El telescopio espacial Spitzer ha espiado un enorme anillo alrededor de Saturno, la banda distante más grande y lejana de este mundo anillado. ¿Qué tan grande es este anillo? "Si tuvieras ojos infrarrojos como Spitzer", dijo Anne Verbiscer, astrónoma investigadora de la Universidad de Virginia, Charlottesville, "desde la Tierra, se vería como una luna llena a cada lado de Saturno". ¡Eso es increíblemente grande! La mayor parte de su material comienza a unos seis millones de kilómetros (3.7 millones de millas) del planeta y se extiende hacia el exterior aproximadamente otros 12 millones de kilómetros (7.4 millones de millas). Mil millones de Tierras podrían caber en el volumen de espacio que ocupa este anillo.
Entonces, ¿por qué no se ha detectado esta estructura gigantesca anteriormente?
“Es muy, muy débil; extremadamente tenue ", dijo Verbiscer a la revista Space. "Si estuvieras parado dentro del ring, ni siquiera lo sabrías. En un kilómetro cúbico de espacio solo hay 10-20 partículas. Las partículas son aproximadamente del mismo tamaño que las partículas de niebla, pero están muy dispersas. Solo estamos observando las emisiones térmicas que emiten estas pequeñas partículas; no observamos la luz solar reflejada en absoluto en las observaciones que hicimos con Spitzer. Eso es lo que hace de Spitzer el instrumento perfecto para tratar de encontrar una estructura de polvo. Este anillo es completamente análogo a los discos de escombros alrededor de otras estrellas que Spitzer ha observado ".
El equipo de investigación no solo tropezó con este anillo; Lo estaban buscando. El equipo incluye a Verbiscer, Douglas Hamilton, de la Universidad de Maryland, College Park, y Michael Skrutskie, de la Universidad de Virginia, Charlottesville. Utilizaron la cámara infrarroja de longitud de onda más larga en Spitzer, llamada fotómetro multibanda, e hicieron sus observaciones en febrero de 2009 antes de que Spitzer se quedara sin refrigerante en mayo y comenzara su misión "cálida".
"Durante más de 300 años, la gente ha estado tratando de explicar la aparición de la luna de Jápeto de Saturno (que fue descubierta por Giovanni Cassini en 1671) y por qué un lado de la luna es claro y el otro muy oscuro", dijo Verbiscer. “Durante los últimos 35 años, otra luna, Phoebe ha surgido como una posible explicación, ya que existe una conexión entre esas dos lunas. Phoebe en sí es muy, muy oscura, y coincide con el albedo o el brillo del material oscuro del hemisferio principal de Japeto. Phoebe tiene una órbita retrógrada e Iapetus está en una órbita de grado profesional. Entonces, si las partículas se lanzan desde Phoebe y se mueven en espiral hacia adentro hacia Saturno, estarían golpeando a Jápeto justo en ese hemisferio principal ”.
Verbiscer dijo que dinámicamente, esta explicación para el lado oscuro de Iapetus se ha hablado y se ha intentado modelar. Pero nadie había pensado en usar Spitzer para buscar polvo en esa área. "Entonces, esa fue nuestra idea", dijo. "El título de nuestra propuesta era" Un nuevo anillo de Saturno ". Definitivamente estábamos buscando una estructura de polvo asociada con Phoebe y en la misma órbita, y eso es precisamente lo que vemos".
Verbiscer dijo que sería muy difícil incluso para la nave espacial Cassini, y especialmente para las cámaras de imágenes, ver este anillo, ya que solo se muestra en infrarrojo. Además, Cassini está dentro de este anillo, y tendría que mirar más allá de los otros anillos de Saturno. "Este anillo es tan grande pero tan débil que sería difícil saber cuándo lo estabas mirando y cuándo no".
La altura vertical y la inclinación orbital de este anillo coinciden perfectamente con la órbita de Phoebe en el cielo. "Si tuvieras que planear dónde aparece Phoebe con el tiempo a medida que gira alrededor de Saturno, el anillo coincide exactamente", dijo Verbiscer. “Piensa en un cuarto girando sobre una mesa; el anillo tiene la misma punta vertical y la órbita de Phoebe hace el mismo tipo de cosas ".
En cuanto a si las partículas de polvo del propio Phoebe o si Phoebe "pastoreó" algunas partículas en esa configuración, los científicos no tienen pruebas definitivas, pero lo más probable es que las partículas de polvo sean de Phoebe. "No tenemos una confirmación firme de eso, pero es muy sugestivo que provenga de Phoebe", dijo Verbiscer. "Los materiales en conjunto equivalen a lo que se obtendría al excavar un cráter de aproximadamente un kilómetro de diámetro en Phoebe".
Phoebe tiene 200 km de diámetro y está muy llena de cráteres, por lo que un cráter de 1 km no es un cráter demasiado grande. "Entonces, no podemos mirar cierto cráter en Phoebe y decir que uno creó el anillo", explicó Verbiscer. "Es probable que provenga de varios impactos más pequeños diferentes, y el anillo se sigue alimentando de los impactos posteriores y los micrometeoritos que golpean a Phoebe, lanzan material dentro de este anillo, colocando polvo y material de la superficie de Phoebe en una órbita similar a Phoebe".
Pero todavía hay un poco de misterio sobre el color del hemisferio líder de Japeto.
Las dos lunas se han comparado con frecuencia en su composición y, en el infrarrojo cercano, comparten características de absorción. En el ultravioleta, sin embargo, los espectros no coinciden también. "En términos de color, en Iapetus, el color oscuro se ve un poco más rojo en comparación con Phoebe, por lo que hay una pequeña falta de coincidencia de color", dijo Verbiscer. “Podrían ser las partículas lanzadas desde la mezcla de Phoebe con lo que esté en Iapetus, lo que podría explicar la diferencia de color. Eso podría ser algo interesante para explorar, hacer algunos modelos de mezcla espectral para obtener un material de Iapetus primordial y mezclar con el material de Phoebe para ver si se enrojecen de alguna manera ".
El anillo en sí es demasiado débil para tomar un espectro para tratar de determinar qué materiales forman el anillo, pero las suposiciones son que los materiales provienen de la superficie superior de la superficie con cráteres de Pheobe, que también podría incluir algo de hielo. Los primeros planos de la luna de Cassini de 2004 muestran cráteres brillantes, insinuando que el hielo está cerca de la superficie.
Spitzer pudo sentir el resplandor del polvo frío, que es de solo 80 Kelvin (menos 316 grados Fahrenheit). Los objetos fríos brillan con radiación infrarroja o térmica; Por ejemplo, incluso una taza de helado resplandece con luz infrarroja. "Al centrarse en el resplandor del polvo frío del anillo, Spitzer lo hizo fácil de encontrar", dijo Verbiscer.
El artículo del equipo aparece en la edición de hoy de Nature. Una versión en línea está disponible aquí.
Título de imagen principal: Concepto artístico del nuevo Anillo de Saturno. Crédito: NASA / JPL-Caltech / R. Daño (SSC) El crédito de inserción (Saturno, Phoebe e Iapetus) es NASA / JPL / SSI. Imagen cortesía de Anne Verbiscer.
Fuente: Entrevista con Anne Verbiscer.
