Una nueva investigación de la NASA confirma que Saturno está perdiendo sus anillos icónicos a la velocidad máxima estimada a partir de las observaciones de las Voyager 1 y 2 realizadas hace décadas. Los anillos son arrastrados hacia Saturno por la gravedad como una lluvia polvorienta de partículas de hielo bajo la influencia del campo magnético de Saturno.

"Estimamos que esta 'lluvia en anillo' drena una cantidad de productos de agua que podrían llenar una piscina olímpica de los anillos de Saturno en media hora, "dijo James O'Donoghue del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "De esto solo, todo el sistema de anillos desaparecerá en 300 millones de años, pero agregue a esto el material anular medido por la sonda Cassini que detectó cayendo en el ecuador de Saturno, y los anillos tienen menos de 100 millones de años de vida. Esto es relativamente corto, en comparación con la edad de Saturno de más de 4 mil millones de años ". O'Donoghue es el autor principal de un estudio sobre la lluvia de anillos de Saturno que aparece en Ícaro 17 de diciembre.

Los científicos se han preguntado durante mucho tiempo si Saturno se formó con los anillos o si el planeta los adquirió más tarde en la vida. La nueva investigación favorece el último escenario, lo que indica que es poco probable que tengan más de 100 millones de años, ya que tomaría tanto tiempo para que el anillo C se convierta en lo que es hoy, asumiendo que alguna vez fue tan denso como el anillo B. "Tenemos la suerte de estar cerca para ver el sistema de anillos de Saturno, que parece estar en la mitad de su vida. Sin embargo, si los anillos son temporales, tal vez nos perdimos de ver los sistemas de anillos gigantes de Júpiter, Urano y Neptuno, que sólo tienen rizos delgados hoy ", agregó O'Donoghue.

Se han propuesto varias teorías sobre el origen del anillo. Si el planeta los tuviera más tarde en la vida, los anillos podrían haberse formado cuando eran pequeños, lunas heladas en órbita alrededor de Saturno chocaron, quizás porque sus órbitas fueron perturbadas por un tirón gravitacional de un asteroide o cometa que pasaba.

Los primeros indicios de que existía la lluvia en anillo provienen de las observaciones de la Voyager de fenómenos aparentemente no relacionados:variaciones peculiares en la atmósfera superior cargada eléctricamente de Saturno (ionosfera), variaciones de densidad en los anillos de Saturno, y un trío de estrechas bandas oscuras que rodean el planeta en las latitudes medias del norte. Estas bandas oscuras aparecieron en imágenes de la nebulosa atmósfera superior (estratosfera) de Saturno realizadas por la misión Voyager 2 de la NASA en 1981.

En 1986, Jack Connerney de NASA Goddard publicó un artículo en Cartas de investigación geofísica que unía esas estrechas bandas oscuras a la forma del enorme campo magnético de Saturno, proponiendo que las partículas de hielo cargadas eléctricamente de los anillos de Saturno fluían por líneas invisibles del campo magnético, vertiendo agua en la atmósfera superior de Saturno donde estas líneas emergieron del planeta. La afluencia de agua de los anillos, apareciendo en latitudes específicas, lavó la bruma estratosférica, haciéndolo aparecer oscuro en la luz reflejada, produciendo las estrechas bandas oscuras capturadas en las imágenes de la Voyager.

Los anillos de Saturno son en su mayoría trozos de hielo de agua que varían en tamaño desde granos de polvo microscópicos hasta rocas de varios metros de ancho. Las partículas del anillo quedan atrapadas en un acto de equilibrio entre la atracción de la gravedad de Saturno, que quiere traerlos de regreso al planeta, y su velocidad orbital, que quiere lanzarlos al espacio. Las partículas diminutas pueden cargarse eléctricamente por la luz ultravioleta del Sol o por las nubes de plasma que emanan del bombardeo de micrometeoroides de los anillos. Cuando esto pasa, las partículas pueden sentir la atracción del campo magnético de Saturno, que se curva hacia adentro hacia el planeta en los anillos de Saturno. En algunas partes de los anillos, una vez cargado, el equilibrio de fuerzas sobre estas diminutas partículas cambia drásticamente, y la gravedad de Saturno los atrae a lo largo de las líneas del campo magnético hacia la atmósfera superior.

Una vez ahí, las partículas heladas del anillo se vaporizan y el agua puede reaccionar químicamente con la ionosfera de Saturno. Un resultado de estas reacciones es un aumento en la vida útil de las partículas cargadas eléctricamente llamadas iones H3 +, que se componen de tres protones y dos electrones. Cuando es energizado por la luz del sol, los iones H3 + brillan en luz infrarroja, que fue observado por el equipo de O'Donoghue utilizando instrumentos especiales conectados al telescopio Keck en Mauna Kea, Hawai.

Sus observaciones revelaron bandas brillantes en los hemisferios norte y sur de Saturno, donde las líneas del campo magnético que se cruzan con el plano del anillo entran en el planeta. Analizaron la luz para determinar la cantidad de lluvia del anillo y sus efectos en la ionosfera de Saturno. Descubrieron que la cantidad de lluvia coincide notablemente bien con los valores asombrosamente altos obtenidos más de tres décadas antes por Connerney y sus colegas. con una región en el sur recibiendo la mayor parte.

El equipo también descubrió una banda brillante en una latitud más alta en el hemisferio sur. Aquí es donde el campo magnético de Saturno se cruza con la órbita de Encelado, una luna geológicamente activa que lanza géiseres de hielo de agua al espacio, lo que indica que algunas de esas partículas también están lloviendo sobre Saturno. "Eso no fue una sorpresa total, ", dijo Connerney." Identificamos Encelado y el anillo E como una fuente abundante de agua también, basado en otra estrecha banda oscura en la vieja imagen de la Voyager. "Los géiseres, observado por primera vez por los instrumentos Cassini en 2005, se cree que provienen de un océano de agua líquida debajo de la superficie helada de la pequeña luna. Su actividad geológica y su océano de agua hacen de Encelado uno de los lugares más prometedores para buscar vida extraterrestre.

Al equipo le gustaría ver cómo cambia la lluvia anular con las estaciones en Saturno. A medida que el planeta avanza en su órbita de 29,4 años, los anillos están expuestos al sol en diversos grados. Dado que la luz ultravioleta del Sol carga los granos de hielo y los hace responder al campo magnético de Saturno, la exposición variable a la luz solar debería cambiar la cantidad de lluvia circular.