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Saturno

Saturno es el sexto planeta desde el Sol y el segundo más grande del Sistema Solar , después de Júpiter . Es un gigante gaseoso con un radio promedio de aproximadamente nueve veces y media el de la Tierra . [26] [27] Tiene sólo un octavo de la densidad promedio de la Tierra, pero es más de 95 veces más masiva. [28] [29] [30] Sin embargo, aunque Saturno es casi del tamaño de Júpiter, Saturno tiene menos de un tercio de la masa de Júpiter.

Se cree que el interior de Saturno está compuesto por un núcleo rocoso, rodeado por una capa profunda de hidrógeno metálico , una capa intermedia de hidrógeno líquido y helio líquido y, finalmente, una capa exterior gaseosa. Saturno tiene un tono amarillo pálido debido a los cristales de amoníaco en su atmósfera superior. Se cree que una corriente eléctrica dentro de la capa de hidrógeno metálico da lugar al campo magnético planetario de Saturno , que es más débil que el de la Tierra, pero que tiene un momento magnético 580 veces mayor que el de la Tierra debido al mayor tamaño de Saturno. La intensidad del campo magnético de Saturno es aproximadamente una vigésima parte del de Júpiter. [31] La atmósfera exterior es generalmente suave y carente de contraste, aunque pueden aparecer características de larga duración. La velocidad del viento en Saturno puede alcanzar los 1.800 kilómetros por hora (1.100 millas por hora).

El planeta tiene un brillante y extenso sistema de anillos compuesto principalmente por partículas de hielo, con una menor cantidad de restos rocosos y polvo . Se sabe que al menos 146 lunas [32] orbitan alrededor del planeta, de las cuales 63 tienen nombre oficial; esto no incluye los cientos de lunas en sus anillos. Titán , la luna más grande de Saturno y la segunda más grande del Sistema Solar, es más grande (aunque menos masiva) que el planeta Mercurio y es la única luna del Sistema Solar que tiene una atmósfera sustancial. [33]

Nombre y símbolo

Saturno lleva el nombre del dios romano de la riqueza y la agricultura y padre de Júpiter. Su símbolo astronómico (♄) se remonta a los papiros griegos Oxyrhynchus , donde se puede ver que es una ligadura griega kappa - rho con un trazo horizontal , como abreviatura de Κρονος ( Cronos ), el nombre griego del planeta (). [34] Más tarde llegó a parecerse a una eta griega minúscula , con la cruz agregada en la parte superior en el siglo XVI para cristianizar este símbolo pagano.

Los romanos llamaron sábado al séptimo día de la semana , Sāturni diēs ("Día de Saturno"), en honor al planeta Saturno. [35]

Características físicas

Saturno es un gigante gaseoso compuesto predominantemente de hidrógeno y helio. Carece de una superficie definida, aunque es probable que tenga un núcleo sólido. [36] La rotación de Saturno hace que tenga la forma de un esferoide achatado ; es decir, está aplanado en los polos y abultado en su ecuador . Su radio ecuatorial es más de un 10% mayor que su radio polar: 60.268 km frente a 54.364 km. [6] Júpiter, Urano y Neptuno , los otros planetas gigantes del Sistema Solar, también son achatados, pero en menor medida. La combinación del abultamiento y la velocidad de rotación significa que la gravedad superficial efectiva a lo largo del ecuador,8,96 m/s 2 , es el 74% de lo que es en los polos y es menor que la gravedad superficial de la Tierra. Sin embargo, la velocidad de escape ecuatorial de casi36 km/s es mucho más alta que la de la Tierra. [37]

Saturno es el único planeta del Sistema Solar que es menos denso que el agua: aproximadamente un 30% menos. [38] Aunque el núcleo de Saturno es considerablemente más denso que el agua, la densidad específica promedio del planeta es0,69 g/cm 3 debido a la atmósfera. Júpiter tiene 318 veces la masa de la Tierra , [39] y Saturno tiene 95 veces la masa de la Tierra. [6] Juntos, Júpiter y Saturno poseen el 92% de la masa planetaria total del Sistema Solar. [40]

Estructura interna

Diagrama de Saturno, a escala.

