Muchos sueñan con lo que harían si tuvieran una máquina del tiempo. Algunos viajarían 100 millones de años atrás en el tiempo, cuando los dinosaurios vagaban por la Tierra. No muchos, aunque, pensaría en llevarse un telescopio con ellos, y si, habiendo hecho eso, observe Saturno y sus anillos.

Si nuestro astrónomo viajero en el tiempo podría observar los anillos de Saturno es discutible. Tener los anillos de alguna forma o forma, existió desde los inicios del sistema solar, Hace 4.6 mil millones de años, o son una adición más reciente? ¿Se habían formado los anillos cuando el asteroide Chicxulub acabó con los dinosaurios?

Soy un científico espacial apasionado por la enseñanza de la física y la astronomía, y los anillos de Saturno siempre me han fascinado, ya que cuentan la historia de cómo se abrieron los ojos de la humanidad a las maravillas de nuestro sistema solar y el cosmos.

Nuestra visión de Saturno evoluciona

Cuando Galileo observó Saturno por primera vez a través de su telescopio en 1610, todavía estaba disfrutando de la fama de descubrir las cuatro lunas de Júpiter. Pero Saturno lo dejó perplejo. Mirando el planeta a través de su telescopio, primero le pareció un planeta con dos lunas muy grandes, luego como un planeta solitario, y luego de nuevo a través de su telescopio más nuevo, en 1616, como un planeta con brazos o asas.

Cuatro décadas después, Giovanni Cassini sugirió por primera vez que Saturno era un planeta anillado, y lo que Galileo había visto eran diferentes vistas de los anillos de Saturno. Debido a los 27 grados de inclinación del eje de rotación de Saturno en relación con el plano de su órbita, los anillos parecen inclinarse hacia la Tierra y alejarse de ella con el ciclo de 29 años de la revolución de Saturno alrededor del Sol, dando a la humanidad una visión cambiante de los anillos.

Pero, ¿de qué estaban hechos los anillos? ¿Eran discos sólidos como algunos sugirieron? ¿O estaban formados por partículas más pequeñas? A medida que se hizo evidente más estructura en los anillos, a medida que se encontraron más lagunas, y cuando se observó el movimiento de los anillos alrededor de Saturno, los astrónomos se dieron cuenta de que los anillos no eran sólidos, y tal vez estaban formados por una gran cantidad de lunas, o lunas pequeñas. Al mismo tiempo, Las estimaciones para el grosor de los anillos fueron de las 300 millas de Sir William Herschel en 1789, a la estimación mucho más precisa de Audouin Dollfus de menos de dos millas en 1966.

La comprensión de los astrónomos de los anillos cambió drásticamente con el Pioneer 11 y las misiones gemelas Voyager a Saturno. La ahora famosa fotografía de los anillos de la Voyager, iluminado por el sol, mostró por primera vez que lo que apareció como la vasta A, De hecho, los anillos B y C comprendían millones de rizos más pequeños.

La misión Cassini a Saturno, habiendo pasado más de una década orbitando al gigante anillado, dio a los científicos planetarios vistas aún más espectaculares y sorprendentes. El magnífico sistema de anillos de Saturno tiene entre 10 metros y un kilómetro de espesor. La masa combinada de sus partículas, que son 99,8% de hielo y la mayoría de los cuales tienen menos de un metro de tamaño, es de aproximadamente 16 billones de toneladas, menos del 0.02% de la masa de la Luna de la Tierra, y menos de la mitad de la masa de la luna Mimas de Saturno. Esto ha llevado a algunos científicos a especular si los anillos son el resultado de la ruptura de una de las lunas de Saturno o la captura y ruptura de un cometa extraviado.

Los anillos dinámicos

En los cuatro siglos transcurridos desde la invención del telescopio, También se han descubierto anillos alrededor de Júpiter, Urano y Neptuno, los planetas gigantes de nuestro sistema solar. La razón por la que los planetas gigantes están adornados con anillos y la Tierra y los otros planetas rocosos no fue propuesta por primera vez por Eduard Roche, un astrónomo francés en 1849.

Una luna y su planeta siempre están en una danza gravitacional. La luna de la tierra tirando de lados opuestos de la Tierra, provoca las mareas del océano. Las fuerzas de las mareas también afectan a las lunas planetarias. Si una luna se aventura demasiado cerca de un planeta, estas fuerzas pueden vencer el "pegamento" gravitacional que mantiene unida a la luna y desgarrarla. Esto hace que la luna se rompa y se extienda a lo largo de su órbita original, formando un anillo.

El límite de Roche, la distancia mínima de seguridad para la órbita de la luna, es aproximadamente 2,5 veces el radio del planeta desde el centro del planeta. Por el enorme Saturno, esta es una distancia de 87, 000 kilómetros por encima de sus cimas de nubes y coincide con la ubicación del anillo F exterior de Saturno. Para la tierra esta distancia es menor que 10, 000 kilómetros sobre su superficie. Un asteroide o cometa tendría que aventurarse muy cerca de la Tierra para ser destrozado por las fuerzas de las mareas y formar un anillo alrededor de la Tierra. Nuestra propia Luna es un 380 muy seguro, 000 kilómetros de distancia.

La delgadez de los anillos planetarios se debe a su naturaleza cambiante. Una partícula del anillo cuya órbita está inclinada con respecto al resto del anillo eventualmente chocará con otras partículas del anillo. Al hacerlo, perderá energía y se asentará en el plano del anillo. Durante millones de años todas esas partículas errantes o se caen o se alinean, dejando solo el sistema de anillos muy delgado que la gente observa hoy en día.

Durante el último año de su misión, la nave espacial Cassini se zambulló repetidamente a través del 7, 000 kilómetros de distancia entre las nubes de Saturno y sus anillos internos. Estas observaciones sin precedentes dejaron un hecho muy claro:los anillos cambian constantemente. Las partículas individuales de los anillos se empujan continuamente entre sí. Las partículas de los anillos están lloviendo constantemente sobre Saturno.

El pastor lunas Pan, Dafnis, Atlas, Pandora y Prometeo, midiendo entre ocho y 130 kilómetros de ancho, literalmente pastorear las partículas del anillo, manteniéndolos en sus órbitas actuales. Ondas de densidad, causado por el movimiento de las lunas pastoras dentro de los anillos, empujar y remodelar los anillos. Se forman pequeñas lunas a partir de partículas anulares que se fusionan. Todo esto indica que los anillos son efímeros. Cada segundo, hasta 40 toneladas de hielo de los anillos caen sobre la atmósfera de Saturno. Eso significa que los anillos pueden durar solo decenas a cientos de millones de años.

¿Podría un astrónomo que viaja en el tiempo haber visto los anillos hace 100 millones de años? Un indicador de la edad de los anillos es su polvo. Los objetos expuestos al polvo que impregna nuestro sistema solar durante largos períodos de tiempo se vuelven más polvorientos y oscuros.

Los anillos de Saturno son extremadamente brillantes y libres de polvo. parece indicar que se formaron hace entre 10 y 100 millones de años, si la comprensión de los astrónomos sobre cómo las partículas heladas acumulan polvo es correcta. Una cosa es segura. Los anillos que habría visto nuestro astronauta que viajaba en el tiempo se habrían visto muy diferentes a como lo hacen hoy.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.