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¿Por qué algunos planetas están rodeados de anillos?

Los planetas están rodeados de anillos porque están formados por partículas que orbitan el planeta. Estas partículas pueden estar compuestas de una variedad de materiales, como roca, hielo y polvo. Los anillos se forman cuando los objetos en el espacio circundante del planeta, como cometas, asteroides o lunas, se rompen y sus escombros son arrastrados hacia el campo gravitacional del planeta. Las partículas comienzan a orbitar el planeta y forman un anillo. El tamaño y la forma de los anillos pueden variar dependiendo del tamaño y la composición de las partículas, así como de la atracción gravitacional del planeta. Algunos planetas, comoSaturno, son conocidos por sus sistemas de anillos grandes y distintivos, mientras que otros, como Marte, tienen anillos mucho más pequeños y menos notables.

Se pensó que Saturno fue el único planeta de nuestro sistema solar con anillos durante mucho tiempo. Los anillos alrededor de Saturno fueron descubiertos hace casi 400 años por el famoso astrónomo, Galileo Galilei. Utilizó un telescopio muy simple que construyó él mismo a partir de lentes y lo apuntó a los planetas en el cielo nocturno. Uno de los primeros objetos que miró fue Saturno. Al principio, pensó que Saturno tenía dos lunas grandes a cada lado del planeta porque su telescopio no era muy bueno y solo producía imágenes muy borrosas.

Desde entonces, los astrónomos han utilizado telescopios más grandes y mejores para encontrar anillos alrededor de todos los planetas gigantes gaseosos exteriores: Júpiter, Saturno, Neptuno yUrano. Estos planetas, a diferencia de otros en nuestro sistema, consisten en gran parte de gas.

Aunque no estamos exactamente seguros de cómo funcionan los anillos o cómo se formaron, hay algunas teorías.

La mirada de Hubble a Saturno en 2021 muestra cambios de color rápidos y extremos en las bandas del hemisferio norte del planeta. Crédito: NASA, ESA, A. Simon (NASA-GSFC) y M. H. Wong (UC Berkeley); Procesamiento de imágenes: A. Pagan (STScI)

Diferentes teorías

La primerateoríaafirma que los anillos se formaron al mismo tiempo que el planeta. Algunas partículas de gas y polvo de las que están hechos los planetas estaban demasiado lejos del núcleo del planeta y no podían ser arrastradas por la gravedad. Se quedaron atrás para formar el sistema de anillos.

Según la segundateoría, que es mi favorita, los anillos se formaron cuando dos de las lunas del planeta, que se habían formado al mismo tiempo que el planeta, de alguna manera se perturbaron en sus órbitas y finalmente chocaron entre sí. Las cosas que quedaron atrás en este gran accidente no pudieron volver a unirse para formar una luna nueva. En cambio, se extendió a los sistemas de anillos que vemos hoy.

Como aún no tenemos respuestas definitivas, seguimos explorando y probando diferentes teorías.

Imagen compuesta de Urano con datos de rayos X de Chandra tomados en 2002 y datos ópticos del telescopio Keck en Hawai. Crédito: Rayos X: NASA/CXO/University College London/W. Dunn et al; Óptica: Observatorio W.M. Keck

Lo que sí sabemos es que los anillos alrededor de los diversos planetas son ligeramente diferentes entre sí, pero todos comparten algunas características también.

Primero, todos son mucho más anchos que gruesos. Los anillos de Saturno, por ejemplo, tienen aproximadamente175,000 millas (282,000 kilómetros) de ancho (que se extienden lejos del planeta) pero solo 650 pies (200 metros) de espesor. Eso es como tener un panqueque normal en su plato para el desayuno que tiene 9 millas (14 km) de ancho.

La otra cosa que comparten todos los sistemas de anillos es que todos están hechos de pequeñas partículas de hielo y roca. Las partículas más pequeñas no son más grandes que los granos de polvo, mientras que las partículas más grandes tienen aproximadamente 65 pies (20 metros) de diámetro, aproximadamente del tamaño de un salón escolar. Todos los anillos alrededor de los planetas también contienen huecos que a veces tienen muchos kilómetros de ancho y, al principio, nadie podía entender por qué. Más tarde supimos que las brechas fueron causadas por pequeñaslunasque habían engullido todo el material en esa parte particular del sistema de anillos.

La imagen de la cámara infrarroja cercana (NIRCam) de Webb de Neptuno, tomada el 12 de julio de 2022, enfoca completamente los anillos del planeta por primera vez en más de tres décadas. Crédito: Imagen: NASA, ESA, CSA, STScI, Procesamiento de imágenes: Joseph DePasquale (STScI)

La mayor diferencia entre los anillos de Saturno y los otros planetas gigantes gaseosos es que las partículas que forman los anillos de Saturno son muy buenas para reflejar la luz del sol hacia la Tierra. Eso significa que parecen ser muy brillantes, por lo que podemos ver los anillos desde la Tierra usando un telescopio normal. El número extremadamente grande de partículas atrapadas en los anillos de Saturno también hace que los anillos sean mucho más grandes y anchos; Esa es otra razón por la que son más fáciles de ver que los anillos de los otros planetas gigantes gaseosos.

Las partículas que forman los anillos de Urano y Neptuno contienen elementos que fueron oscurecidos por el sol. Estas partículas oscuras se parecen mucho a trozos de carbón o carbón. Esto los hace mucho más difíciles de ver porque no reflejan tanta luz del sol hacia nosotros.

Nuevos descubrimientos

Este es un momento emocionante para la astronomía. Cada vez se lanzan más satélites y sondas espaciales desde todo elmundo, lo que nos permite investigar los planetas exteriores de nuestro sistema solar. Eso significa que los astrónomos tendrán la oportunidad de estudiar estos anillos, y algún día, con suerte, podremos responder a todas sus preguntas y más.

Referencia: Escrito por el Dr. Rudi Kuhn, astrónomo SALT, Observatorio Astronómico de Sudáfrica. Este artículo fue publicado por primera vez en The Conversation.

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