A pesar de estar compuesto principalmente de hidrógeno y helio, la mayor parte de la masa de Saturno no está en fase gaseosa , porque el hidrógeno se convierte en un líquido no ideal cuando la densidad es superior.0,01 g/cm 3 , que se alcanza en un radio que contiene el 99,9% de la masa de Saturno. La temperatura, la presión y la densidad dentro de Saturno aumentan constantemente hacia el núcleo, lo que hace que el hidrógeno sea un metal en las capas más profundas. [40]

Los modelos planetarios estándar sugieren que el interior de Saturno es similar al de Júpiter, con un pequeño núcleo rocoso rodeado de hidrógeno y helio, con trazas de diversos volátiles . [41] El análisis de la distorsión muestra que Saturno está sustancialmente más condensado centralmente que Júpiter y, por lo tanto, contiene una cantidad significativamente mayor de material más denso que el hidrógeno cerca de su centro. Las regiones centrales de Saturno contienen aproximadamente un 50% de hidrógeno en masa, mientras que las de Júpiter contienen aproximadamente un 67% de hidrógeno. [42]

Este núcleo es similar en composición a la Tierra, pero es más denso. El examen del momento gravitacional de Saturno , en combinación con modelos físicos del interior, ha permitido imponer limitaciones a la masa del núcleo de Saturno. En 2004, los científicos estimaron que el núcleo debe tener entre 9 y 22 veces la masa de la Tierra, [43] [44] lo que corresponde a un diámetro de unos 25.000 km. [45] Sin embargo, las mediciones de los anillos de Saturno sugieren un núcleo mucho más difuso con una masa igual a aproximadamente 17 Tierras y un radio igual a alrededor del 60% del radio total de Saturno. [46] Esto está rodeado por una capa de hidrógeno metálico líquido más gruesa , seguida de una capa líquida de hidrógeno molecular saturado con helio que gradualmente pasa a ser un gas a medida que aumenta la altitud. La capa más externa se extiende por 1.000 km y está compuesta de gas. [47] [48] [49]

Saturno tiene un interior caliente, que alcanza los 11.700 °C en su núcleo, e irradia al espacio 2,5 veces más energía de la que recibe del Sol. La energía térmica de Júpiter se genera mediante el mecanismo Kelvin-Helmholtz de compresión gravitacional lenta , pero tal proceso por sí solo puede no ser suficiente para explicar la producción de calor de Saturno, porque es menos masivo. Un mecanismo alternativo o adicional puede ser la generación de calor mediante la "lluvia" de gotas de helio en las profundidades del interior de Saturno. A medida que las gotas descienden a través del hidrógeno de menor densidad, el proceso libera calor por fricción y deja las capas exteriores de Saturno sin helio. [50] [51] Estas gotas descendentes pueden haberse acumulado en una capa de helio que rodea el núcleo. [41] Se ha sugerido que ocurren lluvias de diamantes dentro de Saturno, así como en Júpiter [52] y en los gigantes de hielo Urano y Neptuno. [53]

Atmósfera

La atmósfera exterior de Saturno contiene un 96,3% de hidrógeno molecular y un 3,25% de helio en volumen. [54] La proporción de helio es significativamente deficiente en comparación con la abundancia de este elemento en el Sol. [41] La cantidad de elementos más pesados ​​que el helio ( metalicidad ) no se conoce con precisión, pero se supone que las proporciones coinciden con las abundancias primordiales desde la formación del Sistema Solar . Se estima que la masa total de estos elementos más pesados ​​es entre 19 y 31 veces la masa de la Tierra, con una fracción significativa ubicada en la región central de Saturno. [55]

Se han detectado trazas de amoníaco, acetileno , etano , propano , fosfina y metano en la atmósfera de Saturno. [56] [57] [58] Las nubes superiores están compuestas de cristales de amoníaco, mientras que las nubes del nivel inferior parecen consistir en hidrosulfuro de amonio ( NH 4 SH ) o agua. [59] La radiación ultravioleta del Sol provoca la fotólisis del metano en la atmósfera superior, lo que lleva a una serie de reacciones químicas de hidrocarburos y los productos resultantes son arrastrados hacia abajo por remolinos y difusión . Este ciclo fotoquímico está modulado por el ciclo estacional anual de Saturno. [58] Cassini observó una serie de características de nubes encontradas en latitudes septentrionales, apodadas el "Collar de Perlas". Estas características son claros de nubes que residen en capas de nubes más profundas. [60]

Capas de nubes

Una tormenta global rodea el planeta en 2011. La tormenta pasa alrededor del planeta, de modo que la cabeza de la tormenta (área brillante) pasa por su cola.

