Saturno es el sexto planeta del Sistema Solar, es el segundo en tamaño y masa después de Júpiter y es el único con un sistema de anillosvisible desde nuestro planeta. Su nombre proviene
del dios romano Saturno. Forma parte de
los denominados planetas exteriores o gaseosos, también llamados jovianos por su
parecido a Júpiter.
El aspecto más característico de Saturno son sus
brillantes anillos. Antes de la invención del telescopio, Saturno era el más lejano de los planetas
conocidos y, a simple vista, no parecía luminoso ni interesante. El primero en
observar los anillos fue Galileo en 1610 pero
la baja inclinación de los anillos y la baja resolución de su telescopio le hicieron pensar en un principio que se trataba de
grandes lunas. Christiaan Huygens con mejores medios de observación pudo en 1659 observar
con claridad los anillos. James Clerk Maxwell en 1859 demostró
matemáticamente que los anillos no podían ser un único objeto sólido sino que
debían ser la agrupación de millones de partículas de menor tamaño. Campelo
ayudó a Galileo a hacer las operaciones y gracias a él, el científico pudo
dejar medio resuelto el enigma de los anillos. Las partículas que habitan en
los anillos de Saturno giran a una velocidad de 48.000 km/h, 15 veces más
rápido que una bala.
Debido a su posición orbital más lejana que Júpiter los antiguos
romanos le otorgaron el nombre del padre de Júpiter al
planeta Saturno. En la mitología romana, Saturno era
el equivalente del antiguo titán griego Crono, hijo de Urano y Gea que gobernaba el mundo de los dioses y
los hombres devorando a sus hijos en cuanto nacían para que no lo destronaran. Zeus, uno de ellos,
consiguió esquivar este destino y finalmente derrocó a su padre para
convertirse en el dios supremo.
Los
griegos y romanos, herederos de los sumerios en sus conocimientos del cielo, habían
establecido en siete el número de astros que se movían en el firmamento: el Sol, la Luna, y los planetas Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y
Saturno, las estrellas errantes que a distintas velocidades orbitaban
en torno a la Tierra, centro del Universo. De los cinco
planetas, Saturno es el de movimiento más lento, emplea unos treinta años
(29,457 años) en completar su órbita, casi el triple que Júpiter (11,862 años)
y respecto a Mercurio, Venus y Marte la diferencia es mucho mayor. Saturno
destacaba por su lentitud y si Júpiter era Zeus, Saturno tenía que
ser Crono, el padre anciano, que paso a paso deambula entre las estrellas.
Saturno es un planeta visiblemente achatado en los polos con un
ecuador que sobresale formando un esferoide ovalado. Los diámetros ecuatorial y
polar son respectivamente 120.536 y 108.728 km. Este efecto es producido por la
rápida rotación del planeta, su naturaleza fluida y su relativamente baja
gravedad. Los otros planetas gigantes son también ovalados pero no en tan gran
medida. Saturno posee una densidad específica de 690 kg/m³ siendo el único
planeta del Sistema Solar con una densidad inferior a la del agua
(1000 kg/m³). El planeta está formado por un 90% de hidrógeno y un 5% de helio. El volumen del
planeta es suficiente como para contener 740 veces la Tierra, pero su masa es
sólo 95 veces la terrestre, debido a la ya mencionada densidad media.
El
periodo de rotación de Saturno es incierto dado que no posee superficie y su
atmósfera gira con un periodo distinto en cada latitud. Desde la época de los Voyager se consideraba que el periodo de
rotación de Saturno, basándose en la periodicidad de señales de radio emitidas
por él, era de 10 h 39 min 22,4 s (810,8°/día).
Las misiones espaciales Ulysses y Cassini han mostrado que este periodo de
emisión en radio varía en el tiempo siendo en la actualidad: 10 h 45 m 45 s (±
36 s). La causa de este cambio en el periodo de rotación de radio podría estar
relacionada con la actividad criovolcánica en forma de géisers del satélite Encélado, que libera material en órbita de
Saturno capaz de interaccionar con el campo magnético externo del planeta,
utilizado para medir la rotación del núcleo interno donde se genera. En general
se considera que el periodo de rotación interno del planeta puede ser conocido
tan sólo de forma aproximada.
