El humorista político Mark Russel bromeó una vez:"La teoría científica que más me gusta es que los anillos de Saturno están compuestos enteramente por equipaje de avión perdido".

Bien, no hay equipaje, resulta. Pero un nuevo estudio que aparece en Ciencias Según los datos de las órbitas finales del año pasado de la nave espacial Cassini de la NASA, los anillos de Saturno, algunos de los objetos visualmente más estupendos del universo, son mucho más complicados químicamente de lo que se creía anteriormente.

Es más, El documento muestra que el anillo D más interno del gigante gaseoso arroja granos de polvo recubiertos con su cóctel químico a la atmósfera superior del planeta a una velocidad extraordinaria mientras gira. En escalas de tiempo largas, los investigadores dicen que este material que cae puede cambiar el contenido de carbono y oxígeno de la atmósfera.

"Este es un nuevo elemento de cómo funciona nuestro sistema solar, "dijo Thomas Cravens, profesor de física y astronomía en la Universidad de Kansas y coautor del nuevo artículo. "Dos cosas me sorprendieron. Una es la complejidad química de lo que salía de los anillos; pensamos que sería casi en su totalidad agua según lo que vimos en el pasado. La segunda es la gran cantidad, mucho más que originalmente esperábamos. La calidad y cantidad de los materiales que los anillos están poniendo en la atmósfera me sorprendieron ".

Cravens es miembro del equipo de espectrómetro de masas de iones y neutrales (INMS) de Cassini. Durante la "Gran Final" de Cassini, la inmersión en el anillo más interno y la atmósfera superior de Saturno en 2017, el espectrómetro de masas a bordo de la sonda tomó muestras de sustancias químicas en altitudes entre los anillos de Saturno y la atmósfera.

Más que simplemente agua, el INMS encontró que los anillos estaban compuestos de agua, metano, amoníaco, monóxido de carbono, nitrógeno molecular y dióxido de carbono.

"Lo que describe el documento es el entorno en el espacio entre el anillo interior y la atmósfera superior, y algunas de las cosas encontradas eran esperadas, como el agua, "Dijo Cravens." Lo que fue una sorpresa fue que el espectrómetro de masas vio metano, nadie esperaba eso. También, vio algo de dióxido de carbono, lo cual fue inesperado. Se pensaba que los anillos eran completamente de agua. Pero los anillos más internos están bastante contaminados, como resulta, con material orgánico atrapado en hielo ".

Otro nuevo hallazgo del espectrómetro de masas de Cassini mostró que grandes cantidades de la infusión química del anillo D de Saturno son arrojadas a la atmósfera superior del planeta por el anillo que gira más rápido que la atmósfera del planeta.

"Vimos que estaba sucediendo aunque no se entendía completamente, ", dijo el investigador de KU." Lo que vimos es este material, incluyendo algo de bencina, estaba alterando la atmósfera superior de Saturno en la región ecuatorial. Había granos y polvo contaminados ".

Cravens dijo que los hallazgos podrían arrojar nueva luz sobre los mecanismos que sustentan nuestro sistema solar, así como otros sistemas solares y exoplanetas, y también generar una serie de nuevas preguntas científicas.

"Esto podría ayudarnos a entender ¿Cómo consigue anillos un planeta? Algunos lo hacen, algunos no ", dijo." ¿Cuál es la vida útil de un anillo? ¿Y qué está reponiendo los anillos? ¿Hubo un momento en que Saturno no tenía anillos? ¿Cómo llegó esa composición allí en primer lugar? ¿Es sobrante de la formación de nuestro sistema solar? ¿Se remonta a la nebulosa proto pre-solar, la nebulosa que colapsó de los medios interestelares que formaron el sol y los planetas? "

Según Cravens, la tasa más alta de lo esperado de material expulsado del anillo D de Saturno hacia la atmósfera superior del planeta, o ionosfera, Es suficiente que los astrónomos ahora piensen que la vida útil del anillo puede ser más breve de lo que se estimaba anteriormente.

"Debido a estos datos, ahora hemos acortado la vida útil de los anillos interiores debido a la cantidad de material que se está moviendo; es mucho más de lo que pensábamos antes, "Dijo Cravens. Sabemos que está sacando material de los anillos al menos 10 veces más rápido de lo que pensamos. Si no se está reponiendo, los anillos no van a durar, tienes un agujero en tu balde. Júpiter probablemente tenía un anillo que evolucionó hasta convertirse en el actual anillo tenue, y podría ser por razones similares. Los anillos van y vienen. En algún momento se agotan gradualmente a menos que de alguna manera estén obteniendo material nuevo ".

Asistido por estudiantes graduados y universitarios de KU, Una primera etapa del trabajo de Cravens implicó clasificar y limpiar datos sin procesar del instrumento INMS de Cassini.

"Los datos sin procesar llegaron desde nuestro instrumento en Cassini a las antenas del espacio profundo al Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA y luego a las computadoras del Southwest Research Institute en San Antonio, donde Hunter Waite, el primer autor, Es basado, " él dijo.

Pero la principal contribución de Cravens consistió en interpretar esos datos con un enfoque en cómo los materiales de los anillos están alterando la ionosfera de Saturno. Cravens y sus colegas informan que la afluencia de sustancias químicas de los anillos cambia la química ionosférica ecuatorial de Saturno al convertir los iones de hidrógeno y los iones de hidrógeno triatómicos en iones moleculares más pesados. agotando la densidad ionosférica del planeta.

"Mi interés estaba en la ionosfera, el entorno de partículas cargadas, y eso es en lo que me concentré, "Dijo Cravens." Esta mugre que entra mastica gran parte de la ionosfera, afecta su composición y causa efectos observables, eso es lo que estamos tratando de entender ahora. Los datos son claros pero las explicaciones aún se están modelando y eso llevará un tiempo. El material llega a Saturno a altas velocidades porque los anillos se mueven bastante más rápido que la atmósfera. No solo cae suavemente. Viene volando allí como un satélite que vuelve a entrar en nuestro propio planeta. Estos granos de polvo que se mueven a la velocidad de un satélite, depositando energía que puede disociar la atmósfera. Por átomo, es algo bastante enérgico debido a la diferenciación de velocidad entre los anillos y la atmósfera. Creemos que puede estar calentando la atmósfera superior, cambiando su composición ".