Y la crisálida se transformó en anillos
A principios de 2020 os invité a realizar conmigo un largo viaje por nuestro sistema solar a bordo de las Voyager. El camino era largo y sólo pudimos dar un ligero vistazo a los gigantes gaseosos que ocupan el sistema más allá de nuestro planeta y del cinturón de asteroides que orbita entre Marte y Júpiter. Las Voyager acababan de traspasar la helioesfera y estaban entrando en la heliopausa en su rumbo hacia el espacio exterior. Personalmente me emociona este hito de nuestra tecnología espacial y para mí era lo más interesante que os podía contar sobre planetología. Ahora que ya han pasado más de dos años y que las comunicaciones con nuestras gemelas están prácticamente perdidas, creo que ha llegado el momento de recorrer de nuevo nuestro sistema planetario, con más calma, deteniéndonos en cada uno de los planetas y demás cuerpos que lo forman. Poco a poco, os iré citando para subirnos a esta astronave digital y husmear en su historia, secretos y sucesos. Será sin un orden preestablecido, a mi aire y siguiendo la inspiración del momento.
Para inaugurar estos viajes no se me ocurre ningún otro mejor que comenzar con Saturno, el más espectacular y espléndido de todos los planetas que constituyen el sistema solar, especialmente para los observadores más inexpertos. La emoción que produce verlo aparecer en el ocular del telescopio con sus anillos es indescriptible. Te das cuenta de que es real, de que sí está ahí en el espacio, que no es sólo una imagen impresa en los libros. Subid a la nave espacial, que despegamos. Cinco, cuatro, tres, dos, uno…
Saturno es el sexto planeta desde el sol y el segundo en tamaño y masa. Es conocido desde la antigüedad por todas las culturas que estudiaron los cielos (sumerios, griegos, romanos, hindúes, chinos, japoneses, hebreos, turcos, malayos, árabes…). Su nombre proviene de Saturno, el dios romano de la agricultura, padre de Júpiter; antes de la invención del telescopio era el último de los planetas que podía observarse y los astrónomos advirtieron que su tránsito era mucho más lento que el de Júpiter (casi 12 años de este por 29 y medio de aquel), así que le dieron el nombre de su anciano padre. Ingeniosos y prácticos que eran los antiguos.
Es un gigante gaseoso, como todos los demás planetas exteriores, es decir está compuesto por gases, principalmente hidrógeno y helio. No tiene ninguna superficie sólida sobre la que una nave pudiese posarse. Siempre se creyó que en el interior se encontraba un núcleo de roca dura, pero a partir de los estudios derivados de todas las expediciones que se han enviado a Saturno, ahora sabemos que es un núcleo difuso, compuesto por una mezcla de rocas, hielo y fluidos metálicos bajo una capa de hidrógeno y helio líquidos y que ocupa alrededor del 60% del diámetro del planeta. Las presiones y temperaturas (irradia más calor del que recibe del Sol, mecanismo de Kelvin-Helmholtz) que allí se generan son también descomunales y por ahora no existe ninguna tecnología en la Tierra que permita a una nave adentrarse en la atmósfera del planeta y sobrevivir a ese viaje.
En cambio, es muy poco denso, el menos denso del sistema solar, incluso menos que el agua; es decir, flotaría sobre un gigantesco océano si eso fuese posible de imaginar. Su eje de rotación tiene una inclinación bastante similar al de la Tierra, por lo que también tiene estaciones, aunque mucho menos pronunciadas y evidentes que las de nuestro planeta.