El interior del planeta es semejante al de Júpiter, con un núcleo sólido en el interior. Sobre él se
extiende una extensa capa de hidrógeno líquido y sólido (debido a los efectos
de las elevadas presiones y temperaturas). Los 30.000 km exteriores del planeta
están formados por una extensa atmósfera de hidrógeno y helio. El interior del
planeta contiene probablemente un núcleo formado por materiales helados
acumulados en la formación temprana del planeta y que se encuentran en estado
líquido en las condiciones de presión y temperatura cercanas al núcleo. Éste se
encuentra a temperaturas en torno a 12.000 K (aproximadamente
el doble de la temperatura de la superficie del Sol). Por otro lado, y
al igual que Júpiter y Neptuno, Saturno irradia más calor al exterior del que
recibe del Sol. Una parte de esta
energía está producida por una lenta contracción del planeta que libera la
energía potencial gravitacional producida en la compresión. Este mecanismo se
denominamecanismo de Kelvin-Helmholtz. El calor extra generado se produce en una
separación de fases entre el hidrógeno y el helio relativamente homogéneos que
se están diferenciando desde la formación del planeta liberando energía
gravitatoria en
forma de calor.
La atmósfera de Saturno posee un patrón de bandas oscuras y zonas
claras similar al de Júpiter aunque
la distinción entre ambas es mucho menos clara en el caso de Saturno. La
atmósfera del planeta posee fuertes vientos en la dirección de los paralelos alternantes
en latitud y altamente simétricos en ambos hemisferios a pesar del efecto
estacional de la inclinación axial del planeta. El viento está dominado por una
intensa y ancha corriente ecuatorial al nivel de la altura de las nubes que
llegó a alcanzar velocidades de hasta 450 m/s en la época de los Voyager. A
diferencia de Júpiter no son aparentes grandes vórtices estables aunque sí los
hay más pequeños.
Las
nubes superiores están formadas probablemente por cristales de amoníaco.
Sobre ellas parece extenderse una niebla uniforme sobre todo el planeta
producida por fenómenos fotoquímicos en la atmósfera superior (alrededor de 10 mbar). A niveles más
profundos (cerca de 10 bar de presión) el agua de la atmósfera condensa
probablemente en una capa de nubes de agua que no ha podido ser observada.
Al
igual que en Júpiter ocasionalmente se forman tormentas en la atmósfera de Saturno algunas de
las cuales han podido ser observadas desde la Tierra. En 1933 se observó una mancha blanca situada
en la zona ecuatorial por el astrónomo aficionado W.T. Hay. Era lo
suficientemente grande como para ser visible con un refractor de 7 cm, pero no
tardó en disiparse y desvanecerse. En 1962 empezó a desarrollarse una nueva
mancha, pero no llegó nunca a destacar. En 1990 se pudo observar una gigantesca nube
blanca en el ecuador de Saturno que ha sido asimilada a un proceso de formación
de grandes tormentas. Se han observado manchas similares en placas fotográficas
tomadas durante el último siglo y medio a intervalos de aproximadamente 30
años. En 1994 se pudo observar una segunda gran tormenta
de aproximadamente la mitad de tamaño que la producida en el año 1990.
La
sonda Cassini ha podido captar varias grandes tormentas en Saturno, una de las
mayores con rayos 10.000 veces más potentes que los de cualquier tormenta de la
Tierra y que apareció el día 27 de noviembre de 2007, habiendo durado 7
meses y medio -lo que fue por un tiempo el récord de duración de una tormenta
en el Sistema Solar -. Ésta
tormenta apareció en el hemisferio S de Saturno, en una zona conocida cómo
"callejón de las tormentas" por la elevada frecuencia con la que
aparecen allí éstos fenómenos. Éste
récord, sin embargo, ha sido batido por otra tormenta aparecida en la misma
zona, que fue detectada en enero de 2009 y que a mediados de septiembre de ése
año aún continuaba activa, durando
hasta octubre de ése año.
Una
enorme tormenta, tan grande que rodeó el planeta, apareció en diciembre de 2010 en el hemisferio N de Saturno
desarrollando un vórtice central de color oscuro de 5000 kilómetros de ancho
similar a la Gran Mancha Roja de Júpiter, siendo tan potente -mucho
más que cualquier tormenta terrestre- que dragó nubes de cristales de amoniaco
de las profundidades de la atmósfera del planeta. Durante los aproximadamente
200 días que duró fue estudiada
con ayuda de la sonda Cassini y de telescopios terrestres, creció y se expandió hasta alcanzar un
área 8 veces superior al de la Tierra, y pudieron captarse las ondas de radio producidas por el aparato eléctrico
asociado a ella
Característica nube
hexagonal en el polo norte, descubierta porVoyager 1 y confirmada en 2006 por Cassini.
