ENSEÑANZA DE LA ASTRONOMÍA

Planetas con anillos Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno Nuevos hallazgo revelan a diario los misteriosos, impactante y mortales secretos de un lugar que conocemos como el universo, si usted piensa que Saturno es el único planeta con anillo medítelo, desde los confines del universo hasta los sorprendente sistema de anillos en nuestro sistema solar, en este documento explicaremos la búsqueda de planetas con anillos.

Luis Manuel Soto Ruiz

11/05/2013

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PLANETAS CON ANILLOS

Sin sus emblemáticos anillos, Saturno sería un planeta más, ellos son la clave de su

belleza. La gente se ha impresionado con los anillos de Saturno desde que Galileo los

descubrió en 1610, desde entonces los astrónomos se han valido de todo lo que saben

de planeta con anillos para hallar otros, pero ¿Qué es lo que vemos exactamente al

contemplar los anillos de Saturno? La perfección que se ve desde la tierra, oculta un

completo caos, son objetos que chocan entre si y se repelen, es algo caótico es un sitio

lleno de rocas de hielos que giran en torno a Saturno. Con el tiempo se ha descubierto

que en torno al Ecuador de Saturno no gira un solo anillo sino un grupo de siete

franjas.

Las primeras imágenes detalladas de Saturno las tomo la nave voyager en 1980; a

cada anillo los forman billones de partículas algunas son del tamaño de un grano de

polvo y otras tan grandes como una casa, fueron fáciles de ver porque son los anillos

más brillantes del sistema solar, brillan por estar muy comprimidos y por tener

fragmentos muy transparentes de hielo casi puro.

Si estuviéramos a 100 metros más bajo los anillos de Saturno veríamos una vasta

extensión de rocas y bolas de hielo y nieve, a través de algunas partes se verían

estrellas y a través de otras partes que son muy densas las estrellas se verían opacas,

sería una escena maravillosa.

Los astrónomos nombraron con letras del alfabeto a los siete anillos principales pero

en el orden en que se descubrieron: A, B, C, D, E, F y el ultimo hallado en 1980 G, en

total descubrieron un sistema de 290 millones de kilómetros de diámetro, entre el

borde interno y externo de los anillos tienen en conjunto entre dos y tres veces la

distancia que hay entre la tierra y nuestra luna, increíblemente los anillos forman un

plano relativamente delgado de menos de 10 metros en promedio, pero estas

estructuras hermosas son demonios turbo-cargados; sus partículas heladas giran

alrededor del planeta a casi 85 mil kilómetros por hora, y a esta velocidad los anillos

resultan mortales para cualquier cosa que se atreva a acercarse, las partículas son

como autos de carrera a velocidades alucinantes, los trozos de hielos chocan, se

empujan, la mayoría de los impactos son leves y no tienen mucho efecto pero a veces

un choque puede enviar a una partícula a la deriva en el espacio, lo que mantiene a los

trozos de hielo en un anillo es la poderosa fuerza gravitacional de Saturno; pero

Saturno no es el único que ejerce fuerza de gravedad, las partículas en los anillos

también la ejercen y esta intenta cumular los fragmentos para formar algo parecido a

una pequeña luna, la fuerza de gravedad de las partículas lucha contra la de Saturno

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en una guerra eterna, la gravedad de Saturno separa las partículas debido a una ley

universal de la velocidad de los objetos en órbita, las partículas de los anillos internos

de Saturno rotan hasta 48 mil kilómetros por hora más rápido que las del anillo más

externo, aunque una de estas heladas partículas vaya a 30 cm de otra entre ambas

siempre habrá una diferencia de velocidad que bastará para que ambas nunca se

unan, esta batalla perpetua en la cual las partículas forman pequeños cúmulos y luego

vuelven a separarse a permitido que los anillos existan por millones y quizá por miles

de millones de años. El equilibrio de la gravedad mantiene a los anillos en su lugar,

pero lo que crea su forma espectacular es su movimiento giratorio alrededor del

planeta.

