Saturno - Saturn

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Saturno Saturno symbol.svg
Saturno durante el equinoccio.jpg
Representado en color natural acercándose al equinoccio , fotografiado por Cassini en julio de 2008; el punto en la esquina inferior izquierda es Titán
Designaciones
Pronunciación / S æ t ər n / ( escuchar ) Sobre este sonido
Lleva el nombre de
Saturno
Adjetivos Saturno / s ə t ɜr n i ə n / , Cronian / Kronian / k r n i ə n /
Características orbitales
Época J2000.0
Afelio 1.514,50 millones de km (10,1238 AU)
Perihelio 1.352,55 millones de km (9,0412 AU)
1.433,53 millones de km (9,5826 AU)
Excentricidad 0.0565
378,09 días
Velocidad orbital media
9,68 km / s (6,01 mi / s)
317.020 °
Inclinación
113.665 °
29 de noviembre de 2032
339,392 °
Satélites conocidos 82 con designaciones formales; innumerables lunas adicionales .
Características físicas
Radio medio
58.232 km (36.184 millas)
Radio ecuatorial
  • 60.268 km (37.449 millas)
  • 9.449 Tierras
Radio polar
  • 54,364 km (33,780 millas)
  • 8.552 Tierras
Aplastamiento 0,097 96
Circunferencia
  • 4,27 × 10 10  km 2 (1,65 × 10 10  millas cuadradas)
  • 83.703 Tierras
Volumen
  • 8.2713 × 10 14  km 3 (1.9844 × 10 14  millas cúbicas)
  • 763.59 Tierras
Masa
  • 5,6834 × 10 26  kg
  • 95.159 Tierras
Densidad media
0,687  g / cm 3 (0,0248  lb / cu in ) (menos que el agua)
0,22
35,5 km / s (22,1 mi / s)
10 h 33 min 38 s + 1 m 52 s
- 1 m 19 s
Velocidad de rotación ecuatorial
9,87 km / s (6,13 mi / s; 35,500 km / h)
26,73 ° (en órbita)
Ascensión recta del polo norte
40,589 °; 2 h 42 min 21 s
Declinación del polo norte
83.537 °
Albedo
Temp. De superficie min significar max
1 barra 134  K (-139  ° C )
0,1 bares 84  K (-189  ° C )
−0,55 a +1,17
14.5 ″ a 20.1 ″ (excluye anillos)
Atmósfera
Presión superficial
140 kPa
59,5 km (37,0 millas)
Composición por volumen
96,3% ± 2,4% hidrógeno ( H
2
)
3,25% ± 2,4% helio ( él )
0,45% ± 0,2% metano ( CH
4
)
0,0125% ± 0,0075% amoniaco ( NH
3
)
0,0110% ± 0,0058% deuteruro de hidrógeno (HD)
0,0007% ± 0,00015% etano ( C
2
H
6
)
Helados :

Saturno es el sexto planeta desde el Sol y el segundo más grande del Sistema Solar , después de Júpiter . Es un gigante gaseoso con un radio promedio de aproximadamente nueve veces y medio el de la Tierra . Solo tiene un octavo de la densidad media de la Tierra; sin embargo, con su mayor volumen, Saturno es 95 veces más masivo. Saturno lleva el nombre del dios romano de la riqueza y la agricultura ; su símbolo astronómico (♄) representa la hoz del dios . Los romanos nombraron el séptimo día de la semana sábado , Sāturni diēs ("Día de Saturno") a más tardar en el siglo II para el planeta Saturno.

Lo más probable es que el interior de Saturno esté compuesto por un núcleo de hierro-níquel y roca ( compuestos de silicio y oxígeno ). Su núcleo está rodeado por una capa profunda de hidrógeno metálico , una capa intermedia de hidrógeno líquido y helio líquido , y finalmente una capa exterior gaseosa. Saturno tiene un tono amarillo pálido debido a los cristales de amoníaco en su atmósfera superior. Se cree que una corriente eléctrica dentro de la capa de hidrógeno metálico da lugar al campo magnético planetario de Saturno , que es más débil que el de la Tierra, pero que tiene un momento magnético 580 veces mayor que el de la Tierra debido al mayor tamaño de Saturno. La fuerza del campo magnético de Saturno es alrededor de una vigésima parte de la de Júpiter. La atmósfera exterior es generalmente insípida y carece de contraste, aunque pueden aparecer características de larga duración. La velocidad del viento en Saturno puede alcanzar los 1.800 km / h (1.100 mph; 500 m / s), más alta que en Júpiter pero no tan alta como en Neptuno .