La atmósfera de Saturno exhibe un patrón de bandas similar al de Júpiter, pero las bandas de Saturno son mucho más débiles y mucho más anchas cerca del ecuador. La nomenclatura utilizada para describir estas bandas es la misma que en Júpiter. Los patrones de nubes más finas de Saturno no se observaron hasta los sobrevuelos de la nave espacial Voyager durante la década de 1980. Desde entonces, la telescopía terrestre ha mejorado hasta el punto de que se pueden realizar observaciones periódicas. [61]

La composición de las nubes varía con la profundidad y el aumento de la presión. En las capas superiores de nubes, con temperaturas en el rango de 100 a 160 K y presiones que se extienden entre 0,5 y 2 bar , las nubes están formadas por hielo de amoníaco. Las nubes de hielo de agua comienzan a un nivel donde la presión es de aproximadamente 2,5 bar y se extienden hasta 9,5 bar, donde las temperaturas oscilan entre 185 y 270 K. Entremezclada en esta capa hay una banda de hielo de hidrosulfuro de amonio, que se encuentra en el rango de presión 3-6 bar con temperaturas de 190 a 235 K. Finalmente, las capas inferiores, donde las presiones están entre 10 y 20 bar y las temperaturas son 270 a 330 K, contienen una región de gotas de agua con amoníaco en solución acuosa. [62]

La atmósfera generalmente suave de Saturno exhibe ocasionalmente óvalos de larga duración y otras características comunes en Júpiter. En 1990, el Telescopio Espacial Hubble tomó imágenes de una enorme nube blanca cerca del ecuador de Saturno que no estaba presente durante los encuentros de la Voyager , y en 1994 se observó otra tormenta más pequeña. La tormenta de 1990 fue un ejemplo de Gran Mancha Blanca , un fenómeno de corta duración que ocurre una vez cada año saturniano, aproximadamente cada 30 años terrestres, alrededor de la época del solsticio de verano del hemisferio norte . [63] Las Grandes Manchas Blancas anteriores se observaron en 1876, 1903, 1933 y 1960, siendo la tormenta de 1933 la mejor observada. [64] La última tormenta gigante se observó en 2010. En 2015, los investigadores utilizaron el telescopio Very Large Array para estudiar la atmósfera de Saturno e informaron que habían encontrado "firmas duraderas de todas las tormentas gigantes de latitudes medias, una mezcla de tormentas ecuatoriales hasta cientos de años, y potencialmente una tormenta más antigua no reportada a 70°N". [sesenta y cinco]

Los vientos en Saturno son los segundos más rápidos entre los planetas del Sistema Solar, después de los de Neptuno. Los datos de la Voyager indican vientos máximos del este de 500 m/s (1.800 km/h). [66] En imágenes de la nave espacial Cassini durante 2007, el hemisferio norte de Saturno mostró un tono azul brillante, similar al de Urano. El color probablemente fue causado por la dispersión de Rayleigh . [67] La ​​termografía ha demostrado que el polo sur de Saturno tiene un vórtice polar cálido , el único ejemplo conocido de tal fenómeno en el Sistema Solar. [68] Mientras que las temperaturas en Saturno son normalmente de -185 °C, las temperaturas en el vórtice a menudo alcanzan hasta -122 °C, y se sospecha que es el lugar más cálido de Saturno. [68]

Patrones de nubes hexagonales

Los polos norte y sur de Saturno en infrarrojos

En las imágenes de la Voyager se observó por primera vez un patrón de onda hexagonal persistente alrededor del vórtice del polo norte en la atmósfera a aproximadamente 78°N . [69] [70] [71] Los lados del hexágono tienen cada uno unos 14.500 km (9.000 millas) de largo, que es más largo que el diámetro de la Tierra. [72] Toda la estructura gira con un período de 10 h 39 m 24 s (el mismo período que el de las emisiones de radio del planeta) que se supone que es igual al período de rotación del interior de Saturno. [73] La característica hexagonal no cambia de longitud como las otras nubes en la atmósfera visible. [74] El origen del patrón es motivo de mucha especulación. La mayoría de los científicos piensan que se trata de un patrón de onda estacionaria en la atmósfera. Se han replicado formas poligonales en el laboratorio mediante la rotación diferencial de fluidos. [75] [76]

Las imágenes del HST de la región del polo sur indican la presencia de una corriente en chorro , pero ningún vórtice polar fuerte ni ninguna onda estacionaria hexagonal. [77] La ​​NASA informó en noviembre de 2006 que Cassini había observado una tormenta " parecida a un huracán " fijada en el polo sur que tenía una pared del ojo claramente definida . [78] [79] Las nubes en la pared del ojo no se habían visto previamente en ningún planeta que no fuera la Tierra. Por ejemplo, las imágenes de la nave espacial Galileo no mostraban una pared del ojo en la Gran Mancha Roja de Júpiter. [80]

La tormenta del polo sur puede haber estado presente durante miles de millones de años. [81] Este vórtice es comparable al tamaño de la Tierra y tiene vientos de 550 km/h. [81]

