Los anillos de Saturno se extienden más arriba y más abajo del plano de los anillos, formando un ‘halo’

La sonda Cassini realizó sus órbitas finales, conocidas como Órbitas de Gran Final (GFO), en 2017, antes de lanzarse a la atmósfera de Saturno. Durante estas GFO, la sonda recopiló muestras de polvo por encima y por debajo de los anillos de Saturno para su análisis con su Analizador de Polvo Cósmico (CDA). Ahora, investigadores han publicado un nuevo estudio en The Planetary Science Journal, que revela que estos datos indican que los famosos anillos de Saturno se extienden mucho más por encima y por debajo del plano anular que los delgados anillos que vemos a través de un telescopio.

Impresionantes similitudes en la composición

De sus 20 órbitas, Cassini recopiló 1690 espectros de polvo, que fueron analizados. De estos, 155 resultaron ser claramente partículas minerales (o de silicato). Las partículas se recogieron a una distancia aproximada de hasta tres radios saturninos (RS) por encima y por debajo del plano anular, en cantidades aproximadamente iguales, formando un «halo».

Tras el análisis de la composición, el equipo descubrió que estos silicatos de altas latitudes tenían una composición casi idéntica a la de los cercanos a los anillos. Las partículas cercanas y lejanas a los anillos están compuestas principalmente de magnesio y calcio, similar a los niveles cósmicos. También se encontró una disminución significativa del hierro en las partículas de polvo, coincidiendo con la composición de hierro encontrada cerca de los anillos. Los autores del estudio señalan que estas se consideraron «similitudes compositivas sorprendentes».

«Concluimos que, dentro de la precisión del método, estos granos de polvo mineral tienen una composición idéntica, lo que sugiere que los silicatos de este estudio también se originan en los anillos principales, alcanzando latitudes >3RS con respecto al plano de los anillos de Saturno», escriben los autores del estudio.

Una posible explicación
Para determinar cómo se originó esta distribución de partículas, el equipo realizó una serie de simulaciones dinámicas. Determinaron que dichas partículas pueden alcanzar las latitudes donde se encuentran si son expulsadas de los anillos a velocidades superiores a 25 km/s y tienen un tamaño inferior a 20 nanómetros. El equipo afirma que esto puede ocurrir si las partículas dentro de los anillos son impactadas por micrometeoroides, que son relativamente abundantes.

«El aumento observado en la densidad numérica de partículas al disminuir la distancia al plano de los anillos concuerda con la eyección tras el impacto de micrometeoroides como el mecanismo dominante de producción de partículas. Se espera que la mayoría de las partículas eyectadas vuelvan a colisionar con los anillos principales o caigan en Saturno, y se supone que solo una pequeña fracción logra escapar de los anillos», explican los autores del estudio.

Según los investigadores, el mecanismo más probable es la condensación de columnas de vapor rápido tras los impactos de micrometeoroides en los anillos. Esto daría lugar a los nanosilicatos observados en los datos, así como a la disminución del hierro observada.

Los investigadores también exploraron una teoría alternativa, según la cual las partículas fueron atraídas por la concentración gravitacional y, por lo tanto, entraron en el sistema saturnino desde el exterior. Sin embargo, afirman que esto es menos probable porque la composición del polvo no coincide con los granos de polvo exógenos observados mediante ACD en otras partes del sistema saturnino.

Dado que las colisiones de micrometeoroides son bastante comunes, el estudio plantea algunas preguntas sobre si los sistemas de anillos de otros planetas también podrían extenderse más o si podrían tener otros efectos derivados de la dinámica del polvo, que no son fácilmente visibles a través de los métodos convencionales.

Con información de The Planetary Science Journal