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(27 julio 2011 ESA / CA) Desde hace 14 años que los científicos buscaban el origen del agua presente en las capas superiores de la atmósfera de Saturno. El telescopio espacial de la ESA Herschel acaba de resolver el misterio: viene de la luna de Saturno Enceladus. El agua que sale expelida de esta luna forma un gigantesco anillo de vapor de agua alrededor de Saturno.
Imagen: Al menos 4 plumas de agua diferentes surgen de la región polar sur de la luna de Saturno Enceladus. En la imagen el satélite está iluminado con la luz solar que refleja Saturno mientras que el sol, casi detrás de Enceladus, ilumina directamente las plumas de agua a contraluz. Enceladus de 504 kilómetros de diámetro mira siempre a Saturno con una misma cara, como la Luna con la Tierra. El Sur está arriba.
La imagen fue tomada en luz visible por la sonda Cassini el 25 de Diciembre, 2009, desde una distancia de unos 617.000 kilómetros de Enceladus. Cada pixel equivale a 4 kilómetros.
Estos resultados del Herschel implican que Enceladus es la única luna de que se tiene noticia en el sistema solar que influye en la composición química del planeta al que orbita. Enceladus expulsa alrededor de 250Kg de vapor de agua cada segundo, mediante chorros que parten de su polo sur y que son conocidos como ‘the Tiger Stripes’ –las franjas del tigre- por las marcas que dejan en la superficie de la luna.
Las cruciales observaciones de Herschel revelan que el agua crea una gran estructura en forma de donut –técnicamente un ‘toro’- de vapor, que rodea a Saturno.
La anchura total del toro es de más de diez veces el radio de Saturno, pero su grosor equivale a solo un radio del planeta. Enceladus orbita el planeta a una distancia de unos cuatro radios de Saturno, y desde ahí alimenta el toro con sus chorros de agua.
“Estas cruciales observaciones revelan que el agua forma un toro de vapor en torno a Saturno. La anchura total de esta estructura en forma de donut es de 10 radios de Saturno, pero su grosor equivale a sólo un radio del planeta.”
A pesar de su enorme tamaño este gran toro no había sido observado hasta ahora porque el vapor de agua es transparente a la luz visible, pero no a la radiación infrarroja que detecta el telescopio Herschel.
Se sabe que la atmósfera de Saturno contiene restos de agua en estado gaseoso en sus capas más profundas. La presencia de agua en las capas superiores de la atmósfera ha constituido un enigma hasta ahora.
El telescopio predecesor de Herschel, el Observatorio Espacial Infrarrojo ISO, también de la ESA, detectó el agua en las capas superiores de Saturno en 1997. Pero se desconocía su origen. Los modelos computacionales desarrollados a partir de los últimos datos de Herschel revelan que entre el 3% y el 5% del agua que expele Enceladus acaba cayendo en Saturno.
“No existe un fenómeno comparable en la Tierra”, dice Paul Hartogh, del Max-Planck-InstitutfürSonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau, en Alemania, director del equipo responsable del análisis de estos resultados. “Esto pasa solo en Saturno. A nuestra atmósfera no llegan cantidades significativas de agua procedentes del espacio”.
El Telescopio Herschel
Aunque la mayor parte del agua de Enceladus se pierde en el espacio; se congela en los anillos de Saturno; o llega también, probablemente, a las demás lunas de Saturno, la pequeña fracción que cae en el planeta es suficiente para explicar el agua detectada en la parte superior de la atmósfera saturniana.
Esta agua es también responsable de la producción de otros compuestos oxigenados, como el dióxido de carbono.
En última instancia el agua de las capas superiores de Saturno es transportada a niveles inferiores, donde se condensa; pero las cantidades son tan pequeñas que las nubes resultantes no son observables.
“Una vez más Herschel ha demostrado su valor. Estas son observaciones que sólo este aparato puede llevar a cabo”, afirma Göran Pilbratt, Jefe Científico de Herschel, de la ESA.