La característica más famosa del planeta es su prominente sistema de anillos , que se compone principalmente de partículas de hielo, con una menor cantidad de escombros rocosos y polvo . Se sabe que al menos 82 lunas orbitan alrededor de Saturno, de las cuales 53 tienen nombre oficial; esto no incluye los cientos de lunas en sus anillos. Titán , la luna más grande de Saturno y la segunda más grande del Sistema Solar, es más grande que el planeta Mercurio , aunque menos masivo, y es la única luna del Sistema Solar que tiene una atmósfera sustancial.

Características físicas

Imagen compuesta que compara los tamaños de Saturno y la Tierra.

Saturno es un gigante gaseoso compuesto predominantemente de hidrógeno y helio. Carece de una superficie definida, aunque puede tener un núcleo sólido. La rotación de Saturno hace que tenga la forma de un esferoide achatado ; es decir, se aplana en los polos y se abulta en su ecuador . Sus radios ecuatoriales y polares difieren en casi un 10%: 60.268 km frente a 54.364 km. Júpiter, Urano y Neptuno, los otros planetas gigantes del Sistema Solar, también son achatados pero en menor medida. La combinación del abultamiento y la velocidad de rotación significa que la gravedad superficial efectiva a lo largo del ecuador, 8,96 m / s 2 , es el 74% de lo que hay en los polos y es menor que la gravedad de la superficie de la Tierra. Sin embargo, la velocidad de escape ecuatorial de casi 36 km / s es mucho más alto que el de la Tierra.

Saturno es el único planeta del Sistema Solar que es menos denso que el agua, aproximadamente un 30% menos. Aunque el núcleo de Saturno es considerablemente más denso que el agua, la densidad específica promedio del planeta es 0,69 g / cm 3 debido a la atmósfera. Júpiter tiene 318 veces la masa de la Tierra y Saturno es 95 veces la masa de la Tierra. Juntos, Júpiter y Saturno contienen el 92% de la masa planetaria total del Sistema Solar.

Estructura interna

Diagrama de Saturno, a escala

A pesar de que consiste principalmente en hidrógeno y helio, la mayor parte de la masa de Saturno no está en fase gaseosa , porque el hidrógeno se convierte en un líquido no ideal cuando la densidad está por encima de 0,01 g / cm 3 , que se alcanza en un radio que contiene el 99,9% de la masa de Saturno. La temperatura, la presión y la densidad dentro de Saturno aumentan constantemente hacia el núcleo, lo que hace que el hidrógeno sea un metal en las capas más profundas.

Los modelos planetarios estándar sugieren que el interior de Saturno es similar al de Júpiter, con un pequeño núcleo rocoso rodeado de hidrógeno y helio, con trazas de varios volátiles . Este núcleo es similar en composición a la Tierra, pero es más denso. El examen del momento gravitacional de Saturno , en combinación con modelos físicos del interior, ha permitido imponer restricciones a la masa del núcleo de Saturno. En 2004, los científicos estimaron que el núcleo debe tener entre 9 y 22 veces la masa de la Tierra, lo que corresponde a un diámetro de unos 25.000 km. Esto está rodeado por una capa de hidrógeno metálico líquido más espesa , seguida de una capa líquida de hidrógeno molecular saturado con helio que se transforma gradualmente en gas a medida que aumenta la altitud. La capa más externa se extiende por 1.000 km y está formada por gas.

Saturno tiene un interior caliente, que alcanza los 11.700 ° C en su núcleo, e irradia 2,5 veces más energía al espacio de la que recibe del Sol. La energía térmica de Júpiter es generada por el mecanismo de Kelvin-Helmholtz de compresión gravitacional lenta , pero tal proceso por sí solo puede no ser suficiente para explicar la producción de calor de Saturno, porque es menos masivo. Un mecanismo alternativo o adicional puede ser la generación de calor a través de la "lluvia" de gotas de helio en las profundidades del interior de Saturno. A medida que las gotas descienden a través del hidrógeno de menor densidad, el proceso libera calor por fricción y deja las capas externas de Saturno sin helio. Estas gotas descendentes pueden haberse acumulado en una capa de helio que rodea el núcleo. Se ha sugerido que las lluvias de diamantes ocurren dentro de Saturno, así como en Júpiter y en los gigantes de hielo Urano y Neptuno.

Atmósfera

Las bandas de
metano rodean a Saturno. La luna Dione cuelga debajo de los anillos a la derecha.

La atmósfera exterior de Saturno contiene 96,3% de hidrógeno molecular y 3,25% de helio en volumen. La proporción de helio es significativamente deficiente en comparación con la abundancia de este elemento en el sol. La cantidad de elementos más pesados ​​que el helio ( metalicidad ) no se conoce con precisión, pero se supone que las proporciones coinciden con las abundancias primordiales de la formación del Sistema Solar . Se estima que la masa total de estos elementos más pesados ​​es de 19 a 31 veces la masa de la Tierra, con una fracción significativa ubicada en la región central de Saturno.

