Cinco cosas que hemos aprendido sobre Saturno desde la muerte de Cassini

Los últimos datos de la nave revelan nuevos detalles sobre las nubes y los anillos del planeta gaseoso.

THE WOODLANDS, Texas - Han pasado seis meses desde que la nave espacial Cassini de la NASA se hundió hasta su perdición en la atmósfera de Saturno, pero los científicos no pasaron mucho tiempo de luto. Se ocuparon, analizando los datos finales de la nave espacial.

La misión Cassini finalizó el 15 de septiembre de 2017 , después de más de 13 años en órbita alrededor de Saturno (SN Online: 15/09/17) . Las 22 órbitas finales de la nave, apodada la Gran Final, enviaron a Cassini a la región potencialmente peligrosa entre el gigante gaseoso y sus anillos, y su órbita final la envió directamente a la atmósfera de Saturno.

Esa perspectiva ayudó a resolver misterios sobre el planeta y sus lunas que no podrían abordarse de otra manera , dijeron científicos el 19 de marzo en la Conferencia de Ciencias Lunares y Planetarias en The Woodlands, Texas. "De muchas maneras, las órbitas de Grand Finale proporcionaron información que fue totalmente inesperada", dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini del Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Pasadena, California. "Muchos de nuestros modelos no eran correctos". ​

Aquí hay cinco cosas que ahora sabemos y algunos misterios excepcionales.

  • Las nubes de Saturno se hunden
    ​Esas órbitas temerarias finales le permitieron a Cassini medir la gravedad de Saturno y sus anillos de forma independiente. Al observar el campo gravitatorio del planeta por sí solo, se descubrió que las bandas de nubes arremolinándose penetran mucho más profundo del planeta de lo esperado. ​
    Los astrónomos anunciaron este mes un descubrimiento similar para un gigante de gas aún más grande, informando que la nave espacial Juno, que está orbitando alrededor de Júpiter, descubrió que los cinturones rotatorios de la nube del planeta alcanzan aproximadamente 3.000 kilómetros por debajo de la parte superior de la atmósfera.

    ​Las nubes de Saturno alcanzan algunas veces más profundidad que eso. "Este fue un resultado sorprendente", dijo Spilker. "La gente solía pensar que tal vez Saturno era solo una versión un poco más pequeña de Júpiter, pero es evidente que ese no es el caso", dice el científico planetario Paul Schenk del Instituto Lunar y Planetario en Houston, que no participó en las mediciones de gravedad. La diferencia habla de cuán diversos planetas son, dice. "Cada lugar que mires, en todos los lugares donde hemos estado, ha sido tan dramáticamente diferente y único".
  • La lluvia de anillo está erosionando el anillo más interno
    Los granos de hielo de los anillos están lloviendo en la atmósfera de Saturno, confirmaron las órbitas finales de Cassini. Esta idea de "lluvia de lluvia" ha sido sugerida desde la década de 1980, pero solo probando la atmósfera y tomando muestras directamente del espacio entre Saturno y los anillos, Cassini podría confirmar que las lluvias son reales. ​

    En sus últimas cinco órbitas completas, Cassini encontró un zoológico de moléculas orgánicas en y justo encima de la atmósfera de Saturno, dijo la científica planetaria Kelly Miller del Southwest Research Institute en San Antonio. La nave espacial encontró mucha agua, lo que no fue sorprendente: el agua representa aproximadamente el 90 por ciento de los anillos. Pero también había muchos hidrocarburos similares al propano, además de algunas moléculas que contienen metano y azufre. ​

    Los tipos de moléculas se mezclaron menos bien a medida que la nave espacial miraba más profundamente en la atmósfera de Saturno, que es lo que sucedería si las partículas salieran de los anillos y se hundieran a diferentes velocidades. Los investigadores creen que este material está lloviendo especialmente del anillo D de Saturno, el anillo interno más fino. Otros datos de Cassini sugieren que este anillo está perdiendo masa. "El anillo D se está erosionando lentamente y entra al planeta", dijo Spilker.
  • Los Compuestos Orgánicos podría explicar misteriosos tonos de anillo.
    ​Los orgánicos en la lluvia de anillos podrían resolver un debate sobre por qué los anillos de Saturno aparecen rojizos en algunos puntos. ​"Hemos tenido este debate durante un par de años, ¿están rojos debido a la oxidación pasada de moda como Marte, o por el mismo tipo de materiales orgánicos que hacen que las zanahorias, los tomates y la sandía sean rojos?", Dijo el científico planetario Jeff Cuzzi del Centro de Investigación Ames de la NASA en Moffett Field, California. "Para mí, esto responde la pregunta de qué hace que los anillos sean rojos: es orgánico".