“El Observatorio Espacial Infrarrojo de la ESA, ISO, detectó el vapor de agua en la atmósfera de Saturno; después, la misión Cassini/Huygens, de la NASA y la ESA, descubrió los chorros de Enceladus; ahora, Herschel desvela el escenario completo, mostrando cómo encajan todas estas observaciones”.
(15 y 18 Mayo, 2005 NASA - CA) Hace unos 4.500 millones de años nacía junto al Sol, el sistema solar: un conjunto de planetas que gira en un plano a su alrededor. El origen de los objetos que lo forman está en un disco del mismo material que darían origen al Sol y que se formó, más o menos, alrededor del ecuador solar. En sus orígenes estaba compuesto principalmente por gases de hidrógeno y helio, con una menor proporción de moléculas orgánicas y metálicas; además de agua y polvo.
Apenas formado el disco, comenzaron a condensarse allí gases y moléculas preexistentes o que surgían por la interacción de los elementos que a él caían. Los copos de estas moléculas fueron afectados por la estrella que nacía en su centro. Su calor y luz vaporizó y empujó al agua, metano, los gases de hidrógeno y helio, de CO2; y otros, lejos del Sol, hasta la Línea de la Nieve, una zona ubicada a unas 5 unidades astronómicas del Sol donde la temperatura ambiente permitía su existencia. En las cercanías del Sol permanecerían los copos de polvo, silicatos y metales condensados.
En la Línea de Nieve y más allá, en una zona muy fría, con temperaturas que decrecían con la distancia al Sol, se condensaron todos estos elementos, además de los metálicos y silicatos, que formarían la materia prima de los grandes planetas de gases: Júpiter y Saturno: y de gases y hielos: Urano y Neptuno.
En un plazo de unos pocos millones de años, esos copos fueron aglomerándose entre sí, formando objetos cada vez mayores hasta llegar a conformar los planetas que hoy conocemos, en un proceso violento que dejó huellas, que aun podemos ver, en la Luna y Mercurio.
Más allá de Neptuno el material era más escaso y disperso, lo que permitió la formación de objetos menores, como Plutón y otros cuerpos semejantes que se han descubierto en sus cercanías, como Sedna y Quoar; que junto a cientos de miles de objetos menores, hoy forman el llamado Cinturón de Kuiper (CdK).
Luego de la formación de los grandes planetas, todos los objetos que quedaban entre ellos fueron despedidos por la acción de la gravedad, quedando alojados en el Cinturón de Kuiper y en la Nube de Oort, grandes depósitos de estos cuerpos primitivos formados junto al Sol.
Los objetos de estos dos depósitos, han sido los menos alterados por fenómenos geológicos o de erosión, y allí podríamos encontrar las muestras más prístinas de los objetos primigenios formados de la nube presolar. El problema es que si queremos estudiarlos debemos ir hasta allá, en una misión que tomaría decenas de años.
Sin embargo los objetos del CdK están atados al Sol por una débil gravedad de la cual pueden ser liberados por perturbaciones gravitacionales igualmente débiles. Ocasionalmente algunos de estos objetos caen al interior del sistema solar donde pueden ser atrapados en órbitas alrededor de otros objetos mayores quedando como satélites momentáneos o permanentes. Otros caen a órbitas que los lleva a cercarse al Sol, y quedan transformados en cometas de períodos cortos.
Tritón, el más lejano de los satélites de Neptuno y ahora Foebe, uno de los satélites de Saturno son al parecer objetos escapados del DdK, que por alguna razón quedaron como satélites de planetas mayores. Una de las razones para esta suposición son sus órbitas retrógradas y excéntricas.
La nave Cassini, construida por la NASA en colaboración con la Agencias Europea del Espacio y la Agencia Italiana del Espacio, voló cerca de Foebe en su camino a Saturno el 11 de Junio, 2004. Hasta ese momento poco se sabía de esta pequeña luna y las primeras imágenes permitieron conocer su verdadera masa y composición.
