viernes, 4 de junio de 2010

El misterio de las lunas de Saturno

Las diminutas lunas de Saturno pudieron haberse formado en los anillos de Hielo. Créditos: NASA/JPL.

La formación de los anillos de Saturno pueden explicar porque las lunas de Saturno no fueron pulverizadas por sus cometas.

En las últimas décadas, investigadores han tratado de explicar por el origen de las lunas más diminutas de Saturno. Los modelos convencionales indican que tales lunas son tan pequeñas que las colisiones con cometas debieron haberlas hecho polvo desde hace tiempo. Investigadores de Francia y Gran Bretaña han propuesto que la explicación a este peculiar suceso se encuentra en los anillos del planeta.

La teoría indica que los planetas gigantes, con sus lunas, fueron formados a partir del "disco protoplanetario" gaseoso alrededor del Sol hace unos 4,500 millones de años. Las lunas diminutas de Saturno no encajan en la teoría. Poseen menos de 50 kilómetros de diámetro, una condición que debió haber producido su destrucción a manos de un cometa. Con el tiempo como sucedió con la Luna, los satélites tienden a alejarse de los planetas sobre los cuales orbitan. Sin embargo las lunas de Saturno tienen una órbita tan cerana al planeta, que paree se formaron dentro de Saturno.

Hace años la nave Cassini capto imágenes que indicaban un origen alternativo: navegando a través de los anillos externos del planeta, enconcontró bloques de hielo ue tenían hasta cien metros de diámetro, diez veces mayor que el resto de partículas heladas de anillos. Algunos investigadores, consideran que tal descubrimiento llevo a otro hecho, que las lunas y anillos compartían una composición de hielo, el más puro del Sistema Solar. "Cuando unes todo esto, tienes el extraño sentimiento de que algo está pasando en el borde exterior de los anillos”, dice Sébastien Charnoz de la Universidad París Diderot, que estuvo implicado en la última investigación.

Charnoz junto a colegas, creen que las lunas diminutas se formaron de bloques de hielo más pequeños qu se unieron fuera de los anillos principales. Tal proceso, podría haber tenido lugar, hace 10 millones de años, después de que las lunas mayores se desplazaran hacia el exterior. Para demostrarlo es necesario recrear un modelo que empiece en la formación del Sistema Solar y rastree la orbita de cada luna, dando un total de cerca de dos billones de objetos.


La edad: otra preocupación

Sin ordenadores capaces de realizar un cálculo tan enorme, el grupo de Charnoz creó un modelo simplificado de la dinámica lunar y redujo el anillo a una dimensión. Una vez lo comprobaron reproduciendo la formación de nuestra propia Luna, lo aplicaron a Saturno. Su modelo demuestra que el anillo A principal, que está a unos 120 000 kilómetros del centro de Saturno y tiene unos 15 000 kilómetros de anchura, alimenta de material a la región vacía justo fuera. Aquí el material puede acumularse en lunas bebé. Cuanto más grande se hace la luna, más fuerzas gravitatorias de marea de Saturno la empujan hacia fuera (vídeo).

El modelo no sólo revela por qué la mayor luna es la más alejada, sino también el posible origen del misterioso anillo F, una polvorienta región fuera del anillo A en la cual residen actualmente las lunas bebé. De acuerdo con el grupo de Charnoz, las lunas habrían generado el polvo del anillo F a través de colisiones entre sí. El estudio del grupo se publica en Nature.

Heikki Salo, científico planetario de la Universidad de Oulu en Finlandia, reconoce que la explicación de la formación de lunas por parte del modelo es “muy bonita”. Pero no está seguro de si ayuda a abordar la pregunta más amplia y antigua de la edad de los anillos principales A y B de Saturno. Es posible que se formaran en los pasados 100 millones de años aproximadamente, tal vez procedentes de un gran cometa que impactó con Saturno, pero parece improbable que tal cuerpo pudiese aventurarse tan cerca en el pasado reciente. Una explicación más probable es que se formaron hace miles de millones de años en el disco protoplanetario — pero en ese caso estarían más sucios por los numerosos impactos de meteoroides.

Salo señala que el modelo del grupo de Charnoz no descarta la posibilidad de que los anillos sean más viejos, y que un “reciclado” de materia pueda explicar sus prístinas condiciones. “El origen de los anillos, por tanto, podría trasladarse a un marco temporal más probable, tal como la era del Bombardeo Pesado Tardío hace 4000 millones de años”, agrega.

Referencia:

Charnoz, S., Salmon, J & Crida, A., "The recent formation of Saturn's moonlets from viscous spreading of the main rings", Nature 465, 752-754 (2010).286.

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