Las
regiones polares presentan corrientes en chorro a 78ºN y 78ºS. Las sondas Voyager
detectaron en los años 80 un patrón hexagonal en la región polar norte que ha
sido observado también por el telescopio espacial Hubble durante los años 90.
Las imágenes más recientes obtenidas por la sonda Cassini han mostrado el
vórtice polar con gran detalle. Saturno es el único planeta conocido que posee
un vórtice polar de estas características si bien los vórtices polares son
comunes en las atmóferas de la Tierra o Venus.
En el
caso del hexágono de Saturno los lados tienen unos 13.800 kilómetros de
longitud (algo más del diámetro de la Tierra) y la estructura rota con un
periodo idéntico al de la rotación planetaria siendo una onda estacionaria que
no cambia su longitud ni estructura, como hacen el resto de nubes de la
atmósfera. Estas formas poligonales entre tres y seis lados se han podido
replicar mediante modelos de fluidos en rotación a escala de laboratorio.
Al
contrario que el polo norte, las imágenes del polo sur muestran la presencia de
una corriente de chorro,
pero no vórtices ni ondas
hexagonales persistentes. Sin embargo, NASA informó en noviembre del 2006 que la
sonda Cassini había observado un huracán en el polo sur, con un ojo bien
definido Ojos de tormenta bien
definidos solo habían sido observados en la Tierra (incluso no se ha logrado
observarlo en la Gran Mancha Roja de Júpiter por la sonda Galileo). Ése
vórtice, de aproximadamente 8000 kilómetros de diámetro, ha podido ser
fotografiado y estudiado con gran detalle por la sonda Cassini, midiéndose en él
vientos de más de 500 kilómetros por hora .
En abril de 2010, NASA ha hecho públicos unos
vídeos e imágenes en los que se puede apreciar el aparato eléctrico asociado a las tormentas que se
producen en la atmósfera de Saturno, la primera vez que se consigue esto.
Saturno gira alrededor del Sol a una distancia media de 1.418
millones de kilómetros en una órbita de excentricidad 0,056, que sitúa el
afelio a 1.500 millones de km y el perihelio a 1.240 millones de km. Saturno se
encontró en el perihelio en 1974. El periodo de traslación alrededor del Sol es
de 29 años y 167 días, mientras que su período sinódico es de 378 días, de modo
que, cada año la oposición se produce con casi dos semanas de retraso respecto
al año anterior. El período de rotación sobre su eje es corto, de 10 horas, 14
minutos, con algunas variaciones entre el ecuador y los polos.
Los
elementos orbitales de Saturno son modificados en una escala de 900 años por
una resonancia orbital de tipo 5:2 con el planeta Júpiter,
bautizado por los astrónomos franceses del siglo XVIII como la grande inégalité (Júpiter completa 5 vueltas por cada 2
de Saturno). Los planetas no se encuentran en una resonancia perfecta, pero están
lo suficientemente cercanos a ella como para que las perturbaciones a sus
respectivas órbitas sean apreciables.
Los satélites más grandes, conocidos antes del inicio de la
investigación espacial son: Mimas, Encélado, Tetis, Dione, Rea, Titán, Hiperión, Jápeto y Febe.
Tanto Encélado como Titán son mundos especialmente interesantes para los
científicos planetarios ya que en el primero se deduce la posible existencia de
agua líquida a poca profundidad de su superficie a partir de la emisión de
vapor de agua en géiseresy el segundo
presenta una atmósfera rica en metano y similar a la de la primitiva Tierra.
Otros
30 satélites de Saturno tienen nombre pero el número exacto es incierto por
existir una gran cantidad de objetos que orbitan este planeta. En el año 2000, fueron detectados 12
nuevos satélites, cuyas órbitas sugieren que son fragmentos de objetos mayores
capturados por Saturno. La misión Cassini-Huygens también ha encontrado nuevos
satélites, la última de ellas anunciada el 3 de marzo de 2009 y que hace la número 61 del planeta.
