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

Una nueva serie de simulaciones por supercomputadora ha ofrecido una respuesta al misterio de los orígenes de los anillos de Saturno, que implican una colisión masiva en los 4.500 millones de años de historia reciente del sistema solar.

Según una nueva investigación publicada en La revista astrofísica En un estudio en el 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 progenitoras heladas que colisionaron y se rompieron hace apenas unos cientos de millones de años.

Probablemente serían similares en tamaño a dos de las lunas actuales de Saturno, Dione y Rea.

Los escombros que no terminaron en los anillos también pueden 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 nave espacial Cassini capturó datos precisos a su paso e incluso se sumergió en el espacio entre los anillos de Saturno y el propio planeta.

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 con 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.

Vincent Eke, profesor asociado en el Departamento de Física/Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, dijo: «Probamos una hipótesis sobre la reciente formación de los anillos de Saturno y descubrimos que el impacto de una luna helada es capaz de enviar suficiente material cerca de Saturno para forman los anillos que vemos ahora.

«Este escenario conduce naturalmente a anillos ricos en hielo porque cuando las lunas madre chocan entre sí, la roca en los núcleos de los cuerpos en colisión se vuelve menos dispersa que el hielo suprayacente».

Los anillos de Saturno hoy viven cerca del planeta, dentro de lo que se conoce como el límite de Roche, la órbita más distante donde la atracción gravitacional de un planeta es lo suficientemente poderosa como para desintegrar cuerpos más grandes de roca o hielo que se acercan cada vez 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 extender la cantidad justa de hielo hasta el límite de Roche de Saturno, donde podría formar anillos tan helados como los de Saturno hoy.

Debido a 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.

Jacob Kegerreis, graduado de la Universidad de Durham y ahora investigador del Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley, California, dijo: «Todavía no sabemos mucho sobre el sistema de Saturno, incluidas sus lunas que albergan entornos que podrían ser adecuados para la vida. por lo que es emocionante utilizar simulaciones grandes como éstas para explorar en detalle cómo podrían haber evolucionado».

Luis Teodoro, de la Escuela de Física y Astronomía de la Universidad de Glasgow, dijo: «La aparente juventud geológica de los anillos de Saturno ha sido un enigma desde que las sondas Voyager enviaron sus primeras imágenes del planeta. Esta colaboración nos ha permitido examinar posibles circunstancias de su creación, con resultados fascinantes.»