    ​Sin embargo, aún no está claro de dónde vienen los compuestos orgánicos. Podrían crearse dentro de los anillos, o podrían provenir del polvo cósmico de las colas de los cometas. Miller y sus colegas están comparando las moléculas de lluvia de anillo con los datos del cometa 67P, que observó la nave espacial Rosetta , para ver qué tan bien coinciden.
  • Las "islas mágicas" de Titán no son islas o burbujas.
    Las misteriosas características que desaparecen en los lagos de la luna Titán de Saturno son causadas por la luz solar que se refleja en las olas gigantes, dijo el científico planetario Alexander Hayes de la Universidad de Cornell. ​

    Estas características se denominaron "islas mágicas" cuando se detectaron por primera vez en 2014. Recientemente, en abril de 2017, los científicos planetarios pensaron que tenían resueltas las islas: parecían ser el resultado de burbujear burbujas de nitrógeno burbujeando a través de los mares de metano y etano de la luna. ​
    Pero Hayes presentó los datos recién analizados a partir de agosto de 2014, cuando Cassini observó a Kraken Mare, el mar más grande del norte de la luna, en radares y longitudes de onda infrarrojas en un lapso de dos horas el uno del otro. Las imágenes de radar mostraron una isla mágica, y las infrarrojas mostraron un pico de brillo en el mismo lugar.

    ​ Debido a que las observaciones se tomaron con dos horas de diferencia, la isla probablemente no pudo haber sido debido a las burbujas, dijo Hayes, las burbujas saldrían o se dispersarían demasiado rápido. En cambio, cree que el brillo podría ser el destello de la luz solar que se refleja directamente en las olas gigantes del lago, como la forma en que el océano se ondula con el oro al atardecer. Las simulaciones de la atmósfera de Titán sugieren que estas ondas podrían ser elevadas por vientos tan lentos como 0.5 metros por segundo, que apenas moverían una veleta en la Tierra.
  • Las plumas de Encelado pueden iluminarse por la atracción de otra luna
     La luna diminuta de Saturno, Encelado, tiene plumas que pueden ser impulsadas por empujones desde otra luna. Los chorros de agua líquida se descubrieron en 2006. Durante los siguientes seis años, los científicos notaron que las plumas variaban en brillo (un indicador de la cantidad de material que brota de la luna) en un ciclo diario, probablemente impulsado por las diferentes posiciones de Saturno en Encelado 'cielo.
    ​ Luego, en 2015, algunos investigadores notaron que el brillo general de las plumas había estado disminuyendo desde el comienzo de la misión Cassini. ​
    Una posible explicación fue que las plumas cambiaron con las estaciones de Saturno. Otro fue que el hielo se acumuló en los respiraderos, obstruyéndolos y disminuyendo el flujo. Pero al analizar el conjunto completo de datos de 13 años, el científico planetario Francis Nimmo descubrió que las plumas se vuelven más brillantes en un ciclo regular cada cuatro y 11 años. El patrón es demasiado coherente para ser explicado por los respiraderos obstruidos, dijo Nimmo, de la Universidad de California, Santa Cruz. Curiosamente, la pluma creció más brillante en 2017, por lo que la explicación estacional tampoco encaja. Las variaciones podrían ser explicadas por una luna vecina, Dione. Cada vez que Dione y Enceladus se alinean, el estrés gravitatorio del uno sobre el otro puede forzar las ventilaciones de Enceladus a abrirse un poco más, haciendo que las plumas se vuelvan más brillantes. ​

    Enigmas sin resolver
    ​ Hasta ahora, el análisis de los datos de Cassini no ha respondido a todas las preguntas de los científicos. ¿Es Encelado la única luna con plumas? Dione también mostró signos de actividad, pero Cassini no pudo confirmarlo. ¿Qué tan gruesa es la capa de hielo de Encelado? ¿Por qué los lagos más pequeños de Titán están llenos de metano puro y puro, cuando los científicos esperaban que los lagos se atascaran con el limo de los hidrocarburos? ​
    A pesar de que la nave espacial se ha ido, dejó décadas de datos para examinar en busca de respuestas. "Cassini seguirá dándonos mientras sigamos buscando", dijo Hayes. ​

Referencia: JN Cuzzi. Los anillos de Saturno después de Cassini . Conferencia de Ciencias Lunares y Planetarias, The Woodlands, Texas, 19 de marzo de 2018.