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Saturno, El Planeta De Los Anillos

Saturno es uno de los planetas gaseosos que hay en el Sistema Solar.

SATURNO ES EL SEGUNDO PLANETA MÁS GRANDE DEL SISTEMA SOLAR Y PUEDE VERSE CON CUALQUIER TELESCOPIO.

Saturno orbita alrededor del Sol a una distancia de 1.400 millones de kilómetros. A una distancia tan grande de la principal fuente de calor del sistema solar, Saturno experimenta temperaturas gélidas en su atmósfera superior que pueden descender hasta -180ºC. Saturno es quizás el planeta más brillante del sistema solar. Incluso con solo un pequeño telescopio, se pueden ver los anillos de Saturno envueltos alrededor de este gigante gaseoso.

Propiedades De Saturno

Suspendido en la oscuridad del espacio, Saturno es verdaderamente un espectáculo digno de contemplar. Saturno es el segundo planeta más grande del sistema solar por tamaño y masa: tiene 120.536 kilómetros de diámetro y es 95 veces más pesado que la Tierra.

Curiosamente, Saturno posee la densidad más baja de todos los planetas del sistema solar, teniendo una densidad incluso menor que la del agua. Suponiendo que pudieras desactivar su gravedad y encontrar una piscina de agua lo suficientemente grande, Saturno flotaría. Esta baja densidad se debe en gran medida al hecho de que Saturno está compuesto principalmente por elementos ligeros, hidrógeno y helio. Aproximadamente el 97% de Saturno está compuesto de hidrógeno y el helio constituye la mayor parte del 3% restante.

Infografía de Saturno, incluyendo los datos más importantes del planeta.
Infografía de Saturno, incluyendo los datos más importantes del planeta. Descargar.

Dada su distancia del Sol, no sorprende que la atmósfera superior de Saturno sea extremadamente fría. Sin embargo, a medida que se desciende por la corteza de este planeta, las temperaturas comienzan a aumentar dramáticamente. Debajo de la capa superior de nubes hay una capa de hielo de agua que tiene un rango de temperatura de entre 80ºC a 3ºC.

Cerca del núcleo de Saturno, los astrónomos predicen que las temperaturas podrían alcanzar los 11.700ºC. Las diferencias de temperatura entre las capas superior e interna de Saturno crean corrientes de convección que impulsan el clima del planeta, creando tormentas que, de darse en la Tierra, nadie sobreviviría.

Saturno Vs. Júpiter

Al igual que Júpiter, Saturno está compuesto principalmente de hidrógeno y helio. Y es que puede resultar sorprendente que dos planetas con tantas similitudes parezcan tan diferentes entre sí: la atmósfera de Júpiter está dividida en grandes bandas distintivas que pueden verse incluso con un telescopio pequeño. Saturno, por otro lado, parece mucho más uniforme, casi con una apariencia diluida en relación con Júpiter. Tanto Júpiter como Saturno tienen períodos de rotación rápidos, y Saturno completa una rotación cada 10 horas. Estas velocidades extremas estiran el gas en la atmósfera, creando grandes bandas atmosféricas en Júpiter y Saturno.

Aunque Júpiter y Saturno están hechos prácticamente del mismo material, las gélidas temperaturas de Saturno crean una gruesa capa de cristales de hielo de amoníaco que se asientan sobre una capa de agua congelada y amoníaco.

Júpiter también tiene estas capas en su atmósfera, pero son más gruesas en Saturno que en Júpiter. Es esta capa de amoníaco la que le da a Saturno su apariencia diluida. Muy por debajo de las cimas de las nubes de Saturno hay una capa de hidrógeno que sufre un proceso interesante.

Bajo las presiones y temperaturas extremas dentro de Saturno, los átomos de hidrógeno se convierten en un fluido metálico. Como un metal, este hidrógeno metálico puede conducir electricidad. La carga eléctrica en movimiento genera un campo magnético alrededor de Saturno similar al que rodea a Júpiter. Debajo de esta capa de hidrógeno metálico se encuentra el núcleo de Saturno.