"La Cassini nos mostró que Foebe es muy diferente a los demás satélites de Saturno, no sólo por su órbita, sino por la proporción relativa de rocas y hielo se parece mucho más a Plutón que a los otros satélites saturnianos". Afirmó el Dr. Jonathan Lunine, del equipo científico de la Cassini, de la U. de Arizona, Tucson.
Foebe tiene una densidad consistente con la de los únicos objetos del CdK con densidades conocidas. La masa de Foebe, combinada con su volumen, determinados con precisión por las nuevas imágenes obtenidas dan una densidad de unos 1.6 gramos por centímetro cúbico, mucho más ligero que la mayoría de las rocas pero más pesado que el hielo puro, que es de unos 0.93 gramos por centímetro cúbico. Esto sugiere una composición de hielo y roca similar a la de Plutón y a Tritón, la luna más lejana de Neptuno que también se supone proviene del CdK.
(27 de Julio, 2004 - NASA - CA) Luego de quedar en órbita alrededor de Saturno la nave Cassini dio una mirada a uno de los satélites más extraños del Sistema Solar: Mimas. Una pequeña luna de 390 kilómetros de diámetro que gira alrededor de Saturno a 126.000 kilómetros sobre la capa de nubes del planeta. Fuera del ámbito de los anillos.
Demora poco menos que un día en dar una vuelta alrededor de Saturno, que es el mismo tiempo que demora en girar en torno a su eje. Al igual que la Luna con la Tierra, Mimas siempre la da la misma cara a Saturno.
Mimas recuerda en la mitología griega a un titán muerto por Hércules. También este satélite sufrió un impacto que por poco no lo desintegra completamente. El choque dejó un crater gigantesco, llamado Herschel en honor al descubridor de Mimas, que tiene unos 130 kilómetros de ancho y 10 kilómetros de profundidad.
Sólo un objeto poco denso pudo soportar un impacto semejante, que dejó grietas en el lado opusto. Mimas tiene una densidad un poco mayor que el agua: 1,17 gramos/cm3. El cráter presenta un pico central que se alza 6 kilómetros sobre la superficie, a pesar de la altura un astronauta podría subirlo rápidamente, ya que la gravedad de esta Luna es 149 veces menor que la de la Tierra.
La imagen fue tomada el 3 de Julio desde una distancia de 1,7 millones de kilómetros.
(24 Julio, 2004 - NASA/CA) En sus primeras evoluciones alrededor de Saturno, la nave Cassini realizó sus primeros estudios de Rhea.
Imagen: Rhea, vista por la nave Cassini de la NASA.
Con un diámetro de 1.528 kilómetros, Rhea es la segunda luna de Saturno en tamaño después de Titán. Su órbita está a 400 mil kilómetros sobre las nubes de Saturno. Poco más de la distancia entre la Tierra y la Luna. Las naves Voyager que pasaron en los años 1980 y 1981 por el sistema de Saturno, descubrió que como Dione, Rhea tiene uno de sus hemisferios cubierto con lo que parece ser agua en forma de hielo.
Esta vista muestra su superficie densamente cubierta de cráteres de impactos, y que por lo tanto es muy antigua. Lo que a su vez implica que en Rhea no hay actividad volcánica que pudiera gaberlos cubierto. Muchos de los cráteres tienen picachos centrales. La Cassini no volverá a pasar sobre Rhea el 26 de Noviembre del 2005, momento en que pasará a sólo 500 kilómetros de altura.
Esta imagen fue tomada el 2 de Julio desde una distancia de 990.000 kilómetros (615,000 millas). La escala de la imagen es de 6 kilómetros (4 miles) por pixel.
(24 Junio 2004 - SpaceflightNow - CA) Científicos dan a conocer los resultados del examen realizado a la luna Foebe de Saturno.
