Final’, una fase de la misin durante la cual la nave realiz una aproximacin extremadamente cercana para cartografiar con precisin el campo gravitatorio alrededor de todo el planeta. El campo gravitatorio puede utilizarse para determinar la distribucin de la masa en el planeta.
Wisdom y sus colegas modelaron el interior de Saturno e identificaron una distribucin de masa que coincida con el campo gravitatorio observado por Cassini. Sorprendentemente, descubrieron que este momento de inercia recin identificado situaba a Saturno cerca, pero justo fuera de la resonancia con Neptuno. Es posible que los planetas hayan estado alguna vez sincronizados, pero ya no lo estn apuntan. «Entonces fuimos a la caza de formas de sacar a Saturno de la resonancia de Neptuno», dice Wisdom.
La precesin de un planeta
El equipo realiz primero simulaciones para hacer evolucionar la dinmica orbital de Saturno y sus lunas hacia atrs en el tiempo, para ver si alguna inestabilidad natural entre los satlites existentes podra haber influido en la inclinacin del planeta. Esta bsqueda no dio resultado.
Por ello, los investigadores reexaminaron las ecuaciones matemticas que describen la precesin de un planeta, es decir, cmo cambia el eje de rotacin de un planeta a lo largo del tiempo. Uno de los trminos de esta ecuacin tiene contribuciones de todos los satlites.
El equipo pens que si se eliminaba un satlite de esta suma, podra afectar a la precesin del planeta. La pregunta era qu masa tendra que tener ese satlite y qu dinmica tendra que sufrir para sacar a Saturno de la resonancia de Neptuno.
Wisdom y sus colegas realizaron simulaciones para determinar las propiedades de un satlite, como su masa y radio orbital, y la dinmica orbital que sera necesaria para sacar a Saturno de la resonancia.
Concluyen que la actual inclinacin de Saturno es el resultado de la resonancia con Neptuno y que la prdida del satlite Crislida, que tena el tamao de Iapetus, la tercera luna ms grande de Saturno, le permiti escapar de la resonancia.
En algn momento entre 200 y 100 millones de aos, Crislida entr en una zona orbital catica, experiment varios encuentros cercanos con Iapeto y Titn, y finalmente se acerc demasiado a Saturno, en un encuentro de rozamiento que destroz el satlite, dejando una pequea fraccin para rodear el planeta como un anillo sembrado de escombros.
La prdida de Crislida explica la precesin de Saturno y su inclinacin actual, as como la formacin tarda de sus anillos. «Es una historia bastante buena, pero como cualquier otro resultado, tendr que ser examinado por otros, seala Wisdom. Pero parece que este satlite perdido no era ms que una crislida, esperando a tener su inestabilidad».
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