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Los científicos de la NASA finalmente saben qué hora es en Saturno, ¿cómo?

Saturno con anillos

Una vista desde la nave espacial Cassini de la NASA muestra el hemisferio norte de Saturno en 2016 cuando esa parte del planeta se acerca a su solsticio de verano en el hemisferio norte. Un año en Saturno son 29 años terrestres; los días solo duran 10:33:38, según un nuevo análisis de los datos de Cassini.

Los investigadores de la NASA finalmente saben qué hora es en Saturno. Este es un misterio de larga data de la ciencia del sistema solar y está claro que la duración del día es de 10 horas, 33 minutos y 38 segundos. La agencia espacial se ha tomado tanto tiempo porque el gigante gaseoso no tiene una superficie sólida con puntos de referencia para rastrear mientras gira, y tiene un campo magnético inusual que oculta la velocidad de rotación del planeta.

La respuesta del misterio estaba escondida en los anillos del planeta y ha sido descubierta por Christopher Malkovich, un estudiante graduado en astronomía y astrofísica en la UC Santa Cruz, usó los datos para estudiar los patrones de onda dentro de los anillos. También estudió los anillos rocosos y helados del planeta con un detalle sin precedentes.

Según su trabajo, determinó que los anillos responden a vibraciones dentro del propio planeta, actuando de forma similar a los sismómetros que se utilizan para medir el movimiento provocado por los terremotos. El interior de Saturno vibra a frecuencias que provocan variaciones en su campo gravitatorio. Los anillos, a su vez, detectan esos movimientos en el campo.

“Las partículas a lo largo de los anillos no pueden evitar sentir estas oscilaciones en el campo de gravedad”, dijo Mankovich. "En lugares específicos de los anillos, estas oscilaciones atrapan partículas del anillo en el momento justo en sus órbitas para acumular energía gradualmente, y esa energía se lleva como una onda observable".

La investigación del científico fue publicada en 17 de enero por Astrophysical Journal y describe la eficiencia con la que desarrolló modelos de la estructura interna de Saturno que coincidirían con las ondas de los anillos. Eso le permitió rastrear los movimientos del interior del planeta y, por lo tanto, su rotación. La tasa de rotación de 10:33:38 que arrojó el análisis es varios minutos más rápida que las estimaciones anteriores en 1981, que se basaron en señales de radio de la nave espacial Voyager de la NASA. Los datos de análisis de la NASA Voyager dependían totalmente de la información del campo magnético.

Los científicos de la NASA generalmente confían en el campo magnético para medir las tasas de rotación de los planetas. El eje magnético de Júpiter, como el de la Tierra, no está alineado con su eje de rotación. Por lo tanto, gira a medida que el planeta gira, lo que permite a los científicos medir una señal periódica en ondas de radio para obtener la tasa de rotación; sin embargo, el campo magnético de Saturno está totalmente alineado con su eje de rotación y, por lo tanto, los anillos son la clave para determinar la longitud de día. Los científicos de Saturno están encantados de tener la mejor respuesta hasta ahora a una pregunta tan central sobre el planeta.

“Los investigadores usaron ondas en los anillos para observar el interior de Saturno, y sacaron esta característica fundamental del planeta buscada durante mucho tiempo. Y es un resultado realmente sólido”, dijo Linda Spilker, científica del proyecto Cassini. “Los anillos contenían la respuesta”.

La idea de que los anillos de Saturno podrían usarse para estudiar la sismología del planeta se sugirió por primera vez en 1982, mucho antes de que fueran posibles las observaciones necesarias.

El coautor Mark Marley, ahora en el Centro de Investigación Ames de la NASA en el Silicon Valley de California, desarrolló posteriormente la idea de su tesis doctoral en 1990. Además de mostrar cómo se podrían hacer los cálculos, predijo dónde estarían las firmas en los anillos de Saturno. También señaló que la misión Cassini, entonces en las etapas de planificación, podría realizar las observaciones necesarias para probar la idea.

"Dos décadas después, en los últimos años de la misión Cassini, los científicos analizaron los datos de la misión y encontraron características de anillos en las ubicaciones de las predicciones de Mark", dijo el coautor Jonathan Fortney, profesor de astronomía y astrofísica en UC Santa Cruz y miembro de el equipo Cassini. "Este trabajo actual tiene como objetivo aprovechar al máximo estas observaciones".

La misión de Cassini terminó en septiembre de 2017 cuando, con poco combustible, el equipo de la misión sumergió deliberadamente la nave espacial en la atmósfera de Saturno, que quería evitar estrellar la nave contra las lunas del planeta.

Fuente de la imagen destacada: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute.

Fuente: NASA

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