Las ondas sísmicas en los anillos de Saturno revelan el extraño 'núcleo borroso' del interior del planeta.
La nave espacial Cassini de la NASA continúa descubriendo hechos asombrosos sobre el planeta anillado Saturno. Un estudio reciente en la edición de agosto de Naturaleza: Astronomía resaltado un método intrigante para sondear indirectamente el interior del planeta.
Por lo general, las misiones a los planetas gigantes gaseosos Júpiter y Saturno se basan en mediciones directas de los campos de gravedad durante los sobrevuelos y las órbitas para caracterizar los interiores planetarios. Este método, sin embargo, tiene un inconveniente principal, ya que no describe si el planeta tiene un núcleo líquido pequeño, sólido, rocoso o grande.
Para el estudio reciente, los astrónomos adoptaron un enfoque diferente. Específicamente, la misión Cassini examinó las ocultaciones estelares de estrellas distantes que pasaban detrás de los anillos de Saturno. Estas observaciones se llevaron a cabo en los últimos días de la misión conocida como El Riesgo. Gran final fase de cruce del plano del anillo, realizada antes de la eliminación destructiva final de la nave espacial en la atmósfera de Saturno el 15 de septiembreth, 2017.
Las órbitas finales de Cassini durante la fase Gran Final de la misión, durante la cual los astrónomos aprovecharon las ocultaciones de radio de la nave espacial vista desde la Tierra, y las ocultaciones visuales de estrellas detrás de las partículas del anillo. Crédito : NASA / JPL-Caltech
Durante el ocultaciones , Cassini observó ondas espirales de muy baja frecuencia que atravesaban el anillo C interno. El sistema de anillos en sí es complejo: se cree que es parte de una luna triturada, las lunas principales de Saturno tiran y trenzan el sistema de anillos exteriores, mientras que se ven diminutas lunas pastoras tallando caminos en los anillos, como las arboledas en un registro. Pero es el planeta mismo el que tira de las secciones internas, como el anillo en C.
Los astrónomos pronto se dieron cuenta de que era la propia superficie de Saturno la que temblaba con una frecuencia de un metro cada pocas horas, ejerciendo fuerzas de marea que ondulaban a través del sistema de anillos.
Un núcleo difuso
Y lo que es más, esta oscilación dice algo sobre lo que está sucediendo dentro del propio Saturno. El modelo que mejor se ajusta sugiere que en lugar de tener un núcleo rocoso distinto, Saturno tiene un núcleo indistinto 'difuso' que se extiende alrededor del 60% del camino hasta la superficie del planeta. Los modelos informáticos sugieren que el núcleo es 55 veces más masivo que la Tierra (Saturno mismo es 95 veces más masivo que la Tierra), y que la roca y el hielo solo representan 17 masas terrestres.
Un nuevo modelo para la estructura interior de Saturno. Crédito : Caltech / R. Herido (IPAC).
Para estabilizar un núcleo líquido que se derrama, los astrónomos se dieron cuenta de que tenía que mezclarse gradualmente con material más pesado, como capas en un pastel. Los océanos de la Tierra producen un escenario estabilizado similar, ya que la salinidad aumenta con la profundidad.
'Los núcleos borrosos son como un lodo', dice Christopher Mankovich, investigador asociado de Caltech en ciencia planetaria en un comunicado de prensa reciente . 'El hidrógeno y el helio del planeta se mezclan gradualmente con más y más hielo y rocas a medida que avanza hacia el centro del planeta'.
Las mediciones gravitacionales estándar hechas por Cassini también respaldan el modelo de 'núcleo difuso / chapoteo' de Saturno. Muchos de nosotros recordamos el mantra que a todos nos enseñaron en la escuela, que Saturno tiene una densidad lo suficientemente baja como para flotar en el agua ... si de alguna manera pudieras construir una piscina para él que no colapsara en un planeta por derecho propio.
Una simulación de una ocultación estelar, frente a los anillos de Saturno. Crédito : NASA / JPL / Universidad de Colorado.
Aquí hay otro hecho extraño y (divertido) que Cassini trató de resolver antes de su destructiva desaparición en 2017: en realidad no sabemos la período de rotación de Saturno con un grado de precisión tan alto como podría pensar. Al igual que Júpiter y el Sol mismo, Saturno es principalmente una bola de gas giratorio en lugar de un solo objeto sólido: lo que confunde esto es el hecho de que las observaciones visuales y las mediciones de radio realizadas por naves espaciales no coinciden con precisión. El valor radiométrico actual para el período de rotación de Saturno es de 10 horas y 39 minutos.
Los estudios de la estructura del campo magnético de Saturno también podrían apoyar o refutar la hipótesis del núcleo borroso; en el modelo de núcleo difuso, por ejemplo, un núcleo en capas estable no estaría batiendo y creando un vasto campo magnético en todo el planeta; en cambio, el campo magnético de Saturno se generaría en la envoltura gaseosa exterior.
Este hallazgo también tiene implicaciones para revisar cómo pensamos sobre los complejos interiores de los planetas gigantes gaseosos, tanto en nuestro sistema solar como en exoplanetas más allá. La misión Juno de la NASA también está lidiando con sondear el interior de Júpiter en detalle.
Desafortunadamente, pasará un tiempo antes de que regresemos a Saturno: la próxima misión en trámite no es hasta 2027, cuando la energía nuclear Helicóptero libélula se dirige a Titán, la gran luna de Saturno.
Puedes ver Saturno por ti mismo y reflexionar sobre todos estos hechos asombrosos: el mundo de los anillos acaba de salir de la oposición el 2 de agosto.Dakota del Norte, y gobierna el cielo del atardecer hacia el este al atardecer a fines de agosto junto con Júpiter.
La vista de finales de agosto al anochecer, mirando hacia el este. Crédito: Stellarium.
¿Qué otros misterios aguardan a la humanidad en el más fotogénico de los mundos?
-Imagen principal: una imagen simulada de Saturno, construida con imágenes de Cassini coloreadas para mostrar varias profundidades ópticas frente al tamaño de las partículas de los anillos. NASA / JPL-Caltech