Se han detectado trazas de amoníaco, acetileno , etano , propano , fosfina y metano en la atmósfera de Saturno. Las nubes superiores están compuestas de cristales de amoniaco, mientras que las nubes de los niveles inferiores parecen estar formadas por hidrosulfuro de amonio ( NH
4
SH
) o agua. La radiación ultravioleta del Sol provoca la fotólisis del metano en la atmósfera superior, lo que lleva a una serie de reacciones químicas de los hidrocarburos y los productos resultantes son transportados hacia abajo por los remolinos y la difusión . Este ciclo fotoquímico está modulado por el ciclo estacional anual de Saturno.

Capas de nubes

Una tormenta global rodea el planeta en 2011. La tormenta pasa alrededor del planeta, de modo que la cabeza de la tormenta (área brillante) pasa por su cola.

La atmósfera de Saturno exhibe un patrón de bandas similar al de Júpiter, pero las bandas de Saturno son mucho más débiles y más anchas cerca del ecuador. La nomenclatura utilizada para describir estas bandas es la misma que en Júpiter. Los patrones de nubes más finos de Saturno no se observaron hasta los sobrevuelos de la nave espacial Voyager durante la década de 1980. Desde entonces, la telescopía terrestre ha mejorado hasta el punto en que se pueden realizar observaciones regulares.

La composición de las nubes varía con la profundidad y el aumento de la presión. En las capas superiores de nubes, con una temperatura en el rango de 100 a 160 K y presiones que se extienden entre 0,5 y 2 bar , las nubes están formadas por hielo de amoníaco. Las nubes de hielo de agua comienzan a un nivel en el que la presión es de aproximadamente 2,5 bares y se extienden hasta los 9,5 bares, donde las temperaturas oscilan entre 185 y 270 K. Entremezclada en esta capa hay una banda de hielo de hidrosulfuro de amonio, que se encuentra en el rango de presión de 3 a 6. bar con temperaturas de 190–235 K. Finalmente, las capas inferiores, donde las presiones están entre 10 y 20 bar y las temperaturas son 270–330 K, contienen una región de gotitas de agua con amoniaco en solución acuosa.

La atmósfera generalmente blanda de Saturno exhibe ocasionalmente óvalos de larga duración y otras características comunes en Júpiter. En 1990, el telescopio espacial Hubble tomó imágenes de una enorme nube blanca cerca del ecuador de Saturno que no estaba presente durante los encuentros de la Voyager , y en 1994 se observó otra tormenta más pequeña. La tormenta de 1990 fue un ejemplo de una Gran Mancha Blanca , un fenómeno único pero de corta duración que ocurre una vez cada año de Saturno, aproximadamente cada 30 años terrestres, alrededor de la época del solsticio de verano del hemisferio norte . Las Grandes Manchas Blancas anteriores se observaron en 1876, 1903, 1933 y 1960, siendo la tormenta de 1933 la más famosa. Si se mantiene la periodicidad, se producirá otra tormenta alrededor de 2020.

Los vientos en Saturno son los segundos más rápidos entre los planetas del Sistema Solar, después de Neptuno. Los datos de la Voyager indican vientos máximos del este de 500 m / s (1.800 km / h). En imágenes de la nave espacial Cassini durante 2007, el hemisferio norte de Saturno mostró un tono azul brillante, similar a Urano. Lo más probable es que el color se deba a la dispersión de Rayleigh . La termografía ha demostrado que el polo sur de Saturno tiene un vórtice polar cálido , el único ejemplo conocido de tal fenómeno en el Sistema Solar. Mientras que las temperaturas en Saturno son normalmente de -185 ° C, las temperaturas en el vórtice a menudo alcanzan los -122 ° C, y se sospecha que es el lugar más cálido de Saturno.

Patrón de nubes hexagonales del polo norte

Polo norte de Saturno ( animación IR )
Polo sur de Saturno
Patrón de tormenta hexagonal alrededor del polo norte de Saturno


En las imágenes de la
Voyager se observó por primera vez un patrón de onda hexagonal persistente alrededor del vórtice del polo norte en la atmósfera a unos 78 ° N. Los lados del hexágono tienen cada uno unos 13.800 km (8.600 millas) de largo, que es más largo que el diámetro de la Tierra. Toda la estructura gira con un período de 10 h 39 m 24 s (el mismo período que el de las emisiones de radio del planeta) que se supone que es igual al período de rotación del interior de Saturno. La característica hexagonal no cambia de longitud como las otras nubes en la atmósfera visible. El origen del patrón es un tema de mucha especulación. La mayoría de los científicos piensan que es un patrón de ondas estacionarias en la atmósfera. Las formas poligonales se han replicado en el laboratorio mediante la rotación diferencial de fluidos.

