Saturno eclipsa al Sol, visto por la nave espacial Cassini. Crédito:NASA
Saturno puede estar haciendo una pequeña oscilación y giro electromagnético que ha estado desechando los intentos de los científicos de determinar cuánto tarda el planeta en girar sobre su eje. según un nuevo estudio.
Descubrir la duración de un día en cualquier planeta parece una tarea sencilla:encuentre alguna característica en el planeta y regístrela mientras gira una vez. O, si es un gigante gaseoso como Júpiter, que no tiene características de superficie sólida, los científicos pueden escuchar modulaciones periódicas en la intensidad de las señales de radio creadas dentro del campo magnético giratorio del planeta.
Y luego está Saturno, que durante décadas ha desafiado los intentos de precisar su período de rotación exacto. Ahora un nuevo estudio en AGU's Revista de investigación geofísica :Es posible que la física espacial finalmente haya desvelado el truco del gigante gaseoso para ocultar su rotación, y proporcionar la clave para revelar su secreto.
La nueva investigación muestra cómo los cambios estacionales en Saturno pueden confundir los intentos de los científicos de calcular su período de rotación exacto.
El período de rotación de un planeta es uno de los hechos fundamentales sobre un planeta, junto con su tamaño, composición, período orbital y otros hechos que no solo describen un planeta sino que ayudan a explicar su comportamiento, historia e incluso proporciona pistas sobre su formación.
Tímido Saturno
Saturno emite solo patrones de radio de baja frecuencia que están bloqueados por la atmósfera de la Tierra, dificultan el estudio de la rotación de Saturno desde la superficie de la Tierra. A diferencia de, Júpiter emite patrones de radio a frecuencias más altas que permitieron a los radioastrónomos calcular su período de rotación antes de que la era espacial se pusiera en marcha.
No fue hasta que se enviaron naves espaciales a Saturno que los científicos pudieron recopilar datos sobre su rotación. Las Voyager 1 y 2 enviaron a casa los primeros indicios de la rotación de Saturno en 1980 y 1981. Detectaron una modulación de la intensidad de radio que sugería que el planeta giraba una vez cada 10 horas y 40 minutos.
"Así que eso fue lo que se llamó el período de rotación, ", dijo Duane Pontius de Birmingham-Southern College en Alabama y coautor del nuevo estudio.
Cuando la nave espacial Cassini llegó a Saturno 23 años después para estudiar el planeta durante 13 años, encontró algo asombroso.
"Aproximadamente en 2004 vimos que el período había cambiado en 6 minutos, alrededor del 1 por ciento, "Dijo Poncio.
Un modelo analógico mecánico de lo que podría estar sucediendo con los hemisferios norte y sur de la atmósfera de Saturno y el plasma magnetosférico para crear señales engañosas de qué tan rápido está girando el planeta. El "freno" es la desaceleración del plasma a medida que vuela más lejos del planeta, De la misma manera, los brazos de una bailarina que giran se mueven más lentamente cuando están extendidos que cuando están cerca del cuerpo. Crédito:E. L. Brooks, et al, 2019, JGR:Física espacial
Pero, ¿cómo cambia un planeta entero la velocidad de su rotación en 20 años? Ese es el tipo de cambio que lleva cientos de millones de años. Aún más misteriosa fue la detección de Cassini de patrones electromagnéticos que sugirieron que la rotación del planeta es diferente en los hemisferios norte y sur.
"Por mucho tiempo, Supuse que había algo mal con la interpretación de los datos, "Recuerda Pontius." Simplemente no es posible ".
Estaciones de Saturno
Para averiguar qué estaba pasando realmente, Pontius y sus coautores comenzaron por observar en qué se diferencia Saturno de su hermano más cercano, Júpiter.
"¿Qué tiene Saturno que le falta a Júpiter, junto a los anillos obvios? ", preguntó Poncio. La respuesta:estaciones. El eje de Saturno está inclinado unos 27 grados, similar a la inclinación de 23 grados de la Tierra. Júpiter apenas tiene inclinación, solo 3 grados.
La inclinación significa que los hemisferios norte y sur de Saturno reciben diferentes cantidades de radiación del Sol según la estación. Las diferentes dosis de luz ultravioleta afectan a los átomos desnudos, llamados plasma, en el borde de la atmósfera de Saturno.
Según el modelo propuesto por Pontius y sus colegas, las variaciones de los rayos ultravioleta de verano a invierno en los diferentes hemisferios afectan al plasma de modo que genera más o menos arrastre en las altitudes donde se encuentra con la atmósfera gaseosa del planeta.
Esa diferencia de arrastre hace que la atmósfera se ralentice, que es lo que establece el período visto en las señales de radio.
Cambie el plasma estacionalmente, y cambias el período de las emisiones de radio, que es lo que se ve en Saturno.
El nuevo modelo proporciona una solución al rompecabezas de los períodos de rotación cambiantes imposibles de Saturno. También muestra que los períodos observados no son el período de rotación del núcleo de Saturno, que permanece sin medir.
Pontius presentó el modelo a principios de este año en una reunión de científicos de Saturno y dijo que fue bien recibido. Ahora espera que otros investigadores den el siguiente paso para refinar el modelo explorando qué tan bien encaja con 13 años de datos de Saturno recopilados por Cassini.
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunidad de blogs de ciencia de la Tierra y el espacio, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.
