Un doctorado de la Universidad de Lancaster. Un estudiante ha medido la profundidad óptica de los anillos de Saturno utilizando un nuevo método basado en la cantidad de luz solar que llegaba a la nave espacial Cassini mientras estaba a la sombra de los anillos.
La profundidad óptica está relacionada con la transparencia de un objeto y muestra qué tan lejos puede viajar la luz a través de ese objeto antes de ser absorbida o dispersada.
La investigación, dirigida por la Universidad de Lancaster en colaboración con el Instituto Sueco de Física Espacial, se publica en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La nave espacial Cassini de NASA-ESA fue lanzada en 1997 y llegó a Saturno en 2004, llevando a cabo el estudio más extenso del planeta y sus lunas hasta la fecha. La misión terminó en 2017 cuando Cassini se sumergió en la atmósfera de Saturno, tras sumergirse 22 veces entre el planeta y sus anillos.
Doctorado de la Universidad de Lancaster. El estudiante George Xystouris, bajo la supervisión del Dr. Chris Arridge, analizó datos históricos de la sonda Langmuir a bordo de Cassini, un instrumento que medía el plasma frío, es decir, iones y electrones de baja energía, en la magnetosfera de Saturno.
Para su estudio se centraron en los eclipses solares de la nave espacial: periodos en los que Cassini estaba a la sombra de Saturno o de los anillos principales. Durante cada eclipse, la sonda Langmuir registró cambios dramáticos en los datos.
George dijo: “Como la sonda es metálica, siempre que esté iluminada por el sol, la luz del sol puede darle suficiente energía a la sonda para liberar electrones. Este es el efecto fotoeléctrico, y los electrones que se liberan son los llamados ‘fotoelectrones’. Pueden crear Sin embargo, hay problemas, ya que tienen las mismas propiedades que los electrones en el plasma frío alrededor de Saturno y no hay una manera fácil de separarlos”.
“Centrándonos en las variaciones de los datos, nos dimos cuenta de que estaban relacionadas con la cantidad de luz solar que permitiría pasar cada anillo. Finalmente, utilizando las propiedades del material del que estaba hecha la sonda Langmuir y el brillo del sol en las proximidades de Saturno, pudimos logró calcular el cambio en el número de fotoelectrones para cada anillo y calcular la profundidad óptica de los anillos de Saturno.
“¡Este fue un resultado novedoso y emocionante! Utilizamos un instrumento que se utiliza principalmente para mediciones de plasma para medir una característica planetaria, que es un uso único de la sonda Langmuir, y nuestros resultados coincidieron con estudios que utilizaron imágenes de alta resolución para medir la transparencia de los anillos.”
Los anillos principales, que se extienden hasta 140.000 km desde el planeta, pero tienen un espesor máximo de sólo 1 km, desaparecerán de la vista de la Tierra en 2025. En ese año, los anillos estarán inclinados de canto hacia la Tierra, lo que hará que sea casi imposible verlos. Se inclinarán hacia la Tierra durante la siguiente fase de la órbita de 29 años de Saturno y seguirán volviéndose más visibles y brillantes hasta 2032.
El profesor Mike Edmunds, presidente de la Royal Astronomical Society, añadió: “Siempre es bueno ver a un estudiante de posgrado involucrado en el uso de instrumentos de sondas espaciales de una manera inusual e inventiva. Innovación de este tipo es justo lo que se necesita en la investigación astronómica. y un enfoque que muchos antiguos alumnos que trabajan en diversas carreras están aplicando para ayudar a abordar los problemas del mundo”.
Con información de la Royal Astronomical Society