Vórtice del polo sur

Las imágenes HST de la región del polo sur indican la presencia de una corriente en chorro , pero no un fuerte vórtice polar ni ninguna onda estacionaria hexagonal. La NASA informó en noviembre de 2006 que Cassini había observado una tormenta "similar a un huracán " en el polo sur que tenía una pared del ojo claramente definida . Las nubes de la pared del ojo no se habían visto previamente en ningún otro planeta que no fuera la Tierra. Por ejemplo, las imágenes de la nave espacial Galileo no mostraron una pared del ojo en la Gran Mancha Roja de Júpiter.

La tormenta del polo sur puede haber estado presente durante miles de millones de años. Este vórtice es comparable al tamaño de la Tierra y tiene vientos de 550 km / h.

Otras características

Cassini observó una serie de características de las nubes que se encuentran en las latitudes del norte, conocidas como "Cadena de perlas". Estas características son claros de nubes que residen en capas de nubes más profundas.

Magnetosfera

Auroras polares en Saturno
Luces aurorales en el polo norte de Saturno
Emisiones de radio detectadas por Cassini

Saturno tiene un campo magnético intrínseco que tiene una forma simétrica simple: un dipolo magnético . Su fuerza en el ecuador - 0,2  gauss (20  µT ) - es aproximadamente una vigésima parte de la del campo alrededor de Júpiter y ligeramente más débil que el campo magnético de la Tierra. Como resultado, la magnetosfera de Saturno es mucho más pequeña que la de Júpiter. Cuando la Voyager 2 entró en la magnetosfera, la presión del viento solar era alta y la magnetosfera se extendía solo 19 radios de Saturno, o 1,1 millones de km (712 000 millas), aunque se agrandó en varias horas y permaneció así durante unos tres días. Lo más probable es que el campo magnético se genere de manera similar al de Júpiter, por las corrientes en la capa de hidrógeno metálico líquido llamada dínamo de hidrógeno metálico. Esta magnetosfera es eficiente para desviar las partículas del viento solar del Sol. La luna Titán orbita dentro de la parte exterior de la magnetosfera de Saturno y aporta plasma de las partículas ionizadas en la atmósfera exterior de Titán. La magnetosfera de Saturno, como la de la Tierra , produce auroras .

Órbita y rotación

Saturno y los anillos vistos por la nave espacial
Cassini (28 de octubre de 2016)

La distancia media entre Saturno y el Sol es de más de 1.400 millones de kilómetros (9  UA ). Con una velocidad orbital media de 9,68 km / s, Saturno tarda 10.759 días terrestres (o unos 29 + 1 2  años) para terminar una revolución alrededor del sol. Como consecuencia, forma una resonancia de movimiento medio cercano a 5: 2 con Júpiter. La órbita elíptica de Saturno está inclinada 2,48 ° con respecto al plano orbital de la Tierra. Las distancias de perihelio y afelio son, respectivamente, 9,195 y 9,957 AU, en promedio. Las características visibles en Saturno giran a diferentes velocidades según la latitud y se han asignado múltiples períodos de rotación a varias regiones (como en el caso de Júpiter).

Los astrónomos utilizan tres sistemas diferentes para especificar la velocidad de rotación de Saturno. El Sistema I tiene un período de 10 h 14 m 00 s (844,3 ° / d) y abarca la Zona Ecuatorial, el Cinturón Ecuatorial Sur y el Cinturón Ecuatorial Norte. Las regiones polares se considera que tienen tasas de rotación similar al Sistema I . Todas las demás latitudes de Saturno, excluidas las regiones polares norte y sur, se indican como Sistema II y se les ha asignado un período de rotación de 10 h 38 m 25,4 s (810,76 ° / d). El Sistema III se refiere a la tasa de rotación interna de Saturno. Según las emisiones de radio del planeta detectadas por la Voyager 1 y la Voyager 2 , el Sistema III tiene un período de rotación de 10 h 39 m 22,4 s (810,8 ° / d). El Sistema III ha reemplazado en gran medida al Sistema II.

Un valor preciso para el período de rotación del interior sigue siendo difícil de alcanzar. Mientras se acercaba a Saturno en 2004, Cassini descubrió que el período de rotación de radio de Saturno había aumentado apreciablemente, a aproximadamente 10 h 45 m 45 s ± 36 s . Una estimación de la rotación de Saturno (como una tasa de rotación indicada para Saturno en su conjunto) basada en una compilación de varias mediciones de las sondas Cassini , Voyager y Pioneer es de 10 h 32 m 35 s . Los estudios del Anillo C del planeta arrojan un período de rotación de 10 h 33 m 38 s + 1 m 52 s
- 1 m 19 s
.