Magnetosfera

Luces aurorales en el polo norte de Saturno

Saturno tiene un campo magnético intrínseco que tiene una forma simple y simétrica: un dipolo magnético . Su intensidad en el ecuador (0,2  gauss ( µT )) es aproximadamente una vigésima parte de la del campo alrededor de Júpiter y ligeramente más débil que el campo magnético de la Tierra. [31] Como resultado, la magnetosfera de Saturno es mucho más pequeña que la de Júpiter. [82] Cuando la Voyager 2 entró en la magnetosfera, la presión del viento solar era alta y la magnetosfera se extendía sólo 19 radios de Saturno, o 1,1 millones de kilómetros (712.000 millas), [83] aunque se amplió en varias horas y permaneció así durante aproximadamente tres días. [84] Lo más probable es que el campo magnético se genere de manera similar al de Júpiter: mediante corrientes en la capa de hidrógeno metálico líquido llamada dinamo de hidrógeno metálico. [82] Esta magnetosfera es eficaz para desviar las partículas del viento solar del Sol. La luna Titán orbita dentro de la parte exterior de la magnetosfera de Saturno y aporta plasma de las partículas ionizadas en la atmósfera exterior de Titán. [31] La magnetosfera de Saturno, como la de la Tierra , produce auroras . [85]

Órbita y rotación

Animación de Saturno y los planetas exteriores del Sistema Solar orbitando alrededor del Sol.
Aparición simulada de Saturno visto desde la Tierra (en oposición ) durante una órbita de Saturno, 2001-2029

La distancia media entre Saturno y el Sol es de más de 1.400 millones de kilómetros (9  AU ). Con una velocidad orbital promedio de 9,68 km/s, [6] a Saturno le toma 10.759 días terrestres (o alrededor de 29+1 ⁄ 2  años) [86] para terminar una revolución alrededor del Sol. [6] Como consecuencia, forma una resonancia de movimiento medio cercana a 5:2 con Júpiter. [87] La ​​órbita elíptica de Saturno está inclinada 2,48° con respecto al plano orbital de la Tierra. [6] Las distancias de perihelio y afelio son, respectivamente, 9,195 y 9,957 AU, en promedio. [6] [88] Las características visibles de Saturno giran a diferentes velocidades dependiendo de la latitud, y se han asignado múltiples períodos de rotación a varias regiones (como en el caso de Júpiter).

Los astrónomos utilizan tres sistemas diferentes para especificar la velocidad de rotación de Saturno. El Sistema I tiene un período de 10 h 14 m 00 s (844,3°/d) y abarca la Zona Ecuatorial, el Cinturón Ecuatorial Sur y el Cinturón Ecuatorial Norte. Se considera que las regiones polares tienen velocidades de rotación similares al Sistema I. Todas las demás latitudes de Saturno, excluyendo las regiones polares norte y sur, se indican como Sistema II y se les ha asignado un período de rotación de 10 h 38 m 25,4 s (810,76°/d). El Sistema III se refiere a la tasa de rotación interna de Saturno. Según las emisiones de radio del planeta detectadas por las Voyager 1 y Voyager 2 , [89] el Sistema III tiene un período de rotación de 10 h 39 m 22,4 s (810,8°/d). El Sistema III ha reemplazado en gran medida al Sistema II. [90]

Sigue siendo difícil determinar un valor preciso para el tiempo de rotación del interior. Mientras se acercaba a Saturno en 2004, Cassini descubrió que el período de rotación de radio de Saturno había aumentado apreciablemente, a aproximadamente 10 h 45 m 45 s ± 36 s . [91] [92] Una estimación de la rotación de Saturno (como tasa de rotación indicada para Saturno en su conjunto) basada en una recopilación de varias mediciones de las sondas Cassini , Voyager y Pioneer es 10 h 32 m 35 s . [93] Los estudios del anillo C del planeta arrojan un período de rotación de 10 h 33 m 38 s. + 1 metro 52 segundos
− 1 metro 19 segundos . [17] [18]

En marzo de 2007, se descubrió que la variación en las emisiones de radio del planeta no coincidía con la velocidad de rotación de Saturno. Esta variación puede ser causada por la actividad de los géiseres en Encelado , la luna de Saturno . El vapor de agua emitido a la órbita de Saturno por esta actividad se carga y crea un arrastre sobre el campo magnético de Saturno, ralentizando ligeramente su rotación en relación con la rotación del planeta. [94] [95] [96]

Una aparente rareza de Saturno es que no tiene ningún asteroide troyano conocido . Estos son planetas menores que orbitan alrededor del Sol en los puntos lagrangianos estables , denominados L 4 y L 5 , ubicados en ángulos de 60° con respecto al planeta a lo largo de su órbita. Se han descubierto asteroides troyanos en Marte , Júpiter, Urano y Neptuno. Se cree que los mecanismos de resonancia orbital , incluida la resonancia secular , son la causa de la desaparición de los troyanos de Saturno. [97]

