16
de setembre
del
2022
Actualitzat
a les
15:04h
Un estudi publicat per la revista Science planteja una nova teoria sobre la composició i aspecte de Saturn, el planeta gegant. Segons el grup de científics que l'ha creat, fa uns 150 milions d'anys la força magnètica d'una lluna de Saturn, a la qual han anomenat Crisàlide, va atraure de tal manera el planeta durant tant temps que la lluna es va acabar trencant. Algunes de les seves restes haurien quedat suspeses a la superfície, però d'altres haurien acabat formant els característics anells de Saturn i contribuït a la inclinació del planeta, que gira en un angle de 26,7 graus respecte al pla en què orbita el Sol.
L'estudi, liderat principalment per un grup d'astrònoms de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), és completament innovador perquè fins ara es creia que la inclinació de Saturn es devia a les interaccions gravitatòries amb el seu veí Neptú. Ara, tot i que els científics no han descartat que ambdós planetes hagin pogut estar sincronitzats alguna vegada, defensen que des de l'aparició de Crisàlide, Saturn va escapar de l'atracció de Neptú.
Amb quina base van començar a treballar els investigadors?
Els astrònoms del MIT van prendre com a referència unes observacions realitzades per la nau espacial Cassini de la NASA, que de 2004 a 2017, va orbitar Saturn i va descobrir que Tità, la lluna més gran del planeta de les 83 que el formen, migrava lluny de Saturn i a un ritme més ràpid de l'esperat, a uns 11 centímetres per any.
La ràpida migració de Tità i la seva atracció gravitatòria van fer que els científics pensessin que el satèl·lit era el responsable de la inclinació i de mantenir a Saturn en ressonància amb Neptú. Però aquesta explicació depèn d'una gran incògnita: el moment d'inèrcia de Saturn, és a dir, de com es distribueix la massa a l'interior del planeta. La inclinació de Saturn podria comportar-se de manera diferent depenent de si la matèria està més concentrada en el seu nucli o cap a la superfície. "Per a avançar en el problema, havíem de determinar el moment d'inèrcia de Saturn", ha detallat Jack Wisdom, professor de ciències planetàries del MIT i autor principal de l'estudi.
I en això es van centrar. Per precisar el moment d'inèrcia del planeta van utilitzar algunes de les últimes observacions fetes per Cassini en una fase de la missió durant la qual la nau es va apropar molt per a cartografiar amb precisió el camp gravitatori al voltant de Saturn. Aleshores, Wisdom i el seu equip van identificar una distribució de massa que coincidia amb el camp gravitatori observat per Cassini. Sorprenentment, van descobrir que aquest moment d'inèrcia recentment identificat situava a Saturn a prop, però fora de la ressonància amb Neptú. "És possible que els planetes hagin estat alguna vegada sincronitzats, però ja no ho estan", avançaven en una primera fase de l'estudi. "Llavors vam buscar de quina manera Saturn podia haver sortit de la ressonància de Neptú", ha relatat Wisdom.
L'equip va intentar fer marxa enrere en el temps per descobrir si hi havia hagut alguna inestabilitat natural entre les llunes que podria haver influït en la inclinació del planeta, però la cerca no va donar resultats. Per això, els investigadors van reexaminar les equacions matemàtiques que descriuen la precessió d'un planeta, és a dir, com canvia l'eix de rotació d'un planeta al llarg del temps. En aquesta equació, hi ha contribucions de tots els satèl·lits.
Va ser aleshores quan es van adonar que si eliminaven un satèl·lit de la suma, això podria afectar la precessió del planeta. La pregunta era quina massa hauria de tenir aquest satèl·lit i quina dinàmica hauria de patir per treure a Saturn de la ressonància de Neptú. Wisdom i els seus companys van fer simulacions per determinar les propietats d'un satèl·lit, com la seva massa i radi orbital, així com la dinàmica orbital necessària per treure a Saturn de la ressonància. Amb això van concloure que l'actual inclinació del planeta és resultat de la ressonància amb Neptú i que la pèrdua del satèl·lit Crisàlide, que tenia la grandària de Iapetus, la tercera lluna més gran de Saturn, li va permetre escapar de la ressonància.
