Los anillos de Saturno son notables porque, por una parte, son absolutamente visibles y aunque no es el único planeta del sistema solar que tiene anillos, en el caso de Neptuno, por ejemplo, prácticamente no pueden verse con los telescopios tradicionales. Además, las naves que han ido a analizar a Saturno, han tomado fotografías de sus anillos y han podido descubrir muchas características que hace apenas unos pocos años eran una mera especulación.

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Cassini fue la sonda que pudo observar los anillos de Saturno con gran detalle. Los científicos de la NASA ahora usan estas observaciones para poder medir con toda precisión cuanto tiempo tarda el planeta en dar una vuelta sobre su propio eje, es decir, su rotación. En otras palabras, en la NASA han calculado cuánto dura el día en Saturno. El resultado es de 10 horas, 33 minutos y 38 segundos.

Los investigadores estudiaron los patrones creados por las ondas dentro de los anillos de Saturno que son generadas por las vibraciones internas del planeta. En efecto, los anillos pueden pensarse como sismógrafos muy sensibles, los cuales responden a las vibraciones del propio planeta.

De la misa forma en el que los temblores en la Tierra hacen vibrar a nuestro planeta, Saturno responde a las perturbaciones vibrando a determinadas frecuencias, que son resultado de su estructura interna. La convección de calor en el interior el planeta parece ser la fuente más probable para las vibraciones. Estas oscilaciones internas causan que la densidad de las partículas en lugares particulares, fluctúe, lo que hace que el campo gravitacional fuera del planeta oscile a las mismas frecuencias.

«Las partículas en los anillos sienten esta oscilación del campo gravitacional. En los lugares donde esta oscilación resuena con las órbitas de los anillos, la energía acumulada construye una onda», explica Christopher Mankovich, un estudiante graduado de astronomía y astrofísica de la Universidad de California en Santa Cruz.

Mankovich es el autor líder del artículo que se publicó este 17 de enero en el Astrophysical Journal, en donde compra los patrones de las ondas en los anillos con los modelos de la estructura interior de Saturno. De hecho, el anillo C del planeta ha sido sorpresivamente rico en un arreglo de estructuras y texturas. Muchas de las estructuras vistas en las porciones exteriores de los anillos de Saturno es el resultado de las perturbaciones de las partículas en los anillos por las lunas del planeta, dice el co-autor Jonathan Fortney, profesor de astronomía y astrofísica en Santa Cruz, «pero algunas de las características en los anillos se deben a as oscilaciones del planeta mismo, y pueden ser usadas para entender las oscilaciones del planeta y su estructura interna», comentó.

Mankovich desarrolló un conjunto de modelos de la estructura interna de Saturno, usando estos para predecir el espectro de frecuencias de las vibraciones internas del planeta y comparando estas predicciones con las ondas observadas por Cassini en el anillo C de Saturno. Uno de los resultados principales de su análisis es el nuevo cálculo del día en Saturno, el cual ha sido en realidad muy difícil de medir.

Como se trata de un planeta gaseoso gigantesco, Saturno no tiene una superficie sólida en la que se puedan poner marcas para ver cuánto tarda en rotar. Saturno es además inusual porque sus ejes magnéticos están casi perfectamente alineados con su eje rotacional., Los ejes magnéticos de Júpiter, por ejemplo, al igual que los de la Tierra, no están alineadas con su eje rotacional, lo que significa que los polos magnéticos se mueven alrededor del planeta en la medida que éste rota, permitiendo a los astrónomos medir las señales periódicas de radio que envía el planeta naturalmente y así calcular su rotación

Los investigadores indicaron que sus mediciones hacen ver al día en Saturno como mucho más rápido que en mediciones anteriores, por muchos minutos, basándose en los datos de radiometría del Voyager y de Cassini.

«Sabemos ya la longitud del día en Saturno, lo que pensábamos no sería posible encontrar», dijo la científica del proyecto Cassini, Linda Spilker. «Ellos [los investigadores de Santa Cruz] usaron los anillos y encontraron un resultado sólido, el cual se basa en los propios anillos», indicó.

La idea de que los anillos de Saturno podrían ser usados para estudiar la sismología del planeta, se sugirió en 1982, mucho antes de que se pudiesen hacer observaciones tan precisas como ahora. En 1990, Mark Marley, co-autor del estudio y que ahora trabaja en el Ames Research Center de la NASA en Silicon Valley, sugirió esta idea ya en su tesis doctoral de 1990, indicando el tipo de cálculos que podrían hacerse. Incluso hizo notar que Cassini podría usarse para hacer las mediciones a partir de las observaciones de la sonda.

«Dos décadas más tarde, personas analizando los datos de Cassini encontraron las características que se necesitaban para hacer las mediciones y constatar las predicciones de Mark», concluyó Fortney.