La pequeña luna de Saturno Foebe es como un mamut atrapado en el hielo del Artico, un objeto llegado desde una era pasada, hace cuatro mil millones de años. Está compuesta por una mezcla primordial de hielo, roca y carbón, en cantidades similares a las que se encuentran en Plutón y en la luna Tritón de Neptuno. Los científicos creen que objetos como Foebe existieron en grandes cantidades en las zonas exteriores del Sistema Solar, hace unos cuatro mil quinientos millones de años atrás.
Estos planetesimales de hielo fueron los ladrillos del sistema solar exterior y algunos fueron incorporados en los planetas gigantes como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Durante este proceso, las interacciones gravitacionales expulsaron mucho de este material a órbitas distantes, sumándose a una población nativa de objetos similares para conformar el Cinturón de Kuiper.
"Foebe aparentemente se quedó atrás, atrapeda en una órbita alrededor del jóven Saturno, allí permaneció por eones, esperando que sus secretos fuesen revelados durante este encuentro con la nave Cassini", dijo el Dr. Torrence Johnson, del grupo de imágenes de la Cassini del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL), en Pasadena, California.
Las evidencias nos llevan a concluir que la superficie de Foebe está hecha de hielo de agua, minerales disueltos en agua, dióxido de carbono, posiblemente gredas y materiales orgánicos (que contienen carbón) en manchas distribuidas en diferentes lugares de la suoerficie. Las observaciones de la Cassini la han dado a los científico la primera observación detallada de uno de estos primitivos planetesimales de hielo.
La masa de Foebe fue determinada por el rastreo de precisión de la nave y por la navegación óptica, combinado con una estimación muy afinada de su volumen con las imágenes obtenidas. Las mediciones indican una densidad de 1,6 gramos por centímetro cúbico, mucho más ligera que la mayor parte de las rocas, pero más pesada que el hielo puro, 0,93 gramos por centímetro cúbico. Esto sugiere una composición semejante al hielo y roca que forman Plutón y Tritón.
Registros espectrales y análisis de intensidad de luz como función del color, confirmaron la presencia de hielo de agua, detectada previamente con telescopios desde la Tierra. Las mediciones entregaron evidencias de minerales disueltos en la superficie de Foebe. Se detectó dióxido de carbono e hidrocarbonos solidos similares a los encontrados en meteoritos primitivos.
El Dr. Robert H. Brown, del equipo investigador afirmó que uno de los descubrimientos más intrigantes es su similitud con los cometas, los que confirma su similitud con los objetos del Cinturón de Kuiper.
Durante el encuentro se utilizó el Espectrómetro Infrarrojo de la nave para realizar mapas de temperatura, los que indican que Foebe es muy fría con una temperatura de 163 ° Celsius bajo cero. En el lado nocturno las temperaturas son aun más bajas, lo que sugiere una capa superficial porosa.
Los científicos informaron que en las últimas dos semanas han aprendido más de Foebe que todo lo que sabían desde que fue descubierta hace 100 años.
(15 - 17 Junio 2004 - SpaceflightNow - CA) A medida que comienzan a ser analizadas las imágenes de Foebe tomadas por la nave Cassini el pasado 11 de Junio, empiezan a ser revelados sus misterios. La imagen de la izquierda muestras señales que Foebe podría ser un objeto de hielo recubierto de una delgada capa de material oscuro, y por la forma de su órbita bien podría tratarse de un cometa capturado por la gravedad de Saturno.
Algunos cráteres de collor más claros son posiblemente recientes, allí el hielo aun no es tapado por el material oscuro de la superficie.
Los cráteres nítidamente definidos de la imagen muestran dos o más capas de material alternadamente oscuro y brillante. Los científicos del equipo de imágenes especulan que podría tratarse de capas caídas una sobre otra durante diversos episodios de impactos.
La imagen fue obtenida por la nave Cassini de la NASA/ESA, el 11 de Junio desde una altura de 13.377 kilómetros y la escala es de unos 80 metros por pixel.