Satélites naturales

Concepción artística de Saturno, sus anillos y sus principales lunas heladas: desde Mimas hasta Rea

Saturno tiene 146 lunas conocidas , 63 de las cuales tienen nombres formales. [12] [11] Se estima que existen otros100 ± 30 lunas irregulares exteriores de más de 3 km (2 millas) de diámetro. [98] Además, hay evidencia de docenas a cientos de lunas con diámetros de 40 a 500 metros en los anillos de Saturno, [99] que no se consideran verdaderas lunas. Titán , la luna más grande, comprende más del 90% de la masa en órbita alrededor de Saturno, incluidos los anillos. [100] La segunda luna más grande de Saturno, Rea , puede tener un sistema de anillos tenue propio , [101] junto con una atmósfera tenue . [102] [103] [104]

Muchas de las otras lunas son pequeñas: 131 tienen menos de 50 kilómetros de diámetro. [105] Tradicionalmente, la mayoría de las lunas de Saturno han recibido nombres de titanes de la mitología griega. Titán es el único satélite del Sistema Solar con una atmósfera importante , [106] [107] en la que se produce una química orgánica compleja . Es el único satélite con lagos de hidrocarburos . [108] [109]

El 6 de junio de 2013, científicos del IAA-CSIC informaron de la detección de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la atmósfera superior de Titán, un posible precursor de la vida . [110] El 23 de junio de 2014, la NASA afirmó tener pruebas sólidas de que el nitrógeno en la atmósfera de Titán provenía de materiales en la nube de Oort , asociados con cometas , y no de los materiales que formaron Saturno en épocas anteriores. [111]

Encelado , la luna de Saturno , que parece similar en composición química a la de los cometas, [112] a menudo se ha considerado como un hábitat potencial para la vida microbiana . [113] [114] [115] [116] La evidencia de esta posibilidad incluye las partículas ricas en sal del satélite que tienen una composición "parecida a un océano" que indica que la mayor parte del hielo expulsado de Encelado proviene de la evaporación de agua salada líquida. [117] [118] [119] Un sobrevuelo de Cassini en 2015 a través de una columna de humo en Encelado encontró la mayoría de los ingredientes para sustentar formas de vida que viven por metanogénesis . [120]

En abril de 2014, los científicos de la NASA informaron sobre el posible comienzo de una luna nueva dentro del Anillo A , que fue fotografiado por Cassini el 15 de abril de 2013. [121]

Anillos planetarios

Los anillos de Saturno (fotografiados aquí por Cassini en 2007) son los más masivos y llamativos del Sistema Solar. [48]

Saturno es probablemente mejor conocido por el sistema de anillos planetarios que lo hace visualmente único. [48] ​​Los anillos se extienden desde 6.630 a 120.700 kilómetros (4.120 a 75.000 millas) hacia afuera del ecuador de Saturno y tienen un espesor promedio de aproximadamente 20 metros (66 pies). Están compuestos predominantemente de hielo de agua, con trazas de impurezas de tolina y una capa salpicada de aproximadamente un 7% de carbono amorfo . [122] Las partículas que forman los anillos varían en tamaño desde motas de polvo hasta 10 m. [123] Mientras que los otros gigantes gaseosos también tienen sistemas de anillos, el de Saturno es el más grande y visible.

Existen dos hipótesis principales sobre el origen de los anillos. Una hipótesis es que los anillos son restos de una luna destruida de Saturno, para lo cual un equipo de investigación del MIT propuso el nombre de " Chrysalis ". [124] La segunda hipótesis es que los anillos son restos del material nebular original a partir del cual se formó Saturno. Parte del hielo del anillo E proviene de los géiseres de la luna Encelado. [125] [126] [127] [128] La abundancia de agua de los anillos varía radialmente, siendo el anillo más externo A el más puro en agua helada. Esta variación en la abundancia puede explicarse por el bombardeo de meteoritos. [129]

Más allá de los anillos principales, a una distancia de 12 millones de kilómetros del planeta, se encuentra el escaso anillo de Phoebe. Está inclinado en un ángulo de 27° con respecto a los otros anillos y, al igual que Phoebe , orbita de forma retrógrada . [130]

Algunas de las lunas de Saturno, incluidas Pandora y Prometeo , actúan como lunas pastoras para confinar los anillos y evitar que se expandan. [131] Pan y Atlas causan ondas de densidad lineales débiles en los anillos de Saturno que han producido cálculos más confiables de sus masas. [132]

En septiembre de 2023, los astrónomos informaron sobre estudios que sugerían que los anillos de Saturno podrían haber sido el resultado de la colisión de dos lunas "hace unos cientos de millones de años". [133] [134]

Mosaico en color natural de imágenes de la cámara de ángulo estrecho de Cassini del lado no iluminado de los anillos D, C, B, A y F de Saturno (de izquierda a derecha) tomadas el 9 de mayo de 2007 (las distancias son al centro del planeta).

