¿Cómo mantiene Saturno la forma de sus anillos? El secreto de las Lunas Pastoras

El titán de los anillos, Saturno. De todos los gigantes gaseosos que pueblan nuestro vecindario cósmico Saturno es posiblemente el que más nos llame la atención. Sus anillos atraen nuestra imaginación, fantaseando con sus posibles orígenes. Rocas, polvo y hielo, se extienden como copos de nieve galácticos a lo largo de 275.000 kilómetros de ancho, y apenas unas decenas de metros de espesor. Algunos son tan pequeños como una moneda y otros superan el tamaño de un camión. ¿Cómo es posible que una “nube” tan diversa y descomunal permanezca plana y ordenada en torno al ecuador del planeta? La respuesta no es fácil y Saturno no es el único que esconde este secreto.

Neptuno, Urano y Júpiter también cuentan con sus propios anillos, que, si bien no son tan complejos, vuelven a despertar en nosotros las mismas preguntas. Sin embargo, hay una que pasa desapercibida. Una pregunta que no suele formularse. Fíjate en el anillo que corona a Saturno. ¿Ves esas franjas negras que lo recorren? Mira en su interior, porque en algún punto, recorriendo esa negra carretera espacial, hay un pequeño satélite que se dedica a limpiar la vereda, una luna pastora.

Las carreteras de Saturno

Ellas son uno de los motivos por los que los anillos tienen fronteras tan definidas en lugar de difuminarse progresivamente durante miles de kilómetros. El anillo F de Saturno, por ejemplo, está patrullado por dos lunas pastoras. Pandora recorre el perímetro exterior, mientras que Prometeo se encarga de peinar el borde interior del anillo. De hecho, la mayor parte de estas discontinuidades están pastoreadas por uno o más satélites que pueden medir desde 1000 metros de diámetro hasta cientos de kilómetros. Mimas, por ejemplo, es la causante de la “división de Cassini”, la mayor de todas las que tiene Saturno y visible desde la Tierra con un simple telescopio de aficionado.

Como si fueran sus ovejas, la luna pastora es capaz de “reagrupar” el material del anillo aprovechando su propia influencia gravitatoria. Hemos de pensar que, al principio, la órbita de nuestro satélite estaba salpicada de obstáculos (de los cuales se formó él, precisamente). Estos fragmentos avanzan a velocidades muy diferentes: más rápido cuanto más cerca estén de la superficie del planeta. Así pues, los cuerpos más cercanos al planeta viajan más veloces que la luna, por lo que la gravedad de esta los frenará, haciendo que caigan y se acumulen en órbitas más bajas. Mientras tanto, como la materia más alejada del planeta se desplaza más lentamente que nuestro satélite, esta es acelerada, imprimiéndole la velocidad necesaria para que pase a órbitas más altas.

Cuanto más masiva sea la luna, más grande será la franja que limpie. En cierto modo las lunas pastoras recuerdan a máquinas quitanieves, despejando el camino y concentrando a sus lados todo lo que barren. De hecho, aunque los anillos no suelen superar las decenas de metros de espesor, en torno a una luna pastora pueden volverse de más de dos kilómetros.

Forjando el anillo

Aunque, a decir verdad, la implicación de estas lunas con los anillos planetarios va mucho más allá. Todavía no sabemos a ciencia cierta cómo se forman estos “planísimos” enjambres de materia, pero algunas de las principales hipótesis apuntan a las lunas pastoras y otros satélites como principales sospechosos. Es posible, que el material que forma los anillos venga de la erosión de algunos satélites como Metis y Adrastea, que están suficientemente cerca de Júpiter como para ser desgarrados por su fuerza de gravedad. Esto se debe a que, al estar tan cerca de un cuerpo masivo, pequeñas diferencias de distancia cambian mucho la fuerza de gravedad que experimentan los dos lados de un mismo satélite; atrayendo a la parte de la luna que apunta al planeta con mucha más fuerza que a sus antípodas. Estas llamadas “fuerzas de marea” son como los caballos de un condenado a desmembramiento. Un satélite demasiado cerca de su planeta, suficientemente grande y poco cohesionado se desintegrará poco a poco en trozos más pequeños creando una nube a su alrededor.

Otras hipótesis, como la del “choque catastrófico”, apuntan a que la erosión de estos mismos satélites podría estar producida por el impacto de la gran cantidad de meteoritos que atrae la inmensa masa de los planetas gigantes. Los satélites los interceptarían de forma casual, eyectando una gran cantidad de materia al espacio. De hecho, sabemos que las partículas más pequeñas de los anillos caen constantemente hacia su planeta en una espiral descendente, por lo que todo ese material perdido ha de estar siendo repuesto de algún modo. Bien sea la erosión por fuerzas de marea o el impacto de otros cuerpos, estos satélites son un punto crucial en la formación y mantenimiento de los anillos planetarios que tanto nos cautivan.

Viéndolo ahora en conjunto, cualquier mundo de fantasía queda eclipsado por la belleza de los anillos planetarios. Enjambres de hielo y roca en una danza sin fin, cayendo y naciendo bajo el frío brillo del espacio. Un rebaño de luces y sombras bajo la atenta mirada gravitatoria de sus lunas pastoras.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Saturno no es el único planeta con anillos. De hecho, los planetas no son los únicos cuerpos con anillos. Un ejemplo es Cariclo, un planetoide de tan solo 258 kilómetros que cabría casi entero entre Madrid y Burgos.
• Muchas fotografías del espacio están modificadas para aumentar su calidad o darles colores que nos ayuden a entender lo que estamos viendo, pero no por ello son falsas. Solo hay que saber lo que esos colores significan realmente.

REFERENCIAS (MLA):

• Aurélien Crida. “Shepherds of Saturn’s ring.” Nature Geosci8, 666–667 (2015).
• Ryuki Hyodo & Keiji Ohtsuki “Saturn’s F ring and shepherd satellites a natural outcome of satellite system formation.” Nature Geosci 8, 686–689 (2015).
• John M. Barbara. & Larry W. Esposito “Moonlet collisions and the effects of tidally modified accretion in Saturn’s F ring.” Icarus 160, 161–171 (2002).