Uno de los últimos actos de la nave espacial Cassini de la NASA antes de su hundimiento en la atmósfera de hidrógeno y helio de Saturno fue atravesar el planeta y sus anillos y dejar que tiraran de él, esencialmente actuando como una sonda de gravedad.
Las mediciones precisas de la trayectoria final de Cassini ahora han permitido a los científicos hacer la primera estimación precisa de la cantidad de material en los anillos del planeta, pesándolas en función de la fuerza de su atracción gravitacional.
Esa estimación, aproximadamente el 40 por ciento de la masa de la luna Mimas de Saturno, que en sí misma es 2.000 veces más pequeña que la luna de la Tierra, les dice que los anillos son relativamente recientes, se originaron hace menos de 100 millones de años y tal vez tan recientemente comoHace 10 millones de años.
Su corta edad pone fin a una larga discusión entre los científicos planetarios. Algunos pensaron que los anillos se formaron junto con el planeta hace 4.500 millones de años a partir de restos helados que permanecieron en órbita después de la formación del sistema solar. Otros pensaron que los anillos eranmuy joven y que Saturno, en algún momento, había capturado un objeto del cinturón de Kuiper o un cometa y lo redujo gradualmente a escombros en órbita.
La nueva estimación de masa se basa en una medición de cuánto se desvió la trayectoria de vuelo de Cassini por la gravedad de los anillos cuando la nave espacial voló entre el planeta y los anillos en su conjunto final de órbitas en septiembre de 2017. Inicialmente, sin embargo, inicialmente, la desviación no coincidió con las predicciones basadas en modelos del planeta y los anillos. Solo cuando el equipo tuvo en cuenta los vientos muy profundos en la atmósfera en Saturno, algo imposible de observar desde el espacio, las mediciones tuvieron sentido, lo que les permitió calcularla masa de los anillos
"La primera vez que miré los datos no lo creí, porque confiaba en nuestros modelos y me tomó un tiempo asimilar que hubo algún efecto que cambió el campo de gravedad que no habíamos considerado", dijo BurkhardMilitzer, profesor de ciencias terrestres y planetarias en la Universidad de California, Berkeley, quien modela interiores planetarios. "Eso resultó ser flujos masivos en la atmósfera al menos a 9,000 kilómetros de profundidad alrededor de la región ecuatorial. Pensamos preliminarmente que estas nubes erancomo las nubes en la Tierra, que están confinadas a una capa delgada y casi no contienen masa. Pero en Saturno son realmente masivas ".
También calcularon que las nubes superficiales en el ecuador de Saturno giran un 4 por ciento más rápido que la capa de 9,000 kilómetros aproximadamente 6,000 millas de profundidad. Esa capa más profunda tarda 9 minutos más en girar que las nubes en el ecuador, que giran alrededor delplaneta una vez cada 10 horas, 33 minutos.
"El descubrimiento de capas que giran profundamente es una revelación sorprendente sobre la estructura interna del planeta", dijo la científica del proyecto Cassini Linda Spilker del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. "La pregunta es qué causa la parte de rotación más rápida".la atmósfera es tan profunda y qué nos dice eso sobre el interior de Saturno "
Militzer también pudo calcular que el núcleo rocoso del planeta debe tener entre 15 y 18 veces la masa de la Tierra, que es similar a las estimaciones anteriores.
El equipo, dirigido por Luciano Iess en la Universidad Sapienza de Roma, Italia, informó sus resultados hoy en la revista ciencia .
¿Los anillos provienen del cometa helado?
Las estimaciones anteriores de la masa de los anillos de Saturno, entre la mitad y un tercio de la masa de Mimas, provienen del estudio de las ondas de densidad que viajan alrededor de los anillos rocosos y helados. Estas ondas son causadas por los 62 satélites del planeta, incluida Mimas, que crea la llamada división Cassini entre los dos anillos más grandes, A y B. Mimas es suave y redonda, de 246 kilómetros de diámetro. Tiene un gran cráter de impacto que hace que se parezca a la Estrella de la Muerte de Star Warspelículas.
"La gente no confiaba en las mediciones de las olas porque podría haber partículas en los anillos que son masivas pero no participan en las olas", dijo Militzer. "Siempre sospechamos que había alguna masa oculta que no podíamos ver en elolas."
Afortunadamente, cuando Cassini se acercaba al final de su vida, la NASA lo programó para realizar 22 inmersiones entre el planeta y los anillos para sondear el campo de gravedad de Saturno. Los radiotelescopios terrestres midieron la velocidad de la nave espacial en una fracción de milímetro por segundo.
El nuevo valor de la masa del anillo está en el rango de estimaciones anteriores y permite a los investigadores determinar su edad.
Estos cálculos de edad, dirigidos por Philip Nicholson de la Universidad de Cornell e Iess, se basaron en una conexión que los científicos habían establecido previamente entre la masa de los anillos y su edad. La masa más baja apunta a una edad más joven, porque los anillos están hechos inicialmente dehielo y son brillantes pero con el tiempo se contaminan y oscurecen por los desechos interplanetarios.
"Estas mediciones solo fueron posibles porque Cassini voló muy cerca de la superficie en sus últimas horas", dijo Militzer. "Era una forma clásica y espectacular de terminar la misión".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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