El exágono de Saturno desde Calar Alto y desde el espacio

Hace treinta años se observó por primera vez en Saturno una peculiar estructura con forma de exágono que rodeaba el polo norte del planeta. Nada semejante, con una geometría tan regular, había sido jamás visto en ningún planeta del Sistema Solar. Ahora el Grupo de Ciencias Planetarias de la Universidad del País Vasco ha estudiado y medido el fenómeno y, entre otros logros, ha establecido su periodo de rotación. Dicho periodo podría ser, además, el del propio planeta. Saturno es el único planeta del Sistema Solar del que aún se desconoce con exactitud el tiempo que tarda en rotar. La investigación es portada de la revista Geophysical Research Letters.

En 1980 y 1981 las sondas espaciales Voyager 1 y 2 de la NASA sobrevolaron por primera vez el planeta Saturno, situado a 1500 millones de kilómetros del Sol. Entre sus muchos descubrimientos, observaron en sus nubes superiores una peculiar estructura con forma de exágono que rodeaba el polo norte del planeta. El exágono permanecía prácticamente estático, sin movimiento, frente a la rotación global del planeta, por entonces muy mal conocida. Además, las imágenes de las naves Voyagerencontraron que por el interior del exágono las nubes se movían rápido, en una estrecha corriente en chorro, arrastradas por vientos de más de 400 km/h.

Treinta años más tarde (lo que equivale a un año de Saturno, es decir el tiempo que tarda el planeta en dar una vuelta alrededor del Sol), y a lo largo de más de seis años consecutivos, investigadores del Grupo de Ciencias Planetarias de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), en colaboración con astrónomos de diferentes países, han observado de nuevo con detalle la región polar norte de Saturno, y han confirmado que el exágono sigue ahí. Tras medir con gran precisión las posiciones de los vértices del exágono, han determinado que su movimiento sigue siendo extremadamente estable y, a partir de los desplazamientos de las nubes, que la corriente en chorro de su interior permanece inmutable. Para este estudio los investigadores han utilizado imágenes tomadas desde la Tierra entre 2008 y 2014 con, entre otras, las cámaras astronómicas PlanetCam (desarrollada por el propio Grupo de Ciencias Planetarias) y AstraLux, instaladas en los telescopios de 1.23 m y de 2.2 m del Observatorio de Calar Alto en Almería, así como imágenes de muy alta resolución obtenidas por la nave espacial Cassini que se encuentra en órbita alrededor de Saturno desde el año 2004.

Debido a la inclinación de unos 27º del eje del planeta Saturno, su atmósfera polar sufre intensos cambios estacionales con extensas noches polares de más de siete años de duración, seguidas de un largo período de 23 años de iluminación variable. Sin embargo, los cambios estacionales no tienen ninguna influencia en el exágono y su corriente de chorro, de donde se deduce que ambos forman parte de una extensa onda profundamente enraizada en la atmósfera de Saturno. Los investigadores de la UPV/EHU proponen que el exágono y su corriente son la manifestación de una «onda de Rossby», semejante a las que se forman en las latitudes medias de la Tierra. En nuestro planeta esa corriente en chorro (llamada jet stream en inglés) fluye ondulante del oeste al este y lleva asociado el sistema de borrascas y anticiclones que habitualmente vemos en los mapas del tiempo.

En Saturno, un planeta gaseoso de hidrógeno, con diez veces el tamaño de la Tierra, frío en sus nubes altas, sin una superficie sólida y con una atmósfera tan profunda como un océano, «se espera que la ondulación exagonal de la corriente en chorro se propague en vertical y nos revele aspectos de la atmósfera oculta», señala Agustín Sánchez Lavega, director del Grupo de Ciencias Planetarias. «El movimiento del exágono pudiera estar acoplado entonces al de las profundidades de Saturno, y el periodo de rotación de esta estructura, que hemos podido determinar que es de 10 horas 39 minutos y 23 segundos, sería el del propio planeta», añade. Saturno es el único planeta del Sistema Solar del que aún se desconoce su periodo de rotación exacto.

Para este estudio han sido fundamentales los datos obtenidos en el Observatorio de Calar Alto por medio de las cámaras AstraLux y PlanetCam. Astralux es uno de los instrumentos de mayor éxito y más llamativos con que está equipado el telescopio reflector Zeiss de 2.2 m. En cuanto al instrumento PlanetCam, ha sido desarrollado por el propio Grupo de Ciencias Planetarias de la Universidad del País vasco para ser utilizado en los telescopios Zeiss de 1.23 m y de 2.2 m de Calar Alto. El caso PlanetCam constituye un ejemplo excelente de la importancia de Calar Alto, y de sus telescopios de 1.23 y de 2.2 m, como banco para el desarrollo de instrumentación novedosa en empresas españolas de base tecnológica. La ampliación de PlanetCam ahora en curso está liderada por una empresa andaluza.

Referencia

A. Sánchez-Lavega, T. del Río-Gaztelurrutia, R. Hueso, S. Pérez-Hoyos, E. García-Melendo, A. Antuñano, I. Mendikoa, J. F. Rojas, J. Lillo, D. Barrado-Navascués, J. M. Gomez-Forrellad, C. Go, D. Peach, T. Barry, D. P. Milika, P. Nicholas, y A. Wesley. “The long-term steady motion of Saturn’s exagon and the stability of its enclosed jet stream under seasonal changes”, Geophysical Research Letters, Vol. 41, 1425-1431 (2014).

Imágenes

Portada de la revista Geophysical Research Letters.

El exágono de Saturno en imágenes tomadas por el instrumento ISS a bordo de la nave Cassiniel 26 Febrero 2013. Crédito: Grupo Ciencias Planetarias UPV/EHU-Cassini NASA/ESA.

Mapas del polo norte de Saturno mostrando la estructura exagonal: (A) Cassini ISS (3 Enero 2009); (B) Detalle de las nubes del interior del exágono (Cassini ISS el 26 Agosto 2008); (C) Telescopio 2.2 m del Observatorio de Calar Alto: cámara Astralux (13-16 Julio, 2013). Crédito: Grupo Ciencias Planetarias UPV/EHU-Cassini NASA/ESA.

Saturno en imágenes obtenidas en 2013 con las cámaras PlanetCam y AstraLux en los telescopios de 1.23 m y 2.2 m del Observatorio de Calar Alto. El exágono configura el borde de la región oscura en el polo norte. Crédito: Grupo Ciencias Planetarias UPV/EHU.