La Sonda Cassini de la NASA encuentra pequeñas lunas en los anillos de Saturno.
Sobrevuelos de la sonda Cassini sobre los anillos.
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| Durante los sobrevuelos súper cercanos a los anillos de Saturno, la nave Cassini de la NASA inspeccionó las mini lunas Pan y Daphnis en el anillo A; Atlas al borde del anillo A; Pandora en el borde del anillo F; y Epimeteo, que está bañado en material que se expande desde la luna Encelado. El diámetro de las mini lunas oscila entre 5 millas (8 kilómetros) para Daphnis y 72 millas (116 kilómetros) para Epimetheus. Los anillos y las lunas representados en esta ilustración no están a escala. |
Han surgido nuevos hallazgos sobre cinco pequeñas lunas anidadas en y cerca de los anillos de Saturno. Los sobrevuelos más cercanos de la nave espacial Cassini de la NASA revelan que las superficies de estas lunas inusuales están cubiertas con material de los anillos del planeta, y de partículas heladas que salen de la luna más grande de Saturno, Encelado. El trabajo pinta una imagen de los procesos en competencia que dan forma a estas mini lunas.
"Los atrevidos y cercanos sobrevuelos de estas extrañas lunas nos permiten observar cómo interactúan con los anillos de Saturno", dijo Bonnie Buratti del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. Buratti dirigió un equipo de 35 coautores que publicaron su trabajo en la revista Science el 28 de marzo. "Estamos viendo más pruebas de cuán extremadamente activo y dinámico es el sistema de anillos y la luna de Saturno".
La nueva investigación, a partir de los datos recopilados por seis de los instrumentos de Cassini antes de su misión finalizada en 2017, es una clara confirmación de que el polvo y el hielo de los anillos se acumulan en las lunas incrustadas dentro y cerca de los anillos.
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| Esta imagen filtrada de alta resolución de Encelado se realizó a partir de varias imágenes obtenidas el 25 de agosto por la Voyager 2 en un rango de 119.000 kilómetros (74.000 millas). Muestra más detalles de la superficie en esta luna de Saturno (también se ve en la versión P-23955C / BW, S-2-50 que se acompaña, con imágenes casi al mismo tiempo). Se ve que Enceladus se parece a Ganymede, el satélite galileano de Júpiter, que es, sin embargo, aproximadamente 10 veces más grande. Débilmente visible aquí en "Saturnshine" es el hemisferio alejado del sol. El proyecto Voyager es administrado para la NASA por el Laboratorio de Propulsión a Chorro, Pasadena, California. Crédito de la imagen: NASA / JPL. |
Los científicos también encontraron que las superficies lunares eran altamente porosas, lo que confirma aún más que se formaron en múltiples etapas a medida que el material del anillo se asentaba en núcleos más densos que podrían ser restos de un objeto más grande que se rompió. La porosidad también ayuda a explicar su forma: en lugar de ser esféricas, son similares a raviolis, con material pegado alrededor de sus ecuadores.
"Encontramos que estas lunas están recogiendo partículas de hielo y polvo de los anillos para formar las faldas pequeñas alrededor de sus ecuadores", dijo Buratti. "Un cuerpo más denso tendría más forma de bola porque la gravedad atraería el material".
"Quizás este proceso se está realizando a lo largo de los anillos, y las partículas de anillo más grandes también están acrecentando el material del anillo a su alrededor. Las vistas detalladas de estas pequeñas lunas de anillo pueden darnos más información sobre el comportamiento de las partículas de anillo en sí", dijo Linda, científica del Proyecto Cassini. Spilker, también en JPL.