Al igual que Júpiter, el núcleo de Saturno es su mayor misterio. Aunque Saturno probablemente comenzó su vida como un mundo rocoso, eventualmente acumuló suficiente masa para capturar los elementos más ligeros, hidrógeno y helio. A medida que el planeta creció hasta alcanzar tamaños inmensos, es posible que el núcleo rocoso de Saturno se fuera erosionando lentamente.

Historia De Las Observaciones De Saturno

La sonda Voyager 1 de la NASA fue una de las primeras en explorar Saturno.
La sonda Voyager 1 de la NASA fue una de las primeras en explorar Saturno.

Saturno es el planeta más alejado del sol visible a simple vista, por lo que se conoce su existencia desde la antigüedad. Las primeras observaciones registradas de Saturno provienen de astrónomos babilónicos hace más de 3.000 años.

Los griegos y romanos asociaron el planeta Saturno con la agricultura, y el nombre Saturno proviene del dios romano de la agricultura.

Sin telescopios, las culturas antiguas no pudieron aprender nada sobre Saturno, y no fue hasta el siglo XVII que los astrónomos finalmente comenzaron a ver Saturno tal como es en realidad.

En 1610, Galileo Galilei observó Saturno a través de su telescopio. El telescopio que utilizó Galileo era relativamente pequeño, por lo que no pudo identificar ninguna característica física del planeta. Galileo observó los anillos de Saturno, pero su telescopio era demasiado pequeño para discernirlos como anillos. Más bien, Galileo creía haber encontrado dos lunas alargadas a cada lado de Saturno.

El primer astrónomo que identificó correctamente los anillos de Saturno fue Christiaan Huygens en 1655. Además de los anillos de Saturno, Huygens también descubrió la luna más grande de Saturno – y la segunda más grande de todo el sistema solar – Titán.

En 1675, el astrónomo Giovanni Cassini descubrió una gran brecha en los anillos de Saturno, que más tarde se llamaría División Cassini. Durante los dos siglos siguientes, los astrónomos descubrieron varias lunas más alrededor de Saturno, pero casi todo lo relacionado con Saturno seguiría siendo un misterio hasta el siglo XX.

En 1979, la nave espacial Pioneer 11 de la NASA completó el primer sobrevuelo de Saturno, ofreciendo a los científicos su primera vista de cerca de Saturno y sus anillos. Desafortunadamente, la resolución de las imágenes de Pioneer 11 era demasiado baja para discernir características de la superficie de las lunas de Saturno.

Un año después de que Pioneer 11 completara su sobrevuelo, la nave espacial Voyager 1 realizaría su sobrevuelo a Saturno. La Voyager 1 proporcionó a los científicos las primeras imágenes de alta resolución de Saturno, sus anillos y varias de sus lunas. La Voyager 1 también completó el primer sobrevuelo de Titán, confirmando la existencia de su densa atmósfera. Un año después de la Voyager 1, la Voyager 2 completó su sobrevuelo de Saturno, ofreciendo más imágenes del planeta y sus lunas.

La misión Voyager reveló que Saturno y sus lunas encierran innumerables misterios. La NASA pronto comenzó a planificar una futura misión a Saturno que enviaría una nave espacial a orbitar el gigante gaseoso durante años. En 1997, la NASA lanzó la nave espacial Cassini. Cassini llegó a Saturno en 2004 y permaneció en órbita hasta 2017, cuando la nave espacial se sumergió en la atmósfera de Saturno. La mayor parte de lo que se sabe sobre Saturno, sus anillos y sus lunas fue revelado durante la misión Cassini.

Los Anillos De Saturno

Imagen de los anillos de Saturno tal y como fue tomada por la sonsa Cassini (NASA).
Imagen de los anillos de Saturno tal y como fue tomada por la sonsa Cassini (NASA).