En marzo de 2007, se descubrió que la variación de las emisiones de radio del planeta no coincidía con la tasa de rotación de Saturno. Esta variación puede deberse a la actividad del géiser en Encelado, la luna de Saturno . El vapor de agua emitido a la órbita de Saturno por esta actividad se carga y crea un arrastre sobre el campo magnético de Saturno, ralentizando su rotación ligeramente en relación con la rotación del planeta.

Una aparente rareza de Saturno es que no tiene ningún asteroide troyano conocido . Estos son planetas menores que orbitan alrededor del Sol en los puntos lagrangianos estables , designados L 4 y L 5 , ubicados en ángulos de 60 ° con el planeta a lo largo de su órbita. Se han descubierto asteroides troyanos para Marte , Júpiter, Urano y Neptuno. Se cree que los mecanismos de resonancia orbital , incluida la resonancia secular , son la causa de la desaparición de los troyanos de Saturno.

Satélites naturales

Un montaje de Saturno y sus lunas principales ( Dione , Tetis , Mimas , Encelado , Rea y Titán ; no se muestra Jápeto ). Esta imagen fue creada a partir de fotografías tomadas en noviembre de 1980 por la nave espacial
Voyager 1 .

Saturno tiene 82 lunas conocidas , 53 de las cuales tienen nombres formales. Además, hay evidencia de decenas a cientos de lunas con diámetros de 40 a 500 metros en los anillos de Saturno, que no se consideran lunas verdaderas. Titán , la luna más grande, comprende más del 90% de la masa en órbita alrededor de Saturno, incluidos los anillos. La segunda luna más grande de Saturno, Rea , puede tener un tenue sistema de anillos propio , junto con una tenue atmósfera .

Posible comienzo de una luna nueva (punto blanco) de Saturno (imagen tomada por Cassini el 15 de abril de 2013)

Muchas de las otras lunas son pequeñas: 34 tienen menos de 10 km de diámetro y otras 14 entre 10 y 50 km de diámetro. Tradicionalmente, la mayoría de las lunas de Saturno llevan el nombre de los titanes de la mitología griega. Titán es el único satélite del Sistema Solar con una atmósfera importante , en la que se produce una química orgánica compleja . Es el único satélite con lagos de hidrocarburos .

El 6 de junio de 2013, científicos del IAA-CSIC informaron de la detección de hidrocarburos aromáticos policíclicos en la atmósfera superior de Titán, un posible precursor de la vida . El 23 de junio de 2014, la NASA afirmó tener pruebas sólidas de que el nitrógeno en la atmósfera de Titán provenía de materiales en la nube de Oort , asociados con cometas , y no de los materiales que formaron Saturno en épocas anteriores.

Encelado , la luna de Saturno , que parece similar en composición química a los cometas, a menudo se ha considerado un hábitat potencial para la vida microbiana . La evidencia de esta posibilidad incluye las partículas ricas en sal del satélite que tienen una composición "similar a un océano" que indica que la mayor parte del hielo expulsado de Encelado proviene de la evaporación del agua salada líquida. Un sobrevuelo de 2015 por Cassini a través de una columna en Encelado encontró la mayoría de los ingredientes para sustentar las formas de vida que viven por metanogénesis .

En abril de 2014, los científicos de la NASA informaron del posible comienzo de una luna nueva dentro del Anillo A , que fue fotografiada por Cassini el 15 de abril de 2013.

Anillos planetarios

Los anillos de Saturno (fotografiados aquí por Cassini en 2007) son los más masivos y conspicuos del Sistema Solar.
Imagen ultravioleta de falso color de los anillos B y A exteriores de Saturno ; rizos más sucios en la División Cassini y Encke Gap aparecen en rojo.

Saturno es probablemente más conocido por el sistema de anillos planetarios que lo hace visualmente único. Los anillos se extienden desde 6.630 a 120.700 kilómetros (4.120 a 75.000 millas) hacia afuera desde el ecuador de Saturno y tienen un espesor promedio de aproximadamente 20 metros (66 pies). Están compuestos predominantemente de hielo de agua, con trazas de impurezas de tholin y una capa salpicada de aproximadamente un 7% de carbono amorfo . Las partículas que forman los anillos varían en tamaño desde motas de polvo hasta 10 m. Mientras que los otros gigantes gaseosos también tienen sistemas de anillos, el de Saturno es el más grande y visible.