Es un planeta ligeramente achatado en los polos, debido a su condición gaseosa, su baja gravedad y su rápida rotación. Respecto a esta última, es difícil precisarla al no poseer una superficie sólida; normalmente se ha estimado que era de 10 horas y 39 minutos, pero con los cálculos de las misiones Ulysses y Cassini se acerca a un poco más de 10 horas y 45 minutos. Su atmósfera ocupa aproximadamente los 30.000 km exteriores del planeta y presenta un patrón de bandas claras y oscuras parecidas, pero menos nítidas, a las de Júpiter. Está compuesta por hidrógeno (96%), helio (3%) y el resto por metano y algunos otros elementos gaseosos. Es un planeta de potentes vientos (400-500 metros por segundo en la región ecuatorial) generados por su rápida rotación y el calor interno que desprende (en la Tierra los vientos se deben a la radiación solar y el más potente de los huracanes no llegaría a los 40 metros por segundo). Probablemente las nubes de la superficie estén formadas por cristales de amoniaco y sobre ellas se extiende una especie de niebla permanente; más profundamente quizás existan nubes de vapor de agua, pero aún no se han podido observar. En ocasiones se forman potentes tormentas, pero no tienen vórtices permanentes; se han podido observar en 1930, 1962, 1990 y 1994. La sonda Cassini captó una de las mayores tormentas en 2007, con rayos diez mil veces más potentes que los de la Tierra y que duró más de 7 meses; apareció en el hemisferio sur en el llamado callejón de las tormentas (adivinad el por qué). Otra en 2009 duró más de 9 meses y en 2010 apareció una en el hemisferio norte, con un vórtice oscuro muy parecido a la Gran Mancha de Júpiter y con unos 5000 km de ancho. Arrastró cristales de amoniaco desde las profundidades, duró 200 días y pudieron captarse (por la Cassini y telescopios terrestres) las ondas de radio producidas por los rayos.
Las regiones polares presentan corrientes en chorro y las Voyager detectaron en los 80 un vórtice polar con forma de hexágono en el polo norte (actualmente continua), único en el sistema solar. Rota con un periodo uniforme al de la rotación del planeta por lo que no cambia ni su longitud ni su estructura como pasa con el resto de nubes. En el polo sur no se han observado ni vórtices ni hexágonos.
Ahora toca darles un vistazo a los satélites de Saturno. Se cree que podría tener cerca de 200 cuerpos orbitando a su alrededor, 82 con órbitas regulares conocidas hasta ahora. Los mayores ya estaban acreditados antes de la investigación espacial y hay hasta 30 con nombres, pero son muchos más y cada nueva expedición descubre decenas cada año. Tienen tamaños muy diferentes, desde decenas de metro hasta el gigante Titán (mayor que Mercurio y que la Luna y el segundo satélite más grande del sistema, después de Ganímedes -de Júpiter-). Algunos de ellos son Mimas, Rea, Dione, Febe, Jápeto, Hiperión, Prometeo, Pandora, Telesto, Calipso, Helena, Pollux, Jano, Epimeteo, Metone, Palene, Anthe, Peggy. Los más interesantes para los científicos, Titán y Encélado. Y ahora veremos por qué.
Titán, la mayor luna de Saturno, es un mundo realmente misterioso. Está rodeado por una gruesa atmósfera densa y amarillenta muy rica en nitrógeno y metano que recuerda a la de la primitiva Tierra y es muy posible que esconda océanos de metano y etano. Es un mundo muy frío -una media de 180 º bajo cero- y envuelto en una neblina en la que se acumulan gases de metano; aunque el sol los degrada rápidamente, parece que existe algo que continuamente los produce, bien criovolcanes (volcanes de hielo y agua) o algún tipo de organismo vivo. Según los experimentos hechos por físicos y químicos, cuando el sol choca con la atmósfera rica en metano y nitrógeno forma moléculas de cianuro de hidrógeno, que se agregan formando cadenas de polímeros (necesarias para cualquier tipo de vida) y creando las poliminas, moléculas con propiedades que les permiten ser flexibles a bajas temperaturas como las de Titán, que absorben la radiación solar y se convierten en potenciales catalizadores, lo que facilitaría reacciones químicas orgánicas. Pero son simples especulaciones porque aún no se ha detectado la presencia de estas sustancias en Titán, sólo que son posibles en esas condiciones.