Los anillos de Saturno son verdaderamente una de las vistas más hermosas e impresionantes del sistema solar. Tienen aproximadamente 400.000 kilómetros de ancho y sólo 100 metros de espesor.

Cuando Galileo observó por primera vez Saturno a través de un telescopio en 1610, supuso que estaba observando dos grandes lunas a cada lado de Saturno. Luego, en 1655, el astrónomo Christian Huygens observó Saturno y dedujo correctamente que el planeta estaba rodeado por un anillo. Sin embargo, los primeros astrónomos creían que el anillo era sólido, y definitivamente parece así cuando se observa a través de un pequeño telescopio. El primer indicio de que los anillos no eran sólidos se produjo en 1675, cuando Giovanni Cassini descubrió una gran brecha en el anillo de Saturno, que se conoció como la división de Cassini, pero la suposición predominante era que el anillo todavía era sólido. Aunque hubo un pequeño número de astrónomos que no estaban de acuerdo con estas suposiciones, sus ideas no fueron demasiado populares.

No sería hasta 1859 que los científicos demostrarían que los anillos no podían ser sólidos. En 1859, el físico James Clerk Maxwell demostró que, según las leyes de la física, un anillo sólido y uniforme alrededor de Saturno simplemente no podía existir. Demostró que la gravedad de Saturno empujaría con más fuerza la sección interior del anillo que las regiones exteriores y, por tanto, la gravedad misma simplemente lo destrozaría.

Aunque esta explicación era la más lógica y seguía las leyes de la física, no sería hasta el sobrevuelo de Saturno por parte del Pioneer 11 en 1979 que los astrónomos obtendrían su primera vista de cerca de Saturno y sus anillos. Un año después, la Voyager 1 completaría su sobrevuelo a Saturno. Ambos sobrevuelos confirmaron sin lugar a dudas que los anillos de Saturno estaban compuestos de innumerables partículas compuestas principalmente de agua y roca. Hoy tenemos la suerte de tener las vistas más detalladas de los anillos de Saturno, resultado de la misión Cassini, que orbitó el planeta anillado entre 2004 y 2017.

El sistema de anillos de Saturno está dividido en varios anillos separados, los más notables de los cuales se denominan anillos D, C, B, A, F, G y E.

Dentro del anillo E más externo de Saturno orbita la luna helada Encelado, lo que puede ser la razón por la cual Saturno tiene un anillo E. A diferencia de los otros anillos, el anillo E está compuesto enteramente de partículas microscópicas de hielo. Estas pequeñas partículas de hielo surgieron de la superficie de Encelado, donde se ha observado que criovolcanes arrojan grandes cantidades de hielo al espacio. Parte del hielo vuelve a caer sobre la superficie de Encelado como una nueva capa de nieve. El resto del material cae en órbita alrededor de Saturno y forma su anillo E.

¿Por Qué Saturno Tiene Anillos?

¿De dónde proceden los anillos de Saturno? ¿Qué edad tienen? ¿Y por qué ningún otro planeta de nuestro sistema solar tiene sistemas de anillos ni remotamente comparables a los de Saturno? Los anillos de Saturno han sido durante mucho tiempo uno de los mayores enigmas de la astronomía. Pero Saturno no es el único planeta con anillos. De hecho, todos los gigantes gaseosos tienen sistemas de anillos, sólo que ninguno es tan grande o magnífico como el de Saturno.

De hecho, los astrónomos piensan que los anillos son una parte natural de la formación de los gigantes gaseosos, y es muy posible que hace miles de millones de años, los otros gigantes gaseosos tuvieran sistemas de anillos no muy diferentes a los de Saturno. Entonces, ¿qué pasó con ellos? Es probable que los anillos sean sólo una característica temporal de la mayoría de los planetas. El material dentro de los anillos puede fusionarse para formar pequeñas lunas. Con el tiempo, las partículas dentro de los anillos también chocan, lo que ayuda aún más a romper los anillos. Incluso la gravedad de un gigante gaseoso puede destruir lentamente los anillos.