(12 de Junio, 2004 - NASA) Las primeras imágenes que se han recibido de la luna saturnina Foebe, luego del sobrevuelo de la nave espacial Cassini revelan que se trata de un pequeño mundo con una escarpada y antigua superficie, con grandes variaciones en su brillo, además de un pasado misterioso.
La Dra. Carolyn Porco, líder del equipo responsable de las imágenes de la Cassini, en el Space Science Institute en Boulder, Estados Unidos, estaba encantado con la gran calidad de las imágenes recibidas: "Lo que vemos es único, Foebe está densamente cubierta por cráteres. Capaz que estemos mirando a uno de los remanentes de la formación del Sistema Solar, hace 4,5 mil millones de años atrás. Pero es aún temprano para asegurarlo".
El Dr. Gerhard Neukum, de otro equipo de imágenes, de la Freie University de Berlín, dijo: "Vemos muchos craters más pequeños que un kilómetro. Esto significa que además de los proyectiles mayores, muchos menores de 100 metros han golpeado a Foebe". Si llegaron desde dentro o fuera del sistema de Saturno está aun en discusión.
Foebe, la mayor de las lunas exteriores de Saturno, gira alrededor del planeta en una órbita retrógrada, es decir de Este a Oeste, y se sospecha que es la madre de otras lunas saturninas menores exteriores que también tienen órbitas retrógradas. Este será el único acercamiento de la nave espacial Cassini a la extraña luna.
El Dr. Joseph Burns, miembro de uno de los grupos de imágenes dijo: "Mirando a esos grandes cráteres de 50 kilómetros, uno se pregunta si la eyecta del impacto podría ser esas otras lunas de Saturno menores que tienen trayectorias semejantes a las de Foebe".
Los 11 instrumentos planificados para operar en este sobrevuelo funcionaron como se esperaba. Con los datos obtenidos los científicos tienen pensado generar mapas globales de la castigada luna además de determinar su composición, masa y densidad. Les llevará aún varios días de análisis de los datos antes de presentar conclusiones más concretas.
La Cassini pasó a unos 2,068 kilómetros de la oscura luna, el viernes 11 de Junio, mientras apuntaba sus instrumentos sobre la luna captando información. Algunas horas más tarde, se giró para apuntar sus antenas hacia la Tierra para transmitirla. La señal fue recibida a través de la Red de espacio Profundo de la NASA, en Madrid, España y Goldstone, en el Desierto de Mojave en California, hoy a las 7:52 a.m. PDT. La Cassini viajaba a una velocidad relativa de 20.900 kilómetros por hora respecto a Saturno.
Han pasado 23 años desde la última visita de una nave exploradora a control remoto a Foebe. La Voyager 2 pasó en 1981 a 2,2 millones de kilómetros de la luna, mil veces más lejos.
Luego de éste éxito, la Cassini sigue rumbo a Saturno. El próximo 30 de Junio tiene programada una maniobra de corrección de su trayectoria. La Cassini encenderá sus motores por largos 96,4 minutos para frenar y entrar en órbita alrededor de Saturno el 1 de Julio, Hora Universal (30 de Junio en las Américas). Durante su expedición de 4 años, realizará 76 órbitas alrededor de Saturno y realizará 52 encuentros cercanos con las 31 lunas saturninas conocidas.
La luna Foebe fue descubierta por el astrónomo estadounidense William Henry Pickering, y es de gran interés científico. Da una vuelta en su eje de rotación cada nueve horas y 16 minutos.
En las imágenes se puede apreciar un gran cráter de unos 50 kilómetros a la izquierda. En la imagen de la derecha podemos ver que el satélite tiene su superficie tapizada de cráteres de diversos tamaños, además de amplias variaciones en su brillo superficial. A pesar de su aspecto, Foebe es bastante redonda.
Foebe, que es la más lejana de las lunas saturnianas, ubicada a unos 13 millones de kilómetros del planeta y tiene aproximadamente unos 220 kilómetros de ancho.