Encélado sólo tiene 500 km de diámetro, es muy brillante y está cubierto por una corteza helada de unos 30 km de espesor, muy fría y tranquila pero no ocurre lo mismo en su interior. En 2005 se descubrió una nube de hielo en el hemisferio sur debida a las emisiones de numerosos géiseres. Gracias a la sonda Cassini se sabe que este satélite esconde un mundo subterráneo habitado por un núcleo rocoso rodeado por un océano global de agua que tiene en disolución moléculas orgánicas y de amoniaco; los científicos también han hallado un desequilibrio químico que en la Tierra sustenta a ecosistemas enteros. Todo el conjunto ofrece una prometedora posibilidad de habitabilidad y seguro que en exploraciones futuras se investigará sobre este tema.
Mimas, que se asemeja en aspecto a la Estrella de la Muerte de Star Wars, también podría albergar un océano en su interior, lo mismo que Febe. Del resto de satélites, sólo mencionaré a las llamadas lunas pastoras, pero será en el siguiente apartado, ese que quiero dedicar a los anillos, el asombroso y espectacular conjunto que define a Saturno y por el que es mi planeta preferido. Saturno, como es notorio, presenta un sistema de anillos en su zona ecuatorial, lo mismo que ocurre a los otros planetas exteriores, pero de muchísima mayor complejidad. El primero en observarlos fue Galileo en 1610 pero debido a la simpleza de su telescopio no los detectó como tales, sino que pensó que era un planeta con “dos asas laterales” (Altissimvm Planetam Tergeminvm Observavi -Observé que el planeta más alto era triple-); no fue hasta 1655 que Christiaan Huygens identificó esas asas como anillos y en 1675, Cassini analizó que se separaban en dos zonas diferenciadas alejadas por una división (un espacio casi vacío de 5000 km de anchura, la división de Cassini). A mitad del siglo XIX, James Clerk Maxwell demostró matemáticamente que no podían estar formados por un sólido continúo, que la gravedad de Saturno rompería un cuerpo delgado que orbitase a su alrededor y predijo que deberían estar compuestos por una infinidad de pequeñas partículas orbitando en torno al planeta. Las Voyager, en los años 80, comprobaron que sus predicciones eran totalmente correctas.
Los anillos se extienden en la zona ecuatorial y están formados por partículas de agua helada (desde microscópicas motas de polvo hasta rocas de pocos metros de longitud). Tienen un espesor que oscila entre los 10 metros y un kilómetro. Se distribuyen en zonas de mayor y menor densidad separadas por divisiones notorias. Estas zonas a las que se las conoce como anillos, pero que realmente están formados por multitud de finísimos anillos, se han nombrado con letras a medida que fueron descubiertas; desde el planeta hacia el exterior nos encontramos con los anillos D,C, B, A, F, G y E. Estos anillos tienen una forma tan definida porque existen las lunas pastoras, pequeños satélites que con su influencia gravitatoria aglutinan el material del anillo y limpian el camino dando lugar a esos espacios oscuros que se observan en las imágenes. Cuanto mayor sea el tamaño del satélite, mayor será el de la división. Mimas da lugar a la división de Cassini; el anillo F está pastoreado por Pandora en el exterior y Prometeo en el interior; el anillo A, por una asociación de satélites que trabajan de forma conjunta, Jano ayudado por Pan, Atlas, Prometeo, Pandora, Epimeteo y Mimas. Ya veis que la sofisticación de estos anillos no tiene ninguna comparación conocida hasta ahora.