Historia de la observación y la exploración.

La observación y exploración de Saturno se puede dividir en tres fases: (1) observaciones premodernas a simple vista , (2) observaciones telescópicas desde la Tierra a partir del siglo XVII y (3) visitas de sondas espaciales , en órbita o en sobrevuelo . En el siglo XXI, las observaciones telescópicas continúan desde la Tierra (incluidos observatorios en órbita terrestre como el Telescopio Espacial Hubble ) y, hasta su retirada en 2017 , desde el orbitador Cassini alrededor de Saturno.

Observación pretelescópica

Saturno ha sido conocido desde tiempos prehistóricos, [135] y en la historia temprana registrada fue un personaje importante en varias mitologías. Los astrónomos babilónicos observaron y registraron sistemáticamente los movimientos de Saturno. [136] En griego antiguo, el planeta era conocido como Φαίνων Phainon , [137] y en la época romana era conocido como la "estrella de Saturno ". [138] En la mitología romana antigua , el planeta Phainon era sagrado para este dios agrícola, del cual el planeta toma su nombre moderno. [139] Los romanos consideraban al dios Saturno el equivalente del dios griego Cronos ; en griego moderno , el planeta conserva el nombre Cronos - Κρόνος : Kronos . [140]

El científico griego Ptolomeo basó sus cálculos de la órbita de Saturno en observaciones que realizó mientras estaba en oposición . [141] En la astrología hindú , hay nueve objetos astrológicos, conocidos como Navagrahas . Saturno es conocido como " Shani " y juzga a todos en función de las buenas y malas acciones realizadas en la vida. [139] [141] La antigua cultura china y japonesa designó al planeta Saturno como la "estrella de la Tierra" (土星). Esto se basó en los Cinco Elementos que se utilizaban tradicionalmente para clasificar los elementos naturales. [142] [143] [144]

En hebreo antiguo , Saturno se llama Shabbathai . [145] Su ángel es Cassiel . Su inteligencia o espíritu benéfico es 'Agȋȇl ( hebreo : אגיאל , romanizado :  ʿAgyal ), [146] y su espíritu más oscuro ( demonio ) es Zȃzȇl ( hebreo : זאזל , romanizado :  Zazl ). [146] [147] [148] Zazel ha sido descrito como un gran ángel , invocado en la magia salomónica , que es "eficaz en conjuros de amor ". [149] [150] En turco otomano , urdu y malayo , el nombre de Zazel es 'Zuhal', derivado de la lengua árabe ( árabe : زحل , romanizado :  Zuhal ). [147]

Observaciones telescópicas previas a los vuelos espaciales

Galileo Galilei observó los anillos de Saturno en 1610, pero no pudo determinar qué eran
Robert Hooke notó las sombras ( a y b ) proyectadas tanto por el globo como por los anillos entre sí en este dibujo de Saturno en 1666.

Los anillos de Saturno requieren al menos un telescopio de 15 mm de diámetro [151] para resolverse y, por lo tanto, no se sabía de su existencia hasta que Christiaan Huygens los vio en 1655 y publicó sobre esto en 1659. Galileo , con su telescopio primitivo en 1610, [152] [153] pensó incorrectamente que Saturno no aparecía del todo redondo como dos lunas en los lados de Saturno. [154] [155] No fue hasta que Huygens utilizó un mayor aumento telescópico que esta noción fue refutada y los anillos se vieron realmente por primera vez. Huygens también descubrió Titán, la luna de Saturno ; Giovanni Domenico Cassini descubrió más tarde otras cuatro lunas: Jápeto , Rea , Tetis y Dione . En 1675, Cassini descubrió la brecha que ahora se conoce como División Cassini . [156]

No se hicieron más descubrimientos de importancia hasta 1789, cuando William Herschel descubrió dos lunas más, Mimas y Encelado . El satélite Hyperion , de forma irregular y que tiene resonancia con Titán, fue descubierto en 1848 por un equipo británico. [157]

En 1899, William Henry Pickering descubrió Phoebe, un satélite muy irregular que no gira sincrónicamente con Saturno como lo hacen las lunas más grandes. [157] Phoebe fue el primer satélite de este tipo encontrado y tardó más de un año en orbitar Saturno en una órbita retrógrada . A principios del siglo XX, las investigaciones sobre Titán llevaron a la confirmación en 1944 de que tenía una atmósfera espesa, una característica única entre las lunas del Sistema Solar. [158]