Entonces, ¿por qué Saturno tiene los anillos que tiene, mientras que los de los otros gigantes gaseosos casi han desaparecido?

Los datos de la nave espacial Cassini de la NASA han sugerido que es posible que los anillos en sí no sean tan antiguos. Más bien, los anillos de Saturno pueden ser una adición bastante nueva al planeta. Para determinar la edad de los anillos, los astrónomos necesitaban medir con precisión su masa. Curiosamente, existe una relación entre la masa de los anillos y su edad. Una masa más baja indica una edad más joven porque con el tiempo, los anillos se contaminarán con desechos planetarios, lo que también hará que los anillos se vuelvan más oscuros. Cassini determinó que los anillos de Saturno eran jóvenes y brillantes. Esto indica que muy pocos desechos planetarios han impactado en los anillos, lo que sugiere además que los anillos son jóvenes. Basándose en los datos de Cassini, los astrónomos han estimado que los anillos de Saturno tienen entre 10 y 100 millones de años. Además, basándose en el ritmo de pérdida de material, los astrónomos estiman que los anillos se disiparán en unos 300 millones de años.

Lunas De Saturno

Titán orbitando alrededor de Saturno (imagen tomada por la sonda Cassini, NASA).
Titán orbitando alrededor de Saturno (imagen tomada por la sonda Cassini, NASA).

Saturno alberga el sistema lunar más grande del sistema solar. Se estima que hay 82 lunas en órbita alrededor de Saturno, 53 de las cuales han sido confirmadas. Titán es la mayor de las lunas de Saturno y ha sido objeto de intensos estudios durante más de un siglo. Desde el principio se descubrió que no se podían observar características superficiales en Titán, lo que llevó a algunos astrónomos a concluir con precisión que la superficie de Titán está oculta a la vista por una atmósfera densa.

Titán

Esto convirtió a Titán en la primera luna que posee una atmósfera comparable en densidad a la nuestra. El cómo una luna podía tener una atmósfera tan densa planteaba un misterio. Después de todo, Titán tiene una atmósfera significativamente más densa que incluso Marte, y Marte es significativamente más grande que Titán y, por lo tanto, debería haber retenido una atmósfera más densa que Titán.

Resulta que la atmósfera de Titán está dominada por hidrocarburos como el metano y el etano. Estos compuestos son extremadamente densos en la atmósfera de Titán debido a las gélidas temperaturas, lo que les permite permanecer como parte de la atmósfera de Titán en lugar de escapar al espacio.

Además, la atmósfera mantiene su densidad incluso bajo la débil gravedad de Titán debido al hecho de que Titán está reciclando activamente material de la atmósfera y viceversa. Estos ciclos naturales ayudan a mantener la atmósfera de Titán. Cuando la nave espacial Cassini llegó por primera vez a Saturno a principios de la década de 2000, los científicos desplegaron la sonda Huygens en la superficie de Titán.

La misión proporcionaría a los astrónomos sus primeras vistas de cerca de la superficie de Titán, y revelaron un paisaje verdaderamente extraño pero algo familiar.

Al igual que en la Tierra, los científicos encontraron evidencia clara de ríos, lagos e incluso grandes mares en Titán. Pero estas estructuras, sin embargo, no contienen el agua que conocemos en la Tierra. Más bien, las gélidas temperaturas de Titán permiten que los hidrocarburos existan en forma líquida en la superficie. Los ríos de Titán no contienen agua, contienen metano y etano líquidos que fluyen activamente por la superficie. Lo más extraño aún es que algunos de los hidrocarburos pueden evaporarse a la atmósfera y luego precipitarse nuevamente en forma de lluvia de hidrocarburos. Este proceso en Titán, a veces llamado ciclo del metano, es muy similar al ciclo del agua aquí, en la Tierra.