En algun moment de fa 200 o 100 milions d'anys, Crisàlide va entrar en una zona orbital caòtica, va estar a punt de topar amb Iapeto i Tità i finalment es va acostar massa a Saturn, en una trobada que va acabar destrossant-la, esmicolant-la en fraccions que van acabar envoltant el planeta com un anell d'enderrocs. "És una història bastant bona, però com qualsevol altre resultat, haurà de ser examinat per uns altres", ha clos Wisdom.
L'estudi, liderat principalment per un grup d'astrònoms de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT), és completament innovador perquè fins ara es creia que la inclinació de Saturn es devia a les interaccions gravitatòries amb el seu veí Neptú. Ara, tot i que els científics no han descartat que ambdós planetes hagin pogut estar sincronitzats alguna vegada, defensen que des de l'aparició de Crisàlide, Saturn va escapar de l'atracció de Neptú.
Amb quina base van començar a treballar els investigadors?
Els astrònoms del MIT van prendre com a referència unes observacions realitzades per la nau espacial Cassini de la NASA, que de 2004 a 2017, va orbitar Saturn i va descobrir que Tità, la lluna més gran del planeta de les 83 que el formen, migrava lluny de Saturn i a un ritme més ràpid de l'esperat, a uns 11 centímetres per any.
La ràpida migració de Tità i la seva atracció gravitatòria van fer que els científics pensessin que el satèl·lit era el responsable de la inclinació i de mantenir a Saturn en ressonància amb Neptú. Però aquesta explicació depèn d'una gran incògnita: el moment d'inèrcia de Saturn, és a dir, de com es distribueix la massa a l'interior del planeta. La inclinació de Saturn podria comportar-se de manera diferent depenent de si la matèria està més concentrada en el seu nucli o cap a la superfície. "Per a avançar en el problema, havíem de determinar el moment d'inèrcia de Saturn", ha detallat Jack Wisdom, professor de ciències planetàries del MIT i autor principal de l'estudi.
I en això es van centrar. Per precisar el moment d'inèrcia del planeta van utilitzar algunes de les últimes observacions fetes per Cassini en una fase de la missió durant la qual la nau es va apropar molt per a cartografiar amb precisió el camp gravitatori al voltant de Saturn. Aleshores, Wisdom i el seu equip van identificar una distribució de massa que coincidia amb el camp gravitatori observat per Cassini. Sorprenentment, van descobrir que aquest moment d'inèrcia recentment identificat situava a Saturn a prop, però fora de la ressonància amb Neptú. "És possible que els planetes hagin estat alguna vegada sincronitzats, però ja no ho estan", avançaven en una primera fase de l'estudi. "Llavors vam buscar de quina manera Saturn podia haver sortit de la ressonància de Neptú", ha relatat Wisdom.
L'equip va intentar fer marxa enrere en el temps per descobrir si hi havia hagut alguna inestabilitat natural entre les llunes que podria haver influït en la inclinació del planeta, però la cerca no va donar resultats. Per això, els investigadors van reexaminar les equacions matemàtiques que descriuen la precessió d'un planeta, és a dir, com canvia l'eix de rotació d'un planeta al llarg del temps. En aquesta equació, hi ha contribucions de tots els satèl·lits.
Va ser aleshores quan es van adonar que si eliminaven un satèl·lit de la suma, això podria afectar la precessió del planeta. La pregunta era quina massa hauria de tenir aquest satèl·lit i quina dinàmica hauria de patir per treure a Saturn de la ressonància de Neptú. Wisdom i els seus companys van fer simulacions per determinar les propietats d'un satèl·lit, com la seva massa i radi orbital, així com la dinàmica orbital necessària per treure a Saturn de la ressonància. Amb això van concloure que l'actual inclinació del planeta és resultat de la ressonància amb Neptú i que la pèrdua del satèl·lit Crisàlide, que tenia la grandària de Iapetus, la tercera lluna més gran de Saturn, li va permetre escapar de la ressonància.
En algun moment de fa 200 o 100 milions d'anys, Crisàlide va entrar en una zona orbital caòtica, va estar a punt de topar amb Iapeto i Tità i finalment es va acostar massa a Saturn, en una trobada que va acabar destrossant-la, esmicolant-la en fraccions que van acabar envoltant el planeta com un anell d'enderrocs. "És una història bastant bona, però com qualsevol altre resultat, haurà de ser examinat per uns altres", ha clos Wisdom.