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Ricardo Hueso Alonso

Investigador del departamento de Física Aplicada I y del Grupo de Ciencias Planetarias de la Escuela de Ingeniería de Bilbao de la Universidad del País Vasco UPV/EHU

Desde la primera observación de Saturno con un telescopio realizada por Galileo Galilei hace más de 400 años los anillos han sido misteriosos. Galileo no supo identificar qué eran y, décadas más tarde, el astrónomo Giovanni Domenico Cassini identificó huecos en ellos. James Clerk Maxwell, famoso por sus leyes sobre el electromagnetismo, dedicó sus primeros años de investigación a determinar la naturaleza de los anillos, concluyendo que estos estaban formados por una miríada de pequeños cuerpos girando alrededor de Saturno a velocidades determinadas por la gravedad del inmenso planeta, 95 veces más masivo que la Tierra. 
 
La nave Cassini (NASA) exploró el sistema de Saturno entre 2004 y 2017 determinando que los anillos tenían la masa equivalente de uno de los numerosos satélites helados de Saturno, una composición química de hielo de agua y una edad aparente de tan solo unos 100 millones de años de edad. En un sistema solar formado hace 4.500 millones de años esta es una edad muy joven. Pero, ¿cuál es el origen de los anillos y por qué son tan jóvenes? ¿Podrían ser los restos de un satélite de Saturno roto por las fuerzas de marea del planeta? Aunque esta es una propuesta habitual para el origen de los anillos, tradicionalmente ha presentado dificultades a la hora de explicar la edad juvenil de los anillos. 

Otro misterio de Saturno es su eje de rotación, que está inclinado 27º con respecto al eje perpendicular a la eclíptica, que es el plano promedio en el que orbitan los planetas. Esta inclinación es parecida a la del eje de rotación de la Tierra, que está inclinado 23º. Para un planeta tan grande como Saturno resulta muy difícil explicar esta gran inclinación. Sin embargo, el mayor de los satélites de Saturno, la gran luna Titán, tiene una órbita que se aleja del planeta por efecto de frenado por mareas y en este movimiento puede contribuir a aumentar la inclinación del eje de rotación del planeta. En el sistema solar actual el eje de rotación de Saturno experimenta, además, un lento giro como el del eje de una peonza, que no permanece fijo sino que, en el caso de Saturno, gira sobre la dirección perpendicular a la eclíptica. Este movimiento se denomina precesión y tiene un paralelismo en la Tierra, en la que la precesión del eje de rotación ocurre con un periodo de 25.800 años. En Saturno la precesión del eje de rotación tiene un periodo de 1,7 millones de años y esa cifra se acerca de una manera sorprendente a la precesión de la órbita de Neptuno. ¿Están relacionados estos fenómenos? En su artículo en Science, Jack Williams, del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT), y colaboradores así lo afirman. 

En una maniobra de billar cósmico, Jack Williams y su equipo investigan si el eje inclinado de Saturno fue causado por la combinación de migración hacia el exterior de Titán y la interacción gravitacional con Neptuno en una resonancia orbital que hoy en día ya no existe. Para explicar que Saturno ya no esté sincronizado con Neptuno proponen que Saturno ha perdido uno de sus satélites, que pudo haber migrado por efectos de mareas hacia el planeta y fue roto por las mareas de Saturno, formando los anillos. El nombre propuesto para este objeto perdido es Chrysalis (Crisálida, en español) y representa el cambio de este mundo tras haberse transformado en los bellos anillos de Saturno. La edad de los anillos verifica correctamente el pequeño desacople actual entre la resonancia orbital de Neptuno y la precesión del eje de rotación de Saturno. Esta teoría constituye una elegante constatación de los complejos efectos de la gravedad en sistemas planetarios y muestra que el sistema solar es un lugar rico y variado sujeto a permanente cambio. 

ES