La característica más notable de Saturno son sus anillos, que
dejaron muy perplejos a los primeros observadores, incluido Galileo. Su telescopio no
era tan potente como para revelar la verdadera naturaleza de lo que observaba
y, por error de perspectiva, creyó que se trataba de dos cuerpos independientes
que flanqueaban el planeta. Pocos años después, Saturno presentaba los anillos de
perfil, y Galileo quedó muy sorprendido por la brusca desaparición de los dos
hipotéticos compañeros del planeta. Por fin, la existencia del sistema de
anillos fue determinada por Christiaan Huygens en 1659, con la ayuda de un
telescopio más potente.
Los
anillos de Saturno se extienden en el plano ecuatorial del planeta desde los
6630 km a los 120.700 km por encima del ecuador de
Saturno y están compuestos de partículas con abundante agua helada. El tamaño
de cada una de las partículas varía desde partículas microscópicas de polvo
hasta rocas de unos pocos metros de tamaño. El elevado albedo de los anillos muestra que éstos son
relativamente modernos en la historia del Sistema Solar. En un principio se
creía que los anillos de Saturno eran inestables a lo largo de períodos de
decenas de millones de años, otro indicio de su origen reciente, pero los datos
enviados por la sonda Cassini sugieren que son mucho más antiguos de lo que se
pensaba en un principio. Los anillos de Saturno poseen una dinámica orbital muy
compleja presentando ondas de densidad, e interacciones con los satélites de
Saturno (especialmente con los denominados satélites pastores).
Al estar en el interior del límite de Roche,
los anillos no pueden evolucionar hacia la formación de un cuerpo mayor.
En la astrología hindú, hay nueve planetas, conocidos
como Navagrahas. Conocen a Saturno como Sani o Shani,
el Juez entre todos los planetas, y determina a cada uno según sus propios
hechos realizados malos o buenos.
La
Cultura china y japonesa designan a Saturno como la estrella de
la tierra dentro del esquema tradicional oriental de utilizar cinco elementos
para clasificar los elementos naturales.
En el
hebreo, llaman Shabbathai a Saturno. Su Angel es Cassiel. Su Inteligencia, o el
espíritu beneficioso, son Agiel (layga), y su espíritu (el aspecto más
oscuro) es Zazel (lzaz). Ver: Cábala.
En
turco y malayo, su nombre es Zuhal,
sacado del árabe زحل.
Saturno
fue también conocido como Φαίνων por los griegos.
Visto desde la Tierra, Saturno aparece
como un objeto amarillento, uno de los más brillantes en el cielo nocturno.
Observado a través de un telescopio,
los anillos A y B se ven fácilmente, mientras que los D y E sólo se ven en
condiciones atmosféricas óptimas. Con telescopios de gran sensibilidad situados
en la Tierra se distinguen, en la niebla de la envoltura gaseosa de Saturno,
pálidos cinturones y estructuras de bandas paralelas al ecuador.
Tres
naves espaciales estadounidenses incrementaron enormemente el conocimiento del
sistema de Saturno: la sonda Pioneer 11 y las Voyager 1 y 2, que
sobrevolaron el planeta en septiembre de 1979, noviembre de 1980 y agosto de
1981, respectivamente. Estas naves espaciales llevaban cámaras e instrumentos
para analizar las intensidades y polarizaciones de la radiación en las regiones
visible, ultravioleta, infrarroja y de radio del espectro electromagnético.
También estaban equipadas con instrumentos para el estudio de los campos
magnéticos y para la detección de partículas cargadas y granos de polvo
interplanetario.
En
octubre de 1997 fue lanzada la nave Cassini,
con destino a Saturno, que incluía también la sonda Huygens para explorar Titán, la
mayor y más interesante de las lunas del planeta. Se trata del último proyecto
de gran presupuesto de la NASA, en colaboración con
la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana. Tras un viaje de
casi siete años, está previsto que la Cassini recoja datos sobre Saturno y sus
satélites durante otros cuatro años. En octubre de 2002 la nave obtuvo su
primera fotografía del planeta, tomada a una distancia de 285 millones de
kilómetros, y en la que aparece también Titán. En junio de 2004 la Cassini
sobrevoló Febe,
otro satélite de Saturno (el más alejado), obteniendo imágenes espectaculares
de su superficie, llena de cráteres. En julio del mismo año, la nave entró en
órbita de Saturno. En enero de 2005 la sonda Huygens atravesó la atmósfera de
Titán y alcanzó su superficie, enviando a la Tierra datos e imágenes de gran
interés del satélite.
Encuentran agua en diminuta luna de Saturno
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