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| La nave espacial Cassini de la NASA capturó esta vista de la luna de Saturno Epimeteo (116 kilómetros, o 72 millas de ancho) durante un sobrevuelo moderadamente cercano el 6 de diciembre de 2015. Esta es una de las vistas de mayor resolución de la luna pequeña de Cassini. Esta vista mira hacia el lado de Epimeteo que mira hacia Saturno. El norte en Epimeteo está arriba. La imagen fue tomada en luz polarizada verde con la cámara de ángulo estrecho de la nave espacial Cassini. La vista se adquirió a una distancia de aproximadamente 22,000 millas (35,000 kilómetros) de Epimetheus y en una nave espacial, o ángulo de 28 grados, de Sun-Epimetheus. La escala de la imagen es de 697 pies (212 metros) por píxel. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute. |
De los satélites estudiados, las superficies de los más cercanos a Saturno, Daphnis y Pan, son las más alteradas por los materiales de los anillos. Las superficies de las lunas Atlas, Prometheus y Pandora, más alejadas de Saturno, también tienen material de anillo, pero también están recubiertas con las brillantes partículas heladas y el vapor de agua de la pluma que sale de Enceladus. (Un amplio anillo externo de Saturno, conocido como el anillo E, está formado por el material helado que se expande desde el penacho de Encelado).
La pieza clave del rompecabezas era un conjunto de datos del espectrómetro de cartografía visible e infrarrojo de Cassini (VIMS), que recogía la luz visible para el ojo humano y también la luz infrarroja de longitudes de onda más largas. Fue la primera vez que Cassini estuvo lo suficientemente cerca como para crear un mapa espectral de la superficie del interior de la luna Pan. Al analizar los espectros, VIMS pudo aprender sobre la composición de los materiales en las cinco lunas.
VIMS vio que las lunas de anillo más cercanas a Saturno aparecen más rojas, similar al color de los anillos principales. Los científicos aún no conocen la composición exacta del material que parece rojo, pero creen que es probable que sea una mezcla de materia orgánica y hierro.
Las lunas justo fuera de los anillos principales, por otro lado, parecen más azules, similar a la luz de las plumas heladas de Encelado.
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| La mejor vista cercana de Cassini de la luna pastor F de Saturno, Pandora, muestra que esta pequeña luna de anillo está recubierta con un material fino de hielo del tamaño de un polvo. Los cráteres formados en este objeto por impactos parecen estar cubiertos por escombros, un proceso que probablemente ocurre rápidamente en un sentido geológico. Los surcos y las pequeñas crestas en Pandora (84 kilómetros, o 52 millas de diámetro) sugieren que las fracturas afectan el material liso que lo recubre. Los cráteres crujientes en otra luna de Saturno, Hyperion, proporcionan un ejemplo contrastante de cráteres en un objeto pequeño. Cassini adquirió imágenes infrarrojas, verdes y ultravioletas el 5 de septiembre de 2005, que se combinaron para crear esta vista de color falso. La imagen fue tomada con la cámara de ángulo estrecho de la nave espacial Cassini a una distancia de aproximadamente 52,000 kilómetros (32,000 millas) de Pandora y en una nave espacial, o ángulo de 54 grados, de Sun-Pandora. La resolución en la imagen original era de unos 300 metros (1.000 pies) por píxel. La imagen ha sido ampliada por un factor de dos para ayudar a la visibilidad. Crédito de la imagen: NASA / JPL / Space Science Institute. |
Los seis sobrevuelos de las lunas de anillo, realizados entre diciembre de 2016 y abril de 2017, activaron todos los instrumentos ópticos de detección remota de Cassini que estudian el espectro electromagnético. Trabajaron junto con los instrumentos que examinaron el polvo, el plasma y los campos magnéticos y cómo esos elementos interactúan con las lunas.
Quedan preguntas, incluyendo qué provocó la formación de las lunas. Los científicos usarán los nuevos datos para modelar escenarios y podrían aplicar la información a las lunas pequeñas alrededor de otros planetas y posiblemente incluso a los asteroides.
"¿Alguna de las lunas de los planetas gigantes de hielo Urano y Neptuno interactúan con sus anillos más delgados para formar características similares a las de las lunas de los anillos de Saturno?" Preguntó Buratti. "Estas son preguntas a ser respondidas por misiones futuras".
