jueves, 11 de noviembre de 2010

Cassini revela los secretos del anillo B de Saturno

Los investigadores creen haber resuelto finalmente el misterio de por qué una de las regiones más activas  de los anillos de Saturno tiene una forma tan variable e irregular, gracias a  nuevas imágenes tomadas por la  Cassini de la NASA. Y la respuesta, publicada en la revista Astronomical Journal, es ésta: Los anillos se comportan como una versión en miniatura de nuestra Vía Láctea.
Esta nueva teoría, deducida a partir de imágenes del anillo más masivo de Saturno, el anillo B, puede responder otra vieja pregunta: ¿Qué provoca la asombrosa variedad de estructuras vistas a través de las regiones más densas de los anillos de Saturno?
Otro hallazgo procedente de las nuevas imágenes del borde externo del anillo B era la presencia de al menos dos regiones perturbadas, incluyendo un largo arco de estrechos picos que arrojan sombras, de una altura hasta 3,5 kilómetros sobre el plano del anillo. Las áreas están probablemente pobladas con pequeñas lunas que podrían haber migrado a través de la parte exterior del anillo B en el pasado y quedaron atrapadas en una zona afectada por la gravedad de la luna Mimas.
“Hemos encontrado lo que esperábamos cuando nos propusimos la misión Cassini hace casi 13 años: estudiar los mecanismos que han esculpido no sólo los anillos de Saturno, sino los discos celestes a una escala mucho mayor, desde sistemas solares, como el nuestro, hasta las galaxias espirales gigantes”, dice Carolyn Porco, coautora del nuevo artículo y líder del equipo de imágenes de Cassini, del Instituto de Ciencia Espacial en Boulder, Colorado.
Desde que la nave Voyager sobrevoló Saturno en 1980 y 1981, los científicos han sabido que el borde exterior del anillo B  tenía forma de balón de rugby aplanado y giratorio debido a las perturbaciones gravitatorias de Mimas. Pero estaba claro, que el comportamiento del anillo B, era mucho más complejo de lo que podía ser sólo debido a la presencia de Mimas.
Ahora, el análisis de miles de imágenes tomadas por Cassini del anillo B a lo largo de un periodo de cuatro años, ha revelado la fuente de la mayor parte de la complejidad: al menos tres patrones de ondas adicionales que giran independientemente,  distorsionan los bordes del anillo B. Estas oscilaciones, con uno, dos o tres lóbulos, no son creadas por ninguna luna. Surgen espontáneamente, en parte debido a que el anillo es lo bastante denso, y el borde del anillo B lo bastante definido, para que las ondas crezcan por sí mismas y se reflejen en el borde.
“Estas oscilaciones existen por la misma razón que las cuerdas de una guitarra tienen modos naturales de oscilación, que pueden ser excitados cuando se perturban ”, dice Joseph Spitale, autor principal del artículo y asociado al equipo de imágenes en el Instituto de Ciencia Espacial. “El anillo, además, tiene sus propias frecuencias naturales de oscilación, y eso es lo que estamos observando”.
Los astrónomos creen que dichas oscilaciones “auto-excitadas” existen en otros sistemas de discos, como las galaxias de disco espiral y los discos proto-planetarios que se encuentran alrededor de las estrellas cercanas, pero no han sido capaces de confirmar directamente su existencia.
Las ondas auto-excitadas a pequeña escala, 100 metros, se habían observado anteriormente en algunas regiones densas del anillo, y habían sido atribuidas a un proceso conocido como “sobre-estabilidad viscosa”. En ese proceso, los movimientos aleatorios de las pequeñas partículas del anillo añaden energía a la onda y provocan su crecimiento. Los nuevos resultados confirman una predicción de la era Voyager de que el mismo proceso puede explicar todas las desconcertantes formas ondulatorias caóticas encontradas en los anillos más densos de Saturno, desde decenas de metros a cientos de kilómetros de extensión.
“Normalmente, la viscosidad o resistencia al fluir, atenúa las ondas – de la misma forma en que las ondas sonoras viajan a través del aire y mueren”, dice Peter Goldreich, teórico de anillos planetarios en el Instituto Tecnológico de California en Pasadena. “Pero los nuevos hallazgos demuestran que, en las partes más densas de los anillos de Saturno, la viscosidad realmente amplifica estas ondas, explicando los misteriosos surcos vistos en las imágenes tomadas por la nave Voyager”.
Las dos regiones perturbadas del anillo B encontradas orbitando dentro de la zona de influencia de Mimas se extienden a lo largo de arcos de hasta 20.000 kilómetros de largo. El más largo se vio por primera vez el año pasado, cuando el bajo ángulo del Sol sobre el plano del anillo se constató la existencia de una serie de altas estructuras a lo largo de largas  sombras. Las pequeñas lunas que perturban el material tienen probablemente de cientos de metros a posiblemente un kilómetro o más de tamaño.

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