Un origen violento para los anillos de Saturno

Un misterio astronómico de siglos de antigüedad puede estar finalmente resuelto. Una científica dice que ha comprendido la manera en que los espectaculares anillos de Saturno se formaron. El dramático proceso también podría ayudar a explicar otros misterios del Sistema Solar.

Ilustración artística de las partículas en los
anillos de Saturno. Crédito: NASA/CXC/M.Weiss

Los anillos de Saturno han desconcertado a los científicos desde que fueron descubiertos a mediados de 1.600. En particular, ninguna de las hipótesis sobre su origen explica por qué las partículas individuales del anillo, cuyo tamaño varía desde piedras de granizo a piedras pequeñas, tienen en promedio un contenido de entre 90% y 95% de hielo. Si una luna se desintegró en la órbita de Saturno, como algunos astrónomos han sugerido, los anillos deben ser aproximadamente la mitad de hielo y la otra mitad de roca. Esa es la composición de la mayoría de las lunas que se encuentran tan lejos del Sol.

La nueva teoría, presentada por el científico planetario Robin Canup del Instituto de Investigación del Sudoeste en Boulder, y publicada on-line en la revista Nature, explica la rica composición de hielo de los anillos y da cuenta de las características extrañas de algunas de las pequeñas lunas de Saturno.

Canup creó detalladas simulaciones de computadora, las que sugieren un origen violento para los anillos de Saturno. A medida que el planeta se formaba durante el nacimiento del Sistema Solar hace más de 4.500 millones de años, el arremolinado disco de gas circundante incluía varias lunas de un tamaño similar al de Titán, el satélite más grande de Saturno, que es aproximadamente un 50% más grande que el satélite de la Tierra (la Luna). Pero las interacciones gravitatorias con el gas causaron que las órbitas de las lunas se redujeran, y uno por uno los satélites entraron en espirales asesinas y se hundieron en el planeta.

Antes que cada luna colisionara, las inmensas fuerzas de marea producidas por la gravedad de Saturno las habrían estirado y contraído, haciéndolas perder gran parte de su hielo. Las lunas posteriores capturaron gravitacionalmente este hielo, pero eventualmente fueron estiradas y contraídas hasta que también perdieron su hielo y se hundieron en Saturno. El actual sistema de anillos está formado por los restos fósiles de la última luna de cayó presa de la inmensa gravedad de Saturno, sostiene Canup. Esta luna era básicamente una bola de hielo gigante con un centro rocoso. Después que su capa rica en hielo le fue quitada en grandes fragmentos, su núcleo rocoso desapareció bajo las nubes de Saturno.

Los fragmentos de esa luna condenada a morir, cada uno de entre 1 y 50 kilómetros de diámetro, formaron un sistema de anillos de hielo de hasta 1.000 veces la masa de los anillos actuales. En los posteriores 4.500 millones años, innumerables colisiones entre estos grandes trozos produjeron el gran anillo de partículas más pequeñas que actualmente orbita alrededor de Saturno. El poco material rocoso que se encuentra en el sistema de anillos de hoy en día probablemente corresponde a los escombros de colisiones entre partículas de hielo de los anillos y asteroides y cometas arrastrados por el gran campo gravitacional del planeta, dice Canup.

La nueva hipótesis también explica cómo podrían haberse formado las lunas de Saturno que orbitan más allá del borde del sistema de anillos actual. Con el tiempo, los anillos se separaron, y los pedacitos de hielo que se acumularon más lejos de Saturno con el tiempo llegaron a distancias donde la atracción gravitacional entre sí pudo superar las fuerzas de marea del planeta que tienden a separarlos; un proceso que sigue ocurriendo hoy en día, de acuerdo con observaciones de la nave espacial Cassini que recorre el sistema de Saturno. En particular, dice Canup, los resultados ofrecen una buena explicación de por qué la luna Tetis es, aparentemente, casi completamente de hielo.

"Este es un trabajo impresionante", dice el científico planetario Joseph Burns de la Universidad de Cornell. Es más amplio que las teorías anteriores y es consistente con las observaciones de Cassini, dice, y "cuenta una historia divertida y convincente".

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