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Los anillos de Urano y Neptuno podrían ayudar a mapear sus interiores

Mapear los interiores de los gigantes de hielo es difícil, por decir lo menos. No solo están lejos y, por lo tanto, son más difíciles de observar, sino que su constante capa de hielo hace que sea extremadamente difícil detectar lo que se esconde debajo. Por lo tanto, los científicos deben idear formas más ingeniosas de ver lo que hay dentro. Un equipo de la Universidad de Idaho, Cal Tech, Reed College y la Universidad de Arizona cree haber encontrado una manera de examinar la estructura de los anillos de Neptuno y Urano.

Sin embargo, esta no es la primera técnica utilizada por los científicos. Los esfuerzos anteriores han intentado utilizar la técnica común de la fotometría para detectar oscilaciones en la superficie del planeta. Estas oscilaciones se pueden correlacionar con la densidad de ciertas partes del interior del planeta. Si bien la técnica funcionó bien para Júpiter, los datos fotométricos que tenemos de los gigantes de hielo hasta ahora han resultado insuficientes para determinar los mismos perfiles de densidad.

Una alternativa es utilizar oscilaciones gravitacionales en la superficie del planeta. En particular, existe un tipo de patrón de oscilación conocido como «modo normal». Este patrón de oscilación ocurre cuando todas las partes de un sistema comienzan a oscilar con la misma frecuencia sinusoidal. Y los efectos gravitatorios de las oscilaciones de modo normal dentro del planeta se pueden sentir en el exterior y reflejarse en los propios anillos.

Video de UT sobre anillos planetarios en el sistema solar

Tampoco es la primera vez que se utilizan patrones en los anillos de un planeta para calcular su densidad interna. Saturno tiene un sistema de anillos mejor entendido que Urano o Neptuno, los dos gigantes de hielo con sistemas de anillos conocidos. Los científicos han estado realizando análisis sismológicos en el sistema de anillos de Saturno durante años utilizando datos de Voyager y Cassini. El resultado es una mejor comprensión de algunos de los modos normales del interior del planeta y, por lo tanto, una estimación de la composición del núcleo del planeta y la tasa de rotación de la mayor parte de su materia.

Neptuno y Urano tienen cada uno un conjunto diferente de anillos, aunque no están tan bien estudiados como los de Saturno. Algunos de estos anillos están rodeados por Shepherd’s Moons. Pero según el nuevo artículo, los mismos reflejos de densidad de onda de resonancia evidentes en los anillos de Saturno probablemente también estén presentes en los sistemas de anillos del gigante de hielo.

Además, las propias Lunas Pastoras internas podrían verse afectadas por las mismas resonancias. Algunas de las lunas pueden incluso crear sus propias resonancias, como la conocida como resonancia de Lindblad. Visto de manera más general en la escala de las galaxias, se sabe que las resonancias de Lindblad impulsan ondas de densidad espiral, que causan los «brazos» que se ven en muchas galaxias espirales. Pero en una escala mucho más pequeña, el mismo efecto ocurre en los sistemas de anillos planetarios, incluidos los de Saturno y, muy probablemente, los de Neptuno y Urano.

Video de UT que describe la misión Trident, que regresaría a Neptuno.

El problema con el uso de estas resonancias reflejadas en los anillos es uno que la ciencia enfrenta a menudo: no hay suficientes datos. Hasta ahora, ninguna sonda se ha quedado el tiempo suficiente para mapear el detalle necesario para ver el rango completo del sistema de anillos. Los autores del artículo y muchos otros investigadores sugieren que es hora de enviar una sonda a los gigantes de hielo para mapear efectivamente los sistemas de anillos, las lunas y una miríada de otros objetos recién descubiertos que son tan difíciles de observar desde la Tierra. Pero por ahora, esta misión aún está en el tablero de dibujo, por lo que tendremos que esperar para comprender completamente los interiores y el sistema de anillos de estos mundos fríos y áridos. Al menos cuando finalmente enviemos una sonda de esta manera, tendremos el marco matemático para ayudar a arrojar algo de luz sobre esos lugares oscuros.

Aprende más:
A’Hearn et al. Sismología de anillos de los gigantes de hielo Urano y Neptuno
UTAH- Anillos de Neptuno
UTAH- ¿Qué planetas tienen anillos?
UTAH- ¿Cuántos anillos tiene Urano?

imagen principal:
Impresión artística de Urano y sus anillos.
Crédito: NRAO / AUI / NSF / S. Dagnello