¿Si los discos son tan estables porque desaparecieron dos años después de que Galileo

los descubriera?, en 1610 él realizo sus primeras observaciones que en su telescopio

primitivo aparecían como círculos a cada lado del planeta, cuando miro de nuevo en

1612 los círculos habían desaparecido y la respuesta a este misterio la tienen los

astrónomos modernos, Galileo no vio los anillos dos años después porque en ese

momento estaban alineados casi horizontalmente a su vista por eso eran invisibles,

esto ocurre 2 veces en los 30 años que tarda Saturno en orbital el sol, el Angulo en el

que se ven los anillos cambian constantemente porque el planeta se inclina 27° sobre

su eje. Pero una pregunta sobre Saturno se debate aun en nuestros días ¿de dónde

salieron los anillos?, dos teorías compiten, una dice que los anillos se formaron luego

del nacimiento de Saturno hace 4000 millones y medio de años serían los restos del

disco giratorio de material que formaron al planeta, según la segunda teoría tienen

cerca de 100 millones de años relativamente unos recién nacidos. Son las estructuras

más impresionantes de nuestro sistema solar, tienen 22 veces el ancho de la tierra y

10 metros de espesor.

Muchos creen que los anillos nacieron cuando una poderosa fuerza llamada efecto de

marea destrozo una luna de Saturno en millones o miles de millones de pedazos, el

efecto de marea es cualquier interacción gravitacional en la que un lado de un objeto

es atraído mas que otro, en nuestro sistema solar el efecto de marea afecta solo a

cuerpos enormes como planetas y lunas.

Los planetas también ejercen un efecto de marea sobre sus lunas de echo como son

más grandes tienen mayor gravedad y su efecto de marea es más fuerte, nuestra luna

está compuesta de rocas y metales demasiado solidos como para que el efecto de

marea de la tierra los afecte, pero algunas lunas de Saturno eran acumulaciones de

hielo, polvo y rocas también llamadas pilas de fragmentos, una pila de fragmentos es

como un cono de helado que está unida sin fuerza excepto por un poco de tensión

superficial, es un objeto con muy poca fuerza, algunos científicos opinan que una de

estas luna se acercó demasiado a Saturno hace 100 millones de años, esta luna poco

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solida pudo haberse despedazado en miles o millones de trozos y estos estar en

distancias tan variables del planeta quizá tomaron orbitas distintas y los diversos

periodos de estas orbitas pudieron haber esparcido todo en un sistema de anillos.

Hace poco unos astrónomos presenciaron como unas partículas se integraban a los

anillos descubrieron que el anillo más externo de Saturno el E solo existe gracias a

violentas erupciones de una de sus lunas En-celadus, las erupciones de esta luna son

de agua, el agua que expulsa sus Géiseres se congela inmediatamente como la nieve de

las máquinas de zonas donde se va a esquiar, estas columnas de partículas heladas

salen expulsadas cientos de kilómetros de la superficie de esta luna hasta la órbita de

Saturno formando el anillo E, además descubrieron otra sorpresa oculta en la micro

partículas del anillo E, en junio de 2009 hallaron trazas de compuestos químicos

comúnmente conocidos como sal y bicarbonato de sodio y lo que más importa de

encontrar estos compuestos es que se cree que puede haberse formado vida dentro de

En-celadus, pero aun no se ha resuelto ya que no se ve sodio en esa columna de vapor

por tanto exigen otras explicaciones.

Los astrónomos estudian diariamente la información sobre Saturno y sus anillos que

le envía el cassini una nave lanzada en 1997, luego de 7 años de viaje el cassini se

convirtió en la primera nave espacial en orbitar Saturno y envió a la humanidad

imágenes cercanas del sexto planeta del sistema solar y de sus anillos, ya le dio a