Hay dos hipótesis principales sobre el origen de los anillos. Una hipótesis es que los anillos son restos de una luna destruida de Saturno. La segunda hipótesis es que los anillos quedan del material nebular original a partir del cual se formó Saturno. Algo de hielo en el anillo E proviene de los géiseres de la luna Encelado. La abundancia de agua de los anillos varía radialmente, siendo el anillo más externo A el más puro en agua helada. Esta variación de abundancia puede explicarse por el bombardeo de meteoritos.

Más allá de los anillos principales, a una distancia de 12 millones de kilómetros del planeta, se encuentra el escaso anillo de Phoebe. Está inclinado en un ángulo de 27 ° con respecto a los otros anillos y, como Phoebe , orbita en forma retrógrada .

Algunas de las lunas de Saturno, incluidas Pandora y Prometeo , actúan como lunas pastoras para confinar los anillos y evitar que se extiendan. Pan y Atlas causan ondas de densidad lineales débiles en los anillos de Saturno que han producido cálculos más confiables de sus masas.

Historia de la observación y la exploración

Galileo Galilei observó por primera vez los anillos de Saturno en 1610

La observación y exploración de Saturno se puede dividir en tres fases. La primera fase son las observaciones antiguas (como a simple vista ), antes de la invención de los telescopios modernos . La segunda fase comenzó en el siglo XVII, con observaciones telescópicas desde la Tierra, que mejoraron con el tiempo. La tercera fase es la visita de sondas espaciales , en órbita o en sobrevuelo . En el siglo XXI, las observaciones telescópicas continúan desde la Tierra (incluidos los observatorios en órbita terrestre como el Telescopio Espacial Hubble ) y, hasta su retiro en 2017 , desde el orbitador Cassini alrededor de Saturno.

Observaciones antiguas

Saturno se conoce desde tiempos prehistóricos, y en la historia temprana registrada fue un personaje importante en varias mitologías. Los astrónomos babilónicos observaron y registraron sistemáticamente los movimientos de Saturno. En griego antiguo, el planeta se conocía como Φαίνων Phainon , y en la época romana se conocía como la "estrella de Saturno ". En la antigua mitología romana , el planeta Phainon era sagrado para este dios agrícola, del que el planeta toma su nombre moderno. Los romanos consideraban al dios Saturno el equivalente del dios griego Cronos ; en griego moderno , el planeta conserva el nombre Cronos - Κρόνος : Kronos .

El científico griego Ptolomeo basó sus cálculos de la órbita de Saturno en observaciones que hizo mientras estaba en oposición . En la astrología hindú , hay nueve objetos astrológicos, conocidos como Navagrahas . Saturno es conocido como " Shani " y juzga a todos basándose en las buenas y malas acciones realizadas en la vida. La antigua cultura china y japonesa designó al planeta Saturno como la "estrella de la tierra" ( 土星 ). Esto se basó en los Cinco Elementos que se usaban tradicionalmente para clasificar los elementos naturales.

En hebreo antiguo , Saturno se llama 'Shabbathai'. Su ángel es Cassiel . Su inteligencia o espíritu benéfico es 'Agȋȇl ( hebreo : אגיאל , romanizado ʿAgyal ), y su espíritu más oscuro ( demonio ) es Zȃzȇl ( hebreo : זאזל , romanizado Zazl ). Zazel ha sido descrito como un gran ángel , invocado en la magia salomónica , que es "eficaz en los conjuros de amor ". En turco otomano , urdu y malayo , el nombre de Zazel es 'Zuhal', derivado del idioma árabe ( árabe : زحل , romanizado Zuhal ).

Observaciones europeas (siglos XVII-XIX)

Robert Hooke tomó nota de las sombras ( una y b ) Reparto tanto por el globo y los anillos en sí en este dibujo de Saturno en 1666.

Los anillos de Saturno requieren al menos un telescopio de 15 mm de diámetro para resolverse y, por lo tanto, no se sabía que existían hasta que Christiaan Huygens los vio en 1659. Galileo , con su telescopio primitivo en 1610, pensó incorrectamente que Saturno no aparecía del todo redondo como dos lunas en Los lados de Saturno. No fue hasta que Huygens utilizó un mayor aumento telescópico que esta noción fue refutada y los anillos se vieron realmente por primera vez. Huygens también descubrió Titán, la luna de Saturno; Giovanni Domenico Cassini descubrió más tarde otras cuatro lunas: Japeto , Rea , Tetis y Dione . En 1675, Cassini descubrió la brecha que ahora se conoce como División Cassini .

No se hicieron más descubrimientos de importancia hasta 1789 cuando William Herschel descubrió dos lunas más, Mimas y Encelado . El satélite Hyperion de forma irregular , que tiene resonancia con Titán, fue descubierto en 1848 por un equipo británico.