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| Figura 1. |
La misión de Cassini terminó en septiembre de 2017, cuando el combustible era bajo. Los controladores de la misión lanzaron deliberadamente a Cassini a la atmósfera de Saturno en lugar de arriesgarse a estrellar la nave en las lunas del planeta. Más ciencia de las últimas órbitas, conocida como Gran Final, se publicará en los próximos meses.
La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. El JPL de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, administra la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington. JPL diseñó, desarrolló y montó el orbitador Cassini. El instrumento de radar fue construido por JPL y la Agencia Espacial Italiana, trabajando con miembros del equipo de los Estados Unidos y varios países europeos.
Pequeñas maravillas.
Este montaje de vistas desde la nave espacial Cassini de la NASA muestra tres de las pequeñas lunas de Saturno: Atlas, Daphnis y Pan en la misma escala para facilitar la comparación.
Dos diferencias entre Atlas y Pan son obvias en este montaje. La banda ecuatorial de Pan es mucho más delgada y más definida, y la masa central del Atlas (la parte debajo de la banda ecuatorial suave) parece ser más pequeña que la de Pan.
Las imágenes de Atlas y Pan tomadas con filtros espectrales infrarrojos, verdes y ultravioleta se combinaron para crear vistas de color mejoradas (Figura 1), que resaltan diferencias de color sutiles en las superficies de las lunas en longitudes de onda que no son visibles para los ojos humanos. (La imagen de Daphnis en la Figura 1 fue coloreada usando la misma imagen de filtro verde para los tres canales de color, ajustada para tener una apariencia realista al lado de las otras dos lunas).
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| Figura 2. |
También se proporciona una versión del montaje que usa solo imágenes monocromas (Figura 2).
Todas estas imágenes fueron tomadas usando la cámara de ángulo estrecho de la nave espacial Cassini. Las imágenes de Atlas se adquirieron el 12 de abril de 2017, a una distancia de 10.000 millas (16.000 kilómetros) y en un ángulo de la nave espacial sol-luna-luna (o ángulo de fase) de 37 grados. Las imágenes de Pan se tomaron el 7 de marzo de 2017, a una distancia de 16.000 millas (26.000 kilómetros) y un ángulo de fase de 21 grados. La imagen Daphnis se obtuvo el 16 de enero de 2017, a una distancia de 17.000 millas (28.000 kilómetros) y un ángulo de fase de 71 grados. Todas las imágenes están orientadas para que el norte esté arriba.
La misión Cassini es un proyecto cooperativo de la NASA, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Italiana. El Jet Propulsion Laboratory, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, administra la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington. El orbitador Cassini y sus dos cámaras a bordo fueron diseñados, desarrollados y ensamblados en JPL. El centro de operaciones de imágenes se encuentra en el Instituto de Ciencia Espacial en Boulder, Colorado.
Para obtener más información sobre la misión Cassini-Huygens, visite https://saturn.jpl.nasa.gov y https://www.nasa.gov/cassini. La página de inicio del equipo de imágenes de Cassini se encuentra en https://ciclops.org.
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| Imagen de autor de la sonda Cassini de la NASA con los anillos de Saturno al fondo. Crédito: NASA/JPL-caltech. |
Más información sobre Cassini se puede encontrar aquí:
La misión Cassini es un proyecto cooperativo de la NASA, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Italiana. El Jet Propulsion Laboratory, una división del Instituto de Tecnología de California en Pasadena, administra la misión para la Dirección de Misiones Científicas de la NASA, Washington. Para obtener más información sobre la misión Cassini-Huygens, visite https://saturn.jpl.nasa.gov y https://www.nasa.gov/cassini. La página de inicio del equipo de imágenes de Cassini se encuentra en http://ciclops.org. También visite: https://solarsystem.nasa.gov/cassini
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Gretchen McCartney
Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif.
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JoAnna Wendel
NASA Headquarters, Washington
202-358-1003
• Publicado en JPL el 28 de marzo del 2.019, enlace publicación.
