El giro de Saturno ha mostrado cambios desconcertantes cuando se observó en el pasado, pero resulta que su comportamiento anormal es sólo una ilusión creada por la aurora del planeta anillado. Los astrónomos habían notado previamente que Saturno parecía exhibir una tasa de rotación cambiante, pero esto no tenía sentido: un planeta no puede alterar su giro de la nada.
Un nuevo estudio publicado en el Journal of Geophysical Research: Space Physics finalmente ha desvelado este misterio al observar más de cerca la aurora de Saturno con el telescopio espacial James Webb de la NASA. Las lecturas en la atmósfera superior revelaron un ciclo continuo impulsado por el viento y el calor; La señal auroral creada por este proceso ha hecho que parezca como si Saturno girara a diferentes velocidades dependiendo de cómo se observe el planeta.
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El misterioso giro de Saturno
Medir la duración de un día en Saturno es todo un desafío para los astrónomos, algo de lo que se dieron cuenta cuando la nave espacial Cassini de la NASA observó el planeta en 2004.
Según el Observatorio WM Keck, Cassini midió los pulsos de emisión de radio de la atmósfera de Saturno en un intento de medir la rotación general del planeta, lo que debería haber determinado la duración de su día. Pero los astrónomos se quedaron con un enigma en lugar de respuestas: la velocidad de rotación parecía haber cambiado desde la última visita a Saturno de la nave espacial Voyager 2 en 1981.
Los astrónomos sabían que la velocidad de rotación de Saturno no podría haber experimentado cambios significativos sin alguna otra influencia. Esta cuestión no se descifraría hasta casi dos décadas después, cuando un estudio de 2021 en Geophysical Research Letters encontró que los vientos en la atmósfera superior del planeta estaban produciendo corrientes eléctricas responsables de los presuntos cambios en la velocidad de rotación.
El nuevo estudio ha ido un paso más allá y ha descubierto de dónde provienen estos vientos.
“Durante décadas, supimos que algo extraño estaba sucediendo con la velocidad de rotación aparente de Saturno, pero no podíamos explicarlo. Luego demostramos que estaba siendo impulsado por vientos atmosféricos, pero todavía no sabíamos por qué existían esos vientos. Estas nuevas observaciones, posibles gracias al JWST, finalmente nos brindan la evidencia que necesitábamos para cerrar ese ciclo”, dijo en un comunicado el autor del estudio Tom Stallard, astrónomo planetario de la Universidad de Northumbria.
Un ciclo auroral
El nuevo estudio observó la región auroral norte de Saturno, similar a la aurora boreal de la Tierra, para recopilar datos que resultaron 10 veces más precisos que las mediciones anteriores. Centrándose en el catión trihidrógeno, una molécula de la atmósfera superior del planeta que actúa como un termómetro natural, los investigadores crearon mapas detallados de temperatura y densidad de partículas en toda la región auroral.
Basándose en patrones de calentamiento y enfriamiento, encontraron que la aurora calienta la atmósfera en un lugar específico y produce vientos; Estos vientos generan luego corrientes eléctricas que forman la base de la aurora, que luego calientan la atmósfera nuevamente. Todo el proceso es un circuito de retroalimentación autosostenible que sustenta continuamente a las auroras.
Energía de la magnetosfera
El nuevo estudio también indica que las corrientes aurorales generadas en la atmósfera de Saturno influyen directamente en su magnetosfera, la región que rodea al planeta y que se ve afectada por su campo magnético.
“Este resultado cambia la forma en que pensamos sobre las atmósferas planetarias en general”, dijo Stallard. “Si las condiciones atmosféricas de un planeta pueden impulsar corrientes hacia el entorno espacial circundante, entonces comprender lo que sucede en las estratosferas de otros mundos puede revelar interacciones que aún no hemos imaginado”.
Las magnetosferas de otros planetas también desempeñan un papel en la creación de auroras; En la Tierra, por ejemplo, las auroras se forman cuando partículas cargadas del viento solar interactúan con el campo magnético del planeta. Según la ESA, las auroras de Júpiter surgen de las interacciones del campo magnético con el viento solar y las partículas expulsadas por los volcanes de Io, una de las lunas en órbita del planeta.
Sin embargo, en última instancia, Saturno es un caso especial; es el único planeta observado hasta la fecha que genera su aurora con la ayuda de los vientos atmosféricos, provocando la apariencia inusual de su giro.
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