En 1899, William Henry Pickering descubrió Phoebe, un satélite muy irregular que no gira sincrónicamente con Saturno como lo hacen las lunas más grandes. Phoebe fue el primer satélite de este tipo encontrado y tarda más de un año en orbitar Saturno en una órbita retrógrada . A principios del siglo XX, la investigación sobre Titán condujo a la confirmación en 1944 de que tenía una atmósfera espesa, una característica única entre las lunas del Sistema Solar.

Sondas modernas de la NASA y la ESA

Sobrevuelo del Pioneer 11

Pioneer 11 imagen de Saturno

El Pioneer 11 hizo el primer sobrevuelo de Saturno en septiembre de 1979, cuando pasó a 20.000 km de las cimas de las nubes del planeta. Se tomaron imágenes del planeta y algunas de sus lunas, aunque su resolución era demasiado baja para discernir los detalles de la superficie. La nave espacial también estudió los anillos de Saturno, revelando el delgado anillo F y el hecho de que los huecos oscuros en los anillos son brillantes cuando se ven en un ángulo de fase alto (hacia el Sol), lo que significa que contienen material fino que dispersa la luz. Además, Pioneer 11 midió la temperatura de Titán.

Sobrevuelos de la Voyager

En noviembre de 1980, la sonda Voyager 1 visitó el sistema de Saturno. Envió las primeras imágenes de alta resolución del planeta, sus anillos y satélites. Se observaron por primera vez las características de la superficie de varias lunas. La Voyager 1 realizó un sobrevuelo cercano de Titán, aumentando el conocimiento de la atmósfera de la luna. Demostró que la atmósfera de Titán es impenetrable en longitudes de onda visibles ; por lo tanto, no se vieron detalles de la superficie. El sobrevuelo cambió la trayectoria de la nave espacial fuera del plano del Sistema Solar.

Casi un año después, en agosto de 1981, la Voyager 2 continuó el estudio del sistema de Saturno. Se adquirieron imágenes más cercanas de las lunas de Saturno, así como evidencia de cambios en la atmósfera y los anillos. Desafortunadamente, durante el sobrevuelo, la plataforma de la cámara giratoria de la sonda se atascó durante un par de días y se perdieron algunas imágenes planificadas. La gravedad de Saturno se utilizó para dirigir la trayectoria de la nave espacial hacia Urano.

Las sondas descubrieron y confirmaron varios satélites nuevos orbitando cerca o dentro de los anillos del planeta, así como el pequeño Maxwell Gap (un espacio dentro del Anillo C ) y Keeler gap (un espacio de 42 km de ancho en el Anillo A ).

Nave espacial Cassini-Huygens

La sonda espacial Cassini-Huygens entró en órbita alrededor de Saturno el 1 de julio de 2004. En junio de 2004, realizó un sobrevuelo cercano de Phoebe , enviando imágenes y datos de alta resolución. El sobrevuelo de Cassini de la luna más grande de Saturno, Titán, capturó imágenes de radar de grandes lagos y sus costas con numerosas islas y montañas. El orbitador completó dos sobrevuelos de Titán antes de liberar la sonda Huygens el 25 de diciembre de 2004. Huygens descendió a la superficie de Titán el 14 de enero de 2005.

A principios de 2005, los científicos utilizaron Cassini para rastrear los rayos en Saturno. El poder del rayo es aproximadamente 1000 veces mayor que el del rayo en la Tierra.

En el polo sur de Encelado, los géiseres rocían agua desde muchos lugares a lo largo de las rayas de tigre .

En 2006, la NASA informó que Cassini había encontrado evidencia de depósitos de agua líquida a no más de decenas de metros por debajo de la superficie que estallan en géiseres en Encelado, la luna de Saturno . Estos chorros de partículas heladas se emiten en órbita alrededor de Saturno desde los respiraderos en la región del polo sur de la Luna. Se han identificado más de 100 géiseres en Encelado. En mayo de 2011, los científicos de la NASA informaron que Encelado "está emergiendo como el lugar más habitable más allá de la Tierra en el Sistema Solar para la vida tal como la conocemos".

Las fotografías de Cassini han revelado un anillo planetario previamente desconocido, fuera de los anillos principales más brillantes de Saturno y dentro de los anillos G y E. Se cree que la fuente de este anillo es el impacto de un meteoroide frente a Janus y Epimetheus . En julio de 2006, se obtuvieron imágenes de lagos de hidrocarburos cerca del polo norte de Titán, cuya presencia se confirmó en enero de 2007. En marzo de 2007, se encontraron mares de hidrocarburos cerca del polo norte, el mayor de los cuales tiene casi el tamaño del mar Caspio. . En octubre de 2006, la sonda detectó una tormenta similar a un ciclón de 8.000 km de diámetro con una pared del ojo en el polo sur de Saturno.