Saturno más de 100 vueltas y antes de terminar su misión le dará 200. De lejos los

anillos parecen un cuerpo solido que gira en torno al planeta pero de ninguna manera

es así, es un proceso caótico, el cassini revelo como las partículas en un anillo

formaban una ola gigantesca descubierta en el 2009 la ola se elevaba a más de un

kilómetro y medio, se determinó que este oleaje planetario lo ocasionaba la fuerza

gravitatoria de Dafne una luna de solo ocho kilómetros de ancho, debido a su

proximidad los anillos de Saturno la gravedad de esta luna es lo suficientemente

fuerte para crear las olas gigantescas, estas olas son solo una forma de como las lunas

actúan sobre los anillos; a las lunas que crean bordes y divisiones entre los anillos las

llaman lunas pastoras, en los contornos de Saturno ahí una luna a cada lado que

arrean a las partículas al anillo, estas lunas Prometeo y Pandora son en esencia los

arrieros de Saturno del anillo F, como Pandora está más alejada de Saturno orbita más

lento que las partículas en el anillo, si una partícula se desvía la gravedad de pandora

la hala, ésto desacelera la partícula enviándola de vuelta al anillo, en la parte interna

Prometeo orbita más velozmente que las partículas del anillo su gravedad las hala

hacia adelante esto hace que aumenten su energía y se alejen de Saturno, el resultado

general es que las dos lunas confinan las partículas entre ellas y crean un anillo bien

definido.

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Los brillantes anillos de Saturno impulsaron la búsqueda de anillos en otros planetas,

durante siglos estos habían sido los únicos que se conocían pero sus buscadores

soñaban con encontrar más; a finales del siglo XX un pequeño grupo de astrónomos

enfocó un telescopio sobre Urano para aprender más sobre su atmosfera, no buscaban

anillos pero su misión los condujo a una revelación impactante que provoco el mayor

descubrimiento de anillos planetarios en más de tres siglos.

En 1977 un grupo de investigadores comenzó a estudiar Plutón y solo les interesaba

su atmosfera, un equipo voló hasta el borde de nuestra atmosfera para probar su

telescopio, esperaban el paso de una estrella distante por detrás de Urano, median el

brillo de una estrella como una función de tiempo mientras estaba a punto de pasar

por detrás del planeta esto era para estudiar la estructura atmosférica de este, pero

cuando la estrella se aproximaba a Urano sucedió algo extraño, antes de pasar detrás

Urano la estrella se oscureció varias veces, los científicos esperaron ver que pasaría

cuando la estrella reapareciera del otro lado y después de salir también se oscureció

varias veces, las fluctuaciones de luz de un lado del planeta ocurrían equidistantes a

las del otro lado del planeta significaba que habían descubierto otro planeta con

anillos; era el primer sistema de anillos en ser descubierto en más de 350 años, dos

sistemas de anillos serian descubiertos uno en el lejano Neptuno y otro más grande en

Júpiter, ahora se sabe que 4 planetas en nuestro sistema solar tiene anillos.

¿Pero si los sistemas son comunes porque los astrónomos demoraron tanto en

encontrar otros?, porque los anillos de los otros planetas son muy diferentes a los de

Saturno, los anillos de Saturno son amplios, brillantes y espectaculares, los otros

sistemas de anillos son más tenues, sutiles en parte por su tamaño, algo que

sorprendió mucho cuando se descubrieron los anillos de Urano fue que eran muy

angostos, casi todos los anillos de Saturno tienen miles de kilómetros de ancho

mientras que los de Urano cubren en conjunto apenas un poco más de 3 kilómetros,

por otro lado son más oscuros comparados con los de Saturno que son de hielo y

brillan mucho, además los anillos más externos de Urano son tan tenues que no fueron

hallados hasta 2003 esto se debe a que casi no hay nada en ellos, contienen cúmulos

de polvo fino cuya concentración varía entre una por cien mil partes y una por un

millón de partes, estas partículas están tan separadas que su anillo podría compararse

con un circuito de carreras cósmico imaginario entre la tierra y la luna por donde

pasara un puñado de autos, este anillo es totalmente distinto a los de Saturno donde

las partículas van juntas velozmente golpeándose constantemente entre sí, los anillos

externos de Urano son poco densos pero aún son los más tenues ese galardón lo

tienen las bandas más externas de Júpiter, el quinto planeta de nuestro sistema solar

el imponente astro tiene los anillos más delicados hasta ahora, los astrónomos han

identificado que alrededor del planeta orbitan 4 anillos etéreos, uno interno, un

principal y otros dos externos, en vez de ser trozos de hielo como los anillos de

