Nuevas simulaciones arrojan luz sobre los orígenes de los anillos y las lunas heladas de Saturno        

Por: Universidad de Glasgow.

27 de septiembre de 2023.

Una nueva serie de simulaciones por supercomputadora ha ofrecido una respuesta al misterio de los orígenes de los anillos de Saturno, uno que implica una colisión masiva en la historia reciente del Sistema Solar de 4.500 millones de años. Según una nueva investigación publicada en The Astrophysical Journal en la que participan la NASA y las universidades de Durham y Glasgow, los anillos de Saturno podrían haber evolucionado a partir de los restos de dos lunas heladas progenitoras que colisionaron y se rompieron hace sólo unos cientos de millones de años.

Probablemente habrían sido similares en tamaño a dos de las lunas actuales de Saturno, Dione y Rea. Los restos que no terminaron en los anillos también podrían haber contribuido a la formación de algunas de las lunas actuales de Saturno. La mayoría de las mediciones contemporáneas de alta calidad de Saturno provienen de la nave espacial Cassini. Pasó 13 años estudiando el planeta y sus sistemas después de entrar en la órbita de Saturno en 2004. La sonda Cassini capturó datos precisos al pasar e incluso sumergirse en el espacio entre los anillos de Saturno y el planeta mismo.

Cassini descubrió que los anillos son casi hielo puro y han acumulado muy poca contaminación de polvo desde su formación, lo que sugiere que se formaron durante el último porcentaje de la vida del Sistema Solar. Motivado por la notable juventud de los anillos, el equipo de investigación recurrió a la máquina COSMA alojada en la Universidad de Durham como parte de las instalaciones DiRAC (Investigación Distribuida Utilizando Computación Avanzada) del Reino Unido.

El equipo modeló cómo podrían haber sido las diferentes colisiones entre lunas precursoras. Estas simulaciones hidrodinámicas se realizaron utilizando el software de código abierto SWIFT a una resolución más de 100 veces mayor que la de estudios anteriores, brindando a los científicos sus mejores conocimientos sobre la historia del sistema de Saturno. El equipo de investigación, probó una hipótesis sobre la reciente formación de los anillos de Saturno y descubrieron que el impacto de lunas heladas es capaz de enviar suficiente material cerca de Saturno para formar los anillos que vemos ahora.

Los anillos de Saturno hoy viven cerca del planeta, dentro de lo que se conoce como el límite de Roche: la órbita más lejana donde la fuerza gravitacional de un planeta es lo suficientemente poderosa como para desintegrar cuerpos más grandes de roca o hielo que se acercan más. El material que orbita más lejos podría agruparse para formar lunas.

Al simular casi 200 versiones diferentes del impacto, el equipo de investigación descubrió que una amplia gama de escenarios de colisión podrían dispersar la cantidad correcta de hielo en el límite de Roche de Saturno, donde podría asentarse en anillos tan helados como los de Saturno hoy. Dado que otros elementos del sistema tienen una composición mixta de hielo y roca, explicaciones alternativas no han podido explicar por qué casi no habría roca en los anillos de Saturno.

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