Desde 2004 hasta el 2 de noviembre de 2009, la sonda descubrió y confirmó ocho nuevos satélites. En abril de 2013, Cassini envió imágenes de un huracán en el polo norte del planeta 20 veces más grande que los encontrados en la Tierra, con vientos superiores a los 530 km / h (330 mph). El 15 de septiembre de 2017, la nave espacial Cassini-Huygens realizó el "Gran Final" de su misión: una serie de pasadas a través de los espacios entre Saturno y los anillos internos de Saturno. La entrada atmosférica de Cassini puso fin a la misión.

Posibles misiones futuras

La exploración continua de Saturno todavía se considera una opción viable para la NASA como parte de su programa de misiones New Frontiers en curso . La NASA solicitó previamente que se presentaran planes para una misión a Saturno que incluía la sonda de entrada atmosférica de Saturno y posibles investigaciones sobre la habitabilidad y el posible descubrimiento de vida en las lunas de Saturno Titán y Encelado por parte de Dragonfly .

Observación

Vista telescópica amateur de Saturno

Saturno es el más distante de los cinco planetas fácilmente visibles a simple vista desde la Tierra, los otros cuatro son Mercurio , Venus , Marte y Júpiter. (Urano, y ocasionalmente 4 Vesta , son visibles a simple vista en cielos oscuros). Saturno aparece a simple vista en el cielo nocturno como un punto de luz brillante y amarillento. La magnitud aparente media de Saturno es 0,46 con una desviación estándar de 0,34. La mayor parte de la variación de magnitud se debe a la inclinación del sistema de anillos con respecto al Sol y la Tierra. La magnitud más brillante, -0,55, ocurre cerca del tiempo en que el plano de los anillos está más inclinado, y la magnitud más débil, 1,17, ocurre alrededor del momento en que están menos inclinados. El planeta tarda aproximadamente 29,5 años en completar un circuito completo de la eclíptica con las constelaciones de fondo del zodíaco . La mayoría de las personas necesitarán una ayuda óptica (binoculares muy grandes o un telescopio pequeño) que aumente al menos 30 veces para lograr una imagen de los anillos de Saturno en la que haya una resolución clara. Cuando la Tierra pasa por el plano de los anillos, lo que ocurre dos veces cada año de Saturno (aproximadamente cada 15 años terrestres), los anillos desaparecen brevemente de la vista porque son muy delgados. Tal "desaparición" ocurrirá a continuación en 2025, pero Saturno estará demasiado cerca del Sol para realizar observaciones.

Aspecto simulado de Saturno visto desde la Tierra (en oposición) durante una órbita de Saturno, 2001-2029
Saturno eclipsa al Sol, visto desde Cassini . Los anillos son visibles, incluido el anillo F.

Saturno y sus anillos se ven mejor cuando el planeta está en oposición o cerca de la configuración de un planeta cuando está en una elongación de 180 ° y, por lo tanto, aparece frente al Sol en el cielo. Una oposición de Saturno ocurre todos los años, aproximadamente cada 378 días, y hace que el planeta aparezca en su punto más brillante. Tanto la Tierra como Saturno orbitan alrededor del Sol en órbitas excéntricas, lo que significa que sus distancias del Sol varían con el tiempo y, por lo tanto, también lo hacen sus distancias entre sí, variando así el brillo de Saturno de una oposición a la siguiente. Saturno también parece más brillante cuando los anillos tienen un ángulo tal que son más visibles. Por ejemplo, durante la oposición del 17 de diciembre de 2002, Saturno apareció en su punto más brillante debido a una orientación favorable de sus anillos en relación con la Tierra, a pesar de que Saturno estaba más cerca de la Tierra y el Sol a finales de 2003.

Retrato de Saturno
HST del 20 de junio de 2019

De vez en cuando, Saturno es ocultado por la Luna (es decir, la Luna cubre a Saturno en el cielo). Como ocurre con todos los planetas del Sistema Solar, las ocultaciones de Saturno ocurren en "estaciones". Las ocultaciones de Saturno se llevarán a cabo mensualmente durante un período de aproximadamente 12 meses, seguido de un período de aproximadamente cinco años en el que no se registra tal actividad. La órbita de la Luna está inclinada varios grados con respecto a la de Saturno, por lo que las ocultaciones solo ocurrirán cuando Saturno esté cerca de uno de los puntos en el cielo donde los dos planos se cruzan (tanto la duración del año de Saturno como el período de precesión nodal de 18.6 años terrestres de la órbita de la Luna influye en la periodicidad).

Adiós a Saturno y las lunas ( Encelado , Epimeteo , Jano , Mimas , Pandora y Prometeo ), por Cassini (21 de noviembre de 2017).

Notas

Referencias

Otras lecturas

Ver también

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