Misiones de vuelos espaciales

Sobrevuelo del Pioneer 11

Imagen de Saturno obtenida por la Pioneer 11

Pioneer 11 realizó el primer sobrevuelo de Saturno en septiembre de 1979, cuando pasó a 20.000 kilómetros de las cimas de las nubes del planeta. Se tomaron imágenes del planeta y algunas de sus lunas, aunque su resolución era demasiado baja para discernir los detalles de la superficie. La nave espacial también estudió los anillos de Saturno, revelando el delgado anillo F y el hecho de que los espacios oscuros en los anillos son brillantes cuando se ven en un ángulo de fase alto (hacia el Sol), lo que significa que contienen material fino que dispersa la luz. Además, Pioneer 11 midió la temperatura de Titán. [159]

Sobrevuelos de la Voyager

En noviembre de 1980, la sonda Voyager 1 visitó el sistema de Saturno. Envió las primeras imágenes de alta resolución del planeta, sus anillos y satélites. Por primera vez se observaron las características de la superficie de varias lunas. La Voyager 1 realizó un sobrevuelo cercano a Titán, aumentando el conocimiento de la atmósfera de la luna. Se demostró que la atmósfera de Titán es impenetrable en longitudes de onda visibles ; por lo tanto, no se vieron detalles de la superficie. El sobrevuelo cambió la trayectoria de la nave fuera del plano del Sistema Solar. [160]

Casi un año después, en agosto de 1981, la Voyager 2 continuó el estudio del sistema de Saturno. Se adquirieron más imágenes de cerca de las lunas de Saturno, así como evidencia de cambios en la atmósfera y los anillos. Desafortunadamente, durante el sobrevuelo, la plataforma giratoria de la cámara de la sonda se atascó durante un par de días y se perdieron algunas imágenes planificadas. Se utilizó la gravedad de Saturno para dirigir la trayectoria de la nave espacial hacia Urano. [160]

Las sondas descubrieron y confirmaron varios satélites nuevos que orbitan cerca o dentro de los anillos del planeta, así como la pequeña Brecha Maxwell (una brecha dentro del Anillo C ) y la Brecha Keeler (una brecha de 42 km de ancho en el Anillo A ).

Nave espacial Cassini-Huygens

En el polo sur de Encelado, los géiseres rocían agua desde muchos lugares a lo largo de las franjas del tigre . [161]

La sonda espacial Cassini-Huygens entró en órbita alrededor de Saturno el 1 de julio de 2004. En junio de 2004, realizó un sobrevuelo cercano a Phoebe , enviando imágenes y datos de alta resolución. El sobrevuelo de Cassini a Titán, la luna más grande de Saturno, capturó imágenes de radar de grandes lagos y sus costas con numerosas islas y montañas. El orbitador completó dos sobrevuelos de Titán antes de lanzar la sonda Huygens el 25 de diciembre de 2004. Huygens descendió sobre la superficie de Titán el 14 de enero de 2005. [162]

A principios de 2005, los científicos utilizaron Cassini para rastrear rayos en Saturno. El poder de los rayos es aproximadamente 1.000 veces mayor que el de los rayos en la Tierra. [163]

En 2006, la NASA informó que Cassini había encontrado evidencia de depósitos de agua líquida a no más de decenas de metros debajo de la superficie que estallan en géiseres en la luna Encelado de Saturno . Estos chorros de partículas heladas se emiten en órbita alrededor de Saturno desde respiraderos en la región del polo sur de la luna. [164] Se han identificado más de 100 géiseres en Encelado. [161] En mayo de 2011, los científicos de la NASA informaron que Encelado "está emergiendo como el lugar más habitable más allá de la Tierra en el Sistema Solar para la vida tal como la conocemos". [165] [166]

Saturno eclipsa al Sol, visto desde Cassini . Los anillos son visibles, incluido el anillo F.