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Saturno casi todas las partículas en los de Júpiter son de tamaño de granos de polvo y

se les llama anillo de polvo aunque sería mejor llamarlos anillos de humo, sus

partículas miden micrones como las del humo que produce el fuego, los anillos así

como el planeta son gigantescos, se extienden por casi 500 mil kilómetros,

increíblemente si compactáramos todas sus partículas en una esfera esta quizá no

fuera más ancha que un estadio de futbol y quizá fuera tan pequeña como la cuarta

parte del estadio, la poca materia que ahí en sus dos bandas externas los vuelven los

anillos más finos que se han hallado en nuestro sistema solar, son casi invisibles y los

llaman los anillos tenues, los anillos de Júpiter son casi imperceptibles pero la

búsqueda de otros alrededor de Neptuno demostró ser la más desafiante.

En los años 80 se sospechó que Neptuno tenia anillos cuando la materia en esas zonas

bloqueo la luz de una estrella que estaba a punto de pasar por detrás del planeta, pero

no lograron concluir nada sobre los anillos por que no sucedió lo mismo que Urano,

por lo tanto pensaron que este planeta tenia anillos que rodeaban parcialmente al

planeta diferente a los de Urano.

Neptuno está muy alejado del sol y por eso su anillo está muy poco iluminado además,

ninguna nave se había acercado a Neptuno hasta 1899 cuando el voyager 2 se

acercaba al último planeta de nuestro sistema solar, el voyager 2, fue la mejor arma de

los astrónomos en busca de los anillos, el 25 de Agosto de 1989 la nave espacial logro

acercarse más a Neptuno que cualquier otra nave echa por el hombre anteriormente

capturo las mejores imágenes del octavo planeta.

Por más de una década antes de la misión del voyager los científicos habían intentado

detectar anillos midiendo la luz de varias estrellas que pasaron detrás de Neptuno,

algunos intentos detectaron la disminución de luz estelar pero no estaban nunca a la

misma distancia en ambas partes del planeta como si hubieran anillos completos,

Neptuno era exasperante, cuando se revelaron las imágenes del voyager los

astrónomos quedaron sorprendidos, no solo habían anillos completos sino había algo

en los anillos que no habían visto nunca arcos que se extienden por menos de una

décima parte del planeta y el resto del anillo era muy etéreo, los arcos eran segmentos

más brillantes que el resto del anillo, la poca cantidad de materia en el resto del anillo

sirvió para explicar porque los astrónomos no habían detectado los anillos completos

desde la tierra, la materia en este anillo es casi transparente, el hallazgo de los anillos

alrededor de Neptuno determino que los grandes planetas gaseosos externos los

poseían era un reflejo natural del cosmos porque la forma de disco de los anillos es

una de las formas primordiales del universo.

Los anillos de Saturno pueden revelarnos cosas sobre el origen de un sistema de

anillos más grande el que rodea a nuestro sol, los anillos de Saturno son como un

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modelo de los procesos que conllevan a la formación de los planetas. Los primeros

planetas comenzaron a formarse en un disco de fragmentos conforme iban creciendo

su gravedad abrió espacio entre sus orbitas, la materia bajo su influencia gravitatoria

fue atraída o expulsada al espacio, con el tiempo los otros planetas del sistema solar se

formaron y despejaron sus propias orbitas dejando solo dos espacios para fragmentos

libres, el cinturón de los asteroides y el de kuiper que crearon una vasta serie de

anillos alrededor del sol; como modelo de nuestro sistema solar los anillos nos ayudan

a entender nuestros orígenes.