Encelado

Encelado es una de las lunas más intrigantes de Saturno. Fue descubierto por el astrónomo William Herschel en 1789 y su hijo lo llamó Encelado. A pesar de que su existencia se conoce desde hace más de un siglo, todo lo relacionado con Encelado era un misterio hasta los sobrevuelos de la Voyager a principios de los años 1980.

Y lo que los astrónomos encontraron fue un mundo diferente a todo lo que habían visto jamás.

La superficie de Encelado estaba cubierta de hielo, lo que convertía a Encelado en el planeta más reflectante del sistema solar. El polo sur aparentemente carecía de cráteres y se encontraron grandes grietas y fisuras en toda la superficie. A pesar del éxito de las misiones Voyager, todavía quedaba mucho por saber.

De ahí que la NASA planificara la misión Cassini. Cassini orbitaría Saturno durante más de una década, tomando algunas de las imágenes más impresionantes del planeta anillado y sus lunas. Encélado fue uno de los mundos más visitados por Cassini.

Durante sus frecuentes sobrevuelos de Encelado, Cassini observó algo extraño.

El polo sur de Encelado parecía estar expulsando algún tipo de material al espacio. Observaciones más detalladas revelaron que Encélado estaba, de hecho, liberando cantidades masivas de vapor de agua al espacio. Esta agua estaba siendo expulsada de gigantescos géiseres ubicados alrededor del polo sur de Encelado. La región recibió el nombre de Rayas del Tigre por las grandes franjas que atraviesan el Polo Sur. Los géiseres son generalmente indicadores de que un mundo es volcánicamente activo, lo que sugiere que el interior de Encelado es muy cálido.

Esto fue una sorpresa, ya que los mundos pequeños como Encelado tienden a liberar su calor al espacio con bastante rapidez. Es por eso que la mayoría de las lunas, como la nuestra, están cubiertas de cráteres y carecen de evidencia de actividad reciente. Que un mundo tan pequeño sea tan activo sugiere que Encelado está recibiendo grandes cantidades de energía.

Como el sol estaba demasiado lejos para proporcionar suficiente calor, los astrónomos miraron hacia Saturno. Mientras Encelado orbita alrededor de Saturno, la gravedad del gigante gaseoso atrae a la pequeña luna. Esto flexiona gradualmente a Encelado, estirando la luna cuando está lejos y comprimiéndola cuando está cerca. Esta flexión crea fricción dentro del núcleo de Encelado, que derrite la roca del subsuelo y libera calor.

Este calor derrite el hielo subterráneo para formar un océano subterráneo que podría ser diez veces más profundo que el océano más profundo de la Tierra. El cálido océano subterráneo derrite parcialmente el hielo en la superficie, creando grandes grietas y fisuras. A medida que el calor sube a la superficie, también hace que grandes cantidades de agua atraviesen el hielo en forma de géiseres. Parte de este vapor de agua vuelve a caer y se convierte en una capa de nieve fresca en Encelado. El resto del material escapa al espacio y pasa a formar parte del Anillo E de Saturno.

Mimas

Mimas es una de las muchas lunas de Saturno, siendo la séptima luna descubierta alrededor de Saturno por William Herschel en 1789. Con un diámetro de sólo 400 kilómetros, Mimas es la luna más pequeña del sistema solar que todavía es capaz de moldearse a sí misma.

Las mareas que provoca Saturno y otras lunas hacen que Mimas tenga una forma elíptica tan extrema que incluso es visible en ciertas imágenes. Como nuestra luna y la mayoría de las demás, la superficie de Mimas está cubierta de cráteres de impacto, el más notable de los cuales tiene 130 km de diámetro y comprende aproximadamente un tercio de la superficie total de la luna. En relación con el tamaño de Mimas, este cráter es realmente enorme. Si se colocara un cráter de tamaño relativo en la Tierra, sería aproximadamente del tamaño de Australia. Mimas es una luna de densidad relativamente baja, lo que sugiere que Mimas está compuesta principalmente de hielo con cantidades más pequeñas de roca.

