Una composición de tres colores de las imágenes del infrarrojo medio de Saturno el 23 de enero, 2008 capturado con COMICS en el telescopio Subaru. La División Cassini y el anillo C parecen brillantes. Las diferencias de color reflejan las temperaturas; la parte más cálida es azul, la parte más fría es roja. Crédito:NAOJ
Un equipo de investigadores ha logrado medir el brillo y la temperatura de los anillos de Saturno utilizando imágenes de infrarrojo medio tomadas por el Telescopio Subaru en 2008. Las imágenes son las vistas terrestres de mayor resolución jamás realizadas. Revelan que En ese tiempo, la División Cassini y el anillo C eran más brillantes que los otros anillos en la luz del infrarrojo medio y el contraste de brillo parecía ser el inverso al que se ve en la luz visible (Figura 1). Los datos brindan información importante sobre la naturaleza de los anillos de Saturno.
La hermosa apariencia de Saturno y sus anillos siempre ha fascinado a la gente. Los anillos consisten en innumerables partículas de hielo que orbitan sobre el ecuador de Saturno. Sin embargo, su origen y naturaleza detallados siguen siendo desconocidos. Los telescopios espaciales y terrestres han abordado ese misterio con muchas observaciones en diversas longitudes de onda y métodos. La misión internacional Cassini dirigida por la NASA ha estado observando Saturno y sus anillos durante más de 10 años. y ha publicado una gran cantidad de bellas imágenes.
Subaru Vistas Saturno
El telescopio Subaru también ha observado Saturno varias veces a lo largo de los años. Dr. Hideaki Fujiwara, Oficial de información pública / científico de Subaru, analizaron datos tomados en enero de 2008 utilizando la cámara y espectrómetro de infrarrojos medios refrigerados (COMICS) en el telescopio para producir una hermosa imagen de Saturno con fines de información pública. Durante el análisis, notó que la apariencia de los anillos de Saturno en la parte del infrarrojo medio del espectro era totalmente diferente de lo que se ve en la luz visible
Comparación de las imágenes de los anillos de Saturno en la vista de 2008 en el infrarrojo medio (izquierda) y la luz visible (derecha). La imagen de luz visible fue tomada el 16 de marzo de 2008 con el telescopio Murikabushi de 105 cm en el Observatorio Astronómico Ishigakijima. El contraste de brillo radial de los anillos de Saturno es el inverso entre los dos rangos de longitud de onda. Crédito:NAOJ
Los anillos principales de Saturno consisten en la C, B, y suena A, cada uno con diferentes poblaciones de partículas. La División Cassini separa los anillos B y A. La imagen de 2008 muestra que la División Cassini y el anillo C son más brillantes en las longitudes de onda del infrarrojo medio de lo que parecen ser los anillos B y A (Figura 1). Este contraste de brillo es el inverso de cómo aparecen en la luz visible, donde los anillos B y A son siempre más brillantes que la División Cassini y el anillo C (Figura 2).
La "emisión térmica" de las partículas del anillo se observa en el infrarrojo medio, donde las partículas más cálidas son más brillantes. El equipo midió las temperaturas de los anillos a partir de las imágenes, que reveló que la División Cassini y el anillo C son más cálidos que los anillos B y A. El equipo concluyó que esto se debió a que las partículas de la División Cassini y el anillo C se calientan más fácilmente con la luz solar debido a sus poblaciones más dispersas y superficies más oscuras.
Por otra parte, en la luz visible, los observadores ven la luz solar reflejada por las partículas del anillo. Por lo tanto, los anillos B y A, con sus densas poblaciones de partículas, siempre parecen brillantes en las longitudes de onda visibles, mientras que la División Cassini y el anillo C parecen débiles. La diferencia en el proceso de emisión explica el brillo inverso de los anillos de Saturno entre las vistas del infrarrojo medio y la luz visible.
Comparación de las imágenes en infrarrojo medio de los anillos de Saturno el 30 de abril, 2005 (arriba) y 23 de enero de 2008 (abajo). Aunque ambas imágenes fueron tomadas en el infrarrojo medio, el contraste radial de los anillos de Saturno es inverso entre sí. Crédito:NAOJ
Cambiar los ángulos cambiar los brillos
Resulta que la División Cassini y el anillo C no siempre son más brillantes que los anillos B y A, incluso en el infrarrojo medio. El equipo investigó imágenes de los anillos de Saturno tomadas en abril de 2005 con COMICS, y descubrió que la División Cassini y el anillo C eran más débiles que los anillos B y A en ese momento, que es el mismo contraste con lo que se vio en la luz visible (Figura 3).
El equipo concluyó que la "inversión" del brillo de los anillos de Saturno entre 2005 y 2008 fue causada por el cambio estacional en el ángulo de apertura del anillo al Sol y la Tierra. Dado que el eje de rotación de Saturno se inclina en comparación con su plano orbital alrededor del Sol, el ángulo de apertura del anillo al Sol cambia durante un ciclo de 15 años. Esto provoca una variación estacional en el calentamiento solar de las partículas del anillo. El cambio en el ángulo de apertura visto desde la Tierra afecta el factor de llenado aparente de las partículas en los anillos. Estas dos variaciones, la temperatura y el factor de llenado observado de las partículas, llevaron al cambio en la apariencia del infrarrojo medio de los anillos de Saturno.
Los datos tomados con el telescopio Subaru revelaron que la División Cassini y el anillo C a veces son brillantes en el infrarrojo medio, aunque siempre son débiles en la luz visible. "Estoy muy feliz de que las actividades de información pública del Telescopio Subaru, de la que estoy a cargo, condujo a este hallazgo científico, ", dijo el Dr. Fujiwara." Vamos a observar Saturno nuevamente en mayo de 2017 y esperamos investigar más la naturaleza de los anillos de Saturno aprovechando las ventajas de las observaciones con misiones espaciales y telescopios terrestres ".
Esta investigación se publica en Astronomía y Astrofísica , Volumen 599, A29 y publicado en línea el 23 de febrero de 2017 (Fujiwara et al., 2017, "Variación estacional del contraste de brillo radial de los anillos de Saturno vistos en el infrarrojo medio por Subaru / COMICS").