En agosto de 2005 la sonda Cassini descubrió una especie de atmósfera muy tenue alrededor del sistema de anillos compuesta por oxígeno molecular, similar a las de Europa y Ganímedes (satélites de Júpiter). En septiembre de 2006, también observó un nuevo anillo muy tenue, casi imperceptible, entre los anillos F y G, coincidiendo con las órbitas de Jano y Epitemeo -dos satélites coorbitales de Saturno cuyas distancias al centro del planeta se diferencian menos que el tamaño de dichos satélites, por lo que describen una extraña danza que los lleva a intercambiar sus órbitas-. También se han observado imágenes de chorros de material helado expulsado por Encélado que estarían agregándose al anillo E.
En octubre de 2007 se descubrió una agrupación de microlunas en el borde exterior del anillo A, posiblemente debida a la destrucción de un satélite pequeño. Y en octubre de 2009, el telescopio espacial Spitzer avistó un nuevo y descomunal anillo que se extiende hasta los confines del sistema de Saturno; comienza a los 6 millones de km y alcanza hasta los 13 millones de km. Febe (quizás el más lejano de los satélites) orbita dentro de él y posiblemente sea la causa de su formación. Todas estos descubrimientos son la confirmación del dinamismo y la actividad del sistema formado por satélites y anillos.
Ya veis que toda la información que vamos teniendo sobre este planeta pertenece a las últimas décadas y se debe a las diferentes misiones de exploración que la NASA, y en los últimos tiempos también la ESA, han realizado sobre Saturno: Pioneer 11 (septiembre 1979), Voyager 1 (octubre 1980), Voyager 2 (agosto 1981) y, sobre todo la sonda Cassini-Hyugens. Esta última fue lanzada en octubre de 1997 y entró en órbita alrededor de Saturno el 1 de julio de 2004, donde permaneció hasta el 15 de septiembre de 2017, momento en que se adentró en la atmósfera del planeta siendo destruida en las capas superiores. Un final épico para una labor científica sin precedentes.
Creo que va llegando el momento de terminar, no voy a quedarme aquí toda la vida contando cosas sobre Saturno -ganas no me faltan-. Y quiero acabar hablando sobre su creación (el alfa justo antes del omega). Saturno se formó hace unos 4500 millones de años, seguramente al mismo tiempo que el resto del sistema solar pero los anillos no estaban ahí desde el principio; es más, no existían en tiempos de los primeros dinosaurios, se cree que pueden tener alrededor de 100 millones de años. Son muy brillantes y presentan poco rastro de polvo en su superficie, datos que vendrían a corroborar su relativa juventud. Realmente se desconoce su verdadero origen, existiendo diversas teorías. La más extendida en los últimos tiempos (avalada por simulaciones virtuales) sostiene que hace unos 150 millones de años por algún evento violento (en los que Titán y Neptuno tuvieron alguna participación) la órbita de la luna Crisálida se desestabilizó, pasando demasiado cerca del planeta y fue destruida por las fuerzas de marea. Con el tiempo sus fragmentos formaron los anillos actuales.
En los últimos meses se han publicado muchas informaciones sesgadas de un alarmismo poco científico sobre que los anillos podrán desaparecer en los próximos 300 millones de años, quizás menos. No me extraña, ya hemos visto que los anillos forman un sistema dinámico y si se formaron, existe una alta probabilidad de que desaparezcan. Es la ley del cosmos, de la naturaleza, nada es permanente ni eterno. De lo único que podemos alegrarnos es haber vivido en la época en que los anillos de Saturno existieron. Nos vemos el mes que viene, a ver qué se me ocurre para entreteneros (ya hay un par de temas rondándome). Cuidaros, por favor.
Fuentes y Referencias: ABC, Agencia SINC, Astromía, Astrosigma, BBC Mundo Ciencia, Característica.co, Concepto de, Ecología Verde, El Independiente, El País, El Periódico, GeoEnciclopedia, Grupo James Webb Space Telescope: Exploring The Universe, La Razón, La Vanguardia, Muy Interesante, NASA Ciencia, National Geographic, Open Mind-BBVA, Planetario.net, UnCómo, Universo Abierto, 20 minutos, Wikipedia, Xataka