Hiperión

Hiperión es una de las lunas más extrañas de Saturno en términos de apariencia, especialmente porque parece más una esponja, más que una luna. Hyperion tiene sólo 135 kilómetros de diámetro y, a diferencia de la mayoría de las lunas, no está fijada por las mareas hacia su planeta, lo que significa que un lado no está constantemente mirando a Saturno.

Sin embargo, esto tampoco significa que tenga una rotación estable. Más bien, Hyperion está dando vueltas alrededor de Saturno, con una rotación tan caótica que cuando Cassini se acercó a la luna, los científicos no pudieron predecir exactamente qué lado de la luna verían.

Su apariencia de esponja probablemente se deba a que la luna tiene una densidad extremadamente baja. La baja densidad de Hyperion significa que cuando un asteroide impacta la luna, comprime la superficie en lugar de expulsar material al espacio. El material expulsado casi nunca vuelve a la superficie, creando una serie de cráteres lisos. Además, la baja densidad de Hyperion también hace que la superficie de la luna sea muy porosa y, de hecho, Hyperion tiene aproximadamente un 40% de espacio vacío dentro de ella.

Jápeto

Jápeto es la tercera luna más grande de Saturno. Cuando Cassini descubrió Jápeto en 1671, notó algo interesante. Cassini se dio cuenta de que solo podía observar un lado de Jápeto y que el otro parecía demasiado oscuro para observarlo.

Cassini dedujo correctamente que un lado de Jápeto era mucho más brillante que el otro.

A Jápeto a menudo se le ha llamado la luna yin-yang debido a las enormes diferencias de coloración en ambos lados de la luna. Ambos lados de Jápeto parecen mundos completamente diferentes. No hay nada parecido a esta luna en el sistema solar.

Hasta la llegada de la sonda Cassini, los científicos estaban desconcertados sobre qué causaba que Jápeto tuviera diferencias tan grandes en apariencia. Al principio, los astrónomos pensaron que tal vez la región más oscura de Jápeto simplemente se creó cuando Jápeto pasó a través de los escombros circundantes. Debido a que la luna está bloqueada por mareas, un lado recibiría la peor parte de la mayoría de los impactos, mientras que el otro estaría relativamente bien.

Los astrónomos también propusieron el vulcanismo como mecanismo. Los volcanes de hielo podrían depositar grandes cantidades de material orgánico que haría que un lado fuera más oscuro que el otro. Como se vio más tarde, ninguna de estas explicaciones era correcta.

Las observaciones desde la nave espacial Cassini revelaron que estaba en juego un proceso diferente. Las diferencias de coloración en Jápeto significan que ambos lados de la luna absorben diferentes cantidades de luz solar. La región más oscura es más cálida mientras que la región más brillante es más fría. A medida que la región más oscura se calienta, se produce la sublimación en la que el hielo se convierte inmediatamente a un estado gaseoso. Una vez en este estado, al hielo le resulta mucho más fácil condensarse en la superficie más fría. Cuando esto ocurre, el hielo de la región más oscura se deposita en la región más brillante. Con el tiempo, este proceso creó extrañas características superficiales en Jápeto.

Datos Clave De Saturno

Diámetro120.537 kilómetros
Masa95,16 Earths
Peso de 100 kilos108 kilos
Lunas82
Anillos8
Distancia del Sol1,47 billones de kilómetros
Período Orbital10.760 dias terrestres
Período Rotacional10 horas y 40 minutos
Temperatura en Superficie-180º C
Composición Atmosférica97% hidrógeno, 3% helio
Composición de SuperficieHidrógeno, helio, amoniaco, hielo de agua, metano
Fecha de DescubrimientoHace más de 3.000 años
Descubierto porAstrónomos de Babilonia

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