Los buscadores de anillos esperan descubrir una de las mayores recompensas,

planetas con anillos en otros sistemas solares, ahora piensan que pronto descubrirán

el primer planeta con anillos en otro sistema solar con la ayuda de uno de los

telescopios más poderosos del mundo el Kepler, que puede rastrear cerca de cien mil

estrellas a la vez, se le diseño para medir los cambios pequeños en la luz estelar y así

puede detectar planetas distantes que pasen frente a una estrella, si un planeta con

anillos pasa frente a la estrella, los anillos bloquearan la luz estelar y Kepler también

detectara esa señal. Los astrónomos están bajo una pista de un nuevo anillo en

nuestro sistema solar, en 2006 la misión New Horizons su viaje de 4,6 mil millones de

kilómetros lo llevara a los helados confines del sistema solar si sobrevive será la

primera nave espacial en llegar más allá de Plutón, los astrónomos sospechan que el

planeta Enano puede ser el primer objeto rocoso hallado con anillos pero aun ahí otro

planeta con anillos en nuestro sistema solar, su anillo está en una trayectoria de

colisión desastrosa lo que podría causar el caos en la tierra.

Plutón fue una vez considerado un planeta genuino hasta su reclasificación como

planeta Enano en 2006, en 2015 se podía volver un nuevo cuerpo celeste con anillos

en el sistema solar, quizá estos anillos sean muy finos, también podría llegar a tenerlos

porque Plutón está en una región con muchos cometas alrededor, si alguno se le

acerca demasiado su fuerza de gravedad podría hacerlo pedazos y formar un anillo, la

misión New Horizons va a un tercio del camino para llegar a Plutón, las imágenes que

transmita en 2015 revelara si el Enano distante tiene anillos, por ahora los

astrónomos esperan encontrar otros más cercanos como por ejemplo en Marte.

Se ha especulado mucho con un sistema de anillos en Marte desde los años 70 parte

de los razonamientos de hoy es que donde miremos en el sistema solar, donde halla

pequeños satélites ahí siempre un fino anillo asociado a ellos, dos satélites o lunas

orbitan Marte aunque cada una tiene menos de 32 kilómetros de diámetro los

astrónomos creen que de estas salió suficiente polvo para formar un tenue anillo, pero

cuando apuntaron el poderoso telescopio Hubble hacia Marte en el siglo XXI no vieron

nada. La tierra también tuvo un anillo gigantes rocas ardientes zumbaron alrededor

del planeta por algunos años luego desaparecieron.

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Hace 4000 millones y medio de años cuando la tierra acababa de formarse un cuerpo

del tamaño de Marte choco contra nuestro planeta eso formo un anillo temporal

incluso más espectacular que el de Saturno porque no era solo un enorme denso

anillo, también era ardiente y rojo, al enfriarse la roca fundida una parte cayo a la

tierra y otra permaneció flotando en el espacio, el resto del material se condenso en

una esfera que se convirtió en nuestra luna, pero nuestro planeta tiene un anillo de

solo 50 años de edad, no es de polvo o rocas heladas sino de metales y silicio es un

anillo de satélites que durara millones de años comprende cerca de 400 satélites y es

el único anillo que se sabe que ha sido creado por la vida en el universo permanece a

solo 35 mil kilómetros del Ecuador en una órbita geocincronizada a una velocidad que

lo mantiene en el mismo punto sobre el planeta indefinidamente, el anillo de la tierra

es un componente crucial de las comunicaciones humanas pero se dirige al desastre

ya que los estudios indican que muchos objetos reunidos tienden a colisionar de echo

en febrero de 2009 dos satélites en una órbita cercana a la tierra colisionaron, el

impacto alerto a los gobiernos y a la comunidad científica alrededor del mundo, los

satélites se mueven a quizá 16 kilómetros por segundo, cada uno tiene la capacidad

estropear otro satélite y ocasionar una nueva colisión, si colisionan podrían afectar

todo el anillo geocincronizado y generar caos en las comunicaciones en la tierra.

Naturales o artificiales, los investigadores continúan su búsqueda de los preciados

anillos porque son una de las formas más esenciales del universo, si ellos no giraran

en galaxias, sistemas solares y planetas la vida como la conocemos no existiría, los

anillos son el principio de lo que es posible.

BIBLIOGRAFÍA

History Channel – Documental “Planetas con anillos”