gov-civil-vilareal.pt¿Cuánto dura un día en Saturno?
>Como escribí recientemente, Saturno es un lugar extraño. Es enorme pero el menos denso de todos los planetas. Tiene una flota de lunas que van desde las más extrañas hasta las verdaderamente extrañas. Y, por supuesto, tiene ese enorme sistema de anillos.
Dado que Saturno es visible a simple vista, fácilmente observable incluso con un telescopio pequeño, y estudiado por cientos de astrónomos durante siglos, incluso con naves espaciales que han desaparecido allí, pensaría que ya tendríamos una idea bastante clara de todos sus conceptos básicos. Su masa, tamaño, etc.
En su mayor parte, lo hacemos. Pero, vergonzosamente, una propiedad ha sido tremendamente difícil de encontrar: Su tasa de rotacion .
En pocas palabras: ¿Cuánto dura un día en Saturno?
sharknado 3: oh hell no!
Curso intensivo de astronomía: Saturno
Para algo como la Tierra, eso no es demasiado difícil de hacer. Nuestro planeta tiene una superficie sólida, por lo que puedes simplemente pararte en un lugar y ver cuánto tiempo, por ejemplo, le toma a una estrella dar vueltas una vez en el cielo (puedes usar el Sol, pero La órbita de la Tierra complica las cosas allí ).
Saturno, sin embargo, presenta un problema: no hay superficie. Tiene una atmósfera de miles de kilómetros de espesor y solo vemos las cimas de las nubes. Es posible que tengan características como tormentas o manchas, pero no están exactamente ancladas a nada sólido. Se mueven con respecto a la atmósfera, lo que los hace imposibles de usar para ver cuánto tarda Saturno en girar.
Otra forma es utilizar el campo magnético de un planeta, generado en las profundidades del planeta. Las líneas del campo magnético actúan un poco como una red, barriendo partículas en el espacio mientras el planeta gira. Esto genera ondas de radio, que pueden ser detectadas por naves espaciales. Si el campo magnético se inclina con respecto al eje de rotación del planeta, entonces obtienes un pulso para esas ondas de radio, y el período de los pulsos representa el tiempo que tarda el planeta en girar. Eso se ha hecho para los cuatro planetas gigantes exteriores.
Pero Saturno también arroja un mono en la llave inglesa: ¡su campo magnético solo se inclina desde su eje de rotación en 0.01 °! Esa es una cantidad muy pequeña, por lo que los pulsos son difíciles de medir. Se ha hecho dos veces, una con la nave espacial Voyager en la década de 1970 y nuevamente con Cassini más recientemente. ¡Pero los números que obtuvieron fueron diferentes en 6 minutos! Eso es mucho cuando el día en Saturno dura poco más de 10 horas.
Sin embargo, los astrónomos que utilizan datos de Cassini han ideado una forma inteligente de averiguar el día de Saturno. Miraron los anillos .
S A T U R N. Crédito: NASA / JPL-Caltech / SSI / Ian Regan
Bien, un poco . La idea aquí es que Saturno no es solo una gota de gas que está allí girando. Tiene capas y movimientos internos. Las capas en el interior se mueven hacia arriba y hacia abajo, o de norte a sur, de manera periódica. Mientras lo hacen, modifican muy sutilmente el campo gravitatorio de Saturno, haciendo que también cambie periódicamente.
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Normalmente eso sería imposible de detectar ... excepto que Saturno tiene esos anillos magníficos, hechos de miles de millones de pequeños trozos de agua helada. Cerca de Saturno, en su Anillo C , esas partículas heladas orbitan a la velocidad justa para ser afectadas por las oscilaciones en el interior de Saturno (llamamos a este emparejamiento una resonancia). Esto le da a las partículas un poco de energía extra, como patear tus piernas cuando estás en un columpio. El efecto de esto es que las partículas se mueven fuera de su órbita habitual una tras otra, creando un patrón de ondas en espiral en los anillos. De esta manera, las partículas del anillo actúan como sismómetros sensibles, ¡midiendo los cambios dentro del planeta de abajo!
Se han visto ondas como estas, generalmente creadas por resonancia con las lunas. Pero Cassini ha visto algunos en el anillo C que no se alineaban bien con ninguna luna ... pero ellos hacer con las oscilaciones previstas dentro de Saturno. Usando modelos de Saturno combinados con estas observaciones, los científicos pudieron obtener una medida bastante precisa de la rotación de Saturno .
Descubrieron que Saturno gira una vez cada 10 horas, 33 minutos y 38 segundos (± 1metro52s/1metro19s) - varios minutos más rápido que las mediciones de la Voyager y las de Cassini basadas en el campo magnético de Saturno. No está claro por qué.
Cassini tomó esta foto de Saturno (derecha), el anillo C (gris oscuro) y el anillo B más brillante desde una distancia de 627.000 kilómetros el 4 de septiembre de 2005. Crédito: NASA / JPL / Instituto de Ciencias Espaciales
Aún así, esta medida representa el movimiento general del giro de Saturno, el tiempo que tarda la mayor parte del planeta en girar una vez, algo que no se conocía antes con una precisión tan alta. Este número ahora se puede usar en otras ecuaciones para modelar el interior del planeta gigante, perfeccionando otros detalles con mayor confianza.
¡No tengo reparos en mostrar mi asombro en este trabajo! Estos son muy efectos sutiles causados por muy movimientos complicados de gas dentro de Saturno donde no podemos verlos directamente, pero se pueden modelar con muy Matemáticas complejas. Este es un material ferozmente de alto nivel.
¡Y los científicos aún no han terminado! Notaré que el título del artículo es Sismología del anillo de Cassini como sonda del interior de Saturno. I. Rotación rígida. Hicieron algunas suposiciones simplificadoras en su trabajo, principalmente que Saturno gira como un solo cuerpo rígido. Ese no es el caso en la realidad, y los artículos futuros de este equipo incluirán la naturaleza más compleja de la forma en que Saturno gira, con diferentes capas que se mueven a diferentes velocidades. Eso puede muy bien enfocarse aún mejor en el giro del planeta.
Esto es algo que no hubiera esperado de esta manera, que Cassini nos ayudaría a comprender no solo los detalles de Saturno, sus lunas y anillos, sino también algunas de sus propiedades más fundamentales.
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Es increíble, la profundidad y amplitud de la información que Cassini nos devolvió en la Tierra. Aún mejor es cómo las personas inteligentes también pueden usar esa información, aprendiendo tanto sobre este planeta más hermoso del sistema solar. Incluyendo, al final del día, cuándo exactamente es el final del día.