Las fotografías de Cassini han revelado un anillo planetario no descubierto previamente, fuera de los anillos principales más brillantes de Saturno y dentro de los anillos G y E. Se supone que la fuente de este anillo es el choque de un meteoroide frente a Jano y Epimeteo . [167] En julio de 2006, se devolvieron imágenes de lagos de hidrocarburos cerca del polo norte de Titán, cuya presencia se confirmó en enero de 2007. En marzo de 2007, se encontraron mares de hidrocarburos cerca del polo Norte, el mayor de los cuales tiene casi el tamaño de el Mar Caspio . [168] En octubre de 2006, la sonda detectó una tormenta similar a un ciclón de 8.000 km de diámetro con una pared ocular en el polo sur de Saturno. [169]

Del 2004 al 2 de noviembre de 2009, la sonda descubrió y confirmó ocho nuevos satélites. [170] En abril de 2013, Cassini envió imágenes de un huracán en el polo norte del planeta 20 veces más grande que los encontrados en la Tierra, con vientos más rápidos que 530 km/h (330 mph). [171] El 15 de septiembre de 2017, la nave espacial Cassini-Huygens realizó el "Gran Final" de su misión: una serie de pasos a través de espacios entre Saturno y los anillos interiores de Saturno. [172] [173] La entrada atmosférica de Cassini puso fin a la misión.

Posibles misiones futuras

La exploración continua de Saturno todavía se considera una opción viable para la NASA como parte de su programa de misiones Nuevas Fronteras en curso . La NASA solicitó previamente que se presentaran planes para una misión a Saturno que incluyera la sonda de entrada atmosférica de Saturno y posibles investigaciones sobre la habitabilidad y el posible descubrimiento de vida en las lunas de Saturno, Titán y Encelado, por parte de Dragonfly . [174] [175]

Observación

Vista telescópica amateur de Saturno

Saturno es el más distante de los cinco planetas fácilmente visibles a simple vista desde la Tierra, siendo los otros cuatro Mercurio , Venus , Marte y Júpiter. (Urano, y ocasionalmente 4 Vesta , son visibles a simple vista en cielos oscuros). Saturno aparece a simple vista en el cielo nocturno como un punto de luz brillante y amarillento. La magnitud aparente media de Saturno es 0,46 con una desviación estándar de 0,34. [23] La mayor parte de la variación de magnitud se debe a la inclinación del sistema de anillos en relación con el Sol y la Tierra. La magnitud más brillante, −0,55, ocurre cerca del momento en que el plano de los anillos está más inclinado, y la magnitud más débil, 1,17, ocurre alrededor del momento en que están menos inclinados. [23] El planeta tarda aproximadamente 29,4 años en completar un circuito completo de la eclíptica en el contexto de las constelaciones del zodíaco . La mayoría de las personas necesitarán una ayuda óptica (binoculares muy grandes o un telescopio pequeño) que aumente al menos 30 veces para lograr una imagen de los anillos de Saturno con una resolución clara. [48] ​​[151] Cuando la Tierra pasa a través del plano de los anillos, lo que ocurre dos veces cada año saturniano (aproximadamente cada 15 años terrestres), los anillos desaparecen brevemente de la vista porque son muy delgados. Tal "desaparición" ocurrirá próximamente en 2025, pero Saturno estará demasiado cerca del Sol para realizar observaciones. [176]

Saturno y sus anillos se ven mejor cuando el planeta está en oposición o cerca de ella, la configuración de un planeta cuando tiene un alargamiento de 180° y, por lo tanto, aparece opuesto al Sol en el cielo. Cada año ocurre una oposición de Saturno (aproximadamente cada 378 días) y hace que el planeta aparezca en su punto más brillante. Tanto la Tierra como Saturno orbitan alrededor del Sol en órbitas excéntricas, lo que significa que sus distancias al Sol varían con el tiempo y, por lo tanto, también lo hacen sus distancias entre sí, variando así el brillo de Saturno de una oposición a la siguiente. Saturno también parece más brillante cuando los anillos tienen un ángulo tal que son más visibles. Por ejemplo, durante la oposición del 17 de diciembre de 2002, Saturno apareció en su punto más brillante debido a una orientación favorable de sus anillos con respecto a la Tierra, [177] a pesar de que Saturno estaba más cerca de la Tierra y del Sol a finales de 2003. [177]

De vez en cuando, Saturno queda oculto por la Luna (es decir, la Luna cubre a Saturno en el cielo). Como ocurre con todos los planetas del Sistema Solar, las ocultaciones de Saturno ocurren en "estaciones". Las ocultaciones de Saturno tendrán lugar mensualmente durante un período de aproximadamente 12 meses, seguido de un período de aproximadamente cinco años en el que no se registrará tal actividad. La órbita de la Luna está inclinada varios grados con respecto a la de Saturno, por lo que las ocultaciones sólo ocurrirán cuando Saturno esté cerca de uno de los puntos en el cielo donde los dos planos se cruzan (tanto la duración del año de Saturno como el período de precesión nodal de 18,6 años terrestres de la órbita de la Luna influye en la periodicidad). [178]

Ver también

Notas

  1. ^ abcdefgh Se refiere al nivel de 1 bar de presión atmosférica.
  2. ^ Basado en el volumen dentro del nivel de 1 bar de presión atmosférica

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